esempio 8.5 Un evaporatore deve concentrare 200 kg/h di una soluzione di NaOH dal 5 % in peso al 20 % in peso. La pressione di esercizio è di 0,8 bar, l’alimentazione viene introdotta a 50°C e si usa vapore di rete a 3 bar. Determinare la quantità di vapore rete necessaria per l’operazione. Si comincia sempre dalla soluzione del bilancio globale sul soluto, che consente l’immediata determinazione della portata di soluzione concentrata, e successivamente del bilancio di materia per il calcolo della portata di vapori. Bilanci di materia È necessario conoscere l’IPE, e la temperatura di ebollizione della soluzione concentrata, per poter valutare correttamente l’entalpia specifica della soluzione concentrata e del vapore prodotto. Si dovrà utilizzare il diagramma di Dühring entrando sulle ascisse con la temperatura di ebollizione del solvente puro alla pressione di esercizio di 0,8 bar, ottenuta dall’Appendice 7, e quindi leggere sulle ordinate la temperatura di ebollizione della soluzione sulla retta relativa alla concentrazione del 20% (vedi Fig. 8.6). Valutazione dell’innalzamento ebullioscopico Temperatura ebollizione acqua a 0,8 bar T = 93,5°C Temperatura ebollizione soluzione al 20% e 0,8 bar T = 108°C solv eb Possiamo leggere le entalpie delle soluzioni in Fig. 8.7. Per l’alimentazione si entra alla concentrazione c = 5% e si legge sulla curva relativa alla temperatura TF = 50°C. Analogamente, per la soluzione concentrata si entra alla concentrazione c = 20% e si legge interpolando ad occhio vicino la curva a T = 108°C (vedi Fig. 8.7). Entalpia delle soluzioni e del vapore 0 eb Per l’entalpia specifi ca del vapore V si deve considerare che la presenza di un innalzamento ebullioscopico determina la produzione di vapore surriscaldato, ovvero al di sopra della sua temperatura di ebollizione relativa alla pressione di esercizio. Per la valutazione esatta dell’entalpia si dovrà quindi sommare l’entalpia del vapore saturo a 0,8 bar (dall’Appendice 7) con l’entalpia di surriscaldamento relativo all’IPE.
