BARRERA RAMOS CINTHYA LILIANA NC. 10320429CRUZ MOLINA JUAN
MANUEL. NC. 10320492DIEGO BARRERA NEMESIS ANDREA. NC. 10320468PIZA
FABIAN SHANIK PRISCILIA. NC. 10320423SOLANO GARCA YAMEL IVONE. NC.
10320443M.C. BEATRIZ GABRIEL SALMERONINSTITUTO TECNOLGICO DE
ACAPULCOINGENIERA BIOQUIMICADEPARTAMENTO DE QUMICA Y
BIOQUMICAOPERACIONES UNITARIAS IIIUNIDAD IIIABSORCININTEGRANTES DEL
EQUIPO #2:28 DE ABRIL DEL 2014
INDICE
UNIDAD III ABSORCIN.
3.1 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCIN2
3.2 TIPOS DE COLUMNAS DE ABSORCIN.......3
3.3 TIPOS DE EMPAQUES PARA ABSORCIN.....6
3.4 DISEO DE TORRES DE ABSORCIN EN COLUMNAS EMPACADAS PARA
MEZCLAS BINARIAS.....9
3.5 DISEO DE TORRES DE ABSORCIN EN COLUMNAS DE PLATOS..15
3.5.1 PARA MEZCLAS BINARIAS.....15
3.5.2 PARA MEZCLAS MULTICOMPONENTES....18
BIBLIOGRAFIA..20
LINKOGRAFA...20
UNIDAD III ABSORCIN.
3.1 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCIN.
Absorcin es la operacin unitaria que consiste en la separacin de
uno o ms componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un
solvente lquido con el cual forma solucin (un soluto A, o varios
solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la lquida). Este
proceso implica una difusin molecular turbulenta o una
transferencia de masa del soluto A a travs del gas B, que no se
difunde y est en reposo, hacia un lquido C, tambin en reposo.
Un ejemplo es la absorcin de amonaco A del aire B por medio de
agua lquida C. Al proceso inverso de la absorcin se le llama
empobrecimiento o desabsorcin; cuando el gas es aire puro y el
lquido es agua pura, el proceso se llama deshumidificacin, la
deshumidificacin significa extraccin de vapor de agua del aire.La
absorcin es una operacin unitaria de transferencia de materia que
se utiliza para eliminar uno o varios componentes de una corriente
gaseosa utilizando un disolvente. La absorcin puede perseguir
diversos objetivos: Recuperar un componente gaseoso deseado
Eliminar un componente gaseoso no deseado. Se puede tratar, por
ejemplo, de la eliminacin de una sustancia nociva de una corriente
de gases residuales Obtencin de un lquido; un ejemplo sera la de
cido clorhdrico por absorcin de HCl gaseoso en agua.En la absorcin
participan por lo menos tres sustancias: el componente gaseoso a
separar (absorbato), el gas portador y el disolvente
(absorbente).Dentro de este trabajo mostramos la importancia que
tiene la absorcin, dentro de un proceso en algn tipo de torre, as
como las aplicaciones que tiene en cada una de ellas.
Posteriormente los tipos de torres de absorcin y de empaque, cada
una con sus caractersticas, partes que la conforman, aplicaciones,
especificaciones, generalidades, diseos, entre otros.
3.2 TIPOS DE COLUMNAS DE ABSORCIN.
La columna de absorcin se utiliza para operaciones de
transferencia de masa, entre una fase liquida y una gaseosa. La
operacin se hace en contracorriente con el objeto de extraer un
soluto presente en el gas, el cual es arrastrado por el liquido,
para luego ser separado de este, por otro mtodo de transferencia.En
una torre de absorcin la corriente de gas entrante a la columna
circula en contracorriente con el lquido. El gas asciende como
consecuencia de la diferencia de presin entre la entrada y la
salida de la columna. El contacto entre las dos fases produce la
transferencia del soluto de la fase gaseosa a la fase lquida,
debido a que el soluto presenta una mayor afinidad por el
disolvente. Se busca que este contacto entre ambas corrientes sea
el mximo posible, as como que el tiempo de residencia sea
suficiente para que el soluto pueda pasar en su mayor parte de una
fase a otra.
