Destilación solar

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OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO CONCEPTUAL DE UN SISTEMA PARA DESTILACIÓN SOLAR DE AGUA, UTILIZANDO SIMULACIÓN EN TRNSYS Y ANÁLISIS PARAMÉTRICO

OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO CONCEPTUAL DE UN SISTEMA PARA DESTILACIÓN SOLAR DE AGUA, UTILIZANDO SIMULACIÓN EN TRNSYS Y ANÁLISIS PARAMÉTRICO

En éste trabajo se presentan resultados de la simulación y análisis paramétrico del funcionamiento de un sistema de destilación solar de agua. El sistema está dotado de colectores solares planos y un tanque de almacenamiento térmico, consta también de dos intercambiadores de calor, un evaporador de torre empacada y un condensador a base de tubos de calor. Mediante la simulación en TRNSYS se identificaron las condiciones de operación importantes para el diseño óptimo. Analizando un día típico de operación se muestra que la variación cíclica de la radiación solar tiene un efecto inevitable sobre los niveles de temperatura que pueden alcanzarse en el calentamiento de las corrientes de agua y aire. La temperatura alcanzada por el aceite térmico en el campo de colectores solares planos se demuestra que resulta insuficiente para lograr que el sistema propuesto pueda operar a máxima eficiencia. Observando el comportamiento del sistema original, se propone cual sería un comportamiento mejorado, que permitiría maximizar la eficiencia de producción de destilado, y en base a ello se proponen modificaciones al diseño original. Se determina que se requiere utilizar otro tipo de colectores solares, que permitan alcanzar mayores temperaturas, así como un control de flujo de aceite, que permita mantener la temperatura del agua en el rango deseado. Estas recomendaciones tienen el potencial de incrementar importantemente la eficiencia global del sistema, proveyendo con ello una alternativa competitiva para la purificación de agua en zonas desérticas.

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Análisis Paramétrico de un Nuevo Sistema Para la Destilación Solar de Agua Mediante Simulación Dinámica

Análisis Paramétrico de un Nuevo Sistema Para la Destilación Solar de Agua Mediante Simulación Dinámica

Se presenta un nuevo sistema para la destilación solar de agua, en el cual cada proceso ocurre en un dispositivo diseñado específicamente para tal fin. El sistema propuesto consta de un campo de colectores solares de tubos evacuados, un tanque de almacenamiento de aceite térmico, dos intercambiadores de calor para el calentamiento del agua y el aire, una torre de evaporación por contacto directo y un condensador (Figura 1). En el sistema propuesto el aceite térmico se calienta en el campo de colectores, se almacena en el termo tanque y posteriormente se utiliza para calentar las corrientes de agua y aire que entran a la torre de evaporación, utilizando para ello los dos intercambiadores de calor. Mediante un controlador de flujo se mantiene contante en 90ºC la temperatura del agua que entra a la torre de evaporación. La torre de evaporación de contacto directo trabaja a contra flujo, entrando agua caliente por la parte superior y aire caliente por la parte inferior. De la torre sale aire saturado y caliente, que es conducido hacia un condensador, para la obtención del destilado. El funcionamiento del sistema se simula en la plataforma TRNSYS, y se analizan en cada corrida periodos de operación continua de un año, con un paso de simulación de 15 minutos. Las condiciones climáticas utilizadas en éste trabajo corresponden a la ciudad de Chihuahua, Chih., México. Se realizó un análisis paramétrico considerando sistemas dotados de diferente número de colectores solares, diferentes volúmenes de almacenamiento térmico, y diferentes flujos de agua, analizando el comportamiento anual de cada diferente diseño resultante. La variable que se pretendía optimizar es la producción anual de agua destilada, por unidad de área de colección solar utilizada, kg/(año · m 2 ). En la Tabla 1 se muestran los parámetros analizados y sus rangos de variación. El número de configuraciones de diseño analizadas resulta del número de combinaciones de parámetros considerados. De los resultados obtenidos se determina el sistema óptimo de destilación solar de agua.

