Absorcion

Laboratorio de Operaciones Unitarias
Facultad de Ingeniería



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Determinación de la eficiencia de absorción en una torre empacada








Guía de Práctica

Determinación de la eficiencia de absorción en una torre empacada





INTRODUCCIÓN


El propósito principal de este experimento es la obtención de parámetrosque permiten representar un proceso físico. El proceso físico evaluado en este experimento de laboratorio será la absorción de un gas en un líquido utilizando una torre empacada. Las torres empacadas utilizadas para el contacto continuo líquido-gas tanto en el flujo contracorriente como en corriente paralela son columnas verticales, las cuales se han llenado con empaque o con dispositivosdiversos de superficie grande. El líquido se distribuye entre éstos y escurre por gravedad hacia abajo, a través del lecho empacado, de esta manera se expone una gran superficie al contacto con el gas. El líquido usado en las operaciones de transferencia de masa debe ser una sustancia pura, en el cual los gradientes de concentración existen; y la difusión de materia ocurre, solamente, en la fase de gas.Los resultados experimentales obtenidos solo serán válidos en el mismo rango de variables utilizadas en los ensayos.


FUNDAMENTOS TEÓRICOS


Torres empacadas

• Se utilizan en columnas de diámetros pequeños.
• Se utilizan en operaciones altamente corrosivas.
• Tienen alta eficiencia para diversos rangos de presión y temperatura.
• Es difícil la distribución de líquido.
• Lalimpieza no es realizada de manera sencilla.


Eficiencia de absorción.

La absorción del CO2 en la torre se realizará mediante la reacción química siguiente:

Ba(OH)2 + CO2 + H2O ------ Ba CO3 + 2 H2O Ecuación 1

Para el ensayo se supondrá:

1. La eficiencia de la columna empacada,[pic], será función del dióxido de carbono absorbido y el dióxido de carbono alimentado alsistema.
2. La conversión de la reacción será del 100 % al presentarse el cambio de color en la columna.

Los moles de CO2 alimentados al sistema se calcularán mediante la ecuación:

Mf = Qc . te Ecuación 2

Donde:

Mf = Moles de CO2 suministrados por el cilindro de gas presurizado, moles
Qc = Flujo molar de Dióxido de Carbono, en mol/min
te = Tiempo de ensayo, en min.

Laecuación para calcular el flujo molar del dióxido de carbono:

[pic] Ecuación 3

Donde:

Qe = Caudal de dióxido de carbono suministrado por el cilindro, lt/min a CS
Tn = Temperatura normal, 273 °K.
Vm = Volumen molar 22,4 lt/mol a condiciones normales
Te = Temperatura de condiciones estándar de 25 °C.


Los moles de Ba(OH)2 que se agregaron a la columna se calcularán con laecuación siguiente:

Ma = Vb . Cb Ecuación 4

Donde:

Vb = Volumen de la solución de Hidróxido de Bario, lt.
Cb = Molaridad de la solución de Hidróxido de Bario, mol/lt.


COMPONENTES DEL EQUIPO EXPERIMENTAL


La torre empacada construida como modelo didáctico para el Laboratorio de Operaciones Unitarias consta de los siguientes componentes (Ver figura 1):

A. Tanque deAlimentación/almacenamiento del reactivo: Un tanque construido de fibra de vidrio de 80 litros de capacidad, con una conexión de 1” reducida a ½” mediante un conector. El tanque cuenta con un nivel (LG) y su volumen efectivo es de 70,20 lts.
B. Torre de vidrio: Construida en vidrio PYREX de alta resistencia a los cambios bruscos de temperatura.

C. Material de empaque: Constituido de anillosRaschig de 2 cm. De altura por ½” de diámetro. El empaque tiene una longitud de 100 cm.

D. Bomba: Impulsor de fluido con una potencia de ½ caballo, la más pequeña de las bombas de uso comercial. Posee una alimentación de corriente de 120 V.

E. Regulador para cilindro de CO2: El cual reduce la presión dentro del cilindro de 800 psig a 50 psig que es la presión de operación.

F. Tuberías y...