COLUMNA DE ABSORCIN DE GAS DE PARED HMEDA CES. Las columnas de
pared hmeda pueden utilizarse para determinar coeficientes de
transferencia de masa gas/lquido, esencial a la hora de calcular el
diseo de las torres de absorcin. Dichos coeficientes forman la base
de las correlaciones usadas para desarrollar torres de relleno. El
CES examina la absorcin en agua desoxigenada (preparada por
aspersin de nitrgeno) de oxgeno del aire. ste es un ejemplo de
absorcin controlada por pelcula lquida. Puede determinarse el
coeficiente de transferencia de masa de pelcula lquida para
diversos caudales msicos de agua.
Los componentes del sistema estn montados en un bastidor de
suelo de acero pintado. La columna de pared mojada es una columna
de vidrio con secciones de entrada y salida de agua, y est montada
sobre cardanes con el fin de asegurar su verticalidad.
La columna de desoxigenacin tiene un tamao global similar al de
la columna de pared mojada, y est situada en posicin vertical junto
a aqulla. Al lado de las columnas hay una consola de control con
caudalmetros, controles de bomba y analizador de oxgeno. Entre las
columnas hay dos alojamientos especiales, que contienen las sondas
de anlisis de oxgeno que monitorizan el contenido de oxgeno en el
agua que entra y sale de la columna de absorcin. El aparato utiliza
como medio de trabajo agua, contenida en un tanque de
almacenamiento en la parte de atrs de la unidad. Las bombas que
suministran agua al desoxigenador y la columna de absorcin estn
situadas en la base de la unidad.
Durante la operacin, el agua es aspersada con nitrgeno en el
desoxigenador antes de entrar por la parte superior de la columna
de pared mojada. Una bomba de aire integral tipo diafragma bombea
aire en la base de la columna. El aire asciende por la columna,
entregando el oxgeno al agua. El oxgeno disuelto en la entrada y la
salida puede medirse en rpida sucesin. El agua se drena al tanque
de almacenamiento para su reciclaje al desoxigenador.
COLUMNA DE ABSORCIN DE RELLENO. Las torres empacadas se usan
para el contacto continuo a contracorriente de un gas y un lquido
en la absorcin y tambin para el contacto de un vapor y un lquido en
la destilacin. La torre consiste en una columna cilndrica que
contiene una entrada de gas y un espacio de distribucin en el
fondo, una entrada de lquido y un dispositivo de distribucin en la
parte superior, una salida de gas en la parte superior, una salida
de lquido en el fondo y el empaque o relleno de la torre. El gas
entra en el espacio de distribucin que est debajo de la seccin
empacada y se va elevando a travs de las aberturas o intersticios
del relleno, as se pone en contacto con el lquido descendente que
fluye a travs de las mismas aberturas. El empaque proporciona una
extensa rea de contacto ntimo entre el gas y el lquido.
La columna de absorcin de relleno est construida est rellenada
de anillos Raschig de 10mm x 10mm, tambin de vidrio, que son
representativos del tipo de relleno usado para la absorcin de gas.
El lquido usado en el proceso se almacena en un tanque de
alimentacin rectangular de y se utiliza una bomba centrfuga para
suministrar el lquido a la cabeza de la columna, desde donde
desciende por el relleno y vuelve al tanque. Un medidor de flujo de
rea variable instalado en la lnea de recirculacin da una lectura
directa del caudal. El gas a absorber es extrado de un cilindro
presurizado (no suministrado), colocado junto a la columna. Este
gas pasa a travs de un medidor de flujo de rea variable calibrado,
y se mezcla con un flujo de aire, tambin de caudal conocido, que
proviene de un compresor giratorio situado en el bastidor. La
relacin de gas a aire de la mezcla que entra en la columna es por
tanto conocida y es fcilmente variable. La mezcla de gas entra por
el fondo de la columna, asciende a travs del lecho denso y se
contrae en contracorriente con el lquido que desciende por la
columna. Unos puntos de muestreo de presin en la base, el centro y
la cabeza de la columna permiten registrar la cada de presin en la
columna usando manmetros. Estos puntos de muestreo tambin ofrecen
un medio para extraer muestras de gas de la columna.
ABSORCIN EN COLUMNAS DE PLATOS
La absorcin de gases puede realizarse en una columna equipada
con platos perforados u otros tipos de platos normalmente
utilizados en destilacin. Con frecuencia se elige una columna de
platos perforados en vez de una columna de relleno para evitar el
problema de la distribucin del lquido en una torre de gran dimetro
y disminuir la incertidumbre en el cambio de escala.
