CAP N 1 TRANSFERENCIA DE MASA INTERFACIAL



1. En una torre de absorción de paredes mojadas, se inyecta por la parte baja una mezcla constante de gas (propano-aire) en una concentración de 12.5 % en peso de propano a una presión de 1.300 . Por la parte alta de la torre se inyecta un líquido (hidrocarburo no volátil puro) de peso molecular de 250 el cual absorberá el soluto del gas.
Luego de un tiempo, de la parte media de la torre seobtienen muestras del gas cuya concentración es la misma a lo inyectado por las parte baja a una presión de trabajo de 0.9, y la concentración en el líquido es de 1.2 veces la concentración en volumen del gas. El coeficiente de transferencia de masa local del líquido en fracción mol es de , el coeficiente de transferencia de masa local en el gas es de, la temperatura de funcionamiento de la torrees de 15ºC y 0.9 de presión. Sabiendo que la transferencia de masa del gas al líquido es muy baja. Determinar.
El flux local de transferencia de masa del soluto en la Fase Gaseosa y líquida en .
Los datos de equilibrio para este sistema a 15ºC y 0.9 atmósferas de presión es de:


0.500
0.400
0.300
0.200
0.100
0.050

0.200
0.120
0.062
0.030
0.009
0.004



SOLUCIÓN

Datos.





Determinamos lasconcentraciones en fracción mol del gas y líquido.



DETERMINACIÓN DE .
Según la tabla 3 del capítulo 1 Transferencia de masa Interfacial, se tiene una relación siguiente:
Para nuestro caso se convierte en:
Despejando , se tiene;
(A)

Determinamos la media logarítmica de presión.

Reemplazando datos en la ecuación (A).

Reemplazando en la ecuación de pendiente:
.


Graficando en la curva deequilibrio se tiene las concentraciones del gas y el líquido en la interfase:



Las ecuaciones de flux para la F.G. y F.L., son:




Reemplazando los datos necesarios

2. En una torre de absorción de paredes mojadas, ingresa por la parte baja una mezcla gaseosa de amoniaco-aire, en una cantidad desconocida, por la parte superior ingresa una mezcla líquida cuya concentración en amoniaco es de 52 . En laparte media de la torre las concentraciones del gas y el líquido son; 0,45 y 0,08 en fracción mol, con respecto al amoniaco respectivamente. La operación se realiza a 0°C y 2 atmósferas de presión. El coeficiente de transferencia de masa local en fase líquida es 2,95X10-5 y, para el gas el coeficiente de transferencia de masa local en fase gaseosa es 7,25X10-4 . Determinar el flux local detransferencia de masa para la absorción de amoniaco en despreciando la evaporación del agua y considerando recta a la pendiente de fuerza motríz. Los datos de equilibrio para este sistema expresados en fracción mol a 0°C y 2 atm. de presión es:


O,5000
0,3618
0,2500
0,1566
0,1178
0,0842
0,0562
0,0330
0,0225
0,0147

0,3885
0,3462
0,2975
0,2411
0,2096
0,1748
0,1371
0,0957
0,0736
0,0503

SOLUCIÓN

Pararesolver primero ubicamos las concentraciones YAG y XAL en el grafico




luego para obtener la líneas de fuerza matriz , parte del punto P e intersecta a la curva de equilibro mediante la ecuación.
=
…….ec A
Pero también
CL = 52(0.08)+ 55.555(0.42)

CL =55.27

Calculo de Kx
Encontramos una relación entre kL y kx

EntoncesCalculo de Ky
Entonces



Remplazando datos en la ec. A


Pero tambiénCon un ángulo de -46.6 hasta interceptar con la curva de equilibro, se tiene;



= 1.45*10-3*(0.45- 0.22)= 3.333*10-3









EJERCIOCIOS PROPUESTOS.

3. Se tiene una torre de absorción de paredes mojadas con un diámetro de 25 mm, la operación se realiza en paralelo, a cierta altura de la torre la concentración del gas y el líquido es; 72 % y 4% en peso de...