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TRANSFERENCIA DE MASA TRANSFERENCIA DE MASA ABSORCIÓN DE GASES ABSORCIÓN DE GASES Valencia. 21 de Valencia. 21 de Febrero 2013 Febrero 2013 Presentado por: Ing. Wilfredo Jesús Presentado por: Ing. Wilfredo Jesús Martínez Martínez.

Absorcion de Gases 1

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Page 1: Absorcion de Gases 1

TRANSFERENCIA DE MASATRANSFERENCIA DE MASAABSORCIÓN DE GASESABSORCIÓN DE GASES

Valencia. 21 de Febrero 2013Valencia. 21 de Febrero 2013

Presentado por: Ing. Wilfredo Jesús MartínezPresentado por: Ing. Wilfredo Jesús Martínez.

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Una de las operaciones de Una de las operaciones de transferencia de materia conocidas transferencia de materia conocidas como absorción de gases y como absorción de gases y desorción o «stripping». En la desorción o «stripping». En la absorción de gases un vapor soluble absorción de gases un vapor soluble se absorbe desde su mezcla con un se absorbe desde su mezcla con un gas inerte por medio de un líquido en gas inerte por medio de un líquido en el que el gas soluble es más o el que el gas soluble es más o menos soluble. Un equipo utilizado menos soluble. Un equipo utilizado en absorción de gases y en algunas en absorción de gases y en algunas otra operaciones es la torre de otra operaciones es la torre de relleno, un ejemplo de ésta se relleno, un ejemplo de ésta se representa en la siguiente Figura 1. representa en la siguiente Figura 1.

ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

La acetona puede ser eliminada de una La acetona puede ser eliminada de una mezcla de acetona-aire haciendo pasar la mezcla de acetona-aire haciendo pasar la mezcla gaseosa a través de agua, donde mezcla gaseosa a través de agua, donde se disuelve la acetona, mientras que el se disuelve la acetona, mientras que el aire prácticamente pasa inalterado.aire prácticamente pasa inalterado.

La eliminación de una o más sustancias de una La eliminación de una o más sustancias de una mezcla de gases por absorción en un líquido mezcla de gases por absorción en un líquido adecuado es la segunda operación en cuanto a adecuado es la segunda operación en cuanto a frecuencia en la industria química, sólo por frecuencia en la industria química, sólo por detrás de la rectificación. Se trata de una detrás de la rectificación. Se trata de una operación de transferencia de materia operación de transferencia de materia controlada por la difusión de materia.controlada por la difusión de materia.

ABSORCION DE ABSORCION DE GASESGASES

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En general, la relación de caudales En general, la relación de caudales líquido a gas es considerablemente líquido a gas es considerablemente mayor en absorción que en rectificación, mayor en absorción que en rectificación, con dos consecuencias lógicas: 1) la con dos consecuencias lógicas: 1) la disposición de los pisos debe ser disposición de los pisos debe ser diferente en ambos casos, cuando la diferente en ambos casos, cuando la operación se realiza por etapas. 2) al ser operación se realiza por etapas. 2) al ser mayor el caudal de líquido se utilizan mayor el caudal de líquido se utilizan más frecuentemente columnas de más frecuentemente columnas de relleno.relleno.

El principal requisito es:El principal requisito es:conseguir un contacto íntimo del gas y el conseguir un contacto íntimo del gas y el líquido. La forma general de los equipos líquido. La forma general de los equipos es la habitual, y se utilizan tanto torres de es la habitual, y se utilizan tanto torres de pisos como de relleno, del tipo de las pisos como de relleno, del tipo de las utilizadas en rectificación.utilizadas en rectificación.

La diferencia esencial con la rectificación La diferencia esencial con la rectificación es que en esta operación el vapor se es que en esta operación el vapor se produce en cada etapa por vaporización produce en cada etapa por vaporización parcial del líquido, que por tanto está a parcial del líquido, que por tanto está a su temperatura de burbuja, mientras que su temperatura de burbuja, mientras que en absorción el líquido está muy por en absorción el líquido está muy por debajo de esta temperatura.debajo de esta temperatura.

ABSORCIÓN DE GASESABSORCIÓN DE GASES

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

CURVA B. Si la presión de equilibrio de CURVA B. Si la presión de equilibrio de un gas a una determinada concentración un gas a una determinada concentración en la fase líquida es alta. Se dice que el en la fase líquida es alta. Se dice que el gas es relativamente insoluble en el gas es relativamente insoluble en el liquido (S0liquido (S022), mientras que si es baja ), mientras que si es baja (curva C), se dice que es muy (curva C), se dice que es muy soluble(HCL).soluble(HCL).