El nmero de etapas tericas se determina trazando escalones para
los platos en un diagrama y-x, y el nmero de etapas reales se
calcula despus utilizando una eficacia media de los platos. TIPOS
DE TORRES DE PLATOS 1. Pluto perforado. 2. Plato de vlvulas. 3.
Plato de capuchones.
3.3 TIPOS DE EMPAQUES PARA ABSORCIN.
El empaque o relleno es el elemento ms importante para la
adecuada respuesta de las columnas, ya que es donde se realiza el
contacto lquido gas y la transferencia de masa.
Reciben el nombre de empaques, las piezas que se colocan dentro
del equipo y que se utilizan para aumentar el rea interfacial. En
general un buen empaque debe cubrir las especificaciones
siguientes:
Caractersticas adecuadas de flujo, el volumen fraccionario vaci
en el lecho empacado debe ser grande. Elevada superficie
interfacial entre el lquido y el gas. Qumicamente inerte, con
respecto a los fluidos que se estn procesando Resistencia
estructural, para permitir el fcil manejo e instalacin Bajo peso
por unidad de volumen. Bajo costo
Los empaques son principalmente de dos tipos:
Aleatorios. Los empaques al azar son aquellos que simplemente se
arrojan en la torre durante la instalacin y que se dejan caer en
forma aleatoria.
Generalmente, los tamaos ms pequeos de empaques al azar ofrecen
superficies especficas mayores (y mayores cadas de presin), pero
los tamaos mayores cuestan menos por unidad de volumen. A manera de
orientacin general: los tamaos de empaque de 25 mm o mayores se
utilizan generalmente para un flujo de gas de 0.25 m3/s, 50 mm o
mayores para un flujo del gas de 1 m3/s.
Durante la instalacin, los empaques se vierten en la torre, de
forma que caigan aleatoriamente; con el fin de prevenir la ruptura
de empaques de cermica o carbn, la torre puede llenarse
inicialmente con agua para reducir la velocidad de cada.
Regulares. Son aquellos La distribucin del empacado sigue un
patrn definido dentro de la columna. Los empaques regulares ofrecen
las ventajas de una menor cada de presin para el gas y un flujo
mayor, generalmente a expensas de una instalacin ms costosa que la
necesaria para los empaques aleatorios. Los anillos hacinados de
Raschig son econmicos solo en tamaos muy grandes.
Hay varias modificaciones de los empaques metlicos expandidos.
Las rejillas o "vallas" de madera no son caras y se utilizan con
frecuencia cuando se requieren volmenes vacos grandes; como en los
gases que llevan consigo el alquitrn de los hornos de coque, o los
lquidos que tienen partculas slidas en suspensin.
En un principio como empaque se usaban materiales tales como:
trozos de vidrio, grava, pedazos de coque. Posteriormente se
emplearon los empaques geomtricos manufacturados, tales como los
anillos Raschig, Pall y Lessing o las sillas Berl, Intalox y los
Telleretes.
Los anillos de Rasching son cilindros huecos, cuyo dimetro va de
6 a 100 mm o ms. Pueden fabricarse de porcelana industrial, que es
til para poner en contacto a la mayora de los lquidos, con excepcin
de lcalis y cido fluorhdrico; de carbn que es til, excepto en
atmsferas altamente oxidantes; de metales o de plsticos.
Los anillos de Lessing y otros con particiones internas se
utilizan con menos frecuencia. Los empaques con forma de silla de
montar, los de Berl e Intalox y sus variaciones se pueden conseguir
en tamaos de 6 a 75 mm; se fabrican de porcelanas qumicas o
plsticos.Los anillos de Pall, tambin conocidos como Flexirings,
anillos de cascada y, como una variacin, los Hy-Pak, se pueden
obtener de metal y de plstico.
Hoy en da, se emplean frecuentemente los empaques estructurados,
de alta eficiencia ya sea tejidos o no tales como los de mallas
segmentada o en forma de espiral, que reciben nombres de acuerdo a
los fabricantes. Estos empaques son de gran tamao y ocupan
totalmente el rea interna de la torre.
Los empaques geomtricos pequeos se fabrican de arcilla, cuarzo o
porcelana. Los ms usados industrialmente son los Raschig. Durante
la instalacin, el empaque se arroja dentro de la torre, que est
llena de agua y se acomoda al azar. Los empaques distribuidos en
forma regular ofrecen menor cada de presin pero menor rea de
contacto. Los empaques empleados tales como los anillos Raschig de
3 pulgadas deben irse apilando cuidadosamente.
