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1

ABSORO GASOSA: Colunas de recheioIntroduo

As colunas de recheio ou empacotadas so usadas com freqncia paremover os contaminantes presentes num fluxo gasoso (por absoroperao em que a transferncia de massa ocorre da fase gasosa para fase lquida). Porm, elas tambm so aplicadas na remoo dcomponentes volteis de um fluxo lquido, por contato com um gs incom escoamento contracorrente (por dessoro ou esgotamento, ou seja operao inversa da anterior, onde a transferncia de matria da fase

lquida para a gasosa). Alm disso, astorres recheadas, tambm soutilizadas na destilao e resfriamento de um lquido. Neste captulestudaremos a operao de transferncia de massa denominada dABSORO GASOSA.

Projeto de uma coluna de recheioUm equipamento muito utilizado par a absoro gasosa a coluna recheio, como mostra esquematicamente a figura a seguir. Para a limpede um gs sujo pode-se empregar tambm uma coluna de estgios (vi

no Captulo 1).

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2

Tipos de recheios

Os recheios para a coluna podem ser randmicos (aleatrios) estruturados (ordenado) A comea a arte de projetar colunaempacotadas. No existem regras claras que orientem a escolha entre

empacotamentoao acasoou randmicoe o estruturado. A experincia,adquirida na prtica (empirismo), certamente o melhor guia na escolh

Esquemas de colunasrecheadas para absoro

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Algumas caractersticas dos recheios randmicos:

Faixa de tamanho mais usual: entre 6 e 75 mm ou (1/4 a 3 in)Os recheios so fabricados com materiais mais baratos e inertes taicomo: plsticos, cermicos e em alguns casos os recheios feitos de cchapas finas de alumnio, ao e outras ligas.

Alguns tipos de recheios randmicos ou aleatrios: (a) Anis deRaschig; (b) Anel de Pall metlico; (c) Anel de Pall plstico; (d) Selas

Berl; (e) Selas Intalox

cermica; (f) sela Super Intalox

plstico; (g)sela Intalox metlica.

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Alguns tipos de recheio randmico de alto desempenho (High performanceRandom Packing ) podem se fabricados em ao carbono, ao inoxidve

cobre, alumnio, titnio, zircnio e outras ligas sob consulta. Oferecelevadas reas especficas (m2/m3) para a transferncia de massa e baixaperda de carga.IMTPe Hy-Pakfabricado pela NORTON (Colunas com recheio de altdesempenho so mais eficientes que as colunas de estgios)

IMTP Hy-Pak

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Recheios estruturados

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Colunas de recheio para absoro

Aspectos operacionaisimportantes:

a) Distribuio dolquido no topob) Distribuio do

gs no fundo

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8

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Tipo Material

Tamanhonominal,

in

DensidadeBulk,lb/ft 3

reaespecfica,

ft 2/ft 3 Porosidade

Fator deepacotamentoP PF f

AnisRaschig

Cermico1

1 2

55424341

112583728

0,640,740,730,74

5801559565

1,521,361,0

0,92

AnisPall

Metal

Plstico

11 21

1

3024225,54,8

6339316339

0,940,950,960,900,91

5640275540

1,541,361,091,361,18

SelasBerl Cermica

1

1

544540

1427646

0,620,680,71

24011065

1,581,361,07

SelasIntalox

Cermica

1

1 23

4642393836

19078593628

0,710,730,760,760,79

20092524022

2,271,541,181,0

0,64

SuperIntalox Cermica 12 6030 1,541,0

IMTP Metal1

1 2

0,970,980,98

412418

1,741,371,19

Hy-Pak Metal1

1 2

19 14

54 29

0,96 0,97

452926

1,541,361,09

Caractersticas dealguns tipos de

recheio randmicos

FP : fator para a perdade carga e fP

coeficiente relacionado transferncia demassa (sistema NH3-gua)

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PF

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Contato entre o gs e lquido na coluna de recheio:Definies preliminares:

= fluxo mssico de lquido na coluna (lb/ft2

h)= fluxo mssico de gs na coluna (lb/ft2 h)A figura a seguir mostra dados experimentais tpicos de queda depresso numa coluna de recheio.

xG yG

Queda de presso nacoluna de recheio (selasIntalox de 1 in) para osistema ar-gua.

