Introduccin

CAPITULO IV

CALCULO GRAFICO DE PROCESOS MULTIETAPAS

Los mtodos grficos son extremadamente tiles para visualizar las relaciones entre las variables en los procesos de separacin.

Son tiles en el diseo de equipos por etapas ya que los procedimientos de diseo suponen la solucin de las relaciones de equilibrio simultneamente con los balances de materia y energa.

Los balances de materia y energa (entalpa) pueden ser graficados en forma simultnea en este tipo de grficos y mediante un conjunto de coordenadas apropiadas, es posible lograr las soluciones grficas a los problemas de diseo4.1 Cascadas: Introduccin

Usualmente los equipos de separacin corresponden a cascadas de platos o etapas de contacto ordenadas para primero cumplir con una separacin que no puede ser efectuada por una etapa simple, y/o segundo para reducir la cantidad requerida de energa o agente de separacin msico del proceso. Una configuracin tpica de una cascada es la que se presenta en la Figura 4.1 , donde en cada etapa se intenta contactar dos o ms flujos de diferentes fases en un contacto intimo para promover una transferencia de materia y energa en forma rpida de modo de lograr aproximarse al equilibrio fsico. Las fases que resultan son separadas y cada fase es enviada a otra etapa en la cascada o sacada como producto. Aunque la condicin de equilibrio no se logre en cada etapa, es comn disear y analizar las cascadas usando modelos de equilibrio.

4.2 Configuraciones de Cascadas de Etapas de Equilibrio.

Las cascadas de etapas de equilibrio pueden ser configuradas de muchas maneras como se muestra en los ejemplos de la Figura 4.2, donde las etapas estn representadas por rectngulos en la figura 4.1 o por lneas como en la figura 4.2,d,e. Dependiendo del diseo mecnico de las etapas, las cascadas pueden ser ordenadas en forma vertical u horizontal. La alimentacin a ser separada se designa por F; el agente msico de separacin, si se usa se designa por S ; y los productos son designados por Pi.

Figura 4.2 Ejemplos de Configuraciones de Cascadas : (a) cascada contracorriente; (b) Cascada en flujo cruzado; (c) Cascada diamante bidimensional; (d) cascada contracorriente de dos secciones ;(e) cascada interconectada en contracorriente

En las cascadas en contracorriente, mostradas en la Figuras 4.1 y 4.2a, las dos fases fluyen en contracorriente entre ellas en cada etapa. Como se mostrara en los ejemplos, esta configuracin es muy eficiente y es ampliamente utilizada en la prctica para absorcin, desorcin, extraccin lquido-lquido, lixiviacin y lavado. La cascada en flujo cruzado, mostrada en la Figura 5.2b, no es en la mayora de los casos tan eficiente como la contracorriente, pero es ms fcil de implementar en procesos discontinuos. Se diferencia de la cascada en contracorriente en que el solvente esta dividido en porciones alimentadas individualmente a cada etapa.

Una variacin ms compleja en forma de diamante de cascada en flujo cruzado se muestra en la Figura 4.2c. A diferencia de las dos cascadas anteriores las cuales son lineales o unidimensionales, la configuracin de diamante es bidimensional. Un aplicacin tpica de este esquema es la cristalizacin batch o discontinua. La alimentacin F es a la etapa 1 y los cristales producidos pasan a la etapa 2 y en un licor madre que pasa a la etapa 4. En cada una de las otras etapas, ocurren cristalizaciones parciales o re-cristalizacin mediante el proceso de cristales , licor madre o una combinacin de ambos. El producto final es cristales purificados e impurezas con mezclas de licores madres.