La solubilidad de cualquier gas está La solubilidad de cualquier gas está influenciada por la temperatura de influenciada por la temperatura de acuerdo con la ley de Van’t Hoff: si la acuerdo con la ley de Van’t Hoff: si la temperatura de un sistema en equilibrio temperatura de un sistema en equilibrio se aumenta, el sistema debe evolucionar se aumenta, el sistema debe evolucionar de forma que absorba calor.de forma que absorba calor.

La solubilidad de un gas en un líquido, a una temperatura dada, La solubilidad de un gas en un líquido, a una temperatura dada, aumenta con la presión, tal y como se muestra en la figura, donde se aumenta con la presión, tal y como se muestra en la figura, donde se representa la solubilidad de distintos gases en agua a distintas representa la solubilidad de distintos gases en agua a distintas temperaturas.temperaturas.

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Soluciones liquidas ideales:

Una fase liquida se considera ideal, cuando la presión parcial de un gas en la solución pueda ser calculada sin necesidad de determinaciones experimentales.Características de las soluciones ideales:

Una fase liquida se considera ideal, cuando la presión parcial de un gas en la solución pueda ser calculada sin necesidad de determinaciones experimentales.Características de las soluciones ideales:

Es decir: P*=X.PEs decir: P*=X.P

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El soluto contenido en el gas rico es absorbido por el líquido fresco El soluto contenido en el gas rico es absorbido por el líquido fresco que entra en la torre, y el gas diluido o agotado abandona la torre. El que entra en la torre, y el gas diluido o agotado abandona la torre. El líquido se enriquece en soluto a medida que desciende por la torre y líquido se enriquece en soluto a medida que desciende por la torre y el liquido concentrado sale por el fondo de la torre.el liquido concentrado sale por el fondo de la torre.

ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Figura 2. Cuerpos de Relleno Típicos: (a) Montura de Berl; (b) Montura Figura 2. Cuerpos de Relleno Típicos: (a) Montura de Berl; (b) Montura Intalox; (c) Intalox; (c) Anillo Raschig; (d) Anillo Pall.Anillo Raschig; (d) Anillo Pall.

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Características de los rellenos de columnas de absorción Características de los rellenos de columnas de absorción

1. Químicamente inerte frente a los fluidos de la torre. 1. Químicamente inerte frente a los fluidos de la torre. 2. Resistente mecánicamente sin tener un peso excesivo. 2. Resistente mecánicamente sin tener un peso excesivo. 3. Tener pasos adecuados para ambas corrientes sin excesiva 3. Tener pasos adecuados para ambas corrientes sin excesiva

retención de líquido o caída de presión. retención de líquido o caída de presión. 4. Proporcionar un buen contacto entre el líquido y el gas. 4. Proporcionar un buen contacto entre el líquido y el gas. 5. Costo razonable 5. Costo razonable

Materiales Materiales

Baratos, inertes ligeros: Arcilla, porcelana, plásticos, acero, Baratos, inertes ligeros: Arcilla, porcelana, plásticos, acero, aluminio aluminio

Unidades de relleno huecas, que garantizan la porosidad del lecho Unidades de relleno huecas, que garantizan la porosidad del lecho y el paso de los fluidosy el paso de los fluidos

ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

APLICACIONES DE LA ABSORCIÓNAPLICACIONES DE LA ABSORCIÓN • • Recuperar productos de corrientes gaseosas con fines de producción Recuperar productos de corrientes gaseosas con fines de producción

• • Método de control de emisiones de contaminantes a la atmósfera, Método de control de emisiones de contaminantes a la atmósfera, reteniendo las sustancias contaminantes (compuestos de azufre, clorados reteniendo las sustancias contaminantes (compuestos de azufre, clorados y fluorados), es decir en efluentes gaseosos y fluorados), es decir en efluentes gaseosos

• • La recuperación de gases ácidos como HLa recuperación de gases ácidos como H22S, mercaptanos y COS, mercaptanos y CO22 con con disoluciones de aminas disoluciones de aminas

• • Producción industrial de disoluciones ácidas o básicas en agua (ácidos Producción industrial de disoluciones ácidas o básicas en agua (ácidos clorhídrico, sulfúrico y nítrico o hidróxido amónico) clorhídrico, sulfúrico y nítrico o hidróxido amónico)

