Diseño De Una Torrede Absorción De Gases
Páginas: 30 (7350 palabras)
Publicado: 23 de abril de 2012
TRANSFERENCIA DE MASA
EXAMEN FINAL
Cesar Leonardo Baracaldo Buitrago 244448
Mónica Alejandra Turriago Apolinar 244574
ING. PEDRO JANER BEJARANO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - SEDE BOGOTÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA
29 De Enero De 2012
2012
En el presente trabajo hacemos una recopilación de los conocimientos adquiridos durante el curso de transferencia de masa losponemos en práctica para hacer el diseño de dos torres de absorción, equipo utilizado en las operaciones gas-liquido “el propósito del equipo es permitir el contacto íntimo de los dos fluidos, con el fin de que se lleve a cabo la difusión interfacial de los componentes.”
En el trabajo se muestra paso a paso y se referencia las decisiones necesarias para hacer el diseño de las torres de platos comoempacadas, y serán fundamentales porque los costos como la eficiencia se encuentran en una balanza que es necesario saber manejar para encontrar la solución óptima a problema de diseño.
Al problema que nos enfrentamos no somos los pioneros, es importante conocer la ayuda que nos brinda la literatura para orientarnos en el diseño de las torres, son reglas heurísticas o reglas del pulgar,producto de la investigación y el trabajo experimental, en el trabajo utilizaremos y se hará la debida referencia.
Criterios de selección del solvente1:
1. Solubilidad del gas en el disolvente: alta solubilidad ayuda a la reducción de la cantidad del disolvente usada. Se mira la polaridad del par de sustancias, juntando las sustancias polares, y por aparte las no polares.
2. Presión devapor: Un solvente con baja presión de vapor para minimizar las pérdidas.
3. Corrosividad: Los solventes corrosivos pueden dañar el equipo. Se usa un solvente con baja corrosividad para alargar la vida de la máquina.
4. Costo: Se busca el mejor solvente y el más barato. Si se usa un solvente con un costo muy alto, se debe recircular.
5. Viscosidad: solventes con bajas viscosidadesbenefician la adsorción, las propiedades de transferencia de masa y reducen los gastos del bombeo.
6. Reactividad: solventes que reaccionan con el gas y producen reactivos, esto es deseable siempre y cuando pueda ser recirculado después y mantenga su alta eficiencia en la remoción. Los solventes reactivos también pueden producir algunas reacciones indeseadas con el gas que se necesita absorber7. Bajo punto de fusión: la resistencia al congelamiento reduce la posibilidad de cambio de fase en la columna.
8. Disponibilidad: si el solvente es “exótico”, puede tener un costo alto y reducir el tiempo de uso en el proceso. Por eso generalmente el agua es la mejor opción.
9. Flamabilidad: Los líquidos flaméales o inflamables puede afectar las condiciones de seguridad.
10.Toxicidad: un solvente con baja toxicidad es la mejor opción.
El costo del agua es relativamente económico comparación con otros solventes, además por la temperatura de trabajo no presenta mayor problema en el diseño de equipos, siendo una operación isotérmica la corriente de descarga del agua no presentara graves problemas para el tratamiento ambiental para minimizar el impacto ambiental queeste tenga sobre el ecosistema y población cercana a la planta. Además de ser una sustancia químicamente segura que facilita el trabajo con ella porque no es toxica al ser humano.
Gracias a estas heurísticas, elegimos el agua como el solvente para la absorción del HCl.
Cálculo de la línea de equilibrio:
Con los siguientes datos del equilibrio HCl-Agua, se graficó una línea de equilibrio parael sistema y se ajustó a una función polinómica. Los datos están reportados a 20°C y 1 atm de presión.
Tabla 1. Datos para el sistema de HCl-agua2.
Gramos de HCl/gramos de H2O | Presión parcial de HCl (mmHg) a 20°C |
0,563 | 105,5 |
0,47 | 23,5 |
0,389 | 4,9 |
0,316 | 1 |
0,25 | 0,205 |
0,1905 | 0,0428 |
0,1364 | 0,0088 |
0,087 | 0,00178 |
0,0417 | 0,00024 |
0,0204 |...