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OPTIMIZACIÓN UN SISTEMA DE DESTILACIÓN SOLAR DE AGUA BASADO EN HUMIDIFICACIÓN DEHUMIDIFICACIÓN DE AIRE MEDIANTE SIMULACIÓN DINÁMICA EN TRNSYS

OPTIMIZACIÓN UN SISTEMA DE DESTILACIÓN SOLAR DE AGUA BASADO EN HUMIDIFICACIÓN DEHUMIDIFICACIÓN DE AIRE MEDIANTE SIMULACIÓN DINÁMICA EN TRNSYS

Se presenta un sistema para la destilación solar de agua, en el cual cada proceso ocurre en un dispositivo diseñado específicamente para tal fin. El sistema se simula utilizando el paquete TRNSYS. Se analizaran los resultados obtenidos mediante simulación, y se muestra como la producción de destilado varía a lo largo de un año operación. Identificando las condiciones de operación del sistema propuesto, se concluye que para lograr mantener la producción de destilado a los niveles más altos observados, se requiere modificar el diseño original [Escobedo Bretado, 2010], requiriéndose utilizar colectores solares de tubos de vacío, que permitan alcanzar mayores temperaturas en el calentamiento del aceite térmico. Adicionalmente, se determina que se requiere introducir un sistema de control de flujo para lograr mantener la temperatura del agua cercana a los 90ºC.

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Evaluación comparativa de tres sistemas de destilación solar de un fermentado de subproductos frutícolas para la obtención de bioetanol en Tacna

Evaluación comparativa de tres sistemas de destilación solar de un fermentado de subproductos frutícolas para la obtención de bioetanol en Tacna

El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad evaluar la comparación de tres sistemas de destilación solar de un fermentado de subproductos frutícolas para la obtención de bioetanol en Tacna. La muestra de sandía e higos provinieron de Magollo-Tacna, se utilizó un diseño con tres tratamientos y tres repeticiones, en cada proceso de destilación solar se empleó 4 L de fermentado. Los resultados fueron: Se construyó tres sistemas de destilación con las siguientes características: Cocina solar ck-002 y alambique de cobre pintada de negro (T1), peso total 12,60 kg, temperatura máxima en el eje focal 764 °C; cocina solar ck-002 y olla de aluminio pintada de negro (T2), peso total 11,40 kg, temperatura máxima en el eje focal 764 °C; cocina solar sk-12 y alambique de cobre pintada de negro (T3), peso total 40,80 kg, temperatura máxima en el eje focal 389 °C; se destiló 4 L de vino base del fermentado de subproductos frutícolas (sandía e higos) y se obtuvo 480 ml (12 %) en cada sistema de destilación solar, resultando el más eficiente en el tiempo con un 95 % de confianza el destilador con una cocina solar ck-002 y olla de aluminio con 49 min.

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Evaluación del sistema de destilación solar de agua RSD F8 – 250 para su uso en Cuba

Evaluación del sistema de destilación solar de agua RSD F8 – 250 para su uso en Cuba

Los análisis bacteriológicos de laboratorio que resultan negativos, corresponden a las horas desde las 11:00 hasta las 13:00; en este horario el agua residual alcanza su mayor temperatura 46,4 – 56,2 ºC (epígrafe 2.3.3, tablas 2.17 y 2.18 del anexo 2). Este resultado corrobora lo planteado por el fabricante del RSD F8 – 250, dueño de la patente de invención, Wilfried Rosendahl, y otros autores (Márquez, 2006), (Meierhofer R., 2003), sobre los “Mecanismos de la Desinfección Solar”, que plantean que en estos horarios de mayor intensidad de la radiación solar y mayor temperatura dentro de los destiladores como consecuencia de la misma, están presentes, en su forma más intensa, dos mecanismos bactericidas: la componente ultravioleta de la radiación solar y la pasteurización. La componente ultravioleta de la radiación solar destruye las cadenas del ADN de los microorganismos, lo que impide la síntesis de proteínas y replicación de los mismos, ocasionando su muerte. El efecto combinado de exposición prolongada y relativamente altas temperaturas por debajo del punto de ebullición, al que está sometida el agua cruda en un destilador solar, parecido a la pasteurización (no ocurre el enfriamiento rápido), provoca la muerte de los microorganismos patógenos.

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Diseño e implementación de un sistema de destilación solar para la obtención de agua potable.

Diseño e implementación de un sistema de destilación solar para la obtención de agua potable.

Un destilador solar, es un sistema de desalación y eliminación de metales pesados, basado en la utilización de la energía solar térmica para la obtención de agua a través del efecto de humidificación. El vapor de agua contenido en el aire húmedo es posteriormente condensado, con lo que se obtiene agua dulce, simulando así en pequeña escala el fenómeno natural de la formación de las nubes y de la lluvia, aprovechando el denominado efecto invernadero. 10 En siguiente figura se observa el principio de funcionamiento de un destilador solar tipo dos vertientes.

