1. INTRODUCCIÓN: PRINCIPIOS BÁSICOS 2. ABSORCIÓN Y ...Mª Dolores Romero Díaz Operaciones de...

Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

ABSORCIÓNABSORCIÓN

1. INTRODUCCIÓN: PRINCIPIOS BÁSICOS

2. ABSORCIÓN Y DESORCIÓN DE UN SOLO COMPONENTE

3. NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA MÉTODOS ANALÍTICOS Y GRÁFICOS.

4. ABSORCIÓN NO ISOTERMA.

5. MEZCLAS MULTICOMPONENTES..


ABSORCIÓNABSORCIÓN

LÍQUIDOLÍQUIDO

GASGAS

dAdAppii

ppioio

ccioio

ccii

ppieie

ccieie


ABSORCIÓN ABSORCIÓN

dAk

cc

dAk

pp

sistencia

impulsoraFuerzadAN

l

iio

g

ioii 11Re

−=

−==

g

l

ii

ii

k

k

cc

pp

o

o

−−−−====−−−−

−−−−

dAK

cc

dAK

ppdAN

L

iei

G

iei

i 11

−−−−====

−−−−====



pp

cc

ppii

ppioio

ppieie

ccieieccioioccii

MM

g

l

k

k−−−−



iio

ieoi

cc

ppn

−−−−

−−−−====´

iie

iei

cc

ppn

−−−−

−−−−====´´

dAk

n

pp

dAk

ppdAN

l

ieio

g

ioi

i´1

−−−−====

−−−−====

dAK

n

pp

dAK

pp

L

iei

G

iei

´´1

−−−−====

−−−−====

dAk

n

dAkdAK

n

dAKlgLG

´1´´1++++========


V´ p2 L´ c2

Y2 X2

2

dh

1

V´ p1 L´ c1 Y1 X1

p c

Y X

P+dp c+dc

Y+dY X + dX

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE



t

p cV´d L´d

P p c c

− = −

− −

t

2 2

t

cPV´ dp L´ dc

(P p) (c c)

− = −

− −

BALANCE DE SOLUTO EN UN BALANCE DE SOLUTO EN UN dhdh



2 2

2 t t 2

p cp cV´ L´

P p P p c c c c

− − = − −

− − − −

ECUACIÓN DE LA LINEA DE OPERACIÓNECUACIÓN DE LA LINEA DE OPERACIÓN


c´2

c´1

c1

p1

p2

c2

c

p


ABSORCIÓN

ABSORCIÓN

DESORCIÓN

DESORCIÓN



Mezclas concentradas Mezclas concentradas

g o l o2

t

G e L e 2

t

PV´ dp k (p p )dA k (c c)dA

(P p)

cK (p p )dA K (c c)dA L´ dc

(c c)

− = − = − =

−

= − = − =

−

aSdhdA =



Mezclas concentradas Mezclas concentradas

dcc)(c

cL´c)Sdha(cK)Sdhpa(pK

c)Sdha(ck)Sdhpa(pkdpp)(P

PV´

2

t

teLoG

olog2

−=−=−=

=−=−=

−−



(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2 0

2

´p

pg

pppPak

Pdp

S

Vh

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2 0

2

´c

ctl

t

ccccak

dcc

S

Lh

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2

2

´p

peGpppPaK

Pdp

S

Vh

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2

2

´c

cetL

t

ccccaK

dcc

S

Lh


c

p

c0

c1

p1

p2

c2

c

p0


Control de las dos fasesControl de las dos fases



p

c0

= ce

c1

p1

p2

c2

c

p= pO

Fase líquida Fase líquida controlantecontrolante


ce

P

p

c = co

c

p0 = p

e


Fase gas Fase gas controlantecontrolante



ABSORCIÓN

ABSORCIÓN

DESORCIÓN

DESORCIÓN

X 2́X 1́ X1

Y1

Y2

X2

c

Y

ABSORCIÓN

ABSORCIÓN

DESORCIÓN

DESORCIÓN


====h(((( ))))(((( ))))

(((( ))))∫∫∫∫−−−−

++++++++1

2

11´ Y

Y og

o dYYYaPk

YY

S

V

(((( ))))(((( ))))

(((( ))))∫∫∫∫−−−−

++++++++====

1

2 0

11´X

X tl

o dXXXack

XX

S

Lh

(((( ))))(((( ))))

