Proyecto de una planta de refrigeración para la producción de CO2 líquido

Abstract

El presente trabajo, mi deseo es contribuir al necesario desarrollo industrial del Perú en lo que concierne a la industria de Refrigeración. El presente, proyecto lo he realizado en la Compañía de cerveza Modelo (Av. Benavides - La Legua Callao), en la cual procesan su gas carbónico proveniente de la cerveza. El proceso de purificación a grandes rasgos es el siguiente el gas carbónico a la salida de los fermentadores pasa a una torre donde se purga toda la espuma que lleva el gas, de ahí pasa a un tanque de batido y luego a un compresor BOSSTER, que lo bombea a la casa de Fuerza para proseguir el proceso de purificación: En la Casa de Fuerza pasa el gas primero por una torre lavadora con agua, luego por dos torres purificaderas con carbón activo y posteriormente a un compresor de dos etapas donde se le comprime hasta 250 psi. Después del proceso de purificación y compresión pasa a dos torres deshidratador; encontrándose en estas últimas condiciones aptas para ser licuado. En enero del próximo año se va a terminar de instalar la maquinaria necesaria para el Plan A y B de la Compañía, y actualmente se están realizando estudios para las futuras ampliaciones de la Compañía. Con mi proyecto, mi deseo es contribuir a dichos estudios con le Planta de Refrigeración para licuar su C02 similar a la actualmente instalada. Asimismo, también quiero establecer que mi proyecto tiene carácter de investigación en cuanto a los fenómenos de transferencia de calor que se llevan a cabo en los aparatos de la Planta. Lógicamente basándose en resultados y correlaciones halladas experimentalmente sobre dichos fenómenos por investigadores cuyos trabajos han sido publicados en asociaciones tales como AICHE y Transactions ASME. En el capítulo I describe los usos del gas carbónico en la Compañía Modelo y también realizó una evaluación de la planta de Refrigeración actualmente instalada. Discuto el refrigerante a usar en la planta y me refiero al último producto de la familia de los Freones, el F-502 selecciono el compresor, el condensador, el intercambiador líquido-gas de succión, el evaporador y concluyo con la configuración global de la planta. En el capítulo II, el cual considero el cuerpo o capítulo principal de la tesis, es donde expongo el diseño del equipo de refrigeración, aplicando cómo menciona anteriormente las investigaciones publicadas en tales asociaciones. Diseño el condensador, el intercambiador líquido gas de succión y el evaporador de la planta. Asimismo, debo aclarar que las configuraciones asumidas en el diseño de los aparatos de la planta son hechas en base a que la tendencia actual en reducir al mínimo el volumen ocupado por los mismos es decir a hacer los aparatos los más compacto posible, pero sin desviarnos de las condiciones previas de caída de presión que es factor dominante en el diseño de estos aparatos. Por ejemplo, inicialmente tuve que decidir en el diseño del intercambiador liq-gas de succión si era de 1 o de 2 pasos en el lado del tubo. Opte por el de 2 pasos ya que de esta manera se lograba una unidad compacta facilidad del ensamblaje y reducción del costo de la coraza a la mitad. Selecciono la válvula de expansión termostática, el aislamiento del sistema y menciono los controles básicos de la planta. En el capítulo III expongo las consideraciones de diseño mecánico, justificando espesores asumidos selecciono bridas, conexiones de los aparatos, tapas de los mismos, placas cabeceras de los aparatos, etc. En el capítulo IV realizo la evaluación del proyecto y lo comparo con el actual instalado. Debe quedar bien claro que el costo obtenido no incluye la instalación (costo) en el Perú. En el capítulo V nuestro los planos del Proyecto.