CAPITOLO 5

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Capitolo 5: Analisi parametrica

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CAPITOLO 5

Analisi parametrica

In questo capitolo verrà analizzato il comportamento della colonna al variare di alcuni parametri quali la temperatura del liquido circolante al secondo e al terzo stadio, la temperatura del gas in entrata, e la composizione del liquido in uscita; in modo da capire su quali di questi convenga intervenire per migliorare il rendimento di assorbimento.

Prenderemo in considerazione un modello semplificato che ipotizza l’ assorbimento di tipo fisico, trascurando l’ effetto di accelerazione dovuto alla reazione chimica di idratazione della formaldeide. Tale approssimazione è giustificata dal fatto che la resistenza al trasferimento di materia è concentrata soprattutto in fase gassosa.

I dati ricavati ( tab.1 ) dal modello semplificato sono molto vicini a quelli determinati dal modello complesso sviluppato nel precedente capitolo, a riprova della sua attendibilità.

Tabella 1- dati modello semplificato

Z m F kg/h W kg/h G kg/h T g °C F kg/h W kg/h L kg/h Tl °C % peso Form. ∆T scamb. 0 3 6 9 11.8 3764.5 1978.9 711.7 238.1 150.0 3424.1 2912.9 1914.9 1020.1 771.4 51252 48955 46690 45321 44930 147 52.3 35.5 24.6 20.3 3614.5 1828.9 561.7 88.1 00.00 3453.3 2942.2 1944.1 1049.3 800.6 7067.9 2942.2 1944.1 1049.3 800.6 60 40 27 24 19.7 51.14 38.33 22.42 7.74 00.00 8.73 4.8 2.6

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66 Le prove sono state fatte imponendo che la quantità massima di formaldeide nei gas di uscita non debba superare i 15 kg/h, corrispondenti a una composizione di circa 0.003% in vol.. Per verificare questa condizione abbiamo usato come parametro variabile l’ altezza degli stadi della colonna.

In tabella 2 sono riportati i dati ottenuti mantenendo i parametri di riferimento con cui la colonna è già stata studiata ( vedi dati test-run ); affinché il gas esca in specifica è stato necessario allungare il primo, il secondo e il terzo stadio fino a 4.5 m ciascuno e la rettifica fino a 3.8m.

In tabella 2 sono riportati i dati ottenuti da una simulazione che prevede una soluzione in uscita dalla colonna al 45% di formaldeide, più diluita rispetto alla configurazione di riferimento. Si nota un lieve aumento nella percentuale di formaldeide assorbita negli stadi 1, 2 e 3, che consente di abbassare l’altezza della rettifica a 2.8m. Aumenta però la quantità di acqua di reintegro in testa.

In tabella 3 sono riportati i dati nel caso in cui il gas venga alimentato alla temperatura di 70°C, non si nota nessun miglioramento l’altezza della colonna è rimasta invariata.

In tabella 4 la simulazione prevede che il liquido negli stadi 2 e 3 esca a temperature inferiori rispetto alla configurazione di riferimento ( 30°C in uscita dal 2° stadio, 23 in uscita dal terzo ). L’ assorbimento anche in questo caso migliora leggermente consentendo di abbassare di un metro l’ altezza della rettifica. Si osserva un maggior raffreddamento del gas in uscita dal terzo, intorno ai 23°C, che provoca evaporazione di acqua nella rettifica, contrastando il riscaldamento del liquido dovuto all’ assorbimento. In questo caso l’ acqua entra intorno ai 24°C.

I dati in tabella 5 sono stati ottenuti diluendo la soluzione liquida in uscita e diminuendo contemporaneamente la temperatura del liquido al 2° e 3° stadio. In questa configurazione si è valutata un altezza complessiva di 16m.

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67 Alla luce delle simulazioni fatte, al fine di uscire dalla colonna con un gas in specifica, suggeriamo, mantenendo le altezze e i riempimenti del 1°, 2° e 3° stadio invariate, l’ aggiunta di un quarto stadio con riempimento strutturato Intalox 2T di altezza di 3 metri, diametro di 1.99m, dotato di ricircolo avente portata di circa 150 m3/h, raffreddato con una scambiatore esterno.