• • Eliminación de SOEliminación de SO22 de gases de combustión con disoluciones acuosas de gases de combustión con disoluciones acuosas de hidróxido de sodio de hidróxido de sodio

• • La eliminación de óxidos de nitrógeno con disoluciones de agentes La eliminación de óxidos de nitrógeno con disoluciones de agentes oxidantes oxidantes

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Tabla 1. Características de rellenos para torres de rellenoTabla 1. Características de rellenos para torres de relleno

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Requisito de un buen contacto entre el líquido y el gas:Requisito de un buen contacto entre el líquido y el gas:

1)1)Idealmente, el líquido, una vez distribuido en la parte superior del relleno, fluye en forma de Idealmente, el líquido, una vez distribuido en la parte superior del relleno, fluye en forma de una película sobre la superficie del relleno durante todo el recorrido de descenso a través de una película sobre la superficie del relleno durante todo el recorrido de descenso a través de la torre.la torre.

2) Se debe evitar efecto canalización, es la principal razón del mal funcionamiento de las 2) Se debe evitar efecto canalización, es la principal razón del mal funcionamiento de las grandes torres de relleno.grandes torres de relleno.

3)3)En torres de tamaño moderado la canalización puede minimizarse haciendo que el diámetro En torres de tamaño moderado la canalización puede minimizarse haciendo que el diámetro de la torre sea por lo menos 8 veces el diámetro del relleno.de la torre sea por lo menos 8 veces el diámetro del relleno.

4)4)Si la relación entre el diámetro de la torre y el diámetro del relleno es inferior a 8:1, el líquido Si la relación entre el diámetro de la torre y el diámetro del relleno es inferior a 8:1, el líquido tiende a desplazarse hacia fuera y descender por la pared de la columna.tiende a desplazarse hacia fuera y descender por la pared de la columna.

5)5)Bajas velocidades de líquido, con independencia de la distribución inicial del líquido, la Bajas velocidades de líquido, con independencia de la distribución inicial del líquido, la mayor parte de la superficie del relleno no es mojada por el líquido que desciende. mayor parte de la superficie del relleno no es mojada por el líquido que desciende.

Al aumentar la velocidad del líquido aumenta también la fracción mojada de la superficie del Al aumentar la velocidad del líquido aumenta también la fracción mojada de la superficie del relleno, hasta que para una velocidad crítica, que generalmente es elevada, toda la superficie relleno, hasta que para una velocidad crítica, que generalmente es elevada, toda la superficie está está mojada y es efmojada y es efectiva.ectiva.

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Selección del disolvente para absorciónSelección del disolvente para absorción

La solubilidad del gas debe ser elevada, lo que se traduce en aumentos de la La solubilidad del gas debe ser elevada, lo que se traduce en aumentos de la velocidad de absorción y disminución de la cantidad de disolvente. Normalmente velocidad de absorción y disminución de la cantidad de disolvente. Normalmente los disolventes de la misma naturaleza que el soluto a ser tratado proporcionan los disolventes de la misma naturaleza que el soluto a ser tratado proporcionan buenas solubilidades. Así por ejemplo, se utilizan hidrocarburos líquidos, y no agua, buenas solubilidades. Así por ejemplo, se utilizan hidrocarburos líquidos, y no agua, para eliminar benceno del gas de coquería.para eliminar benceno del gas de coquería.

Volatilidad. El disolvente debe tener una baja presión de vapor, ya que el gas que Volatilidad. El disolvente debe tener una baja presión de vapor, ya que el gas que abandona una torre de absorción está normalmente saturado con el vapor del abandona una torre de absorción está normalmente saturado con el vapor del disolvente, y por tanto, la mayoría de este disolvente se perderá. disolvente, y por tanto, la mayoría de este disolvente se perderá.

Corrosividad. La corrosividad del disolvente debe ser tal que no implique Corrosividad. La corrosividad del disolvente debe ser tal que no implique materiales de construcción especiales o muy caros.materiales de construcción especiales o muy caros.

Viscosidad. Se prefieren bajas viscosidades ya que proporcionan rápidas Viscosidad. Se prefieren bajas viscosidades ya que proporcionan rápidas velocidades de absorción, mejor comportamiento fluido -dinámico, permiten velocidades de absorción, mejor comportamiento fluido -dinámico, permiten intervalos más amplios de operación antes del anegamiento en torres de absorción, intervalos más amplios de operación antes del anegamiento en torres de absorción, bajas pérdidas de presión en el bombeo y buenas características de transmisión de bajas pérdidas de presión en el bombeo y buenas características de transmisión de calor.calor.

