Eficacias de rellenos: h - Academia Madrid Ingeniería ... · PDF fileDISEÑO DE COLUMNAS DE RELLENO Calculados previamente V, L Faltan por calcular h, D ... La correlación de anillos

Gabriel Ovejero Escudero Operaciones de Separación (38000335) Tema 10.1

DISEÑO DE COLUMNAS DE RELLENODISEÑO DE COLUMNAS DE RELLENO

Calculados previamente V, LV, L

Faltan por calcular h, Dh, D

Eficacias de rellenos: h

Capacidad de los rellenos: D


EFICACIAS DE RELLENOSEFICACIAS DE RELLENOS

Coeficientes volumétricos de transferencia de materia individuales

Coeficientes volumétricos de transferencia de materia globales

Altura de las unidades de transferencia de materia individuales

Altura de las unidades de transferencia de materia globales

Altura de relleno equivalente a un piso teórico

aKaK LG

lg HH

LTGT HH

akak lg

AEPT



aKm

akm

akaK LlgG=+=

11

Coeficientes volumétricos de transferencia de materia



PakSVH

gg

)/(=

tll Cak

SLH )/(=

PaKSVH

GGT

)/(=

tLLT CaK

SLH )/(=

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡+= λ

PC

HHH tlgGT ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

λ t

glLT C

PHHH

LVm

=λ

Altura de las unidades de transferencia de materia



1ln−

=λ

λGTHAEPT

GTHAEPT =

Altura de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT



Coeficientes de transferencia de materia

++−−= nnM L xx xxE 11

42,0238,0

32

331

32

)/(479,2⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

ρσ

µ

µ

ρ

ρ

µ

µ

ρ

LL

SL

SL

l

LL

L

LS

L

LS

l aa

gDa

SLDa

k

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

ρ

µ

µ

ρ

mlBGG

G

GS

GR

R

g

pP

DaV

VTRk

,

21

31

195,0



Superficie específica de contacto gas – líquido, a


182,038,021)/(4⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

σ

σ

ρσ

µ

µ

ρ

L

C

LL

SLC

S

B

LS

L

S

aHaa

SLAaa

0,420,04172,04Triángulos planos

0,200,2019,64Triángulos oblicuos

0,130,1343,76Sillas Intalox

0,000,1329,50Sillas Berl

0,270,1389,94Anillos Bundle

0,000,1325,23Anillos Hy-pack

0,440,13264,84Anillos Pall

0,650,15414,08Anillos Raschig

CBA



Superficie específica de contacto gas – líquido, a


392,0

4,0

5,0 )/(66,19 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

µ

ρ

σ

µσ

GS

GR

L

LL

s aVSL

Haa

Bravo y Fair



Alturas de las unidades de transferencia Hg


Cornell, Knapp y Fair

( ) 5,0

5,011,140,0

20agua

625,0

20agua

08,020agua

/048,33048,0

31

SLScHDH GLL

Lg ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

σ

σ

ρ

ρ

µ

µψ

Sillas Berl

( ) 6,0

5,024,148,0

20agua

75,0

20agua

096,020agua

/048,33048,0

31

SLScHDH GLL

Lg ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

σ

σ

ρ

ρ

µ

µψ

Anillos Raschig









Alturas de las unidades de transferencia Hl



15,05,0

048,3 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡φ=

ρ

µ HD

CHLL

Ll












Alturas de las unidades de transferencia Hl



Precisión de las correlaciones de Hg es 75%

La correlación de anillos Raschig sirve para otros tipos de anillos, excepto anillos Pall, cuya eficacia es un 30 – 40% superior

La correlación de las sillas Berl sirve para las sillas Intaloxy McMahon con una precisión del 20%, excepto para caudales muy bajos

La correlación no es útil para rellenos Goodloe y Stedman



Alturas de relleno equivalente a un piso teórico, AEPT


Porter y Jenkins

pdAEPT 18=

Frank, Ludwig y Vital

DAEPTD =< :m60,0

m30,0:m30,0 =< AEPTD





Strigle

LHnAEPT µσ +−= ln213,0ln187,0ln

0,64990,56010,7148

0,34970,31000,3817

0,12230,12230,1223

Anillo Pall (metálico)IMTP (metálico)Intalox (cerámico)

2 (#50)1½ (#40)1 (#25)

Tamaño nominal del relleno, innH

1. Destilación atmosférica (0,04 MPa – 0,55MPa)





Strigle

2. Destilación atmosférica (0,04 MPa – 0,55MPa)

0,36 – 0,490,46 – 0,610,55 – 0,76

#25#40#50

AEPT, mTamaño nominal del relleno IMTP





Strigle

3. Destilación a vacío (< 0,04 MPa)

100110130150175

0,220,350,751,53,0

AEPTrelativa, %µL, 103 Pa.s





Strigle

4. Destilación a presión (> 0,55 MPa)a) Agotamiento de H. ligero de H. pesados

6PMln183,037,1 CAEPT L +−=

- 0,1250

+0,162

#25#40#50

C6Tamaño nominal del relleno IMTP





Strigle

4. Destilación a presión (> 0,55 MPa)b) Separación de C3 y C4 a 2,20 MPa y 0,63 MPa, respectivamente

0,41 – 0,460,48 – 0,530,59 – 0,66

#25#40#50

AEPT, mTamaño nominal del relleno IMTP





Factores que afectan a la AEPT

Tipo y tamaño del relleno

Caudales de líquido y vapor

Distribución de las fases

Razón L/V

Presión

Propiedades físicas del sistema

Mojado

Datos de equilibrio






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