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Formulación de un modelo matemático para estimar el volumen recobrado de los principales productos en torres de destilación atmosférica

Formulación de un modelo matemático para estimar el volumen recobrado de los principales productos en torres de destilación atmosférica

Algunas propiedades de los productos pueden ser determinadas teniendo en cuenta los datos de la curva de ASTM. En el caso particular del diesel la cantidad de concentración de azufre puede ser manipulada por medio de la temperatura de vapor a la que se consigue en el 95% de volumen recobrado. Para la gasolina unos de los factores preponderantes son la volatilidad y punto de ignición, estas características pueden ser controladas a través del punto final de ebullición ó de la temperatura en la que se consigue el 100% recobrado. Finalmente para el caso del Jet 1A, el punto de inflamación o chispa está relacionado con la temperatura de corte en el intervalo de 0 – 10% de destilación. Una correlación aproximada se da mediante las ecuaciones (1) y (2) [1]:

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Análisis de la rapidez de desgaste en torres de destilación

Análisis de la rapidez de desgaste en torres de destilación

Gasóleo Ligero (GOL), Gasóleo pesado (GOP) y Residuo Primario. Para el fraccionamiento del crudo se usa una torre de destilación, siendo este equipo la parte esencial del proceso. Por ser la torre una parte importante en el proceso, por su continua operación, por las condiciones variables a las que opera, por la composición que presenta a lo largo de la torre y el tipo de crudo que maneje la planta, se requiere un análisis del desgaste del espesor de la torre, de manera que se pueda determinar la sección de la torre que presenta mayor desgaste y sus causas. En el presente trabajo se realiza un análisis de la rapidez de desgaste de dos torres de destilación de plantas atmosféricas.

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Modernización de la instrumentación para planta de destilación de nafta

Modernización de la instrumentación para planta de destilación de nafta

La compañía inicio operaciones en el 2010 con equipos de segunda repotenciados, pero gracias a las buenas ventas logradas en los últimos años, la gerencia de la compañía ha decidido modernizar la torre de destilación, e implementar un sistema de control que les permita aumentar la capacidad de procesamiento de 30000 galones a 40000 galones por día, además de reducir las pérdidas a un 3% y aumentar la relación de procesamiento a. un 70% de un químico y 27% del otro. Por lo que solicitaron el diseño, fabricación y montaje a la compañía Tanques L.J. La cual debe cumplir los requerimientos técnicos, de producción y de operación. Para el cambio de la instrumentación destilados centrales realizo consultas con diferentes proveedores de equipos de control y supervisión, a los cuales se le indicaron los requerimientos técnicos y económicos definidos por la gerencia para la modernización.

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GENERADOR DE AGUA DULCE POR DESTILACIÓN AL VACÍO

GENERADOR DE AGUA DULCE POR DESTILACIÓN AL VACÍO

La destilación de múltiple efecto (MED) utiliza el mismo principio que el proceso MSF. La diferencia principal entre el proceso MED y el MSF radica en la forma en que se lleva a cabo la evaporación. En las plantas de MED se utilizan varios evaporadores del tipo de película delgada (la evaporación se produce de forma natural en una cara de los tubos de un intercambiador aprovechando el calor latente desprendido por la condensación del vapor en la otra cara del mismo), con los cuales se logran mejores coeficientes de transferencia de calor que los que se pueden obtener en las plantas de MSF donde se produce la evaporación súbita en forma directa. Las configuraciones disponibles para los evaporadores utilizados son: las de tubo vertical con película ascendente, las de tubo horizontal y vertical con película descendente y las de tipo plato.