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Balance de MateriaBalance de Materia

LLaa+G=L + +G=L + GGaa

Materia total:Materia total:

Componente A:Componente A:

LLaaxxaa + G y = L x + + G y = L x + GGaayyaaLas ecuaciones de los balances globales Las ecuaciones de los balances globales

de materia:de materia:

LLaa + G + Gbb = L = Lbb + + GGaa

Materia total:Materia total:

Componente A(soluto):Componente A(soluto):

LLaa x xaa+ G+ Gbb y ybb= L= Lbb x xbb+ +

GGaayyaa

Ga

Gb

G

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

La ecuación de la línea de operación para una planta de contacto La ecuación de la línea de operación para una planta de contacto diferencial, análoga a las ecuaciones anteriores para una columna de diferencial, análoga a las ecuaciones anteriores para una columna de etapas de contacto, es: etapas de contacto, es:

y = L*X + Gy = L*X + Gaayyaa – L – Laa X Xaa

G GG G

Donde x e y representan las composiciones globales del líquido y el Donde x e y representan las composiciones globales del líquido y el gas, respectivamente, en contacto entre sí en cualquier sección dada gas, respectivamente, en contacto entre sí en cualquier sección dada de la columna.de la columna.

La absorción de un componente soluble desde una mezcla gaseosa da La absorción de un componente soluble desde una mezcla gaseosa da lugar a una disminución de la velocidad total del gas G a medida que lugar a una disminución de la velocidad total del gas G a medida que el gas pasa a través de la columna mientras que el flujo de líquido L el gas pasa a través de la columna mientras que el flujo de líquido L aumenta.aumenta.

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FIGURA 2. Relación gas-líquido FIGURA 2. Relación gas-líquido limitante (o mínima)limitante (o mínima)

La Ecuación anterior indica que la pendiente media de la línea de La Ecuación anterior indica que la pendiente media de la línea de operación es L/V, relación entre los flujos molares del líquido y el gas. operación es L/V, relación entre los flujos molares del líquido y el gas.

La línea de operación debe estar por arriba de la línea de equilibrio para que la absorción tenga lugar, puesto que esto proporciona una fuerza impulsora positiva para la absorción.

Por tanto, para un flujo de gas dado, una reducción del flujo de Por tanto, para un flujo de gas dado, una reducción del flujo de líquido da lugar a una disminución de la pendiente de la línea de líquido da lugar a una disminución de la pendiente de la línea de operación.operación.

Considérese la línea de operación ab:Considérese la línea de operación ab:Supongamos que tanto la velocidad del gas como las concentraciones Supongamos que tanto la velocidad del gas como las concentraciones extremas xextremas xaa, y, yaa, y, ybb, se mantienen constantes mientras que el flujo de , se mantienen constantes mientras que el flujo de

líquido L va disminuyendo. líquido L va disminuyendo.

El extremo superior de la línea de operación se desplaza en la El extremo superior de la línea de operación se desplaza en la dirección de la línea de equilibrio, y xdirección de la línea de equilibrio, y xbb, la concentración del líquido , la concentración del líquido

concentrado, aumenta.concentrado, aumenta.

La máxima concentración del líquido concentrado y la mínima velocidad de flujo del líquido posible se obtienen cuando la línea de operación justamente toca a la línea de equilibrio, tal como corresponde a la línea ab’ de la Figura 2.

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Para esta condición se necesita una infinita de la sección de relleno, toda vez que la diferencia de concentración para Para esta condición se necesita una infinita de la sección de relleno, toda vez que la diferencia de concentración para la transferencia de materia se hace cero en el fondo de la torre. la transferencia de materia se hace cero en el fondo de la torre.

En cualquier torre real la velocidad del líquido tiene que ser mayor que este mínimo para conseguir la variación En cualquier torre real la velocidad del líquido tiene que ser mayor que este mínimo para conseguir la variación especificada en la composición del gas.especificada en la composición del gas.

La fuerza impulsora para la transferencia de materia es y - y*, que es proporcional a la distancia vertical entre la línea La fuerza impulsora para la transferencia de materia es y - y*, que es proporcional a la distancia vertical entre la línea de equilibrio y la línea de operación en un diagrama como el de la Figura 2.de equilibrio y la línea de operación en un diagrama como el de la Figura 2.