( )

y xP

log versus log G para valores de G e um tipo de recheioL

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Consideraes sobre a figura anterior

a) Recheio seco (Dry ) ou:linha reta:Eq. de ERGUN (OP1):Para: velocidade superficial do gs e densidade mdia do gsb) Recheio irrigado:i) A queda de presso aumenta em relao ao recheio seco, para ummesmo valor de , porque o lquido no interior da torre ocupa umdeterminado espao destinado ao fluxo de gs;ii) Para um certo fluxo de lquido e valores moderados de no s

observa reteno de lquido na coluna, e a relao LINEAR e paralela a linha de recheio seco;iii) Para um certo fluxo de lquido e valores maiores de comea a sobservar a certa reteno e lquido de lquido na coluna, nesse caso relao deixa de ser LINEAR. Exatamente no pontodo diagrama onde a relao deixa de ser linear denominado de PONTDE CARGA (loading point ) pontoCda figura;iv) Para incrementos de fluxo de gs (aps o ponto de carga) aqueda de presso aumenta rapidamente e as linhas deso praticamente verticais (queda de presso do gs; maior ou igual a in de H20/ft de recheio);

yG

xG yG

( )

yP

log vs. log GL yG

( )

y

Plog vs. log GL

yG( ) yPlog vs. log G

L

( )( )

( ) ( ) = +

22 y 00

2 32 2 pp1,75 1 u150 1 uPL dd

=0u y =

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v) Aumentando um pouco mais ,a quantidade de lquido acumuladinterior da coluna e tal que impede a passagem de gs e essa condi

limite INDESEJVEL denominada de velocidade de INUNDAO(flooding point ), pontoI da figura;

yG

Consideraes gerais sobre o contato gs-lquido em colunas de recheioNo FCIL a identificao do diagrama os pontos dcarga (C)e ponto de inundao(I). Mais o engenheiro tem que saberprever, a partir de diagramas ou correlaes, as condies deINUNDAO da coluna.A figura a seguir mostra um digrama experimental para a determinao

taxa de inundao da coluna.Um diagrama largamente utilizado para determinar a queda e presso coluna recheada para absoro mostrada na prxima figura. Nesfigura os adimensionais caractersticos da absoro gasosa so:

Abscissa:

Ordenada:

( ) yPlog vs. log GL

yx y x yGG

( ) ( )( )

2 0,1 y xP

c x y y

G F

g

As variveis dos adimensionais devem(necessariamente) serem expressas em:

: fluxos de lquido e gs em lb/ft2s: viscosidade do lquido em centiPoise

: densidades do lquido e gs em lb/ft3x yG e Gx

x ye=c 2lbf ftg 32,174lbs

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Para quedas de presso ( ) maiores 1,5 in e H20/ft de recheio a colunaDEVE estar inundada (muito prxima da condio de inundao). Pod

utilizar tambm uma correlao emprica para calcular a queda de pressna condio de inundao:

P/L

( ) = 20,7P Pflood i n H Oft recheioP 0,115 F para 10 F 60

Fluxo de gs de inundao para selas Intalox cermicas ( sistema ar-gua).

> =

P2

Para F 60 :i n H OP 2,0L ft recheio

coluna inundada

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=

waterx

x yG e Gx x ye

: fluxos de lquido e gs em lb/ft2s: viscosidade do lquido em centiPoise

: densidades do lquido e gs em lb/ft3

=

c 2lbf ftg 32,174lb s

Diagrama genrico para o clculo da queda de presso em colunas reche

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Velocidade de inundao para coluna com recheio estruturado

=0,fu velocidade de inundao em m/s MellapakSULZERMontz B1MONTZ

GempakKOCK-GLITSCH

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Clculo do dimetro da coluna de recheio para Absoro (DT)O diagrama da Figura 7 tambm pode ser utilizado tambm para calcular o dim

da coluna ( ) de recheio da seguinte forma:T D ( )=2T

T DA 4

='xxT

GG A e =' y

yT

GG A

=

' y yx x' y x y x y y

assim, G G G G

' yx' x y y

GG

PL

( ) ( )( )