Empaques estructurados3.4 DISEO DE TORRES DE ABSORCIN EN
COLUMNAS EMPACADAS PARA MEZCLAS BINARIAS.
En las torres de absorcin empacadas mediante el uso de empaques
o rellenos se busca principalmente el establecimiento de una gran
interfase, a fin, de poner en contacto ntimo las fases gaseosa y
lquida. La cantidad de transferencia de materia, (de soluto en este
caso), depende directamente de la superficie interfacial y de la
naturaleza de los componentes. Las torres empacadas se usan en
contacto continuo a contracorriente. Son columnas verticales y estn
rellenas con empaque. El lquido se distribuye en el empaque y
desciende a travs del l exponiendo una gran superficie de contacto
con el gas. Reciben el nombre de empaques, las piezas que se
colocan dentro del equipo y que se utilizan para aumentar el rea
interfacial. En general un buen empaque debe cubrir las
especificaciones siguientes:
Proporcionar una gran superficie interfacial entre el lquido y
el gas. La superficie de empaque por unidad de volumen de espacio
empacado debe ser grande, pero no en un sentido microscpico. Los
pedazos de coque por ejemplo, tienen una gran superficie debido a
su estructura porosa. Debe poseer buenas caractersticas de flujo.
Esto es, que el empaque debe permitir el paso de grandes volmenes
de flujo a travs de pequeas secciones de la torre, sin provocar
grandes cadas de presiones en la fase gaseosa. Debe ser qumicamente
inerte a los fluidos del proceso. Su estructura debe permitir el
fcil manejo e instalacin.
El empaque se puede acomodar de dos formas: al azar y en forma
regular: En el empaque al azar, este se coloca en el interior de la
torre sin ningn arreglo en particular, por el contrario, el empaque
regular se coloca siguiendo un patrn determinado.
En un principio como empaque se usaban materiales tales como:
trozos de vidrio, grava, pedazos de coque. Posteriormente se
emplearon los empaques geomtricos manufacturados, tales como los
anillos Raschig, Pall y Lessing o las sillas Berl, Intalox y los
Telleretes. Hoy en da, se emplean frecuentemente los empaques
estructurados, de alta eficiencia ya sea tejidos o no tales como
los de mallas segmentada o en forma de espiral, que reciben nombres
de acuerdo a los fabricantes. Estos empaques son de gran tamao y
ocupan totalmente el rea interna de la torre.
Los empaques geomtricos pequeos se fabrican de arcilla, cuarzo o
porcelana. Los ms usados industrialmente son los Raschig. Durante
la instalacin, el empaque se arroja dentro de la torre, que est
llena de agua y se acomoda al azar. Los empaques distribuidos en
forma regular ofrecen menor cada de presin pero menor rea de
contacto. Los empaques empleados tales como los anillos Raschig de
3 pulgadas deben irse apilando cuidadosamente.
El tamao del empaque suelto est relacionado con el dimetro de la
torre. En general el dimetro del empaque est entre 1/8 a 1/20 del
dimetro de la torre.En el equipo ms usual, el lquido entra por la
parte superior de la torre y puede ser puro o una solucin diluida
conteniendo algo del soluto. El lquido se vierte sobre un
distribuidor y de all llega a la parte superior del empaque al que
debe humedecer uniformemente.
El gas entra por debajo de la torre y tambin a travs de un
distribuidor llega al empaque y fluye hacia arriba entre los
intersticios y a contracorriente con el lquido. El empaque provoca
una gran rea de contacto y fomenta el contacto ntimo entre las
fases haciendo que el soluto que viene con el gas se disuelva en el
lquido. Por el fondo de la torre se obtiene un lquido rico en
soluto y por el domo un gas empobrecido.
Un factor de diseo de primera importancia es el valor de m g /L
o factor deAbsorcin.
El factor de absorcin se define como:
Para valores de A o S mayores que la unidad es posible obtener
cualquier grado de separacin si se utilizan suficientes platos o
altura de empaque.
