Clase electrónica semana N° 06: Licuefacción de gases
Clase electrónica semana N° 06
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A partir de este corte necesitaran TABLAS de REFRIGETANTE
Licuefacción de gases
La licuefacción de gases ha sido siempre un área importante de la refrigeración, pues muchos sistemas científicos y de ingeniería a temperaturas criogénicas (menores a -100 °C) dependen de gases licuados.
Algunos ejemplos del uso de esta técnica son: la separación del oxigeno y del nitrógeno del aire, la preparación de propulsores líquidos para cohetes (oxígeno líquido), como combustible doméstico (propano líquido en cilindros o bombonas), para el transporte marítimo se emplea gas natural licuado, el nitrógeno líquido se utiliza para refrigeración a baja temperatura. También la licuefacción de los gases se emplea para el estudio de propiedades de materiales a bajas temperaturas y el estudio de algunos fenómenos interesantes como la superconductividad.
Recordemos que a temperaturas superiores al punto critico, una sustancia existe únicamente en su etapa gaseosa, las temperaturas criticas de helio, hidrogeno y nitrógenos (tres gases que se usan comúnmente en la licuefacción) son de -268 °C, -240°C y -147°C respectivamente, por lo tanto ninguna de estas sustancia existirá en forma líquida en condiciones atmosféricas.
Además, las bajas temperaturas de esta magnitud no se obtienen con técnicas ordinarias de refrigeración, entonces ¿Cómo podemos reducir la temperatura de un gas por debajo de su valor de punto crítico?, esto puede lograrse de varias maneras:
1. Por intercambio de calor a presión constante.
2. Por expansión en una turbina, a partir de la cual se obtiene trabajo.
3. Por un proceso de estrangulamiento.
Generalmente en plantas comerciales de licuefacción a pequeña escala los procesos (1) y (2) se emplean para reducir la temperatura del gas y pasar al proceso (3) de estrangulamiento, donde la forma más económica para enfriar el aire es por intercambio de calor a contracorriente con la porción no licuada del aire proveniente del proceso de expansión. Esta clase de sistema simple de licuefacción, es conocida como el proceso de Linde-Hampson.
A continuación se muestran dos videos para complementar la información, el primero (chileno) trata sobre el gas natural licuado. El segundo es una visita virtual a una planta peruana de gas natural licuado, donde evidenciaran la aplicación del sistema de Linde-Hampson.
Para validar su asistencia responda la siguiente pregunta:
Explique brevemente el sistema (ciclo) de Linde-Hampson para licuefacción de gases
Referencias Consultadas:
1. Cengel Y. y Boles M. (2002). "Termodinámica". Mc Graw Hill, 5ta edición.
2. Smith J., Van Ness H. y Abbott M. (1997). "Introducción a la termodinámica en ingeniería química". McGraw-Hill, 5ta edición.
Vanessa Pimentel I-004-D dijo
El sistema de Linde-Hampson es un sistema de licuefacción de gases muy extendido en aplicaciones poco exigidas de criogenia debido a su sencillez y basa su funcionamiento en el Efecto Joule-Thomson . Los elementos básicos de este sistema son: compresor, cambiador de calor, válvula de expansión y cámara de licuación. Dentro de este sistema de licuación pueden encontrarse algunas variantes, como el sistema de linde hampson simple, el sistema de linde hampson dual y el sistema de linde con enfriamiento previo. El sistema de linde hampson simple está compuesto por un compresor, un cambiador de calor, una válvula de expansión y un depósito para el gas licuado. El gas de aporte entra al sistema a través del compresor, donde se le aplica trabajo y se extrae calor, tras el compresor el gas se encuentra comprimido y a temperatura ambiente. A continuación el gas pasa por un intercambiador de calor donde se enfría, y justo después, el gas frío y comprimido se expande a través de una válvula hasta la presión ambiente, en esta expansión el gas se enfría aún más debido al efecto Joule-Thomsom y pasa a la cámara de licuación, en esta cámara parte del gas entra en estado de líquido saturado y se extrae. El gas frío que no ha sido licuado se manda al intercambiador de calor situado antes de la válvula y después se añade a la corriente de aporte que entra al compresor. Para mantener el funciomaniento estacionario la masa de gas de aporte tiene que ser igual a la masa de gas licuado que se extrae del sistema. Vanessa Pimentel C.I: 18.853.840 Sección: I=004=D Ingeniería Petroquímica
26 Abril 2011 | 12:27 AM