2 0,1 y P x

c x y y

G Fg

( ) P x x yF , , e yG( )= =

'2 y T T

yG DA G 4

=

' yT y

4GD Gento: (dimetro da coluna de recheio)

rea da seco transversal da coluna:

com e a queda de presso obtm-se a ordenadacom as condies operacionais pode-se calcular e depois:

Exemplo 1: Clculo do dimetro e queda de presso para a coluna de absoro.Uma torre de absoro com recheio constitudo de selas Intalox de 1 polegada

(25,4 mm) empregada para limpar 25000 ft3

(708 m3) de gs por hora. O gs entrada da coluna, temperatura e 68F (20C) e a 1,0 atm, contm 2,0% (volume)

de amnia. gua pura utilizada como solvente absorvedor. A razo entre as taxde gs e gua de 1,0 lb de gs para 1,0 lb de lquido. Calcular:(a) O dimetro da coluna, para um fluxo de gs igual metade da condio inundao,(b) Qual a queda de presso na coluna se o recheio tem 20 ft (6,1m) de altura.

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Soluo:Clculo do peso molecular mdio do gs entrada da coluna (98% de ar e 2%NH3): = + =

y

lbPM 29 0,98 17 0,02 28,76lbmol=

3ft atmR 0,7302lbmol R

= + = + = R T( F) 460 68 460 528 R

( )

= = =

y y 3 3

lb28,76 1,0 atmPM P lb mol lb0,0746R T ft atm ft0,7302 528 Rlb mol R

= ='

x x' y y

G G1G G

( ) ( ) y 2floodlbG 1700 inundao

ft hou ( ) y 2flood

lbG 0,472ft s

( ) ( )= = =

y flood y 2op

G 0,472 lbG 0,2362 2 ft s

= =3'

y 3ft 1 h lb lbG 25000 0,0746 0,518h 3600 s sft

( )= = = =

' 2 y T 2 y

2

lb0,518G Dsrea 2,19 ftlbG 40,236

ft s

Constante dos gases ideais:

ento, a densidade media do gs :

(a)Utilizando a Figura 6 (selas Intalox de 1 in), para temos:

A taxa mssica total de gs :A coluna deve operar com:

=T D 1,67 ft (509 mm)

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21

(b) Clculo de , sabe-se que:

( ) ( )= = = =

yflood y x2op

G1700 lbG 850 G2 2 ft h

=x 3lb62,3ft =x 1 cPoise

=c 2

ft lbg 32,174

lbf s

=x

y

G 1,0G

Propriedades fsicas adicionais (gua):

PL

Abscissa:

Ordenada:

= =

yx

y x yG 0,074651 0,0346G 62,3 0,0746

( ) ( )( ) =

2 0,1 y P xc x y yG Fg

( )( )

=

2 0,10,236 92 1 0,034332,174 62,3 0, 0746 0, 0746

Interseco do grfico da Figura 7: ( ) = 2P in H O0,23 interpolaoL ft de recheio = =2 2inH OP 0,23 20 ft de recheio 4,6 in H Oft de recheioQueda presso coluna:

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22

(valor utilizado para o clculo da potncia do soprador) ( )=

32Q(m /s) P mm H OP(CV) 75 =

= 2P 4,6 in H O =70%

=

3 25,4mmm 1h708 4,6 inh 3600s inP(CV) 75 0,70

onde eficincia do conjunto motor-soprador

para e ento:

ou P(CV) = 0,43 CV ou soprador de CV.

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Esquema tpico com colunas de absoro-dessoro

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Balano material global no volume de controle:(1)

Balano material global para o componente A (soluto) novolume de controle:(2)

a aL V L V+ = +

a a a aL x V y Lx V y+ = +Explicitando y na Eq. (2), temos a Linha de Operao parabsoro em coluna de recheio:

a a a aV y L xLV V y x

= +

Princpios da Absoro

(3)

Na Eq. (3) x e y representar a composiobulk das fasesem contato. Naturalmente, em problemas reais tem-se que

rigorosamente: V, L, x e y depende da posio no interior dacoluna.Condio limite para razo gs-lquido na coluna de recheio:Para a determinada taxa de gs entrada ( ), qual a menortaxa molar de lquido entrada da coluna ( ).

min.LbV

aL

Definies preliminares:Ve L: taxas molares de gs e lquido num determinado ponto (mesma posiointerior da coluna, respectivamente.y e x: fraes molares de soluto (A) no gs e lquido no mesmo ponto citanteriormente.