Las tres primeras cascadas de la Figura 4.2 consisten en secciones simples con flujos que entran y salen solo en los extremos. Estas cascadas son usadas para recuperar componentes a partir de una alimentacin y usualmente no son tiles para efectuar separaciones perfectas entre dos componentes seleccionados de la alimentacin, denominados componentes claves. Para efectuar esto, es mejor disear una cascada que consista de dos secciones. La cascada en contracorriente de la Figura 4.2d es usada a menudo. Consiste de una seccin sobre la alimentacin y otra seccin bajo la misma. Si dos solventes son usados, donde S1 selectivamente disuelve ciertos componentes de F, mientras que S2 es ms selectivo para los otros componentes. Este proceso denominado extraccin fraccional lquido-lquido, logra una separacin muy completa. Si S1 es un lquido absorbente y S2 es un vapor desorbente, agregados a la cascada , como se muestra en la Figura 4.2d, o se produce internamente por condensacin en el tope para dar un lquido de reflujo, y por calentamiento en el fondo para dar un vapor, el proceso se denomina destilacin simple, para el cual una alta separacin entre los dos componentes claves se puede lograr si existe una volatilidad relativa alta entre estos componentes y si el reflujo lquido, el vapor de fondo y las etapas son suficientes.

La Figura 4.2e muestra un sistema interconectado o acoplado de dos columnas de destilacin que contienen seis secciones de cascadas en contracorriente. Los reflujos y vapores para la primera columna son entregados por la segunda columna. Este sistema es capaz de procesar una mezcla ternaria ( tres componentes) F , y producir tres productos P1 , P2 y P3 de relativa alta pureza.

4.3 Clculo Grfico de Multietapas mediante Mtodo de Mc Cabe Thiele

4.3.1 Contacto de Multietapas en Contracorriente

En una seccin contracorriente en multietapas, las fases a ser contactadas entran a una serie de etapas de equilibrio por los extremos opuestos , como se ve en la Figura 4.3.

Por lo tanto la ecuacin 2 se escribe :

3

Si efectuamos un balance entre el tope y la etapa n :

Ln+2 xn+2 + Vn-1 yn-1 = Vn+1 yn+1 + Ln xn 4

Resolviendo para yn-1

5

Las ecuaciones 3 y 5 se pueden utilizar para localizar los puntos ( yn , xn+1 ) e ( yn-1 , xn ) y otros en un diagrama x-y . La lnea que pasa a travs de estos puntos se denomina lnea de operacin.

Todos los flujos que pasan en contracorriente en la columna ( Ln+2 , Vn+1 ), ( Ln+1 , Vn ), ( Ln , Vn-1) , etc. caen en esta lnea de operacin que puede ser curva o una lnea recta.Si la razn de los flujos de distintas fases es constante a travs de las etapas, entonces :

y las pendientes de las lneas definidas por las ecuaciones 3 y 5 son idnticas. ms an, si V y L son constantes, todos los flujos que pasan por la columna caen en la lnea de operacin recta, la cual se puede dibujar , si se conocen :

1.La concentracin de un conjunto de flujos que pasan, por ejemplo, ( yn-1 , xn ) ( yn , xn+1 ) y L/V, la razn de flujos en el equipo.

Problema sera : Dado L/V y la composicin de entrada y salida en un extremo, calcular la composicin de entrada y salida en el otro extremo y el nmero de etapas.

2.La concentracin de cualquier par de flujos que pasan. Los dos flujos ms convenientes para analizar son aquellos que entran y salen de las etapas ( Ln+2 . Vn+1 y Ln-1 , Vn-2 ). estos puntos caen al final de la lnea de operacin.

Problema sera : Dadas las composiciones de entrada y salida, calcular L/V y el nmero de etapas.

Una relacin entre la razn de flujos y la composicin de los flujos que pasan se puede obtener , si se supone que los flujos de vapor y de lquido son constantes

Restando 5 de 3 se obtiene :

6El nmero de etapas requeridas para efectuar la transferencia de una cantidad determinada de componente liviano de la fase L a la fase V, se puede determinar utilizando la lnea de operacin del balance de materia en conjunto con un diagrama de equilibrio de fases x-y.