Al aumentar L/V aumenta la fuerza impulsora en todas las partes de la columna excepto muy cerca de la parte Al aumentar L/V aumenta la fuerza impulsora en todas las partes de la columna excepto muy cerca de la parte superior, y la columna de absorción no necesita ser tan alta. Al utilizar más cantidad de líquido se obtiene una superior, y la columna de absorción no necesita ser tan alta. Al utilizar más cantidad de líquido se obtiene una disolución líquida más diluida, de la que es más difícil recuperar el soluto por deserción o stripping.disolución líquida más diluida, de la que es más difícil recuperar el soluto por deserción o stripping.

El flujo de líquido para un absorbedor deberá estar comprendido en el intervalo de 1,1 a 1,5 veces el flujo mínimo.El flujo de líquido para un absorbedor deberá estar comprendido en el intervalo de 1,1 a 1,5 veces el flujo mínimo.

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La cantidad mínima de liquido es: Ls = Gs*(Y1 – Y) / (X1 - X)

yY=

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G: Corriente gaseosa(moles/area*tiempo) en cualquier punto de la torre, formada por un soluto A que se difunde de fracción mol y, presiónparcial p* o relación mol Y, y de un gas que no se difunde, básicamente insoluble.

Gs: Moles de gas que no se difunde(moles/area*tiempo)

y: Fracción molar

P*: Presión parcial del gas soluto

Y: Relación molar

L:

x: Fracción molar de un gas soluble

X: Relación molar

Ls: Moles de disolvente no volátil(moles/area*tiempo)

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

1) Se desea recuperar acetona de una mezcla acetona-aire al 6% en volumen, en una torre de 1) Se desea recuperar acetona de una mezcla acetona-aire al 6% en volumen, en una torre de

absorción, provista de anillos Raschig de 3/4”, utilizando agua como disolvente.absorción, provista de anillos Raschig de 3/4”, utilizando agua como disolvente.

Si se quiere absorber el 90% de la acetona, y la altura de la torre es infinita. Si se quiere absorber el 90% de la acetona, y la altura de la torre es infinita.

a)a)Realice el balance de masa identificando las variables en sus respectivas unidades. Realice el balance de masa identificando las variables en sus respectivas unidades.

b)b)¿cuál será la mínima cantidad de agua por m¿cuál será la mínima cantidad de agua por m22 que se utilizará, si la velocidad del gas a la que se utilizará, si la velocidad del gas a la

entrada es de 1430 kg/Hr.mentrada es de 1430 kg/Hr.m22? ?

c)c)Obtenga la tabla de las composiciones molares y relaciones molares. Obtenga la tabla de las composiciones molares y relaciones molares.

d)d)Determine la cantidad de agua para un 25% superior a la mínima. Determine la cantidad de agua para un 25% superior a la mínima.

e)e)Obtenga las graficas de la línea de operación y curva de equilibrio. Obtenga las graficas de la línea de operación y curva de equilibrio.

Datos:Datos:

El sistema opera a 760 mm Hg y 20ºC(revisar presentación).El sistema opera a 760 mm Hg y 20ºC(revisar presentación).

Problemas a Resolver

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Problemas a Resolver

2) A una columna de absorción entran 35m2) A una columna de absorción entran 35m33/h de una mezcla gaseosa de composición 30% /h de una mezcla gaseosa de composición 30% volumen de NHvolumen de NH33 y 70% de aire. La absorción se verifica en contracorriente con agua y 70% de aire. La absorción se verifica en contracorriente con agua

que contiene el 2% en peso de NHque contiene el 2% en peso de NH3,3, a 30ºC y 1atm, se ha de recuperar el 95% de NH a 30ºC y 1atm, se ha de recuperar el 95% de NH33

contenido en la mezcla gaseosa. contenido en la mezcla gaseosa.

Datos de equilibrio:Datos de equilibrio:

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Problemas a Resolver

 

a)Realice el balance de masa identificando las variables en sus respectivas

unidades.

b)Obtenga la tabla de las composiciones molares y relaciones molares.

c)Obtenga las graficas de la línea de operación y curva de equilibrio.

d)¿cuál será la mínima cantidad de agua por m2 que se utilizará?

e)Determine la cantidad de agua para un 20% superior a la mínima.