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25

A Figura 9 mostra a representao da LO para absoro gasosa ou a Equao 3

Para sistema diludos: , ou Linhade Operao LINEAR(4)

(5)

LconstanteV

ababop.

y yLV x x

= a ab b

min.* *min. a ab b

y y y yLou L VV x x x x

= =

Na condio de taxa MNIMA de lquido na colunde absoro, o lquido absorvedor encontra-sesaturado (equilbrio com o gs) na base da coluna.

Taxa de AbsoroPrincpios da transferncia de massa entre as fases na interface gs-lquido (teordo duplo filme) para a destilao e absoro gasosa representada na figura

seguir.

destilao absoro para soluto muitosolvel no lquido

A = componente mais voltil A = soluto muito solvel

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Unidades der (taxa de absoro) ( )2

2 3 3frao molar

lbmol lbmolftr adimensionalh ft ft h ft

= A composio do soluto na interface pode ser obtida, a partir da Linha

Operao, e das Eqs. (6) e (7):( )i ix,yi x

i y y y k ax x k a

=

Obs: para calcular as composies na interface precisamos do conhecimento coeficientes peliculares na fase lquida e gasosa, como mostra a figura a seguir.

(9)

x e y coordenadas da Linha de Operao

( ) i i xi i y

y y y y k atang x x x x k a = = =

inclinao local da linha de equilbrio (y=mx+b) para o pontocoordenadas (x, y) e (xi, yi):*

ii

y ym x x=

Resistncia TM (predominantemente) na fase lquida:x yk a k a

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28

Para facilitar o entendimento (alguns exemplos):=x yk a k a

=

ii

y y 1x x = 45Caso 1:

O caso 2 (situao desejvel): mxima fora motriz na fase gasosa

( )= 5x y soluto muito sok a 10 k a lvel i

i

y yx x

= =i0 e y y *

Gs saturado na interface ou negligencivela resistncia TM na fase lquida

( )=i y y *( )= ix x

Caso 2:

( ) y y *

O f i Ab G (li h i i di )

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29

O fora motriz na Absoro Gasosa : (linhas verticais no diagrama yvs . x).Os Coeficientes Globais molares de transferncia de massa so determinadconhecendo-se os coeficientes locais ou individuais e a inclinao local da curequilbrio (m) (Incurso em FT):Reescrevendo a Eq. (8), teremos:

(10)

Substituindo as Eqs. (6) e (7) na Eq. (10), teremos:(11)

Observar que a inclinao local da Linha e Equilbrio dada por (ver figura ante

(12)Dessa forma teremos:(13)

Similarmente:(14)

y y *

( ) ( ) ( )i i y

y y * y y *1K a r r

y yr

= = +

( )( )

( )( ) y i y x

ii

ik a y y

y y *k a x y

K a y1

x= +

ii

y y *m x x

=

y y x1 1 m

K a k a k a= +

x x y1 1 1K a k a mk a= +

Obs: Sistemas de absoro de elevada solubilidade:x elevado ou pequk a m eno

y y1 1

K a k a

Cl l d lt d t l d b (Z)

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30

Clculo da altura da torre ou coluna de absoro (ZT)

No projeto de uma coluna para a absoro gasosa pode-se empregar qualquer das quatro (4) equaes para o clculo da taxa molar de absoro, entretantobastante usual a utilizao do coeficiente global gasoso volumtrico . Efetuao balano material diferencial na coluna da figura a seguir, de seco transversaaltura diferencial dZ e volume diferencial , negligenciando a variao da tmolar de gs V ao longo da seco (sistemas diludos), teremos:

( ) yK aSdZ

( ) ytaxa molar de solutotaxa molar de soluto do seio do gs removida do gs para a interface gs lquido em equilibrio

Vdy K a y y * SdZ

=

( )

bT

a

yZ y y T

0 y

K a S K aSZ dydZV V y y *= =

A Eq. (16) pode ser rearranjada, para ,Ve S constantes: yK a

(15)

(16)

A integral da Eq. (16) pode ser calculada diretamente

(analiticamente) ou determinada numericamente.

