Bases teoricas

I. BASES TEORICAS

A continuación se presentan las bases teóricas fundamentales, en la que se desarrollan los aspectos teóricos más importante referentes a la torre de relleno, y otros aspectos para ser tomados en cuenta en la hora de la realización de la practica en el Laboratorio de Ingeniería Química.
Torres de relleno
Las torres de relleno son equipos utilizados frecuentemente enprocesos de transferencia de masa como lo son: absorción de gases y humidificación, entre otras. Consisten en un envolvente cilíndrico que contiene un material de relleno en su interior, soportado por un plato situado en la parte inferior de la misma. La función del empaque o relleno es incrementar el área superficial efectiva favoreciendo el contacto intimo entre las fases y por ende latransferencia de masa. Las torres también cuentan con un dispositivo de distribución de líquido diseñado para proporcionar la irrigación del empaque, éste se encuentra localizado, junto con la entrada del liquido, en la parte superior de las mismas; así mismo la entrada y la cámara de distribución del gas están situadas en la parte inferior, lo que permite que los fluidos circulen en contracorriente.Figura 3. Columna empacada (diagrama esquemático)

Empaque o relleno
Existen en le mercado gran variedad de empaques, cada uno de los cuales poseen ventajas especificas para el contacto liquido gas, a partir de los aspectos de costo, disponibilidad de superficie, regeneración de entrecara, caída de presión, peso y resistencia a la corrosión. Por lo general el lecho empacado está constituido porempaque vaciado dentro de la columna, lo que les permite formar un arreglo al azar. En forma opcional, pueden insertarse cuidadosamente dentro de la columna materiales de empaque en secciones grandes y rígidas o bien, “arreglados”. En la mayor parte de las aplicaciones se emplean los empaques vaciados (más económicos), aun cuando generan una mayor caída de presión en la columna.
La mayor parte delos rellenos se construyen con materiales baratos, inertes y relativamente ligeros, tales como arcillas, plásticos, porcelana o grafito; también se utilizan a veces anillos metálicos de pared delgada, construidos en acero o aluminio.

Figura 4. Elementos característicos de empaque, tipo vaciado.

En general el material de empaque debe satisfacer las siguientes características:
• Debe tenerpresente una área interfacial grande para el contacto de las fases.
• Debe tener un gran volumen vacío esto permitirá fluir cantidades razonables de las fases sin que exista caída seria de presión en el sistema.
• Debe tener buenas características de humedecimiento.
• Debe ser resistente a la corrosión.
• Debe tener una baja densidad a granel.
• Debe ser relativamente barato.
En laindustria, los anillos Rasching son el tipo de relleno mayormente utilizado, debido a su bajo costo, aunque no son tan eficientes como otros materiales ofrecidos recientemente en el mercado. El espesor de la pared de los anillos Rasching es un factor importante porque a medida que éste se adelgaza la resistencia mecánica disminuye. Un espesor mayor dará un aumento en la caída de presión.Caracterización de las torres de relleno
En la mayoría de las torres con empaques al azar, la caída de presión que sufre el gas se ve afectada por los flujos de gas y líquido, así como por las características que presenta el empaque. Al representar la relación entre la caída de presión y la velocidad del flujo de gas (ver fig. 5), puede observarse claramente que; a flujos muy bajos de líquido la caídade presión es aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad del gas, debido a que la sección transversal eficaz abierta del empaque no es muy diferente de la del empaque seco, y la caída de presión se debe al flujo a través de una serie de aberturas de tamaños y ubicaciones aleatorias en el lecho.

Figura 5. Características de caída de presión de columnas empacadas.
Con...