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Caracterización de los productos obtenidos por destilación seca del bambú (Guadua angustifolia Kunth.) procedente del distrito de La Florida, San Miguel, Cajamarca

Caracterización de los productos obtenidos por destilación seca del bambú (Guadua angustifolia Kunth.) procedente del distrito de La Florida, San Miguel, Cajamarca

En el proceso de destilación seca cuando la temperatura del material de madera supera la temperatura de secado (cuando ya no existe agua libre) comienza una reacción de descomposición exotérmica en el que se libera el agua de constitución y pequeñas cantidades de monóxido y dióxido de carbono, incluso cuando el calentamiento ha estado fuera de contacto con el aire. Esta reacción es lenta a bajas temperaturas por lo que el calor producido se disipa inmediatamente, pero cuando la temperatura externa aumenta, la velocidad de la reacción exotérmica aumenta rápidamente. Si continúa el calentamiento, la velocidad de la reacción exotérmica se hace tan grande que la temperatura en el interior del material leñoso excede la temperatura exterior, a esta temperatura crítica se le conoce como temperatura de reacción exotérmica, que en el caso de una planta leñosa seca es 270-280 °C. Entre 280 °C y 380 °C se producen grandes cantidades de alcohol, especialmente ácido acético y metanol, posteriormente cantidades cada vez mayores de alquitrán y productos gaseosos (Sardinha 2002).

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tesis sobre energia solar

tesis sobre energia solar

Una vez evaluado el potencial solar en la zona, se plantean dos elecciones, ambas entrelazadas, la tecnología solar a emplear y en qué punto y de qué manera colocar la energía solar en la central de ciclo combinado. Para resolver este problema en ambos casos se analiza la experiencia que ha habido con centrales termosolares hasta la fecha, llegando a la conclusión de que el lugar idóneo para colocar el aporte solar en una central de ciclo combinado es la caldera de recuperación, a partir de aquí queda resolver el cómo y con qué tecnología. Se analizan caso a caso las posibilidades con las dos tecnologías seleccionadas teniendo en cuenta dos criterios, el aumento de potencia que se pueda conseguir y el ahorro económico y medioambiental que suponen el ahorro de gas natural y la reducción de emisiones que lleva aparejado. Este segundo criterio es el que prima ya que no merece la pena colocar turbinas de vapor de mayor potencia que vayan a ser usadas unas pocas horas al año, en cambio sí es muy interesante tener la misma potencia en la central que la que habría sin la parte solar sustituyendo el combustible gas natural por el aporte solar. Este criterio fundamental lleva a la elección de la tecnología solar de receptor de torre por ofrecer mayores temperaturas en el aporte solar y permitir colocar dicho aporte a la entrada del sobrecalentador de alta presión permitiendo que los gases de escape de la turbina de gas lleguen con menor energía, compensada por la recibida con el aporte, para permitir producir la misma potencia ahorrando una mayor cantidad de combustible y reduciendo por tanto las emisiones de CO 2 .

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Optimización de la columna de destilación de relleno – bach (aislamiento térmico)

Optimización de la columna de destilación de relleno – bach (aislamiento térmico)

En las separaciones por lotes no hay estado estable y la composición de la carga inicial cambia con el tiempo. Esto trae consigo un incremento en la temperatura del recipiente y decremento en la cantidad de los componentes menos volátiles a medida que avanza la destilación. La destilación por lotes se utiliza en los siguientes casos:

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Operación de torre de destilación al vacío

Operación de torre de destilación al vacío

La Practica Profesional Supervisada (PPS) que se presenta consiste en detallar las acciones llevadas a cabo en la operación de la torre fraccionadora de una unidad de destilación al vacío de crudo reducido. La PPS se desarrolló en la empresa YPF S.A., Refinería La Plata, Área Lubricantes, en donde el alumno actualmente se desempeña como operador de campo.

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Destilación: conceptos, equipos y aplicaciones

Destilación: conceptos, equipos y aplicaciones

Otro método para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su punto normal de ebullición es evacuar parcialmente el alambique. Por ejemplo, la anilina puede ser destilada a 100°C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este método es tan efectivo como la destilación por vapor, pero más caro. Cuando mayor es el grado de vacío, menor es la temperatura de destilación. Si la destilación se efectúa en un vacío prácticamente perfecto, el proceso se llama destilación molecular. Este proceso se usa normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un espacio evacuado y se calienta. El condensador es una placa fría, colocada tan cerca de la primera como sea posible. La mayoría del material pasa por el espacio entre las dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.

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Unidad de destilación al vacío

Unidad de destilación al vacío

Los empaques que se consideraron fueron de la marca Koch-Glitsch. De acuerdo a datos del fabricante se recomienda utilizar para fraccionamiento en columnas de destilación al vacío relleno empacado del tipo Flexipac HC. Este tipo de empaque es similar al Flexipac pero con una modificación en la geometría del mismo para eliminar los cambios abruptos en dirección de flujo del líquido y vapor en la interfase con el empaque. Se evitan de esta manera acumulaciones de líquido asegurando mantener la menor pérdida de carga posible [2].