(((( ))))∫∫∫∫−−−−

++++++++====

1

2

11´Y

Y eG

e dYYYaPK

YY

S

Vh

(((( ))))(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−

++++++++====

1

2

11´X

XetL

e dXXXacK

XX

S

Lh



mlo

g g

(P p)k´ k

P

−=


NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIANÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA

mlt o

l l

t

(c c)k´ k

c

−=

mlt o

L L

t

(c c)K´ K

c

−= mlo

G G

(P p)K´ K

P

−=


P

pPVV

−−−−====´



t

t

c

ccLL

−−−−====´


(((( ))))

(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−−−−−

−−−−====

1

2

´

/p

po

o

g

dppppP

pP

aPk

SVh ml

Hg Ng

(((( ))))

(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−−−−−

−−−−====

1

2

´

/c

cot

ot

tl

dccccc

cc

ack

SLh ml

Hl Nl




( )

( )( )

1

ml

2

p

e

G ep

P pV / Sh dp

K ´aP P p p p

−=

− −∫HG NG

HL NL



(((( ))))

(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−−−−−

−−−−====

1

2

´

/c

c et

et

tL

dccccc

cc

ack

SLh ml



Mezclas Mezclas diluídasdiluídas

x

tc

c

ctc

cX

yP

p

pP

pY

=≈−

=

=≈−

=

´)1´(

´)1´(

LXLL

VYVV

≈+=

≈+=

dXLSdhXXacKSdhYYaPK

SdhXXackSdhYYaPkdYV

etLoG

otlog

´)()(

)()(´

=−=−=

=−=−=−




( )∫ −=

1

2

/Y

Y og

dYYY

dY

aPk

SVh

( )∫ −=

1

2

/X

X otl XX

dX

ack

SLh




( )∫ −=

1

2

/X

X etL XX

dX

ack

SLh

( )∫−

=1

2

/Y

Y eG YY

dY

aPk

SVh



CONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTOCONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTO

YY

XXXX22 XX11 XXee

(L/(L/V)minV)min

(L/V) = (L/V) = ∞

(L/(L/V)V)minmin

h = h = ∞

∞

(L/V) (L/V)

h = 0h = 0

∞

YY11

YY22



CONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTOCONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTO

YY

XXXX11 XX22

(L/(L/V)V)maxmax

(L/V) = 0(L/V) = 0

∞

(L/(L/V)V)maxmax

h = h = ∞

YY11

YY22

(L/V)= 0 (L/V)= 0

h = 0h = 0

YYee


ABSORCIABSORCIÓÓN NO ISOTERMAN NO ISOTERMA

BALANCE ENTÁLPICOBALANCE ENTÁLPICO

2 2 2VH VH Lh L h− = −

V2 H22 L2 h22

Y2 X22

2

1

V1 H1 L´ h1Y1 X1

( )

( )

2 2

2 2

V V V´ Y Y

L L L´ X X

− = −

− = −

( )

( )

2 2 2 2

2 2 2 2

V V´ Y Y H V H

L L´ X X h L h

+ − − =

= + − −

( ) ( )2 2V´ Y Y L´ X X− = −

( ) ( )( ) ( )2 2 2 2 2V H H L´ X X H h L h h− + − − = −



BALANCE ENTÁLPICOBALANCE ENTÁLPICO

( ) ( )2 2 2 p 2L h h L c T T− = −

( ) ( )( )22 2 2

p 2 p

V L´T T H H H h X X

Lc L c= + − + − −

( ) ( )( ) ( )2 2 2 2 2V H H L´ X X H h L h h− + − − = −

( )

( )( )

( )( )2

2 2 2

2 p 2 p

V´ 1 Y H hT T H H X X

L´ 1 X c 1 X c

+ −= + − + −

+ +



Para cada valor de XPara cada valor de XSuponer T Suponer T

Balance de materia YBalance de materia Y

Calcular H, hCalcular H, hCalcular TCalcular T

( )( )2 2

2 p

H hT T X X

1 X c

−= + −

+

CompararComparar

NoNo

SiSi

FinFin



Valores XValores X--TT

∞YY

XX

TT44TT22 TT33

TT11


ABSORCIABSORCIÓÓN DE MEZCLAS MULTICOMPONENTESN DE MEZCLAS MULTICOMPONENTES

ALTURA EQUIVALENTE DE PISO TEORICO (AEPT)ALTURA EQUIVALENTE DE PISO TEORICO (AEPT)

∞

NÚMERO DE ETAPAS DE EQUILIBRIO NNÚMERO DE ETAPAS DE EQUILIBRIO N

Métodos gráficosMétodos analíticos

h (AEPT) . N=

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