Absorcion

DESORCIÓN GASEOSA

I. OBJETIVOS

Determinar el rango de operación de una columna empacada, basándose en:
• EL estudio de la caída de presión en una columna empacada, con empaque seco, variando la velocidad del gas.
• El sentido de la caída de presión en una columna empacada, variando la circulación de líquido constante.
• El estudio de la caída de presión en una columna empacada, variandola circulación del líquido.

II. FUNDAMENTO TEÒRICO

DESORCIÓN
Es la operación unitaria contraria a la absorción. En ella un gas disuelto en un líquido es arrastrado por un gas inerte siendo eliminado del líquido. Si ponemos aire en contacto con una solución de amoniaco-agua, algo de Amoniaco dejará el líquido para entrar en la fase gaseosa.

DEFINICIONES BÁSICAS
Caída de presión en unacolumna empacada: Carga e Inundación.
En cualquier tipo de torre empacada funcionando en contracorriente, con flujo de líquido constante y flujo de gas variable, la caída de presión es proporcional a la raíz cuadrada del flujo másico del gas. En la fig. 1 se grafica el flujo de gas vs la caída de presión con el flujo de liquido como parámetro.

Notar que el flujo constante del gas, un incrementoen el líquido va acompañado por un incremento en la caída de presión. De manera semejante, a flujo constante de líquido, un incremento en el flujo de gas, es también acompañado por aumento en la caída de presión hasta que se alcanza la inundación. La forma de la curvas de la fig. 1 es idéntica para todos los empaques y sistemas. Algunos investigadores tratan tales curvas como dos distintas rectas,interpretando el punto de cambio en pendiente como “punto de carga”.

En la fig. 1 se observa la existencia de tres zonas: (1) Zona donde no se presenta interferencia entre gas y líquido, lo cual ocurre a flujos bajos; (2) Zona de “carga” (interferencia media), a flujos superiores; (3) Zona de inundación (violenta interferencia), a muy altos flujos.
No es práctico operar una torre inundada; lamayoría de las torres opera justamente por debajo o en la parte inferior de la región de carga.

Caída de presión con una sola fase circulante.
Cuando solo en el lecho, la caída de presión debido a un único fluido que circula a través de un lecho de sólidos empacados está razonablemente bien correlacionada mediante la bien conocida ecuación de Ergun, la cual se puede aplicar con igual éxito alflujo de gases y líquidos. Para un tipo y tamaño específico de empaque, la mencionada ecuación puede simplificarse a:

Caída de presión con las dos fases circulantes.
Para el flujo simultáneo de líquido y gas, correlaciones generalizadas de caída de presión han sido publicadas por LEVA, ECKERT y un sinumero de fabricantes de empaque. Para este caso se debe usar la Fig. 2.

Flujo mínimo degas para deserción.
Una línea de operación que toque en cualquier punto a la curva de equilibrio, representa una relación máxima de líquido a gas, y una concentración máxima de gas saliente, tal como se muestra en la Fig. 3.

La relación (LS / GS) max, fija el flijo mínimo de gas a utilizar en una deserción, para un flujo de líquido dado.

Altura global de una unidad de transferencia de lafase líquida (NTOT).
La altura global de una unidad de transferencia de la fase líquida, se puede calcular mediante:

Ecuación desde la cual se puede calcular el coeficiente global de transferencia de masa, de la fase líquida KLa, si se conociera la altura global de una unidad de transferencia.

Altura individual de una unidad de transferencia de la fase gas (HTG).
Esta se puede evaluar,empleando algunas correlaciones, por ejemplo la correlación de FELLINGER:

Donde el número de Schmid (Sc) se debe utilizar solo cuando se trabaje con sistemas distintos al aire amoniaco. Las constantes α, β, δ, dependen del tipo de relleno y de la velocidad del gas y del líquido.
El coeficiente individual de la fase gaseosa (kGa) se puede calcular con la ecuación:


Altura de una unidad de...