La pendiente de la lnea de operacin sera :

La construccin por el mtodo de McCabe Thiele consiste en comenzar en A, moverse verticalmente hacia la curva de equilibrio para encontrar y1 ( la composicin del vapor que deja la etapa 1) a continuacin moverse horizontalmente hacia la lnea de operacin ( y1 , x2 ) ( yn , xn+2 ) desde la lnea de equilibrio ( y1 , x1 ) ( yn , xn ) y as sucesivamente hasta llegar al punto B.

4.3.2 Aplicacin a Absorcin Gaseosa.

Ejemplo Tpico de Absorbedor

ComponenteA= L / KVValor K

Agua11,70,0031

Acetona1,382,0

Oxigeno0,0000645,000

Nitrogeno0,0000390,000

Argn0,0000835,000

Teora de aplicacin a Absorcin Gaseosa.

Existen un nmero infinito de posibilidades de operar una columna de absorcin , pero existe un lmite en cuanto a la pendiente LS/GS , que esta dada por la pendiente mnima.

Ejemplo 4.1 Absorcin Gaseosa de Acetona en Aire.

Absorber un 95 % de la acetona que contiene una corriente gaseosa con 85 % molar en volumen en aire, con agua pura en un absorbedor de plato con vlvulas y que tiene una eficiencia global de 30 %. Se supone que la columna opera a 20 C y 101 kPa.

Solucin :

Datos de equilibrio sistema Acetona -Agua-Aire

% Acetona en Agua, x3,37,611,717,1

p.p. acetona en aire , torr30,062,885,4103,0

Haciendo un balance entre el fondo y cualquier punto intermedio .

Se pide calcular :

a). Calcular valor mnimo de (L/G).

b). Calcular N de etapas de equilibrio utilizando 1,25 veces el mnimo de (L/G).

c). Calcular concentracin de acetona a la salida.

Anlisis de Grados de Libertad :

Un anlisis de los grados de libertad nos da : ND = 2 N + C + 5

Se pueden especificar las siguientes variables :

Presin en cada etapa ( P= 101 kPa )

N

Temperatura en cada etapa ( T = 20 C )

N

Composicinalimentacin

C -1

Composicin del Flujo de agua

C -1

Flujo , T, P de Alimentacin

3

T , P del Solvente

2

Recuperacin Acetona

1

Razn L/G

1

___________________

2 N + C + 5

Suposiciones :

1. No hay evaporacin de agua

2. El aire no es soluble en agua

3. La acetona en agua es cero

Base de Calculo :

GB = 100 kmol/hr ( gas de Entrada )

Fondo :

Acetona en gas = 15 kmol/hr ; Aire en Gas = 85 kmol/hr ;

YB = 15/85 = 0,176 [ kmol acetona/kmol/aire ]

Tope :

Acetona en Gas = ( 1 - 0,95 ) 15 = 0,75 kmol/hr.

Aire en gas de salida = 85 kmol/hr

YT = 0,75 / 85 = 0,00882 [kmoles acetona/kmol de aire] , ( XT = 0 )

Se debe construir la curva de equilibrio tanto en x, y como en X,Y.

xX=x/(1-x)y=p/PY=y/(1-y)

0000

0,0330,03410,0,03950,0411

0,0720,07760,08860,0901

0,1170,13250,11240,1266

0,1710,20630,13550,1567

4.3.3 Aplicacin a Extraccin Lquido-Lquido

En la extraccin lquido-lquid se tiene un soluto soluble en ambos lquidos y se tienen 2 lquidos inmiscibles. El soluto se transfiere de la fase refinado a la fase extracto.

Balances :

Ea + Rb = Eb + Ra

Ea ya + Rb xb = Eb yb + Ra xa

Rw ( Xb - Xa ) = Es ( Yb - Ya )

En un diagrama X-Y se tiene :

Tambin se obtiene para la etapa n-2 :ES Ya + Rw Xn-1 = ES Yn-2 + Rw Xa

Ejemplo 4.2 : Extraccin de Piridina de Agua mediante Clorobenceno.

