Instituto Tecnolgico de Tuxtla Gutirrez.

Materia:Balance de Materia y Energa.

Docente:Ing. Blanco Carrillo Wilbert Morgan.

Problema: Desalinizacin de Agua de Mar

PROBLEMA: Desalinizacin de agua de mar.

Se piensa desalinizar agua de mar por smosis inversa usando el mtodo que se muestra en la figura. Use los datos de la figura para calcular:(a) La velocidad de extraccin de salmuera de desperdicio (B).

(b) La velocidad de produccin de agua desalinizada (considerada como agua potable) (D).

(c) La fraccin de salmuera que sale de la celda de smosis (que acta esencialmente como un separador) para ser recirculada.

NOTA: La solucin debe incluir una descripcin del proceso de smosis y smosis inversa.

Solucin:

Diagrama de flujo:

NOTA: Como 500 ppm equivale a 500 mg/L. Esto quiere decir que en una solucin existen 500 mg de soluto en un litro de disolucin. Como en este caso se habla de agua se cumple que 500 ppm = 0.05 % peso.Como se cuenta con la composicin de la corriente de desperdicio de salmuera y esta es una rama de la salida completa de salmuera de la celda de smosis, y no ocurre ningn proceso quiere decir que tanto la recirculacin de salmuera como la salida total de esta tienen la mis composicin.

Balance total:Balance en la celda de smosis(a)......... E = D + S

(4)......... X2E E = X2D D + X2S S 0.04 E = 0.0005 D + 0.0525 S0.04 E - 0.0525 R = 31

(3)......... X1E E = X1D D + X1S S 0.96 E = 0.9995 D + 0.9475 S

Balance en el nodo de unin:(1)......... X1A A + X1R R = X1E E 0.969 (1000) + 0.9475 R = 0.96 E0.96 E 0.9475 R = 969

(2)......... X2A A + X2R R = X2E E 0.031 (1000) + 0.0525 R = 0.04 E

Balance en el nodo de separacin:(5)......... X1S S = X1R R + X1B B 0.9475 S = 0.9475 R + 0.9575 B S = R + B

(6)......... X2S S = X2R R + X2B B 0.0525 S = 0.0525 R + 0.0525 B S = R + B

Solucin de las ecuaciones:

Como en la ecuacin 1 y 2 tenemos 2 incgnitas, las resolvemos por el mtodo de eliminacin:

0.96 E 0.9475 R = 969 (1)0.04 E 0.0525 R = 31.. (2)_______________________________________

4[0.96 E 0.9475 R = 969]96 [0.04 E 0.0525 R = 31]_________________________________________3.84 E 3.79 R = 38763.84 E + 5.04 R = 2976_________________________________________1.25 R = 900R = 900/1.25R = 720

Sustituimos el valor de R en la ecuacin 1:

0.96 E 0.9475 (720) = 9690.96 E 682.2 = 9690.96 E = 969 + 682.20.96 E = 1651.2E = 1651.2/0.96E = 1720

Como ya contamos con los valores de E y R, sustituimos el valor de E en las ecuaciones 3 y 4, para poderlas resolver como las anteriores 1 y 2:

0.96 (1720) = 0.9995 D + 0.9475 S (3)0.04 (1720) = 0.0005 D + 0.0525 S... (4)___________________________________________

0.9995 D + 0.9475 S = 1651.20.0005 D + 0.0525 S = 68.8_________________________________________

S = 1306.538462

Sustituimos el valor de S en la ecuacin 3:

0.9995 D + 0.9475 (1306.538462) = 1651.2

D = 413.461538

Como ya tenemos los valores de S, D, E y R, ahora sustituimos el valor de S y R en la ecuacin 5 o 6, para as encontrar el valor de B:

S = R + B. (5)1306.538462 = 720 + BB = 1306.538462 720B = 586.538462

Tabla de resultados:CorrienteAEDSRB

Flujo lb/hr10001720413.4615381306.538462720586.5684

Composicin% Masa% Masa% Masa% Masa% Masa% Masa

Agua96.99699.9594.7594.7594.75

Sal3.140.055.255.255.25