domingo, 26 de julio de 2009

Diagramas de flujo


DIAGRAMAS DE FLUJO.

Se utilizan para representar en forma esquemática y simbólica los diferentes procesos industriales, las etapas que los integran, los equipos que las constituyen y las corrientes de materiales que los interrelacionan.

En esencia, son dibujos formados por líneas y símbolos que ayudan a entender cómo se realiza el flujo de materia o energía en un proceso o en un equipo. Los símbolos representan las unidades de equipo de proceso y se escogen desde el punto de vista de la claridad y simplicidad, y generalmente guardan cierto parecido con el equipo que representan; las líneas que se conectan a dichas unidades señalan tubos o ductos a través de los cuales se transfieren materiales. Estas líneas se denominan, generalmente, corrientes y están caracterizados por variables como la razón de flujo del material, la composición, la temperatura, la presión, etc.

Hay varias clases de diagramas de flujo que son utilizados para diferentes propósitos, su nomenclatura no está estandarizada y las compañías y libros utilizan los más convenientes a sus fines.

La primera etapa para solucionar un problema de ingeniería química es su traducción a un diagrama de flujo donde se simbolizan las características más importantes del problema, que es una condición casi indispensable en la realización de los balances de materia y energía de un proceso o de una planta.
Algunos de los diferentes tipos de diagramas de flujo son:
o Diagramas de bloques o rectángulos.
o Diagramas simbólicos.
o Diagramas de instrumentación.


DIAGRAMAS DE BLOQUES O RECTÁNGULOS.

Son los más simples y en ellos se representa el proceso o alguna de sus partes por medio de bloques o rectángulos con flechas que indican las corrientes de entrada y salida. Dentro del rectángulo se coloca la indicación del proceso o equipo que representa y en las líneas con flechas se indican las variables de las corrientes (sustancia, flujo, temperatura, presión, concentración, etc.).


DIAGRAMAS SIMBÓLICOS.

Son una representación más cercana a la realidad. En ellos se representan los diferentes equipos, comúnmente empleados en la industria, por medio de símbolos que conservan, en cierto modo, su apariencia física. Se muestra la interrelación entre los diferentes equipos por medio de líneas de unión.

Las propiedades físicas, las cantidades, las temperaturas y las presiones de los materiales son parte importante de estos diagramas.

Estos valores se pueden indicar de tres maneras:
• Colocando los datos sobre cada corriente.
• Identificando la corriente con un número o letra que se refiere a una lista adjunta.
• Adjuntando los datos en una hoja de tabulación.

Los diagramas simbólicos son los más utilizados en la ingeniería química debido a que:
 Ayudan al diseño y acomodamiento de la planta,
 Dan una idea clara del proceso,
 Facilitan el dimensionamiento del equipo,
 Sirven como medio de instrucción del personal relacionado con el proceso,
 Ayudan a la realización de los balances de materia y energía.

Los símbolos, utilizados en estos diagramas de flujo y que representan los equipos, han sido estandarizados por el uso, y recopilados por la Asociación Americana de Estándares.

La Figura muestra alguno de los símbolos más usados para representar esquemáticamente los diferentes equipos y accesorios que forman parte de una planta química.

DIAGRAMAS DE FLUJO
En un diagrama de flujo se combinan adecuadamente los símbolos anteriores para representar el proceso que se realiza en una planta química.

El hidrosulfito de sodio se produce, utilizando SO2 y zinc, procesados u obtenidos mediante procesos independientes:

a. Obtención del polvo de zinc:
El zinc electrolítico (HGS), del 99.999 % de pureza, llega a la planta en forma de lingotes, los cuales se someten a un proceso de fundición-evaporación y luego condensación, hasta obtener un polvo de zinc, el que se tamiza en una malla 325.

b. Obtención del SO2:
El azufre se lleva a un tanque de fusión. Sale líquido, a unos 137 °C, y se inyecta en forma de aerosol (spray) a una caldera, en donde se combina con aire seco, proveniente de la planta de ácido sulfúrico, formándose SO2. El gas que sale se somete a varios lavados y al final se pasa por la torre de ácido sulfúrico con el fin de secarlo. Por último se comprime y el SO2 líquido se almacena en un tanque, a determinadas condiciones de presión y temperatura.

c. Obtención del hidrosulfito de sodio:
El polvo de zinc se mezcla con agua en un reactor al cual se adiciona lentamente el SO2 líquido. La reacción que ocurre es la formación del hidrosulfito de zinc. Una vez terminada la transformación, se pasa la solución a otro reactor, y se adiciona carbonato de sodio o hidróxido de zinc, obteniéndose el hidrosulfito de sodio y carbonato o hidróxido de zinc como subproducto.

La solución de hidrosulfito de sodio y carbonato de zinc se somete a una serie de filtraciones para separar los dos compuestos. La torta de carbonato de zinc e hidróxido de zinc se somete a calcinación para obtener el ZnO.

La solución de hidrosulfito de sodio se lleva a un evaporador-cristalizador, en el cual, con anterioridad, se ha evaporado una solución de cloruro de sodio para formar cristales que se utilizan como "siembra" en la cristalización del hidrosulfito de sodio.

Una vez terminada la evaporación, el producto se pasa a través de un filtro prensa, al cual se adiciona alcohol etílico, con el fin de absorber la humedad remanente en los cristales. El alcohol se recupera en una torre de destilación.
Los cristales de hidrosulfito de sodio se someten a secado al vacío en un secador rotatorio, se tamizan y se empacan, evitando el contacto con el aire porque se descomponen fácilmente, quedando listo para su comercialización. El diagrama de flujo, tal como se ha descrito, se muestra en la Figura

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