Reporte Secador Rotatorio Terminado

OPERACIONES DE SEPARACIÓN IV ESIQIE.IPN

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL E SC UE LA S UPE RI OR D E I NGE NI ER IA QU IM IC A E I N D US T R IA S E X TR A C TI V AS (E.S.I.Q.I.E.)

Departamento de Ingeniería Química Industrial

PRACTICA No 2: |SECADOR ROTATORIO}

ALUMNO: JIMÉNEZ

SECCION:

ÁLVAREZ ELMER

09:00 am ± 11:00 am

GRUPO: 9IM3

PROFESOR: ING. JUAN SANCHEZ DEL RIO LABORATORIO D E OPERACIONES DE SEPARACIÓN IV (SECADO)

MEXICO, D.F. 14 D E SEPTIEMBRE, SEMESTRE AGOSTO-DICIEMBRE 2011.

JIMÉNEZ ÁLVAREZ ELMER

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OBJETIVO En esta práctica se determinará en forma teórica y experimental el tiempo de residencia en un secador rotatorio operado en flujo paralelo, así como la eficiencia de secado y el costo por kilogramo de producto. La operación de secado se efectúa con grava húmeda en contacto directo con el medio secante (aire calentado a fuego directo). Se determinará determinará el contenido de humedad y las temperaturas de bulbo seco y húmedo del medio ambiente y de la corriente secante (a la salida del secador), también se calculará la cantidad de agua evaporada, el volumen de los gases de secado y el calor suministrado por el gas usado.

INTRODUCCIÓN El secador rotatorio constituye una de las formas más ampliamente utilizadas para el secado, de una amplia gama de materiales, a nivel industrial, en forma rápida y con bajo costo unitario cuando se trata de grandes cantidades; forman un grupo muy importante de secadores, son adecuados para manejar materiales granulares de flujo libre que pueden arrojarse sin temor de romperse. En la figura 1 se muestra uno de estos secadores, un secador de aire caliente directo a contracorriente. El sólido por secar se introduce continuamente en uno de los extremos de un cilindro giratorio, como se muestra, mientras que el aire caliente fluye por el otro extremo. El cilindro está instalado en un pequeño ángulo con respecto a la horizontal; en consecuencia, el sólido se mueve lentamente a través del aparato. Dentro del secador, unos elevadores que se extienden desde las paredes del cilindro en la longitud total del secador levantan el sólido y lo riegan en una cortina móvil a través del aire; así lo exponen completamente a la acción secadora del gas. Esta acción elevadora también contribuye al movimiento hacia adelante del sólido.

Figura 1. Secador rotatorio de aire caliente

En el extremo de alimentación del sólido, unos cuantos elevadores espirales pequeños ayudan a impartir el movimiento inicial del sólido hacia adelante, antes de que este llegue a los elevadores principales. Es obvio que el sólido no debe ser pegajoso ni chicloso, puesto que podría pegarse a las paredes del secador. En estos casos, la recirculación de una parte del producto seco puede permitir el uso de un secador rotatorio.


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OPERACIONES DE SEPARACIÓN IV ESIQIE.IPN El secador puede alimentarse con gas de combustible caliente y no con aire; además, si el gas sale del secador a una temperatura lo suficientemente alta, al ser descargado a través de un montón de aire puede proporcionar una corriente de aire natural adecuada que proporcione el gas suficiente para el secado. Sin embargo, de ordinario, se utiliza un ventilador de extracción para jalar el gas a través del secador, porque así se obtiene un control más completo del flujo de gas. Se puede interponer un recolector de polvo, del tipo de ciclón, filtro o de lavado entre el ventilador y el gas saliente. También puede ponerse un ventilador de empuje en la entrada del gas; de esta forma se mantiene una presión cercana a la atmosférica en el secador; éste previene la fuga de aire frío en los extremos de almacenamiento del secador; si la presión está bien balanceada, la fuga hacia el exterior también puede reducirse al mínimo. Los secadores rotatorios se fabrican para diversas operaciones. La clasificación siguiente incluye los tipos principales. principales. 1. Calor directo, flujo a contracorriente. Para materiales que pueden calentarse a temperaturas elevadas, como minerales, arena, piedra caliza, arcillas, etc., se puede utilizar un gas de combustible como gas de secado. Para sustancias que no pueden calentarse excesivamente, como ciertos productos químicos cristalinos, como sulfato de amonio se puede utilizar aire caliente. El arreglo general es el que se muestra en la figura 1; si se utiliza gas de combustible, las espirales de calentamiento se reemplazan por una caldera que este quemando gas, aceite o carbón. 2. Calor directo, flujo a corriente paralela . Las formas que pueden secarse con un gas de combustible sin miedo de contaminarlos, pero que no deben calentarse a temperaturas muy elevadas por temor a dañarlos (como yeso, piritas de fierro, y materiales orgánicos como la turba y la alfalfa), deben secarse en un secador con flujo a corriente paralela. paralela. La construcción construcción general es muy si milar a la de la figura 1,

excepto en que el gas y el sólido entran por el mismo extremo del secador.