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31

Unidades de Transferncia

A Eq. (16) pode ser reescrita:

Nmero de unidades de transferncia (NTU): , a integral da Eq. (17);

que fisicamente representa a mudana da composio do gs na coluna (dy) divpela fora motriz mdia na coluna ou seja: . O subscritoOy denota que a fora motriz global (O) e na fase gasosa (y).

Altura da unidade de transferncia (HTU): , a outra parte da Eq. (17)que tem a dimenso de comprimento.

(18)

Como determinar ???

( )bT

y adyV/SZ K a y y *=

( )

bOy

a

dyN y y *=

( ) ( )Oy ab mdiaN y y / y y *=

Oy yV /S

H K a=

Oy OYT Z N H=

Oy OyN e H

(17)

Diagrama y*vs . x, Linha Operao e Recuperao desejada. Condies operacionais + correlaes para transferncia de massa o

diagramas/figuras, usualmente disponveis para recheio e sistemas mais comuns

OyNOyH

Relao entre o Nmero de Unidades de Transferncia (NTU) e Nmero Tericode Pratos (NTP N)

HTU NTU

NTU = NTPquando as Linhas de Operao e Equilbrio forem lineares

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32

NTU NTP, quando as Linhas de Operao e Equilbrio forem lineares paralelas, nesse caso:

[Figura 13 (a)] (19)NTU > NTP, quando as Linhas de Operao e Equilbrio forem lineares

divergentes [Figura 13(b)] ou seja, a inclinao da LO for maior que da LE.

Figura 13 Relao entreNTUe NTP.

abOY

y yN N y y *

= =

( ) ( ) ( )( )( )

( )( )( )( )

= = >

*b b

*a ab a b aOy * *

ML b b a a b a* * *

b b b a*

a a

y yln

y y y y y yNTU N NTP y y y y y y yln y y y y

ln y y

(20)

Kremser

Obs: Substituir alguns valores para fazer a verificao:

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33

Obs: Substituir alguns valores para fazer a verificao:Exemplo:Relao de equilbrio:

*a ax 0 y 0= = abrecuperao : y 0, 03 y 0, 001= =

*b y 0,9x e x 0,01o que vale d er, iz= = *

b y 0,009=

( ) ( )( )

( )

( )( )

( )( )

Oy0,03 0,001NTU N 4,410,03 0,009 0,001 00,03 0,009ln 0,001 0

0,03 0,009ln 0,001 0NTP 2,600,03 0,001ln 0,009 0

= =

=

NTU > NTP

( )ab

Oy ML

y yN y

=

( ) ( ) ( )

( )( )

* *a ab b

ML *b b

*a a

y y y y y

y yln y y

=

Quando as Linhas de Operao e Equilbrio foremLINEARES, o Nmero de Unidadesde Transferncia o quociente entre a variao de composio do gs e a diferenmdia logartmica na fase gasosa:

Assim,

(21)

(22)

A equao correspondente a Eq. (21), para a fase lquida :

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34

A equao correspondente a Eq. (21), para a fase lquida :

Quando o lquido absorvedor estiver isento de soluto, i.e. e , expressalternativa que utiliza o fator de absoro pode ser utilizada:

( )abOx

ML

x xN x=

ax 0=*a y 0=LA mV=

( )abOy

y y (A 1) 1AN lnA 1 A +

=

mVS L=( )a bOx

x x (S 1) 1SN lnS 1 S +=

A equao correspondente a Eq. (24) para o caso deSTRIPPING (limpeza dolquido) para o gs livre de soluto que utiliza o fator destripping , teremos:

(23)

(24)

(25)

