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EVAPORADORES DE MÚLTIPLES EFECTO: PRINCIPIOS GENERALES Volver al contenido principal

EVAPORADORES DE MÚLTIPLES EFECTO: PRINCIPIOS GENERALES

En un evaporador de efecto simple, la entalpía del vapor producido no es aprovechada, ya que este vapor no es utilizado como elemento o agente de calefacción. Sin embargo, sí puede usarse en un segundo evaporador si la disolución contenida en este último tiene un punto de ebullición suficientemente bajo para que la diferencia de temperatura entre el vapor de calefacción y la disolución hirviente proporcione un flujo de calor adecuado.

Esta es la idea básica de los evaporadores de múltiple efecto, introducidos por Rillieux, en 1830. En la figura 10.5. está representado esquemáticamente un sistema de evaporación de triple efecto.

El vapor producido en el primer efecto es utilizado como agente de calefacción en el segundo, en el cual se condensa a una temperatura superior a la de ebullición de la disolución que se evapora en el mismo. El vapor producido en este segundo evaporador se lleva a un tercero en el que se condensa a una temperatura superior a la de ebullición de la disolución que se encuentra en el mismo; el vapor de agua producido en este último efecto se recoge en un condensador conectado a su vez con un sistema de vacío.

Si los evaporadores se numeran en el sentido en que disminuye la presión, y las presiones y las temperaturas en cada unidad son, respectivamente, P1, P2, y P3, y T1, T2, y T3, se cumple que: P1 > P2 > P3 Y T1 > T2 > T3

El estudio de un sistema de evaporación de efecto múltiple se puede realizar tomando como base las siguientes suposiciones:

a) El sistema opera en condiciones de flujo y estado estacionarios. Las velocidades de flujo de masa son tales que en ningún evaporador hay acumulación o disminución de disolvente o soluto. Las concentraciones, las presiones y las temperaturas en cada evaporador se mantienen constantes.

b) Las disoluciones no presentan elevación del punto de ebullición, y los efectos de la carga hidrostática son despreciables.

c) La cantidad de calor necesaria para llevar la alimentación desde su temperatura inicial, TF, hasta la temperatura de ebullición, T1, también se considera despreciable, de tal forma que la cantidad de calor proporcionada por el vapor de calefacción en el primer efecto se encuentra como calor latente en el vapor que sale del mismo.

d) Las entalpías de dilución no se toman en consideración.

e) También se desprecia el calor que lleva el líquido, como consecuencia de estar a una temperatura por encima de la de ebullición, cuando pasa de un efecto a otro.

Entonces, la cantidad de calor transmitida en cada efecto en la unidad de tiempo es: i = Ui . Ai . siendo

Como la cantidad de calor cedida en un evaporador por el vapor de calefacción procedente del evaporador anterior es igual a la cedida en el evaporador anterior, se pueden establecer las ecuaciones anteriores con carácter aproximado. Los errores cometidos con estas suposiciones son cuantitativamente pequeños. En los evaporadores de múltiples efectos las áreas son iguales, por lo que se puede escribir:

de donde se deduce que, en ellos, la diferencia de temperatura es, de forma aproximada, inversamente proporcional al valor del coeficiente global de transmisión de calor en el mismo. Si se considera que no hay elevación en el punto de ebullición, se cumplirá:

(10.9)

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Franco, C. A., Franco, C. A., Ojeda, E. D. (2008, April 25). pagina_13. Retrieved December 11, 2019, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema10/pagina_13.htm. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License