Para concentrar
de uma solução de NaOH a 10% em peso para 20% em peso, utiliza-se um evaporador de efeito único com área de
. A alimentação entra em
. Vapor de água saturado a
é usado como meio de aquecimento e a pressão no evaporador é de
. Calcule a quantidade de vapor d
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a quantidade de vapor necessária para concentrar uma solução de NaOH de 4536 kg/h que está a 10% em peso, aumentando para 20% em peso usando um evaporador. Vamos precisar entender de balanço de massa e um pouco de termodinâmica, especialmente sobre como a água evapora para concentrar a solução.
Passo 2
Primeiro, vamos fazer um balanço de massa geral. Isso significa que a massa que entra no evaporador deve ser igual à massa que sai. Temos a alimentação, o vapor que adiciona calor e a solução concentrada que sai.
Passo 3
Vamos definir as quantidades:
- Alimentação (F): 4536 kg/h a 10% de NaOH.
- Produto §: Vamos concentrar para 20% de NaOH.
- Vapor (V): A quantidade de vapor que precisamos calcular.
Passo 4
Sabemos que a quantidade de NaOH permanece constante no processo. Então, podemos escrever:
Onde:
-
(10% de NaOH na alimentação) -
(20% de NaOH no produto)
Substituindo:
Passo 5
Agora, fazemos o balanço de massa total:
Sabemos que
kg/h e
kg/h, então:
Passo 6
Então, a quantidade de vapor necessária para esse processo é de 2268 kg/h.
Resposta
A quantidade de vapor necessária é de 2268 kg/h.