( ) y y y yT y iV S dyZ H N para H e Nk a y y= = =

( )x x x xT x iL S dxZ H N para H e Nk a x x= = =

( )= = =

T Oy Oy Oy Oy yV S dyZ H N para H e NK a y y *

( )Ox Ox Ox OxT xL S dxZ H N para H e NK a x * x= = =

Filme lquido

Filme lquido

Gs global

Lquido global

A altura da coluna de recheio para pode ser calculada empregando 4 equaes

(26)

(27)

(28)

(29)

Formas alternativas para os coeficientes de transferncia de massa:

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35

Similarmente para o filme lquido pode-se expressar os coeficientes de Tempregando a diferena deconcentrao volumtrica do solutono lugar dafraomolar de soluto no lquido. Reescrevendo os coeficientes na fase lquida, teremos:

yg

k a ek a P= y

gK aK a P=

g gk a e K a

3lbmol

hft atm

=

xL Mx

k ak a=

xL Mx

K aK a e

o as a te at vas pa a os coe c e tes de t a s e c a de assa:Os coeficientes de transferncia de massa no filme gasoso reportado na literaturpodem ser expressos utilizando como fora motriz adiferena de presso parcialdo solutono lugar dafrao molar de soluto no gs. Reescrevendo os coeficientes nogs, teremos:

onde P = presso operao coluna. Unidades usuais para

onde = densidade molar do lquido (k mol/m3 ou lb mol/ft3 ). Unidades usuais:Mx

(30)

(31)

L Lk a e K a

-1

3 3

lbmol ou hlbmolhft ft

SubstituindoV/S (fluxo molar de gs) por , nas Eqs. (26) e (28) eL/S(fluxo molar de lquido) por , nas Eqs. (27) e (29), Podemos reescrever alturas de unidade de transferncia, considerando

= yMG

G M= xM

GLM M xM =

( )( )

A g A Ai

A y A AiA A

N k a p p

N k a y ye p y P

=

= =

( )( ) A

A L Ai A

A x Ai A A Mx

N k a c c

N k a x ex c x

=

= =

'Cuidado com a nomenclatura:

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' yG taxa mssica de gs= = yG fluxo mssico de gs

M y y g

GV SH k a k aP e= = MOy y gGV SH K a K aP= =

= = = =

M x x xx

x L M L M L

L G M GL SH k a k a k a k a ex xOx

x LGL/SH K a K a

= =

2 2kg/m h ou lb/ ft h MG fluxo molar de gs na coluna=

2 2kgmol /m h ou lb mol / ft h

3 3kg/m ou lb/ft

=V taxa molar de gs

yG fluxo mssico de gs=

ML fluxo molar de lquido na coluna=

2 2

kgmol /m h ou lb mol / ft h

xG fluxo mssico de lquido=

x densidade do lquido =

y y x1 1 m K a k a k a ou= +

= +

MOy y xM

M y y xGH H m H

M M M

L

Mm

K a k aL

ouk aG G G

La inda MOy y xMGH H m HL= +

Reescrevendo a Eq. (14), considerando as Eqs. (32) e (33), teremos:

(32)

(33)

(34)

=MG fluxo molar de gs

Importante: em muito problemas de OP2, conhecemos H y e Hx ou essas alturas

podem estimadas por correlaes. Assim a altura da coluna de recheio ZT pode sercalculada por: e precisamos das variveis:m, GM, LM, e NOy=T Oy OyZ H N

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Soluo:

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Soluo:Altura da coluna:

Clculos dos fluxos mssicos de gs (G) e de lquido (L) na coluna de recheio:

Oy OyT Z N H=

3

2 2

kgmol20 29 10 kgh molG 20,29 m h m

= =

3

2 2

kgmol20 18 10 kgh molL 1,240,29 m h m

= =

Obs: Nomenclatura do ProvoClculo da Altura de Unidade de Transferncia : ( )OyH( ) ( ) 0,390,10,1 0,39OyH 0,35G L 0,35 2 1,24 0,345 m= = =

