Atividade Prática – Processos Químicos Industriais

ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA

OBJETIVO

Essa atividade tem como intuito aplicar na prática conceitos abordados na disciplina de Processos Químicos Industriais, na execução de um balanço de massa e de um balanço de energia, além de análises e tomadas de decisão.

MATERIAL DE CONSULTA

Para a realização desta atividade prática o discente deve consultar:

• Texto de leitura da Rota de Aprendizagem referente aos balanços de massa e de energia;

• Aulas de Resolução de Exercícios;

• Caderno de Exercícios postado na Aula 1.

ATIVIDADE: BALANÇO DE MASSA

Na primeira etapa deverá fazer um balanço de massa de um evaporador, sendo que:

• A vazão de alimentação terá o valor dos 6 primeiros números de seu RU;

• A concentração de sólidos na alimentação terá o valor da soma dos 6 primeiros números do seu RU;

• A concentração final será de 75%.

Exemplo:
RU: 98765432

• Vazão de alimentação: 987654 kg/h

• Concentração de sólidos na alimentação: 9 + 8 + 7 + 6 + 5 + 4 = 39%

Análise de Geração de Energia

Sabendo que a eficiência energética vem sendo cada vez mais exigida nos processos industriais e que muitas empresas já fazem a cogeração de energia usando o vapor gerado na planta industrial, deve-se usar como referência a tabela abaixo para consumo de vapor de modelos de geradores de 30MW de energia.

Pergunta:
A quantidade de vapor gerada será suficiente para atender a alguma unidade de geração de energia?

Justificar em função do consumo da unidade de geração e da quantidade de vapor gerada no evaporador.

Exemplo:

Fazendo o balanço de massa:

• P = 513580 kg/h

• V = 474074 kg/h

Convertendo:
V = 474074 kg/h = 474,074 t/h

Conclusão:
A quantidade de vapor gerada atende a todos os modelos individualmente, pois é superior ao consumo de cada um deles.

ATIVIDADE: BALANÇO DE ENERGIA

Nesta segunda etapa, deverá elaborar um balanço de energia para estimar a quantidade de vapor saturado do Setor de Utilidades (W) que será usada para a evaporação obtida na Etapa 1.

Premissas:

• Entalpia da solução de entrada (HA): 107 kJ/kg

• Entalpia do produto (HP): 1070 kJ/kg

• Temperatura da solução de alimentação: 25ºC

• Temperatura de trabalho do evaporador: 100ºC

• Temperatura do vapor (V) gerado: 100ºC

• Temperatura do vapor do Setor de Utilidades (W): 120ºC

Utilizar tabela de vapor saturado para obter:

• HW = entalpia de vapor saturado a 120ºC

• HV = entalpia de vapor saturado a 100ºC

• HL = entalpia de líquido saturado a 120ºC

Expressão do Balanço de Energia:

A. HA + W. HW = V. HV + P. HP + W. HL

Exemplo:

• A = 987654 kg/h

• P = 513580 kg/h

• V = 474074 kg/h

• HA = 107 kJ/kg

• HP = 1070 kJ/kg

W = 777584 kg/h

TUTORIAL – TRABALHO DE PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS

1. Fazer o Balanço de Massa

2. Avaliar se a quantidade de vapor (V) gerado atende à demanda de todos, de alguns ou de nenhum gerador

3. Fazer o Balanço de Energia

4. Estimar a quantidade de vapor do Setor de Utilidades (W) que será usada no evaporador

ESTRUTURA DO TRABALHO

CAPA

Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença
como parte da avaliação da
Disciplina de Processos Químicos Industriais
(Arial 10)

ALUNO (A)
CIDADE, ESTADO, DATA (ARIAL 12)

SUMÁRIO

Indicar as páginas correspondentes a cada seção do trabalho.

INTRODUÇÃO

Comentário sobre o trabalho, o objetivo do balanço de massa e o objetivo do balanço de energia.

BALANÇO DE MASSA

Apresentar detalhadamente:

• Representação

• Cálculos do balanço de massa

ANÁLISE REFERENTE AO VAPOR GERADO SER SUFICIENTE PARA GERAR ENERGIA

Fazer a análise comparando a quantidade de vapor gerado (V) com as necessidades dos geradores.

BALANÇO DE ENERGIA

Apresentar detalhadamente:

• Representação

• Cálculos do balanço de energia

• Estimativa da quantidade de vapor do Setor de Utilidades (W) que será utilizada