Informe Trabajo Final _ Grupo 22

TRABAJO FINAL DINÁMICA Y CONTROL DE PROCESOS:
CONTROL DE REACTOR DE BURBUJAS.

Grupo 22:
Mateo López
Thomas Bate
Miqueas Abraham

Facultad de Ingeniería
Instituto de Ingeniería Química


Se pidediseñar un modelo del proceso y proponer un sistema de control.
Suposiciones:
El tanque ya cuenta con los controles de nivel y de presión que se muestra en la figura y que estos funcionan correctamentede manera que el volumen total y la presión son constantes.
La resistencia a la transferencia de masa dentro del gas y de gas al líquido es despreciable, por lo que la concentración en la interfaz esconstante: CI=3.2E-2 mol/L
Las burbujas generan suficiente mezcla como para considerar concentración uniforme en todo el seno del líquido.
La reacción sólo ocurre en el seno del líquido.
Consideramosdinámica despreciable para el volumen de líquido de manera que V depende solo de u y de vL, y no del tiempo, por lo tanto =
La reacción de neutralización es la siguiente:
CO2 (ac) + 2NaOH (ac)  H2O(l) + 2Na2CO3 (ac)
En más, llamaremos A al CO2 y B al NaOH.
Consideramos la siguiente cinética con respecto a A:

Datos:
Sabemos que A se disuelve en el líquido según NA = kLa(CAi - CA)
También secuenta con una relación entre el hold-up de gas y las velocidades de gas y de líquido:

donde u es la velocidad superficial del gas, h el hold-up del gas si no se moviera el líquido y h’ cuando semueve con velocidad ascensional vL. El número 0.025 lleva unidades de m/s.
Además a depende del flujo de gas de la siguiente manera:
a = 40u0.7
Con u en cm/s y a en cm2
El área de flujo del reactor esde 200 cm2
Componente A: CO2
Componente B: NaOH
Desarrollo del problema:
Para obtener las soluciones del estado estacionario primero debe hallarse el modelo del sistema. Para ello, se plantaronbalances de masa de ambos componentes en el líquido:



Variables de estado: CA, CB
Variables de salida: CA, CB
Variables de entrada: vL, u, CB0
Despejando h’ en función de vL y u:

Se elige la raíz...