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Pag. 1/2 Sessione ordinaria 2010

Seconda prova scritta

Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca

M417 - ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE

CORSO DI ORDINAMENTO

Indirizzo: CHIMICO

Tema di: TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI, PRINCIPI DI AUTOMAZIONE E DI

ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE

(Testo valevole per i corsi di ordinamento e per i corsi sperimentali del Progetto “Sirio”)

Una miscela di due gas viene sottoposta a lavaggio in controcorrente con un solvente selettivo

al fine di separarli ed utilizzarli in operazioni successive. L’operazione viene condotta in una

colonna a riempimento nella quale il liquido viene introdotto dall’alto e la miscela di gas dalla

parte inferiore di essa. Dalla sommità della colonna esce il gas insolubile nel liquido mentre

dal fondo esce il liquido con l’altro gas in esso disciolto che verrà trattato in operazioni

successive.

Il candidato, dopo aver considerato le condizioni operative che ritiene opportuno adottare

(pressione e temperatura), disegni lo schema della colonna di assorbimento prevedendo le

apparecchiature accessorie (scambiatori di calore, fluidi ausiliari, pompe, valvole, serbatoi.

ecc...) e le regolazioni automatiche principali, rispettando, per quanto possibile, la normativa

Unichim.

Inoltre il candidato risponda, a due dei seguenti tre quesiti:

1) In un’operazione di rettifica continua, operante con un rapporto di riflusso effettivo

R = 0,85 si producono 650 kg/h di distillato generato da un vapore che condensa a

Tc = 84°C ΔH

Il calore latente di condensazione di tale vapore è = 1800 kJ/kg.

Il condensatore nel quale si effettua tale operazione è alimentato con acqua industriale di

raffreddamento con temperatura di ingresso Ti = 21°C ed uscente a Tu = 40°C il cui

calore specifico è cp = 4,18 kJ/(kg °C)

Nel condensatore nuovo ed appena installato si realizza un coefficiente globale di

2 °C). Dopo un periodo di alcuni mesi, il condensatore

scambio termico U = 2,5 kW/(m 2

presenta un coefficiente di sporcamento Rd = 0,1/(m °C)/kW dovuto principalmente

all’acqua di raffreddamento, che riduce la capacità di scambio termico dell’apparecchio.

Con i dati a disposizione il candidato calcoli:

a) la portata di vapore uscente dalla colonna che deve essere condensato;

b) la potenza termica che viene scambiata nell’apparecchio;

c) la portata di acqua necessaria per realizzare la condensazione;

d) il coefficiente globale di scambio termico quando lo scambiatore è sporco;

e) la temperatura media logaritmica presente nel condensatore nell’ipotesi che il liquido

condensato esca dall’apparecchio alla temperatura di condensazione (84°C);

f) l’area di scambio necessaria per realizzare la condensazione in tali condizioni.

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