Se desea remover Piridina de una solucin acuosa por extraccin liquido-liquido con un solvente puro de clorobenceno. Supongamos que se desea producir una solucin de piridina ( extracto ) Eb : Yb = 0,30 [ kg Piridina /kg clorobenceno ] , y se alimenta una solucin de Refinado Rb : 100 kg/hr de solucin acuosa : Xb = 0,235 kg [Piridina/kg Agua]

Se supone que el extractor tiene 3 etapas tericas , y tambin que ambos solventes son inmiscibles . Calcular cuanto solvente se necesita y cual es la concentracin final del refinado.

Solucin :

Anlisis de Grados de Libertad.

ND = 2 N + 2 C + 5

Para nuestro problema :

N = 3 ; C = 3 , ND = 6 + 6 + 5 = 17

Variables

N variables

Presin en etapas ( P= 1 atm )

3

Transf. calor en c/etapa

3

T, P, ( x ) de cada alimentacin

8

Composicin ES en b

1

Alimentacin Rb ( 100 kg/hr)

1

N de Etapas

1

_______________

Total

17

La temperatura y composicin de cada etapa est especificadas en el diagrama.

Para obtener la solucin , se suponen varios valores en la Y = 0 , X hasta que se obtiene tres etapas .

Del grfico se obtiene Xa = 0,05

La pendiente ser :

4.3.4 Aplicacin a Rectificacin de Sistemas Binarios

La construccin grfica anterior fu aplicada a destilacin de mezclas binarias el ao 1925 por Mc Cabe y Thiele , y es por eso que el diagrama x-y con sus curvas de operacin y de equilibrio se denomina Diagrama de Mc Cabe Thiele.Aplicaremos el mtodo grfico a una columna de rectificacin binaria ( Figura 4.3 )

Analisis de Grados de Libertad :

Un anlisis de los grados de libertad nos da : ND = 2 N + C + 8

Se pueden especificar las siguientes variables :

Etapas adiabticas y divisor

N + 1

Presin constante en etapas,( P = 1 atm )

N + 2

condensador y divisor F , Tf , PF y composicin, [F= 40 kmol/hr, xF = 0,2]

C + 2

Composicin del producto, xD ,[ xD = 0,90 ]

1

Flujo del producto , [ D = 5 kmol/hr]

1

Reflujo saturado

1

___________________

2 N + C + 8

El problema est completamente especificado, y se pueden calcular :

Nmero de etapas requeridas para la separacin , N

Composicin en cada etapa, x1, , y1 , ...........xn, yn , etc.

Temperatura en cada etapa, T1 , T2 , .......Tn

Razn de Reflujo R , Ln/VnAntes de demostrar la solucin grfica de McCabe Thiele, veremos que se obtiene d ela solucin analtica.

A. Balance de Materia :

F = B + D

7

40 = B + 5 ; B = 35 kmol/hr

B. Balance de materia de componentes :

F yF = D xD + B xB

8

xB = 0,10

C. Balance Global de Entalpa :Sea QC = Calor removido en condensador , J/s ( W ) , Btu/hr

H = Entalpa , J/kmol ; Btu/lbmol

9Todos los valores de la ecuacin 9 se conocen excepto QC ( Se deben efectuar calculos de punto de roco y burbuja para determinar las temperaturas d elos flujos antes d eencontrar entalpas ) Por lo tanto de ecuacin 9 se puede calcular QC.

D. Balance de Entalpa alrededor del Condensador y Divisor :

10

donde :

Vn = LR + D

11Puesto que yn = xD ( condensador total ) y el reflujo es saturado, la temperatura TD se puede calcular mediante el punto de burbuja en D, y HR = HD se conocen por lo tanto.

A continuacin se pueden calcular Tn por el punto de roco en Vn lo cual permite calcular el valor de HVn . Entonces se resuelven 10 y 11 para LR y Vn.

