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Evaporation double effet à contre-courant Enoncé On considère une évaporation à

Evaporation double effet à contre-courant Enoncé On considère une évaporation à double effet à contre-courant, alimentée dans le 2ème effet par 1000 kg.h-1 d'une solution aqueuse de titre massique en soluté à 7% et à 20°C. Le débit de vapeur de chauffe à 10 bar absolus utilisé pour le premier effet est G=540 kg.h-1. Le 1er effet fonctionne à 2.5 bar a. Le 2ème effet fonctionne à 0.45 bar a. Le cp de l'alimentation et des concentrâts est considéré comme égal à 4.18 kJ.kg-1.°C-1. Les propriétés de l'eau et de sa vapeur sont Pvap=(θeb/100)4 et Lv(θ)=2535-2.9 θ, θ en °C, P en bar a et Lv en kJ.kg-1. 1°) Calculer les débits évaporés V1 sur le 1er effet et V2 sur le 2èmeeffet, ainsi que les débits B1 et B2 et les titres xB1 et xB2 des concentrâts 1er et 2ème effet. 2°) Calculer l'économie de cette installation d'évaporation. 3°) Expliquer la différence obtenue par rapport à l'exercice précédent . Evaporation double effet à co-courant Enoncé On considère une évaporation à double effet à co-courant alimentée par 1000 kg.h-1 d'une solution aqueuse de titre massique en soluté à 7% et à 20°C. Le débit de vapeur de chauffe à 10 bars absolus utilisés pour le premier effet est G=540 kg.h-1. Le 1er effet fonctionne à 2.5 bar a. Le 2ème effet fonctionne à 0.45 bar a. Le cp de l'alimentation et des concentrâts est considéré comme égal à 4.18 kJ.kg-1.°C-1. Les propriétés de l'eau et de sa vapeur sont Pvap=(θeb/100)4 et Lv(θeb)=2535-2.9×θ, avec θ en °C, P en bar absolu et Lv en kJ.kg-1. 1°) Calculer le débit évaporé V1 sur le 1er effet. En déduire le débit B1 et le titre xB1 des concentrâts du 1er effet. 2°) En prenant un débit d'alimentation du 2ème effet B1=700 kg.h-1 et un débit de vapeur de chauffe V1=300 kg.h-1, calculer le débit évaporé V2, le débit de concentrât B2 et son titre xB2 pour le 2ème effet. 3°) Calculer l'économie de cette installation d'évaporation. 4°) Le rebouilleur du 1er effet est un échangeur multitubulaire constitué par 80 tubes de 2 cm de diamètre et 4 m de long. Le flux échangé est 1088000 kJ.h-1. Calculer la surface d'échange et le coefficient d'échange moyen de cet échangeur en kJ.h-1.m-2.°C-1. Evaporation double effet concentration d'urée Enoncé Dans le procédé stamicarbon de fabrication de l'urée, on obtient en sortie de la section réaction une solution d'urée à 60% massique qu'il est nécessaire de concentrer. Cette concentration se déroule dans deux évaporateurs double effet montés en série à co-courant, permettant d'obtenir de l'urée humide, envoyée ensuite dans une tour de granulation. Les évaporateurs sont de type évaporateur Kestner à grimpage. Evaporateur n°1: le débit d'alimentation de la solution d'urée à 60% est 5 t.h-1, et sa température est de 70°C. La vapeur de chauffe utilisée est saturante à 5 bar relatifs. L'évaporateur fonctionne à -0.3 bar relatifs, à une température de 91.5°C. La solution sort concentrée à 76% massique d'urée et alimente l'évaporateur n°2. Evaporateur n°2: l'alimentation est à 76% massique et provient de l'évaporateur n°1. L'évaporateur n°2 fonctionne à -0.7 bar relatifs, à une température de 74°C. Sa vapeur de chauffe est l'évaporat (eau évaporée) de l'évaporateur n°1, qui est de la vapeur saturante à 91.5°C. 1°) Calculer le débit de concentrat et d'évaporat (eau évaporée) du 1er évaporateur. 2°) Calculer le débit de vapeur de chauffe nécessaire au fonctionnement de cet évaporateur. 3°) Calculer le débit d'évaporat du 2ème évaporateur sachant que 20% de la vapeur provenant du 1er effet est perdue. 4°) Calculer le débit de concentrat du 2ème effet et son titre massique en urée si le débit d'eau évaporée est 0.83 t.h-1. 5°) Calculer la HMT de la pompe centrifuge permettant le transfert de la solution concentrée sortant du 2ème évaporateur vers le sommet de la tour de granulation. La hauteur totale d'élévation entre l'évaporateur et la tour est de 12m, la perte de charge est équivalente à 2m de liquide transporté, la masse volumique de la solution est 1800 kg.m-3, et la pression au sommet de la tour de granulation est -0.1 bar relatif. 6°) En déduire la puissance absorbée par la pompe sachant que son rendement est de 70%. Questions annexes: Quel est l'intérêt d'utiliser un montage d'évaporateur en série (double effet ici)? Pourquoi est-il nécessaire de mettre le deuxième appareil sous dépression? Données: Cp des solutions d'urée: 1.45 kJ.kg-1.°C-1, Cp de l'eau: 4.18 kJ.kg-1.°C-1, Chaleur latente de l'eau: Lv=2503-2.46×θ pour 0<θ<100°C et Lv=2555-2.94×θ pour 100<θ<160°C, Pression de vapeur saturante de l'eau en fonction de la température Pvap=(θvap/100)4. uploads/Finance/ exercice-corrige-evaporation-a-double-effet-2020-2021.pdf