Al aumentar A o s, el nmero de platos o la altura del empaque
disminuyen, de manera que el costo del equipo decrece, pero los
costos de operacin aumentan. Hay un valor ptimo de A o S que flucta
usualmente entre 1.25 y 2 , siendo 1.4 un valor frecuentemente
recomendado. Este factor es necesario para determinar la altura de
la unidad de transferencia y el nmero de unidades de transferencia.
La relacin lquido gas afecta tambin al dimetro de la torre.
Para muchos casos el valor de L/G est entre 1.2 y 2.5 del valor
de L/G mnimo siendo 1.5 un buen valor. En las torres empacadas para
evitar el fenmeno de acanalamiento (flujo de lquido hacia las
paredes) se suelen colocar redistribuidores de lquido cada 2 metros
de empaque. La velocidad del gas se selecciona considerando
primeramente la velocidad ptima con respecto a la inundacin,
generalmente el diseo se hace para no ms del 60 % de esta.
ALTURA DEL EMPAQUE
La altura que debe tener el empaque para lograr la transferencia
de masa deseada se calcula por medio de ecuaciones semejantes
a:
En donde HOG en la altura total de la unidad de transferencia
del lado gas y es igual a:
Y NOG es el nmero de unidades de transferencia de masa basada en
el lado gas y en la diferencia de potencial total, o sea:
La evaluacin de esa integral se efecta mediante los
procedimientos comunes utilizados en transferencia de masa. Estas
ecuaciones pueden resolverse analticamente, graficando o
numricamente. La ltima opcin se usa sobre todo para soluciones
concentradas y /o cuando la operacin no es isotrmica. Para
soluciones diluidas y a temperatura constante, la solucin analtica
la proveen la ecuaciones de Kremser y Colburn para absorbedores de
platos o para absorbedores con torres empacadas.
DIMETRO DE LA TORRE.
Las velocidades msicas del gas y del lquido influyen en la
altura del empaque o relleno, de tal manera que al aumentar estas
velocidades disminuye la altura necesaria del empaque requerido
para lograr una separacin dada y por ello, se debe operar a
velocidades tan altas como sea posible, a no ser que, la prdida de
presin a travs del relleno sea un factor econmico
significativo.
CADAS DE PRESIN.
En las torres empacadas se producen cadas de presin en el gas
que son debidas al empaque mismo, al roce contra las paredes del
recipiente y al flujo del lquido que pasa por la torre. En general,
si graficamos contra el caudal del gas tendremos para un gasto dado
de lquido el siguiente comportamiento:
Del punto A al B las cadas de presin se pueden calcular por
medio de grficas o por ecuaciones tales como:
En donde alfa, beta son propiedades del empaque y L/A y G/A son
masa velocidades.El punto B se conoce como el punto de carga. En l,
una parte de la energa del gas se usa para frenar el flujo de
lquido en la torre, por lo que se reduce la seccin efectiva de
flujo de gas. En el punto C se produce el fenmeno llamado de
inundacin, en el cual la torre se vuelve inestable, ya que el
lquido es retenido por el gas y no desciende, inundndose la torre y
detenindose la transferencia de masa.
Este punto de inundacin presenta el lmite superior de la
velocidad posible del gas para un flujo dado de lquido. En otras
palabras, se presenta la inundacin cuando la prdida de presin del
gas es tan alta, que el peso del lquido no es suficiente para que
este circule a contracorriente con el gas.
COEFICIENTES Y ALTURAS DE LAS UNIDADES DE TRANSFERENCIA
Los coeficientes de transferencia de masa en la absorcin se
predicen a travs decorrelaciones. Para emplear las correlaciones,
uno de los primeros requerimientos es indicar cul es la pelcula
controlante en el sistema. En el caso de que sea una sola la
pelcula que controla la transferencia de masa, el coeficiente
parcial se hace igual al total. La mayora de las correlaciones que
se encuentran en absorcin se refieren a las llamadas alturas de
unidades de transferencia en vez de como coeficientes de
transferencia de masa.
La mayora de los trabajos sobre la estimacin del HG o altura de
la unidad de transferencia del lado gas se basan en la vaporizacin
de lquidos en aire y en la absorcin del amonaco, ya que en esos
casos, la mayor parte de la resistencia se encuentra en la fase
gaseosa.
Una de las correlaciones ms utilizadas por su sencillez es la de
Fellinger.
En donde , y son constantes que dependen del empaque y L/A y G/A
son las masas velocidades del lquido y del gas respectivamente.
