Verificación y validación del diseño de una Planta de denitración
En el presente proyecto se verificó y validó el diseño de una columna de destilación por arrastre de vapor (C-20), dos intercambiadores de calor (E-21ª y E-21B) y una bomba (P-01). El diámetro de la columna C-20 calculado fue de 0,4198 m, con un error relativo de 6,71% respecto al valor pr...
| Autor principal: | |
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| Formato: | Artículo revista |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería
2024
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| Acceso en línea: | Fidalgo, M. (2024). Verificación y validación del diseño de una Planta de denitración [Proyecto final de carrera]. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, Argentina. |
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En el presente proyecto se verificó y validó el diseño de una columna de destilación por arrastre de vapor (C-20), dos intercambiadores de calor (E-21ª y E-21B) y una bomba (P-01). El diámetro de la columna C-20 calculado fue de 0,4198 m, con un error relativo de 6,71% respecto al valor proporcionado por el Proveedor. La altura de la misma determinada fue de 8,159, cuyo error relativo porcentual fue de 4,85%. En cuanto a la bomba P-01, la potencia calculada fue de 1,477 kW con un error relativo de 1,53%. Los intercambiadores de calor E-21A y E-21B en serie son iguales, cada uno con un área de transferencia calculada de 3,308 m2, con error relativo de 12,95%. El número de tubos de cada intercambiador estimado fue 35, con un error relativo de 5,41%. El diámetro de coraza calculado para cada uno fue de 0,203 m, con un error relativo de 35,33%. También se llevó a cabo la verificación y validación del diseño de un tanque de almacenamiento de ácido sulfúrico al 76% caliente(T-01), seleccionando como materiales vidrio boro silicato revestido de AISI316.Se diseñaron los sistemas de control de temperatura, flujo volumétrico y flujo másico de la columna C-20y se verificaron los cálculos empleando el software MATLAB y su entorno de simulación Simulink. En el control de temperatura se planteó el empleo de un controlador P con ganancia proporcional de valor 0,95, un tiempo de respuesta de 3,95 segundos que alcanza un valor de temperatura de 190,4°C, próximo al seteado de 190,7°C. Para control de flujo volumétrico, se propuso la utilización de un controlador P con ganancia proporcional de valor 1,65, un tiempo de respuesta de 0,389 segundos que alcanza un valor de flujo volumétrico de 0,03968 m3/h, próximo al seteado de 0,1 m3/h. En el control de flujo másico, se planteó el uso de un controlador P con ganancia proporcional de 0,031 con un tiempo de respuesta de 1,749 segundos para alcanzar un flujo másico de 148,9 kg/h, próximo al seteado de 150 kg/h.A su vez, se diseñó un sistema de ventilación general forzada y se seleccionó un ventilador con potencia de 4 HP de catálogo, considerando que la planta no se instaló al aire libre y se dispone de rejillas para el ingreso de aire en cada piso. Se propuso un sistema de tratamiento de efluentes empleando cal apagada para llevar a cabo la neutralización, ya que no se solubiliza y no contamina el agua en la misma proporción que la soda cáustica, se trabaja con concentraciones bajas de ácidos fuertes y tiene un valor económico inferior. Desde el punto de vista económico no es rentable el proyecto, ya que cuenta con VAN negativo (−521,109.39 USD), pero hay un recupero de la inversión en el tiempo del 15,07%. No obstante, cuenta con un efecto medioambiental sumamente positivo, con una elevada incidencia en la seguridad laboral de los operadores y en la protección del medio ambiente en lo que respecta a la disposición final de los ácidos residuales, evitando las posibles filtraciones en el suelo, el agua y la atmósfera. En este sentido, se ha logrado verificar la planta de denitración para procesar ácido residual proveniente de la producción de Nitroglicerina y validar su diseño. |
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