Figura 2. Esquema de secadores rotatorios


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DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OP ERACIÓN DEL EQUIPO

Identificar cada parte del equipo

Tamizar y pesar la cantidad necesaria de grava humeda, determinar el contenido de humedad

Oprimir el interruptor del ventilador principal para el ciclo de barrido y evitar atmosferas explosivas

Despues de 5 minutos conectar el ventilador auxiliar

El electrodo detector manda la señal de abrir válvula de gas al quemador.

Se abre la válvula del gas al piloto y la bobina tambien cierra el circuito produciendo el arco electrico.

Ajustar el TIC a la temperatura recomendada.

Alimentar la grava humeda, y tomar el tiempo de operacion, residencia, velocidad del tambor y temperaturas de bulbo humedo y seco.

Encender motovariador de velocidad a la cantidad de r.p.m. recomendado.


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DATOS DE OPERACIÓN DEL EQUIPO VARIABLE

VALOR

Cantidad de agua en el material a secar (g) Entrada TG ( ) TW ( ) Salida TG ( ) TW ( ) Rotámetro (%) Tiempo residencia (min) Temperatura de operación ( ) Tiempo de operación (h)

250 22 17 148 43 56 5.10 128 0.085

 



CÁLCULOS 1. Construir la carta de humedad humedad de la mezcla mezcla aire-vapor de agua, agua, a la presión absoluta de 585 mm Hg 2. Cantidad de agua evaporada.

             NOTA. Se considera que el producto obtenido sale totalmente seco 3. Cantidad de aire necesario para el secado

        Usando la cata psicrométrica, se obtienen los siguientes datos:

                                                    Se considera


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Usando la siguiente ecuación, se determinan las humedades absolutas correspondientes.

            Por lo tanto:

                                                               4. Masa velocidad del aire. Es la relación entre la cantidad de aire necesario para el secado y el área transversal del secador.

                    5. Tiempo de residencia

               Se considera como Dp = 2 cm = 0.02 x 10 6 µ

         


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                                         × × 6. Volumen de gas de secado

                                               



7. Balance de calor Para el balance de calor se considera que el producto sale completamente seco del equipo. 8. Calor suministrado suministra do por el gas combustible

                                              9. Calor absorbido por la grava

     


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                    10. Calor absorbido por el gas de secado.

                            11. Calor absorbido por el agua evaporada

      De tablas:

Por lo tanto:

                             

12. Eficiencia térmica

                   


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13. Eficiencia de secado

                     14. Costo de secado por kilogramo de producto

      

                   


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OBSERVACIONES Se lograron los objetivos de la práctica, como la determinación del tiempo de residencia tanto en forma teórica como experimental, obteniendo resultados muy parecidos. La eficiencia térmica calculada es baja a consideración de las exigencias que pueda demandar un cliente, por lo cual se tiene la necesidad de aumentarla analizando el proceso para hacer cambios o modificaciones. Para efectos de cálculos se consideró que el producto sale totalmente seco y que se recibe sin ningún contenido de humedad, algo que puede que no sea cierto y por no contar con equipos sofisticados para estas determinaciones se hizo esta consideración, y por lo cual se consideró como la cantidad de agua evaporada a la cantidad que se usó para humedecer la grava. La idea de esta práctica y de otras, es entender el proceso que se lleva acabo e interpretar los cambios o modificaciones que se puedan proponer con el único objetivo de mejorar la eficiencia de los equipos y obtener de esta manera productos de mejor calidad, sin pasar por alto la normatividad en materia ambiental. ambiental.

CONCLUSIÓN Para lograr una mejoría en la eficiencia térmica en este equipo sería indispensable determinar el contenido de humedad con la que está saliendo el producto, ya que en esta práctica se consideró que sale totalmente seco; en caso que se hiciera esta determinación y se obtuviera un producto no seco en su totalidad, una de las alternativas seria aumentar el tiempo de residencia, o en el mejor de los casos seria aumentar el flujo de aire secante, secante, ya que este servicio (aire) se toma de la atmosfera y no representa costo alguno, más que la potencia del ventilador requerido. Con el aumento del flujo de aire secante en el sistema, se tendría una mayor cantidad de agua evaporada y por lo tanto la oportunidad de aumentar el flujo de la grava, en este caso el material a secar; con esto se aumentaría la cantidad de sólidos secos en un mismo tiempo de operación a las condiciones anteriores. Es importante aclarar que mientras más caliente se encuentre el aire mayor vapor de agua podrá recibir, sin embargo como en todos los procesos, se tiene un punto óptimo donde ya no tendría caso seguir aumentando la temperatura y que el aire reciba ya muy poco vapor de agua, esto se tendría que evaluar. A las condiciones de operación del sistema, el aire secante que sale del secador tiene la suficiente energía como para aprovecharse, incluso en este proceso es el que absorbe la mayor parte del calor suministrado por el combustible, incluso a la salida tiene aun una temperatura mayor a los 100 , por lo cual sería factible aprovechar el calor involucrado en estos gases de salida.

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Reporte Secador Rotatorio Terminado

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