Los valores de HL o altura de la unidad de transferencia del
lado del lquido, se determinan ordinariamente a partir de
experimentos sobre la desorcin del oxgeno, bixido de carbono e
hidrgeno disueltos en agua; puesto que en esos casos la resistencia
a la transferencia reside casi por entero en la fase lquida. Para
la fase lquida una de las ecuaciones ms empleadas es la de Sherwood
y Holloway.
3.5 DISEO DE TORRES DE ABSORCIN EN COLUMNAS DE PLATOS.
3.5.1 PARA MEZCLAS BINARIAS.
1.Deduccin de la lnea de operacin. Una torre de absorcin de
platos tiene el mismo diagrama de flujo de proceso que el sistema
de etapas mltiples a contracorriente y se muestra como una torre
vertical de platos. En el caso de un soluto A que se difunde a
travs de un gas en reposo y despus en un fluido quieto, en la
absorcin por agua de acetona (A) en aire (B), las moles de aire
inerte o en reposo y de agua inerte permanecen constantes en toda
la extensin de la torre. Si las velocidades son kg mol aire y kg
mol disolvente o agua o en kg mol m2 (lbmol inerte/hpie*), el
balance general de material con respecto al componente A en la
figura 10.6-4 es
Donde es la fraccin mol en el lquido, y es la fraccin mol en el
gas, Ln es el nmero total de moles de lquido/s, y Vn + los moles
totales de gas/s. Los flujos/s totales de lquido y de gas varan a
lo largo de la torre. La ecuacin (10.6-2) es el balance de materia
o lnea de operacin para la torre de absorcin muy semejante a la
ecuacin (10.3-l 3) para un proceso de etapas a contracorriente,
excepto que intervienen las corrientes inertes L y en vez del gasto
total L y La ecuacin (10.6-2) relaciona la concentracin + en la
corriente de gas con en la corriente de lquido que pasa a travs de
ella. Los trminos L, y son constantes y por lo general se conocen o
se pueden determinar. 2. Determinacin grafica del nmero deplatos.
Una grfica de la lnea de operacin, de la ecuacin como y en funcin
de proporciona una curva. Si x y y son muy diluidos, los denomina-
dores 1 - x y 1 -y sern cercanos a 1.0 y la lnea ser
aproximadamente recta, con una pendiente El nmero de platos tericos
se determina estimando de manera ascendente el nmero de ellos, tal
como se hizo en la figura para el proceso a contracorriente de
etapas mltiples.
EJEMPLO Absorcin de en una torre de platosSe desea disear una
torre de platos para absorber de una corriente de aire mediante
agua pura a 293 K (68 F). El gas de entrada contiene 20% de moles
de y el de salida 2% de moles a una presin total de 101.3 El gasto
del aire inerte es de 150 kg de aire/h y la velocidad de flujo del
agua de entrada es 6000 kg de agua/h. Suponiendo una eficiencia
total de los platos de 25% Cuntos platos tericos y cuntos reales se
necesitan? Suponga que la torre opera a 293 K (20 C).
Solucin: Se calculan primero las velocidades molares de
flujo.
Con respecto a la figura 10.6-4, yn + 1= 0.20, y1=0.02 y x0=0.
Sustituyendo en la ecuacin (10.6-1) y despejando xn,
Sustituyendo en la ecuacin (10.6-2), y usando Vy Lcomo el kg
mol/h m2,
Para graficar la lnea de operacin, es necesario calcular varios
puntos intermedios. Sea que yn+1=0.07 y sustituyendo en la ecuacin
de operacin
Por consiguiente xn=0.000855. Para calcular otro punto
intermedio, se establece que yn + 1= 0.13, por lo que el clculo de
xn da como resultado 0.0020. Los dos puntos finales y los dos
puntos intermedios de la lnea de operacin se grafican en la figura
10.6-5 junto con los datos de equilibrio obtenidos. La lnea de
operacin tiene cierto grado de curvatura. El numero de platos
tericos se determina con eestimaciones sucesivas ascendentes de las
etapas y se obtienen 2.4 platos tericos. El nmero real de platos es
2.4/0.25=9.6 platos.
3.5.2 PARA MEZCLAS MULTICOMPONENTES
Cuando son varios los componentes que se transfieren, el
problema se complica desde el punto de vista del modelo matemtico.