E. Clculo Plato a Plato. ( Sorel 1893 ) :Para la etapa superior tenemos ( plato n ) :

a) Balance total de materia :

Vn-1 + LR = Vn + Ln

12b) Balance materia componente : Vn-1 yn-1 + LR xR = Vn yn + Ln xn 13

donde : yn = xR

c) Relacin de equilibrio de fases :

xn = f ( yn )

14

d) Balance de entalpa :Vn-1 HVn-1 + LR HR = Vn HVn + Ln HLn 15

Las variables conocidas son : xR ( puesto que xR = xD ) , LR

yn ( puesto que yn = xD ) , VnTambin se conocen o se pueden calcular conocidas las composiciones para las condiciones de saturacin , las entalpas HR = HD , y HVn .

Por lo tanto las cuatro incognitas , para las cuatro ecuaciones de 12 a 15 son yn-1 , Vn-1 , Ln , y xn .

Las entalpas Hvn-1 y Hln estn relacionadas con yn-1 y xn y los respectivos puntos de roco y burbuja.

El mismo anlisis se puede efectuar para la etapa n-1 , y as se continua hasta llegar a la composicin del fondo de la columna, xB = 0,10.

El anlisis analtico y grfico se simplifica grandemente si suponemos :

FLUJO MOLAR CONSTANTE

LR = Ln = L = constante

Vn = Vn-1 = V = constante

En este caso es posible eliminar una ecuacin por etapa, i.e, el balance de entalpa. esta suposicin se denomina flujo molar constante, que es vlido si en el rango de temperatura y presin se cumple que :

1. Los calores latentes de vaporizacin de ambas especies binarias son iguales.

2. El calor de mezcla, las prdidas de calor y los cambios de calor sensible en lquido y vapor son despreciables.

Cada mol de vapor condensante vaporiza exactamente un mol de lquido. Puesto que los calores latentes se suponen iguales, los flujos se deben expresar en moles y las concentraciones en fracciones molares.

Posibles desviaciones a flujo molar constante :

a). Para series homologas de componentes, el calor latente molar de vaporizacin generalmente aumenta con el peso molecular. En condiciones cercanas a isotermales, esto causa un decrecimiento del flujo molar a medidaque descendemos en las etapas.

b). La temperatura disminuye e medida que subimos por la etapas. esto resulta en un aumento del calor latente pero en un descenso del calor sensible tanto del vapor como del lquido.

El resultado neto depende de la mezcla en particular.

En general, al importancia del efecto energtico depende principalmente de la magnitud de la diferencia de flujos de vapor y lquido.

En la seccin de rectificacin,si L ( V , un valor relativamente pequeo del reflujo externo puede reducirse a cero antes de llegar al fondo de la seccin. En secciones de agotamiento donde V ( L, una cantidad relativamente pequea de vapor del hervidor, puede reducirse a cero antes de llegar al tope de la seccin.

Los efectos de energa pueden ser tambin muy signifivativos en equipos con gran diferencia de temperaturas entre tope y fondo.

Ejemplo 4.3. Mtodo McCabe-Thiele.

Utilize el mtodo de Mc Cabe Thiele, para calcular el nmero de tapas, si la alimentacin a una columna de rectificacin es de 40 kmol/hr con un 20 % de n-hexano y 80 % de n-octano, y se quiere obtener un producto con un 90 % molar de hexano. Suponga flujo molar constante ( V = 40 kmol/hr) y destilado D = 5 kmol/hr.

El punto de partida es el punto A ( yn = xD = xR= 0,90). Puesto que LR y Vn son flujos que pasan en contracorriente el punto A debe estar en al lnea de operacin :

; De antes sabemos que :V yn - L xR = ( , en nuestro caso :

V yn - L xR = D xDAqu x e y son las composiciones de cualquier par de flujos que se cruzan, y L/V es la pendiente de la lnea de operacin. Por lo tanto L/V = 35/40 = 0,875. La razn de reflujo externa ser : LR/D = (L/V)/(1-L/V) = 7

Dibujando las etapas tericas desde el punto A hasta C, se determinan el nmero de platos para lograr una composicin de xB = 0,1. Se necesitan poco menos de tres etapas.

