Perhitungan Evaporator PDF [PDF]

Citation preview

OPERASI TEKNIK KIMIA II RK1454 MULTIPLE EFFECT EVAPORATOR



Contoh 8.5-5 Problem : Reverse-feed triple effect evaporator digunakan untuk memekatkan larutan 10 % NaOH menjadi 50% dengan rate 20.410 kg/jam dan suhu 48,9 oC. Media pemanas menggunakan steam jenuh pada suhu 178,3 oC. Tekanan operasi pada effect-3 sebesar 10,34 kPa. Koefisien heat transfer pada masing-masing effect sama U1=U2=U3=2840 W/m2.K. Untuk kebutuhan operasi tersebut, tentukan :  Heating surface area, A.  Rate konsumsi steam, S.



Process Flow Diagram V2



V1



V3



P2, T2



P1 , T 1



P3, T3



Feed : F=20410kg/j TF=48,9°C xF=0,1



Steam : TS=178,3°C C Produk : L1, x1=0,5



C L2, x2



U1= 2840 W/m2K



C L3, x3



U2=2840 W/m2K



U3=2840 W/m2K



Kondisi operasi : Parameter



Feed



Effect-1



Effect-2



P (kPa) x



Effect-3 10,34



0,1



T (oC)



48,9



F (kg/jam)



20410



0,5 178,3



L (kg/jam) V (kg/jam)



S (kg/jam) Ui (W/m2.K)



Steam



2840



2840



2840



Step 1 : Neraca massa Neraca massa total sistem evaporator :  Asumsi : Rate vapor pada semua effect sama,V1  V2  V3  Neraca total sistem : F  L1  V  Neraca solute : F.xF  L1.x1







L1  4082 kg / jam



V  16328 kg / jam



Step 1 : Neraca massa Neraca massa pada masing-masing effect :



Trial 1 : Rate vapor pada masing-masing effect diasumsi sama V1  V2  V3  V / 3  16328 / 3  5443 kg / jam



Effect 1 :



L 2  L1  V1 L 2.x 2  L1.x1



Effect 2 :



L3  L 2  V2 L3 .x 3  L 2.x 2



Effect 3 :



F  L3  V3 F.xF  L3 .x 3



L 2  9525 x 2  0,214 L3  14967 x 3  0,136



F  20410 xF  0,1 (OK)



Step 2 : Kondisi operasi (T) pada effect terakhir (3)  Kenaikan titik didih pada masing-masing effect : x1  0,5 x 2  0,214 x 3  0,136







BPR1  40,8 oC BPR 2  8,5 oC BPR 3  5,0 oC



P3  10,34 kPa (sat) x3  0,136







o  BPR  54,30 C







T3,sat  46,3 oC BPR3  5 o C



T3  T3,sat   BPR  46,3  5  51,30 oC



Step 3 : Temperatur drop pada effect  Effect 1 :



x1  0,5



BPR1  40,8o C



 Effect 2 :



x2  0,214



BPR2  8,5o C



 Effect 3 :



x3  0,136



BPR3  5,0o C o  BPR  54,30 C



Temperature drop total sistem :  T  Ts  T3,sat   BPR



o  T  178,3  46,3  54,3  77,7 C



Step 3 : Temperatur drop pada effect Temperature drop masing-masing effect :  Effect 1 :



ΔT1 



1/U1 (  T )  25,9 C Σ(1/U)



 Effect 2 :



ΔT2  25,9 C



 Effect 3 :



ΔT3  25,9 C



  T  77,7o C



Step 3 : Temperatur drop pada effect  Karena umpan efek-1 berasal dari aliran produk efek-2,



dimana suhu produk efek-2 (T2)