Linha de Operao para Absoro:ou para sistema diludo ( ) e para L=V, teremos:

a a a aV y L xL y xV V

= +

a aV V e L L a a a a

V y LxL y x x y xV V (1)= + = +

(gua pura)ax 0=

Clculo de ??Recuperao de 75% :

a y abb

y y 0,75 ou y = a b b y y 0,75y 0,005 0,75 0,005= =

3a y 1,25 10= 3x y 1,25 10= Substituindoya na Eq. (1), teremos: (2)

Relao de equilbrio: e (gs IDEAL) como P = 1 0 atm ento:p 1 12x= *p y P=

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Relao de equilbrio: e (gs IDEAL), como P 1,0 atm ento:(3)

Fora motriz global:Clculo do Nmero de Unidades de Transferncia

Mudana de varivel:w = 0,0014 0,12yento:

p 1,12x p y Pp y* 1,12x= = ( )3 y* 1,12 y 1,2510=

y y* = ( )3 y 1,12y 1,410 0,0014 0,12y = ( )OyN

( )

b

a

yOy

y

dyN o y *

u y

=

b

a

y 0,005Oy

y 0,00125

dyN0,0014 0,12y

=

==

dw 0,12dy= ( )

b

a

w 0,005Oy 0,00125

w

1 dw 1 1N lnw ln 0,0014 0,12y0,12 w 0,12 0,12 = = =

( )( )Oy

0,0014 0,12 0,0051N ln 3,720,12 0,0014 0,12 0,00125 = =

Oy OyT Z N H 3,72 0,345 m 1,28 metros= = =

Substituindo (2) em (3) teremos: i

Packed versus Plate Columns

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Packed versus Plate Columns

Pequenas colunas recheadas (D < 2,0 m) so mais baratas;Vrios tipos de recheios: materiais inertes com boa resistncia qumicae compatveis com lquidos corrosivos;Boa eficincia (recuperaes elevadas) com baixa queda de presso eadequadas para operar com vcuo;Podem operam com fluidos que formam espumas;

Holdup ou reteno de lquido menor.

A etapa de limpeza dos pratos mais simples;Alguns tipos de recheio (mais baratos: plsticos) tm baixa resistncimecnica (podem danificar ou quebrar);Podem operar com taxas/fluxos de lquidos maiores, como conseqnuma operao mais econmica;Operao com valores baixos de taxas/fluxos de lquido menoproblemtica que coluna recheada (parte do recheio no molhado).

Vantagens:Packed Column (coluna recheada)

Vantagens:Plate Column (coluna de pratos)

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Os fatores relacionados com a eficincia do equipamento so:

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Os fatores relacionados com a eficincia do equipamento so:- Distribuio e redistribuio de lquido;

- rea de contato gs-lquido.Alguns princpios que devem ser lembrados no projeto:

A torre deve ser projetada para operar na regio de cargaloading (40 a 80% doflooding ). Isto determina uma reaconsiderada tima para uma eficincia mxima.

A dimenso do recheio no deve ser maior do que 1/8 do

dimetro da torre. A altura de cada seco de recheio limitada a aproximadamente

3DT para anis deRaschig e 5DT para anis dePall . No recomendado utilizar-se seco recheada maior que 20ft.

Para sistema em que a resistncia localiza-se predominantementena fase gasosa, recomenda-se utilizar recheio com distribuioaleatria na coluna. Caso contrrio usar recheio estruturado.

Alguns princpios que devem ser lembrados no projeto:

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Alguns princpios que devem ser lembrados no projeto:Para dimetros de recheio maiores de 2 no econmico utilizarrecheio distribudo aleatoriamente. A distribuio eredistribuio do lquido na coluna importante para corrigir amigrao do lquido para as paredes (porosidade maior).

A seqncia de projeto de uma torre recheada a seguinte:

- Escolha do recheio- Determinao do dimetro- Determinao da altura- Avaliao da perda de cargaAltura de recheio equivalente a um prato terico/equilbrioHeightEquivalent to aTheorethical (equilibrium)Plate (HETP) ouHeightEquivalent to aTheorethical (equilibrium)StageHETS)

= = T ZHETP HETSNAltura de recheio equivalente a um prato terico/equilbrioN = Nmero Ideal ou terico de EstgiosZT = Altura da coluna de recheio

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