Producto 1

Alimentacin

Agente de Separacin msico

Producto 2

Figura 4.1 Cascadas de etapas de contacto

Etapa 1

Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

1

2

3

P1

F

S

P2

3

2

1

S

F

P2

P3

P4

P1

S

F

P1

P4

P3

P2

(a)

(b)

(c)

1

2

3

4

5

7

8

1

6

9

2

3

4

5

6

(d)

(e)

F

F

P1

P1

P2

P2

P3

S1

S2

Vn+1

yn+1

HVn+1

Ln+2

xn+2

HLn+2

Este equipo puede ser parte de una serie de etapas en una columna de absorcin, destilacin o extraccin, etc.

L y V son flujos molares ( o msicos ) de las fases livianas y pesadas, y xi e yi son las fracciones molares del componente i. usualmente el subndice i se refiere a la fraccin molar del componente ms liviano en una mezcla liviana

Comencemos el desarrollo con un balance de materia alrededor de la etapa n+1.

Ln+2 xn+2 + Vn yn = Vn+1 yn+1 + Ln+1 xn+1 1

EMBED Equation.2 2

Representemos por ( el flujo neto del componente ms voltil que sale de la etapa superior.

( = Vn+1 yn+1 - Ln++2 xn+2

n+1

Vn

yn

HVn

Ln+1

xn+1

HLn+1

n

Vn-1

yn-1

HVn-1

Ln

xn

HLn

n-1

Vn-2

yn-2

HVn-2

Ln-1

xn-1

HLn-1

Figura 4.3

Contacto multietapa en contracorriente

Ln+1,xn+1

Vn,yn

Figura 4.4 Diagrama Mc Cabe Thiele

B

1

n

curva de equilibrio

1

2

V1,y1

V2,y2

Vn-1,yn-1

Ln,xn

L3,x3

L2,x2

V0,y0

L1,x1

A

y

B

A

y0

(yn, xn+1)

yn

(yn, xn)

Lnea de operacin

pendiente L/V

(y3, x3)

(y3, xn)

(y2, x2)

(y2, x3)

(y1, x1)

(y1, x2)

(y0, x1)

0

xn+1

x1

x , fraccin molar de componente

liviano en fase lquida

Columna Multietapa

QC

Vapor Tope

Condensador

Total

Destilado

Reflujo

LR

LR

Vn

D , xD

Divisor

La alimentacin de vapor en el fondo provee la energa para mantener una fase vapor V que asciende a travs de la columna. El lquido en contracorriente L se obtiene condensando totalmente el vapor de tope y retornando una porcin de este destilado al tope de la columna como reflujo de lquido saturado.

La columna se supone que opera a presin constante ( lo cual no es real ) y que las etapas y el divisor son adiabticos ( Q = 0 )

Se define una razn de reflujo interna como Ln/Vn y una razn de reflujo externa como LR/D.

Definicin : Razn de Reflujo Externa . R

EMBED Equation.2

n

Vn-1

Ln

n-1

P = Cte

Ln-1

Vn-2

n-2

Ln-2

V1

1

L1

B , xB

F , yF

Figura 4.7 Columna de Rectificacin

Residuo

Alimentacin

Vapor

LR , xR , HLR

Vn , yn , HVn

n

Vn-1 , yn-1 , HVn-1

Ln , xn , HLn

yn = 0,9

yn = xD = xR = 0,9

A

(Vn ,Ln)

(Vn,LR)

Curva de

Equilibrio

1

F = 40 kmol/hr , D = 5 kmol/hr

B = F - D = 35 kmol/hr

F yF = D xD + B xB

EMBED Equation.2

La lnea deACB es la lnea de operacin que pasa a travs de los puntos A y C que representan flujos que se cruzan

