Optimizacion de la columna de rectificación de un ciclo para producción de potencia y refrigeración basado en una mezcla binaria de amoniaco y agua

VIZCAÍNO NICOLÁS; PERNA SAMANTHA; GAUTO VICTOR; PINTOS ESTEBAN; FIGUEREDO GUSTAVO; BENITEZ FRANCISCO

Mendoza

Seminario; Seminario Nacional UTN sobre Energía y Eficiencia Energética; 2012

Universidad Tecnológica Nacional

Resumen A finales del siglo XX, A. Kalina patentó un ciclo termodinámico de cogeneración de potencia mecánica y refrigeración, basado enuna mezcla binaria de amoníaco y agua, que utiliza temperaturas relativamente bajas para la vaporización de la mezcla. Se modificó el ciclo, que en principio contaba con un hervidor y un rectificador para lograr la purificación del amoníaco,con el agregado de una columna rectificadora y una derivación del flujo que sale de la bomba, esta se pre-calienta, retirando calor en el rectificador y luego regresa a la corriente de alimentación de la columna. Utilizando un software apropiado, se modeló el ciclo mediante un sistema de ecuaciones que representan los balances de materia y energía, las condiciones de equilibrio y las propiedades de la mezcla; y se obtuvieron las variables óptimas de operación, modeladas a temperaturas adecuadas para colectores solares de tubos al vacío y temperaturas de disipación obtenibles durante el verano en el nordeste argentino. El objetivo del presente trabajo fue determinar el número de platos de la columna y la ubicación de la corriente de alimentación. Se analizó la influencia de la variación sucesiva del número de platos entre el rectificador y la alimentación, y se realizó un estudio equivalente respecto del re-hervidor. De este modo se determinó el número de platos necesarios por debajo y por encima de la corriente de entrada. Se tomó la decisión de adoptar una columna de cuatro platos, ya que un mayor número no produce variaciones apreciables en los flujos de calor del ciclo y no justifica la inversión.