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Análisis energético e integración de la destilación de alcohol: método convencional y doble efecto

Análisis energético e integración de la destilación de alcohol: método convencional y doble efecto

Una vez que en la fermentación se ha obtenido el por ciento alcohólico requerido en el vino, éste pasa a la etapa de destilación para alcanzar el grado alcohólico deseado en dependencia del tipo de alcohol que se quiera producir. En la etapa de destilación, la tecnología en Cuba se basa en la configuración que por décadas ha sido empleada en las destilerías brasileñas, (Dias et al., 2010), en la cual se adoptan en las columnas de destilación presiones cercanas a la atmosférica. La etapa de destilación es la que demanda mayor consumo de energía térmica; téngase en cuenta que el vino a destilar tiene una concentración de alcohol aproximada de 4,5-5,5% peso, obteniéndose en una primera etapa de destilación alcohol con una concentración de 93,5% peso para alcohol técnico B; 96,3% peso para alcohol extrafino y 99% peso para alcohol puro, (esta última no se realiza en Cuba).

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Control de columnas de destilación

Control de columnas de destilación

La consecución del tercer objetivo depende de la asignación de los puntos de consigna a los controladores básicos o a las aplicaciones de control avanzado. La asignación de los puntos de consigna óptimos tradicionalmente quedaba fuera del alcance del sistema de control y era responsabilidad de los departamentos de Procesos y/o de Planificación. A finales de los años 80 surge la tecnología de Control Multivariable Predictivo cuyo mayor atractivo es la capacidad para cumplir ese tercer objetivo de operación óptima. Esta tecnología va a ser tratada con detenimiento en el siguiente módulo de este curso, pero dado que constituye la mejor manera de controlar columnas de destilación, se presentan ahora algunos conceptos fundamentales.

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Aislamiento y caracterización experimental y computacional de eugenol en albahaca de sal (Ocimum basilicum l.) y albahaca de dulce (Ocimum americanum)

Aislamiento y caracterización experimental y computacional de eugenol en albahaca de sal (Ocimum basilicum l.) y albahaca de dulce (Ocimum americanum)

El objetivo principal del presente trabajo, fue el aislamiento y la caracterización experimental y computacional de eugenol en la albahaca de sal (Ocimum ba- silicum L.) y la albahaca de dulce (Ocimum americanum). Se utilizaron tres téc- nicas para la extracción del aceite esencial de las hojas y flores: destilación por arrastre de vapor, destilación directa y extracción Soxhlet. Por medio de reac- ciones ácido-base y solubilidad, se aisló el eugenol presente en el aceite esen- cial. La caracterización del eugenol se realizó por espectroscopía infrarroja. El trabajo computacional consistió en la obtención de los espectros de infrarrojo,

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Generador de consignas para una planta de destilación por membranas alimentada con energía solar

Generador de consignas para una planta de destilación por membranas alimentada con energía solar

En la literatura hay muy pocos trabajos centra- dos en el control de procesos de Destilaci´ on por Membranas Alimentado con energ´ıa Solar (SMD). En [12] se desarrolla un modelo de una planta pi- loto SMD de forma que se compara un sistema de optimizaci´ on con una funci´ on objetivo que tiene en cuenta la producci´ on y el consumo energ´ etico t´ ermi- co, con un sistema de control para temperatura ba- sado en controladores ON/OFF. En [13] nuevamen- te se proponen controladores ON/OFF para el con- trol de la diferencia de temperatura que se produce entre el campo solar y el tanque de almacenamiento t´ ermico de forma que se establecen dos modos de operaci´ on: diario y nocturno. En [14] se desarrolla una estrategia de control m´ as completa en la cual se prueban dos bucles de control en simulaci´ on pa- ra el control del campo solar de alimentaci´ on. En [5] se utiliza un red neuronal para el desarrollo de un sistema de control que optimiza la producci´ on de destilado en funci´ on de las condiciones de opera- ci´ on. Adem´ as, el modelo de red neuronal fue utiliza- do para el an´ alisis del comportamiento del sistema (producci´ on de destilado) bajo distintas condicio- nes de operaci´ on (caudal de alimentaci´ on, radiaci´ on solar y temperatura de alimentaci´ on).

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