Columna De Burbujeo

4.1.3.- DEFINICION DE LA OPERACIÓN DE LA TORRE DE BURBUJAS

TANQUES DE BURBUJEO (COLUMNAS DE BURBUJAS)

Un burbujeador es un aparato con el cual una corriente de gas, en forma de pequeñas burbujas, es introducida en un líquido. Si el diámetro del tanque es pequeño, el burbujeador, localizado en el fondo del tanque, puede ser un simple tubo abierto a través del cual el gas llegue hasta ellíquido. Para tanques con diámetros mayores de aproximadamente 0.3 m, es mejor utilizar varios orificios para introducir el gas y asegurar una mejor distribución del mismo. En ese caso, los orificios pueden ser agujeros de 1.5 a 3 mm (1/16 a 1/4 in) de diámetro, hechos en una tubería de distribución colocada horizontalmente en el fondo del tanque.
También pueden utilizarse platos porosos hechos decerámica, plástico o metales sintetizados; sin embargo, debido a la fineza de sus poros, dichos platos se tapan con mayor facilidad con los sólidos que puedan estar presentes en el gas o en el líquido.
El propósito del burbujeo puede ser poner en contacto el gas burbujeado con el líquido. Por otra parte, el burbujeador puede ser simplemente un aparato para agitar. Puede proporcionar la agitación mássuave, que se utiliza por ejemplo en el lavado de nitroglicerina con agua; puede proporcionar agitación vigorosa como en el tanque de Pachuca. La agitación con aire en el caso de la extracción de líquidos radiactivos, ofrece la ventaja de estar libre de partes móviles, pero puede exigir la descontaminación del aire efluente.
No se ha estandarizado la profundidad del líquido; así, tanques muyprofundos, de 15 m (50 ft) o más, pueden resultar muy ventajosos a pesar del gran trabajo de compresión requerido por el gas.


Diámetro de las burbujas de gas
El tamaño de las burbujas depende de la rapidez de flujo a través de los orificios, el diámetro del orificio, de las propiedades del fluido y de la extensión de la turbulencia que prevalece en el líquido. Lo que viene a continuación serefiere a los casos en que la turbulencia en el líquido es únicamente la generada por las burbujas que se escapan y en que los orificios son horizontales y están lo suficientemente separados para que las burbujas de orificio adyacentes no interfieran entre sí (aproximadamente, al menos 3dp de separación).


Flujo de gas muy lento
QG c [20(σd0gc)5/(gΔϱ)2ϱL3]1/6. Para líquidos similares al agua,el diámetro puede calcularse así: la fuerza ascendente vertical ejercida sobre la burbuja sumergida, (π/6)d3pΔϱg/gc, que tiende a alejar a la burbuja del orificio, se iguala con la fuerza debida a la tensión superficial que tiende a retenerla en el orificio, πd0σ. Esto da doσgc
dp= (6d0σgc/gΔρ)1/3
que se ha probado para orificios con un diámetro de más de 10 mm. Para líquidos con viscosidadeselevadas, mayores de 1 kg/ m. s (1 000 cP.)
dp=2.312(μLQGo/ρLg)1/4




Flujo intermedio
QGo> [20(σd0gc)5/(gΔϱ)2ϱL3]1/6 pero Reo< 2 100. Estas burbujas son mayores que las descritas antes, aunque todavía son bastante uniformes; se forman en cadenas y no separadas. Para aire
dP = 0.0287dϙ1/2 Reϙ1/3
en donde dP y do están en metros † y Re, = do VoϱG/μG=4Wo/πdoμG. Para otros gaseslíquidos
dP=(72ρL/π2gΔρ)1/5 QGo0.4
† Para dP y do en ft, el coeficiente de la ecuación (3) = 0.052,


Flujos grandes del gas
Re = 10 000 a 50 000. Los chorros de gas que salen del orificio se rompen en burbujas a cierta distancia del orificio. Las burbujas son















más pequefias que las descritas antes y no son uniformes en tamaño. Para aire-agua y diámetros de losorificios de 0.4 a 1.6 mm
dP = 0.007 | Reo-0.05
con dp en metros † . Para el rango de transición (Re = 2 100 a 10 000), no hay correlación de datos. Se ha sugerido que d, para aire-agua puede aproximarse mediante una línea recta sobre coordenadas log-log entre los puntos dados por dP en Re, = 2 100 y a Re, = 10 000.
† Para dP en ft, el coeficiente de la ecuación (5) = 0.0233.


Velocidad de...