Una dificultad adicional radica en la escasez de datos sobre este
sistema. La dificultad se puede superar, en muchos casos,
considerando ideal su comportamiento. Cuando esta hiptesis no sea
aceptable, se deber recorrer a procedimientos de estimacin. En la
absorcin de multicomponentes se suele fijar la recuperacin
(separacin) de uno de los compuestos (componente clave o de
referencia).
Para esta separacin se realiza el clculo del nmero de etapas
(contacto discontinuo) o de la altura del relleno (contacto
continuo) necesarias. Con estos datos se pueden calcular la
recuperacin del resto de componentes.
Excepto la evaporacin del disolvente considerada en el anlisis
de las torres empacadas adiabticas, hasta ahora se ha supuesto que
slo uno de los componentes de la corriente gaseosa tiene una
solubilidad apreciable. Cuando el gas contiene varios componentes
solubles, o cuando el lquido contiene varios componentes solubles
para la desercin, se necesitan algunas modificaciones.
Desafortunadamente, la falta casi completa de datos de
solubilidad para los sistemas de multicomponentes (excepto cuando
se forman soluciones ideales en la fase lquida y cuando las
solubilidades de los distintos componentes son, por lo tanto,
mutuamente independientes), hace que los clculos, aun en los casos
ms comunes, sean muy difciles. Sin embargo, algunas de las
aplicaciones industriales ms importantes pertenecen a la categora
de soluciones ideales; por ejemplo, la absorci6n de hidrocarburos a
partir de mezclas gaseosas en aceites de hidrocarburos no voltiles,
como en la recuperacin de la gasolina natural.
Las cantidades que de ordinario se fijan antes de empezar el
diseo del absorbedor son las siguientes:
1. Flujo, composicin y temperatura del gas entrante.2.
Composici6n y temperatura del lquido entrante (pero no el flujo)3.
Presin de operacin4. Ganancia o prdida de calor (aun si se fija en
cero, como para una operacin adiabatica).
En estas condiciones se puede mostrar que las variables
principales que quedan son:
1. Flujo del lquido (o relacin lquido/gas).2. Nmero de platos
ideales.3. Absorcin fraccionaria de cualquier componente nico.
Cualesquiera dos de estas ltimas variables, pero no las tres,
pueden fijarse en forma arbitraria para un diseo dado. Habiendo
especificado dos, la tercera se fija automticamente, como se fija
el grado de absorcin de todas las sustancias que todava no se han
especificado y las temperaturas de las corrientes salientes.
Por ejemplo, si se especifican el flujo del lquido y el nmero de
platos ideales, el grado de absorcin de cada una de las sustancias
en el gas se fija automticamente y no puede escogerse de modo
arbitrario. Asimismo, si se especifican el flujo del lquido y el
grado de absorcin de una sustancia, el nmero de platos ideales y el
grado de absorcin de todos los componentes se fijan automticamente
y no pueden escogerse en forma arbitraria.
Como resultado, para los clculos de plato a plato que se
sugirieron arriba, se deben suponer no slo la temperatura de salida
del gas, sino tambin la composicin total del gas saliente, las
cuales debern verificarse al finalizar los clculos.
Esto se vuelve un procedimiento de clculo por prueba y error tan
desesperante que no puede realizarse prcticamente sin alguna gua.
Esta gua consiste en un procedimiento aproximado, ya sea el
ofrecido por las ecuaciones de Kremser, que se aplican cuando se
tiene un factor constante de absorcin, o en algn procedimiento que
considere la variacin del factor de absorcin con el nmero de
platos. Para establecer el ltimo, primero se necesita conocer una
expresin exacta para el absorbedor con respecto a la variacin del
factor de absorcin. Esta fue obtenida inicialmente por Horton y
Franklin.
BIBLIOGRAFA
INGENIERIA QUIMICA, OPERACIONES BSICAS.Autor: J.M. Coulson, J.F.
Richardson, J.R. Backhurst, J.H. Harker.Tomo II.Editorial Revert,
S.A.
LINKOGRAFA
http://media.wix.com/ugd/25b09b_c45bab408f1acd8e2a9e1871c81b926c.pdf?...
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/moira/clases/clase6a
http://www.monografias.com/trabajos71/destilacion/destilacion2.shtml
http://www.jackzavaleta.galeon.com/balw4.pdf
http://media.wix.com/ugd/25b09b_c45bab408f1acd8e2a9e1871c81b926c.pdf?...
20