EXAMEN FINAL
Cesar Leonardo Baracaldo Buitrago 244448
Mónica Alejandra Turriago Apolinar 244574
ING. PEDRO JANER BEJARANO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - SEDE BOGOTÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA
29 De Enero De 2012
2012
En el presente trabajo hacemos una recopilación de los conocimientos adquiridos durante el curso de transferencia de masa losponemos en práctica para hacer el diseño de dos torres de absorción, equipo utilizado en las operaciones gas-liquido “el propósito del equipo es permitir el contacto íntimo de los dos fluidos, con el fin de que se lleve a cabo la difusión interfacial de los componentes.”
En el trabajo se muestra paso a paso y se referencia las decisiones necesarias para hacer el diseño de las torres de platos comoempacadas, y serán fundamentales porque los costos como la eficiencia se encuentran en una balanza que es necesario saber manejar para encontrar la solución óptima a problema de diseño.
Al problema que nos enfrentamos no somos los pioneros, es importante conocer la ayuda que nos brinda la literatura para orientarnos en el diseño de las torres, son reglas heurísticas o reglas del pulgar,producto de la investigación y el trabajo experimental, en el trabajo utilizaremos y se hará la debida referencia.
Criterios de selección del solvente1:
1. Solubilidad del gas en el disolvente: alta solubilidad ayuda a la reducción de la cantidad del disolvente usada. Se mira la polaridad del par de sustancias, juntando las sustancias polares, y por aparte las no polares.
2. Presión devapor: Un solvente con baja presión de vapor para minimizar las pérdidas.
3. Corrosividad: Los solventes corrosivos pueden dañar el equipo. Se usa un solvente con baja corrosividad para alargar la vida de la máquina.
4. Costo: Se busca el mejor solvente y el más barato. Si se usa un solvente con un costo muy alto, se debe recircular.
5. Viscosidad: solventes con bajas viscosidadesbenefician la adsorción, las propiedades de transferencia de masa y reducen los gastos del bombeo.
6. Reactividad: solventes que reaccionan con el gas y producen reactivos, esto es deseable siempre y cuando pueda ser recirculado después y mantenga su alta eficiencia en la remoción. Los solventes reactivos también pueden producir algunas reacciones indeseadas con el gas que se necesita absorber7. Bajo punto de fusión: la resistencia al congelamiento reduce la posibilidad de cambio de fase en la columna.
8. Disponibilidad: si el solvente es “exótico”, puede tener un costo alto y reducir el tiempo de uso en el proceso. Por eso generalmente el agua es la mejor opción.
9. Flamabilidad: Los líquidos flaméales o inflamables puede afectar las condiciones de seguridad.
10.Toxicidad: un solvente con baja toxicidad es la mejor opción.
El costo del agua es relativamente económico comparación con otros solventes, además por la temperatura de trabajo no presenta mayor problema en el diseño de equipos, siendo una operación isotérmica la corriente de descarga del agua no presentara graves problemas para el tratamiento ambiental para minimizar el impacto ambiental queeste tenga sobre el ecosistema y población cercana a la planta. Además de ser una sustancia químicamente segura que facilita el trabajo con ella porque no es toxica al ser humano.
Gracias a estas heurísticas, elegimos el agua como el solvente para la absorción del HCl.
Cálculo de la línea de equilibrio:
Con los siguientes datos del equilibrio HCl-Agua, se graficó una línea de equilibrio parael sistema y se ajustó a una función polinómica. Los datos están reportados a 20°C y 1 atm de presión.
Tabla 1. Datos para el sistema de HCl-agua2.
Gramos de HCl/gramos de H2O | Presión parcial de HCl (mmHg) a 20°C |
0,563 | 105,5 |
0,47 | 23,5 |
0,389 | 4,9 |
0,316 | 1 |
0,25 | 0,205 |
0,1905 | 0,0428 |
0,1364 | 0,0088 |
0,087 | 0,00178 |
0,0417 | 0,00024 |
0,0204 |...
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