Post on 10-Dec-2015
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Diseño de torres de absorción
Ing. Msc. Javier Alonso Pérez Cubides
UJTL
Introducción
Es una operación de transferencia de masa
Se absorbe con un líquido el gas soluble de una mezcla de gases
El soluto es más o menos soluble en el liquido.
La mezcla gaseosa consiste de gas inerte y el soluto.
El líquido es también inmiscible en la fase gaseosa
El soluto puede recuperarse por destilación.
En el proceso inverso, desorción, se usan los mismos principios y ecuaciones.
Diseño de torres de absorción de platos
Diseño de torres de absorción de platos
El balance en una torre de platos para la difusión del soluto A en gas estacionario y después en un fluido estacionario es:
Diseño de torres de absorción empacadas
Diseño de torres de absorción empacadas
El balance de A para la torre.
Con el balance en una sección de la torre se encuentra la línea de operación:
En coordenadas y-x esta ecuación es una curva
Si la transferencia es de L a V la línea esta por debajo de la de equilibrio (rectificación)
Diseño de torres de absorción empacadas
Con soluciones diluidas la ecuación se convierte en:
La línea de operación tiene la pendiente L'/V' y es una recta.
Localización de la línea de operación
Flujo mínimo de líquido (absorción)
Flujo óptimo en la absorción
En la absorción
El flujo y la composición del gas entrada son fijos (y1)
La concentración de salida y2 la fija el diseñador
La concentración x1 del líquido a la entra se fija de acuerdo con los requisitos del proceso.
La cantidad de flujo de líquido de entrada L2, o L' se elige libremente.
Flujo óptimo en la absorción
Cuando la línea de operación toca el equilibrio
El flujo del líquido L' es mínimo
x1 está en su punto máximo x1máx
Las fuerzas impulsoras y-y*, y-y¡, x*-x, y x¡-x son cero.
L'mín se encuentra sustituyendo los valores de y1 y x1máx en la ecuación de línea de operación.
Flujo óptimo en la absorción
La relación L'/V' depende de factores económicos.
Valores altos de L'/V' implican flujos alto de líquido, y torres de gran diámetro.
Los flujos bajos de líquido generan torres muy alta.
La velocidad óptima de flujo de líquido puede considerarse como 1.2-1.5 veces L'min.
Flujo mínimo de gas (desorción)
Flujo óptimo en la desorción
En la rectificación
La línea de operación tiene una pendiente máxima
El flujo de gas se encuentra en su punto mínimo V'mín.
El valor de y2 se encuentra en su punto máximo y2max
El flujo de gas óptimo se toma en una proporción de más o menos 1.5 veces V'mín.
Diseño de torres de absorción empacadas
Las ecuaciones analíticas para los platos teórico son las mismas de etapas a contracorriente.
Si las líneas de equilibrio y de operación tienen curvatura, m y A varian.
se utilizan las pendiente m1 y m2 para calcular A1
y A2 siendo A=(A1A2)