 

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Problemas a Resolver

A partir de los datos de solubilidad del NH3 en agua constrúyase los diagrama de equilibrio para este sistema:

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Solución: ecuaciones a utilizar. X= S/17 S/17 + 100/18

y= presión parcial/PT X, y son las fracciones molares

Solución: ecuaciones a utilizar. X= S/17 S/17 + 100/18

y= presión parcial/PT X, y son las fracciones molares

S=KgNH3/100Kg H2O

P1(mmHg),0°C

P2(mmHg),10°C P3(mmHg),20°CP4(mmHg),30°C P5(mmHg),40°C P6(mmHg),50°C P7(mmHg)60°C

1 15,4 22,2 30,2

2 12 19,3 30 44,5 61

3 11,3 18,2 29,6 45 67,1 94,3

4 16,1 24,9 40,1 60,8 91,1 129,2

5 11,2 19,1 31,7 51 76,5 115 165

7,5 17,1 29,6 50 79,7 120 179 261

10 25,1 41,8 69,6 110 167 247 361

15 42,7 70,1 114 179 273 405 583

20 64 103,5 166 260 395 596 834

25 89,5 144 227 352 534

30 119 190 298 454 692

40 190 301 470 719

50 275 439 686

60 380 600 945

70 500 780

80 636 987

90 785

100 947

Tabla de solubilidad del sistema NH3 - H2O

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Solución:

Tabla de fracciones molares de la fase del sistema NH3 - H2O

XN yn1 yn2 yn3 yn4 yn5 yn6 yn7

0,010477299 0,020263158 0,029210526 0,039736842

0,020737327 0,015789474 0,025394737 0,039473684 0,058552632 0,080263158

0,030786773 0,014868421 0,023947368 0,038947368 0,059210526 0,088289474 0,124078947

0,040632054 0,021184211 0,032763158 0,052763158 0,08 0,119868421 0,17

0,05027933 0,014736842 0,025131579 0,041710526 0,067105263 0,100657895 0,151315789 0,217105263

0,073569482 0,0225 0,038947368 0,065789474 0,104868421 0,157894737 0,235526316 0,343421053

0,095744681 0,033026316 0,055 0,091578947 0,144736842 0,219736842 0,325 0,475

0,137055838 0,056184211 0,092236842 0,15 0,235526316 0,359210526 0,532894737 0,767105263

0,174757282 0,084210526 0,136184211 0,218421053 0,342105263 0,519736842 0,784210526 1,097368421

0,209302326 0,117763158 0,189473684 0,298684211 0,463157895 0,702631579

0,241071429 0,156578947 0,25 0,392105263 0,597368421 0,910526316

0,297520661 0,25 0,396052632 0,618421053 0,946052632

0,346153846 0,361842105 0,577631579 0,902631579

0,388489209 0,5 0,789473684 1,243421053

0,425675676 0,657894737 1,026315789

0,458598726 0,836842105 1,298684211

0,487951807 1,032894737

0,514285714 1,246052632

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Curva de Solubilidades. Sistema amoniaco-agua a 1atm.

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Curva de Solubilidades. Sistema amoniaco-agua a 1atm.

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ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

Curva de Solubilidades. Sistema amoniaco-agua a 1atm.(ver prob. anterior)Solución: Balance de masa

Se dispone de una mezcla gaseosa amoniaco-aire de composición 15% de volumen de NH3, y se pretende recuperar el 95% del NH3 en una columna de absorción en contracorriente con agua. Calcúlese la cantidad mínima de agua para 100 moles de alimentación:a) A 0°C y 1 atm. b) 20°C y 1atm.c) 20ºC y 2atm

L1, X1 G2, y2

G1, y1L2, X2

El balance de masa aplicado a toda la columna:L1*x1 + G1*y1= L2*X2 +G2*y2

L1*0 + 100*0.15= L2*x2 + 15*0.05el empleo de una cantidad mínima de agua corresponderá a un concentración máxima del soluto en la salida y esa concentración será la de equilibrio con el gas de entrada15 = L2*x2 + 0,75 . X2= 0.235(ver grafico)L2=60.638 moles; cantidad mínima de agua que sale por el fondo de la torre:Lmin= 60.638*(1-0.235)=46.388moles

Page 32: Absorcion de Gases 1

ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

X: fracción molar del soluto fase liquida

X L2 Lmin

a) 0,235 60,638moles 46,338moles

b) 0,137 103,93moles 89,680moles

c) 0,209 68,08moles 53,83moles

Page 33: Absorcion de Gases 1

ABSORCION DE GASESABSORCION DE GASES

y

X: fracción molar del soluto fase liquida

Curva de equilibrio del sistema aire-amoniaco