Balance de Masa y Energía en Una Torre de Destilación

Balance de Masa y Energía en una torre de destilación

Balance de Materia Sistema I  F = D +W 

(1)

Balance de Energía Sistema II

G H G = L H  L + DH  D + QC 

(2)

 F H  F + Q= D H  D + W H W 

(3)

Sistema I

Donde Q es el calor neto de la torre

Q=Q R−QC 

(4)

Reemplazando (4) en (3) Q R = D H  D + W H W + Q C − F H  F 

()

!l"#o del ag"a de en$riamiento % del &apor de ag"a en el 'er&idor

Q C = A Cp AGUA dT  () Balance de Entropía Entropías corrientes ! * D % + (*í,"idos Sat"rados) T 

Si ( T , P )= Si ( ¿ , Po ) +∫ Cp ¿

dT  T 

(-)

Entropía en la corriente . *a corriente . es "n &apor sat"rado con composici/n de etanol Tsat 

si ( T , P )= si ( ¿ , Po ) +

 λvap P + − Rln ∫¿ Cp dT  T  T   P

O

(0)

Entropia de  %  El camio de entropía del ag"a de en$riamiento T 2

∫ Cp dT  T 

 Δ s A =

()

T 1

*a entropía del &apor % del lí,"ido sat"rado en el 'er&idor

 Δ SV = sVs − sVe  

(15)

6artiendo de la Ec"aci/n de Balance de entropía se otiene7 Sistema I

S GE ( Sist! )= D SD+ V  Δ SV  + A ΔSA + W SW − F SF   

(11)

Sistema II En el condensador G s G + A s Ae + SGE = Ds D + L s L + A S AS  

S GE ( sist!! )= D s D + L s L + A Δs A− G sG   Sistema III *a entropía generada en la torre % en el 'er&idor 

(12) (13)

S GE ( sist!!! )= S GE ( Sist! ) −S GE ( Sist!! )  

(14)

E8ergia Destr"ida *a e8ergia destr"ida de cada sistema es

 E"d =T O SGE   

(1)

 9omenclat"ra ::::::::; !l"#o de ag"a de en$riamiento <::::::::; ni&ersal de los .ases ?::::::::; ?emperat"ra sol"ta ?o :::::::; ?emperat"ra de Re$erencia Qc:::::::;

n@lisis de E8ergía *a e8ergía perdida $"e red"cida de 455- As en la col"mna adia@tica a 243 As en la col"mna diaatica "na red"cci/n del 3C; El mínimo traa#o re,"erido para la col"mna

dia@tica $"e -; As % para la adia@tica -3;2 As; sí la seg"nda le% de la e$iciencia energtica (E,;-) incrementa desde 5;51- para la col"mna adia@tica a 5;520 de la col"mna dia@tica; sí tamin para "n proceso de destilaci/n real de noe,"ilirio el camino de operaci/n dia@tico t"&o "na alta e$iciencia de la seg"nda le% en contraste con el mtodo adia@tico; Estas ci$ras indican ,"e la adici/n de intercamiadores de calor p"ede dar l"gar a importantes me#oras; *a principal me#or en la adici/n de intercamiadores de calor (diaatizaci/n) est"&o en la temperat"ra del ag"a de en$riamiento;