(Vn-1,Ln-1)

(Vn-1,Ln)

y

2

(Vn-2,Ln-2)

(Vn-2,Ln-1)

BC

(yF =0,2 , xB=0,1)

C

yF =0,2

3

xB = 0,1

xD = 0,9

x

Lnea de Operacin

Pendiente = L/V=0,875

Xb =0,235

X

[kg P/kg Agua]

Xa= 0,05

Ya = 0,0

3

2

1

Yb =0,300

Y

[kg P/kgCl]

(Yb,Xb)

(0,235 , 0,30)

Rw = ?

Xa = ?

Ra

Rw

Xb = 0,235

Rb = 100 kg/hr

Extractor de

Tres etapas

Ea

Ya = 0

ES = ?

Eb

Yb = 0,3

ES

Figura 4.6 Extraccin Lquido-Lquido

Rw,Ra,xa,Xa

Rw,Rn,xn,Xn

Rw,Rn-1,xn-1,Xn-1

Rw,Rb,xb,Xb

Refinado

n

n-1

n-2

Extracto

ES,Eb,yb,Yb

ES,Ea,ya,Ya

ES,En-1,yn-1,Yn-1

ES,En-2,yn-2,Yn-2

a

b

XB=0,126

XB = 0,1577

YB= 0,176

Gas de Entrada

YT = 0,00882

XB = ?

Lquido de

Salida

(L/G)min=1,06

L/G=1,325

N = ?

YB= 0,176

YT = 0,00882

Gas de Salida

XT = 0

Lquido

Solvente

Tope

B

m= (LS/GS)mn

X

Y* = f(X)

m= LS/GS

y

Fondo

Generalmente se conocen los flujos de entrada del gas : G1 , GS , Y1 , y1 . Tambin se especifica en la salida :

Y2 , y2 , ( Gralmente . X2 = x2 = 0 ).

Por lo tanto usualmente se conoce el punto del Fondo . Como GS es constante, el flujo del lquido mnimo Lsmin , se obtiene con la lnea de operacin que toca la curva de equilibrio.

A

X [ moles soluto/moles solvente]

Tope

El fenmeno contrario a la absorcin es la desorcin, y el diagrama es similar , pero la lnea de operacin est en el lado contrario al de absorcin.

Y

[moles soluto/

moles solvente]

Figura 4.5 Absorcin Gaseosa.

m= LS/GS

Y* = f(X)

LS

L1

x1

X1

GS

G1

y1

Y1

1

Fondo

L

V

2

GS

G2

y2

Y2

LS

L2

x2

X2

Se definen: EMBED Equation.2

Mediante un balance entre el fondo y cualquier punto intermedio:

GS ( Y1 - Y ) = LS ( X1 - X )

Esta ecuacin corresponde a la lnea de operacin

kmol/h

Argon 6,9

O2 0,009

N2 0,017

Agua 1926,0

Acetona 10,25

kmol/h

Argon 6,9

O2 144,3

N2 536,0

Agua 5,0

Acetona 10,3

Lquido Salida

T= 22 C, 101,3 kPa

30

Gas Alimentacin

T = 25 o C , P= 101,3 kPa

1

kmol/h

Agua 1943

kmol/h

Argon 6,9

O2 144,291

N2 535,983

Agua 22,0

Acetona 0,05

LquidoAbsorbente T = 25 o F, 101,3 kPa

V1 , Gas de salida

T= 25 C , P = 90 kPa

Figura 4.1

Cascada de etapas de equilibrio

_922190109.unknown

_922497772.unknown

_922500887.unknown

_922507922.unknown

_922713828.unknown

_922502718.unknown

_922498075.unknown

_922200771.unknown

_922201317.unknown

_922496392.unknown

_922201072.unknown

_922190468.unknown

_922192115.unknown

_922110710.unknown

_922189203.unknown

_922110143.unknown

_922109628.unknown