Plantas Piloto Educativas de Tratamiento Ambiental y del Agua
Planta Piloto Educativa de Operaciones Unitarias de Captura de Dióxido de Carbono a Escala de Banco
Número de artículo : LPK-CEBJ
El precio varía según Especificaciones y personalizaciones
- Concentración del producto de CO₂
- ≥ 90% después de la separación
- Rango de temperatura de regeneración
- 100°C a 300°C
- Composición del gas de alimentación
- Mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono (típicamente en proporción 15:85)
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Introducción
La Planta Piloto Educativa de Operaciones Unitarias de Captura de Dióxido de Carbono es un sistema de laboratorio a escala de banco diseñado para departamentos de ingeniería universitaria. Simula los procesos industriales de separación de dióxido de carbono (CO₂), adsorción y purificación de gases. Al utilizar un sistema de múltiples torres para procesar mezclas de gases, esta unidad brinda a los estudiantes experiencia práctica en contacto gas-sólido, dinámica de fluidos y termodinámica, cerrando la brecha entre los conceptos teóricos del aula y las aplicaciones prácticas de ingeniería.
Para garantizar que este sistema se alinee con planes de estudio institucionales específicos y direcciones de investigación, LABPARK ofrece opciones personalizables. Tanto las configuraciones de hardware (como las dimensiones del reactor, los rangos de los sensores y los diseños de tuberías) como las interfaces de control de software pueden adaptarse para satisfacer requisitos académicos y de laboratorio únicos.
Características Pedagógicas Clave y Ventajas del Sistema
- Simulación de Procesos Industriales: Demuestra la separación de mezclas de gases nitrógeno/dióxido de carbono, permitiendo a los estudiantes lograr concentraciones de producto de ≥90% de CO₂ y estudiar técnicas industriales de captura de carbono.
- Configuración de Adsorción de Múltiples Torres: Cuenta con una configuración de separación de cuatro torres, permitiendo el estudio de operaciones cíclicas continuas, adsorción por oscilación de presión (PSA) y adsorción por oscilación de temperatura (TSA).
- Activación Flexible de Adsorbentes: Admite la activación de doble método mediante bombeo de vacío y purga de gas inerte a alta temperatura (100–300°C) para demostrar principios de regeneración térmica y de presión.
- Sistema de Control Abierto Inteligente: Utiliza un sistema de control eléctrico modular que integra el monitoreo de señales de 32 canales y ajustes programables de código abierto para la capacitación práctica en control de procesos.
- Instrumentación Analítica Precisa: Equipado con controladores de flujo másico de múltiples rangos y analizadores de concentración de gas N₂/CO₂ dedicados para el monitoreo en tiempo real y la recopilación de datos.
- Diseño Robusto y Móvil: Construido con tuberías de acero inoxidable de grado industrial y un marco de aleación de aluminio duradero y móvil con ruedas fijables, lo que facilita la reubicación y la durabilidad a largo plazo en laboratorios de enseñanza ocupados.
Detalle y Piezas
Especificaciones Técnicas
| Parámetro | Descripción / Capacidad |
|---|---|
| Composición del Gas de Alimentación | Mezcla de Nitrógeno y Dióxido de Carbono (típicamente relación 15:85 o personalizable) |
| Concentración del Producto de CO₂ | ≥ 90% después de la separación |
| Rango de Temperatura de Regeneración | 100°C a 300°C mediante control de chaqueta de calefacción eléctrica |
| Métodos de Regeneración | Desorción al vacío y purga de gas inerte térmico |
| Interfaz de Control | PLC modular con monitoreo de señales de 32 canales y capacidad de programación de código abierto |
| Sensores y Herramientas Analíticas | Medidores de flujo másico térmicos en línea, transmisores de presión electrónicos y analizadores de doble gas (N₂/CO₂) |
| Materiales Estructurales | Tubería de acero inoxidable resistente a la corrosión (SUS304/316) y un marco de montaje de aleación de aluminio |
Mapeo del Plan de Estudios y Módulos Experimentales
Los módulos experimentales de esta planta piloto corresponden a conceptos fundamentales en los planes de estudio de ingeniería química, ambiental y de procesos.
