laboratorio de operaciones unitarias

PRACTICA N°6
ABSORCIÓN SIN REACCIÓN QUÍMICA
L.A. Dúin; E. Henriques y D.J. Pérez
Sección 01

RESUMEN
En esta practica realizada se estudio la operación de absorción sin reacción química empleando para ello un sistema de etanol-aire-agua, en una torre empacada de contacto continuo. Nuestro objetivo principal fue el de determinar la composición de etanol tanto en la entrada como en la salidade la torre, para esto se tomaron datos de temperatura de bulbo seco y húmedo para la entrada y salida del aire, así como también el volumen y caudal de etanol, contralando los flujos de aire y agua para cada medición, para luego proceder a medir el índice de refracción para cada una de las muestras recolectadas. Una vez obtenidos estos datos experimentales se construyo la curva de equilibrio yde operación del sistema y finalmente determinar el número de unidades de transferencia (NTOG), la altura global de la torre (HTOG) y los coeficientes de transferencia de masa para los métodos: grafico, de soluciones diluidas y fuerza impulsora media para comparar los resultados obtenidos por cada método aplicado en la resolución.

En esta experiencia se fijaron los caudales de agua de 15 y 20,para cada caudal de agua se fijo de referencia de aire 3, 5 ,7 y 4, 8, 12 respectivamente. Para la primera referencia de agua y de aire se obtuvo los siguientes resultados por el método de la fuerza impulsora media Ntog=0,04342, Htog=115,1498 y KYA =1,353*10-6 Kmol/ft3*s y por el método grafico los resultados fueron NTOG =0,04342, HTOG= 106,7017 y KYA =1, 4302*10-7 Kmol/ft3*s.

Como sepuede observar los valores obtenidos de la unidad de transferencia, la altura global y el coeficiente global de asemejan mucho por los métodos aplicados por lo que el error entre ellos es mínimo.




DESARROLLO

Datos Experimentales
Tabla Nº 1. Datos experimentales recolectados en la torre de absorción rellena.
Referencia del Agua Referencia del Aire Flujo de Agua Tbh Entrada (ºC) TbsEntrada
(ºC) Tbh Salida (ºC) Tbh
Salida
(ºC) Índice de Refracción Promedio
V (ml) T (s)
20 3 51 5.21 25 29 27 30 1.333
5 72 5.26 26 29 28 32 1.333
7 63 5.27 26 28 29 32 1.333
15 4 56 5.38 26 28 29 33 1.332
8 50 5.31 26 29 28 33 1.332
12 49 5.88 26 29 28 33 1.332
Fuente: Dúin, Henriques y Pérez (2011)

Tabla Nº 2. Volúmenes de Etanol Recolectados
Vo (ml) Va (ml) Vb (ml) Vr(ml)
1000 17 4 550
Tiempo Total del Proceso:

Tabla Nº 3. Medidas de Caudal del Agua Pura antes de iniciar el Proceso
Referencia del Agua Volumen (ml) Tiempo (s)
20 90 7.46
15 80 8.68
Fuente: Dúin, Henriques y Pérez (2011)


Tabla Nº4. Medidas de Caudal de Aire húmedo con respecto a la referencia
Referencia del Aire Caudal (m3/seg)
3 7.5x10-4
5 9.5x10-4
7 12x10-4
4 8.5x10-4
812x10-4
12 15x10-4
Fuente: Dúin, Henriques y Pérez (2011)


Procesamiento de Datos
Tomando como referencia del agua el valor correspondiente a 20 y el dato de referencia del aire 3 tenemos:

Cálculo de la tasa de evaporación
R=(V_0-V_a-V_b 〖-V〗_r)/(Tiempo total)
R=(1000 mL-17 mL-4 mL-550 mL)/(4548 s)=0.09433mL/s

R(Kmol/s)=0.09433mL/s×(1〖 m〗^3)/(1×〖10〗^6 mL)×789 Kg/〖 m〗^3 ×(1 Kmol)/(46.07Kg)

R(Kmol/s)=1.616×〖10〗^(-6)

Cálculo del flujo de agua

Ls=Q×ρ ×PM
Donde Q es el caudal de agua (volumen/tiempo)
ρ es la densidad del agua
PM es el peso molecular del agua

Ls=(9×〖10〗^(-5) 〖 m〗^3)/(7.46 s)×1000 Kg/〖 m〗^3 ×(1 Kmol)/(18 Kg)=6.702×〖10〗^(-4) Kmol/s


REFERENCIA Ls(Kmol/ seg)
20 0,00060702
15 0,00051203
Fuente: Dúin, Henriques y Pérez (2011)

Obtencióndel flujo de gas

Gs=G/(PM×vh)=(7.5×〖10〗^(-4) m^3/s)/(29 Kg/Kmol×0.8804 m^3/Kg)=2.938×〖10〗^(-5) Kmol/s
Donde G es el flujo de aire
PM el peso molecular del aire
vh el volumen húmedo hallado por cartas psicrométricas






REFERENCIA DE AGUA REFERENCIA DE AIRE Gs (Kmol/ seg)

20 3 2.938 x10-5
5 3.711 x10-5
7 4.700 x10-5

15 4 3.329 x10-5
8 4.688 x10-5
12 5.860 x10-5...