Absorción gaseosa

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MINISTERIO DE EDUCACIÓN - ARGENTINA

ACCEDE - INGENIERÍA QUÍMICA PROBLEMA Nº 6

SITUACIÓN Se desea reducir el contenido de dióxido de azufre de una corriente de aire, desde un 2% molar hasta un0.1% molar. Para ello se sugiere tratar el aire con agua líquida en contracorriente, en una torre rellena que opera en estado estacionario a 298 K y 1 bar. A estas condiciones puede suponerse que elagua no se evapora y que el aire no se disuelve en el agua. El agua ingresa a la torre libre de SO 2 . La siguiente figura esquematiza el proceso de absorción:

H2 O

Gas tratado

0.1% SO 2

T =298K P = 1 bar

Gas a tratar 2% SO2

A cierta altura de la torre de absorción se presenta el siguiente perfil de concentraciones en la interfase gas-líquido: NA
y AG = 0.0105 y Ai = 0.01 xAi =0.00025

Líquido

Gas

xAL = 0.0002
ACCEDE – AGOSTO 2002 - INGENIERÍA QUÍMICA – PROBLEMA Nº 6 Página 1 de 4

Donde: NA : flujo molar de SO 2 desde el gas al líquido yAG , yAi : fraccionesmolares de SO2 en el seno del gas y en la interfase respectivamente xAL , xAi : fracciones molares del SO 2 en el seno del líquido y en la interfase respectivamente

Información a tener en cuenta Larelación de equilibrio entre fases gas-líquido está dada por la ley de Henry: p=Hx donde p representa la presión parcial de SO 2 en el gas, x es la fracción molar de SO 2 en el agua y H es la constantede Henry del SO 2 en agua. A la temperatura de operación del proceso H = 40 bar.

SUBPROBLEMA 6.1 ¿Cuál es el caudal mínimo de agua necesario para efectuar la separación deseada, por cada mol/h degas a tratar?

RESPUESTA AL SUBPROBLEMA 6.1 La presión de operación de la columna es de 1 bar. Por lo tanto la relación de equilibrio resulta: y = (H/P) x → y = 40 x

La corriente gaseosa a tratares diluida. En consecuencia puede suponerse que los caudales molares de las corrientes del proceso son constantes. El balance de masa para el soluto (SO 2 ) es: G (yent – ysal ) = L (xsal – xent)...
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