| Módulo Experimental | Resultados de Aprendizaje del Estudiante | Terminología de Libros de Texto Relevantes |
|---|---|---|
| Cinética de Adsorción y Análisis de Curva de Ruptura | Medición de perfiles de concentración a lo largo del tiempo; determinación de la capacidad de ruptura y zonas de transferencia de masa dentro de lechos empacados. | Adsorción de Gases, Curvas de Ruptura, Coeficiente de Transferencia de Masa |
| Desorción y Regeneración de Adsorbentes | Comparación de la regeneración térmica al vacío con la purga de gas inerte; cálculo de la eficiencia energética y las tasas de desorción. | Regeneración de Adsorbente, Desorción Térmica, Adsorción por Oscilación de Vacío |
| Diseño y Control de Procesos Cíclicos | Configuración de secuencias de conmutación de válvulas para establecer ciclos de separación continua; ajuste de los tiempos de ciclo para optimizar la recuperación. | Diseño de Procesos Cíclicos, Adsorción por Oscilación de Presión (PSA), Control de Procesos |
| Balance de Masa y Evaluación de Rendimiento | Realización de balances de materiales generales; determinación de tasas de recuperación de separación de gases y factores de pureza. | Balances de Materiales, Operaciones Unitarias de Separación de Gases, Factores de Separación |
Alineación con Planes de Estudio Académicos y Libros de Texto Clásicos
Esta planta piloto está diseñada para apoyar cursos en Ingeniería Química, Ingeniería Ambiental y Tecnología Energética. Los procesos físicos demostrados por el equipo se alinean directamente con las operaciones unitarias estándar descritas en los principales libros de texto de ingeniería:
- Operaciones Unitarias de la Ingeniería Química: La planta piloto proporciona una demostración concreta de los equilibrios de adsorción de gases, los coeficientes de transferencia de masa y el funcionamiento de los lechos empacados. Los estudiantes pueden observar cómo el cambio en la presión, la temperatura y el caudal de alimentación altera la forma de las curvas de ruptura y la eficiencia general de la zona de transferencia de masa.
- Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias: El equipo sirve como modelo físico para estudiar la difusión molecular en gases, la transferencia de masa entre fases y los fenómenos de transporte convectivo dentro de medios porosos bajo perfiles variables de temperatura y presión.
- Diseño de Ingeniería Química: Al analizar la configuración de cuatro torres, la tubería de proceso, la ubicación de los sensores y los bucles de control, los estudiantes obtienen una visión práctica del diseño de procesos, la instrumentación, el diseño de tuberías y los parámetros de seguridad del sistema.
Para acomodar proyectos de investigación especializados o metodologías de enseñanza departamentales específicas, tanto la arquitectura de hardware como los algoritmos de control de software de esta planta piloto educativa pueden personalizarse. Esto garantiza que el equipo se integre en los espacios de laboratorio existentes y se alinee con los programas de estudio específicos de los cursos.
Sobre LABPARK
LABPARK ha dedicado más de 20 años a servir a instituciones de educación superior en todo el mundo, proporcionando equipos de capacitación en ingeniería de alta calidad y sistemas a escala piloto. Nos enfocamos en seis campos académicos y de investigación principales: Química, Ingeniería Química, Biotecnología, Ingeniería de Alimentos, Ingeniería Farmacéutica e Ingeniería Ambiental.
Apoyados por una base de producción e investigación que abarca 4,9 hectáreas (49.000 metros cuadrados), LABPARK posee 209 patentes técnicas. A la fecha, nos hemos asociado con más de 289 universidades y colegios a nivel mundial, brindando soluciones educativas robustas y alineadas con el plan de estudios que preparan a la próxima generación de ingenieros para los desafíos industriales.
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