Diseño y evaluación hidrodinámica de una minicolumna empacada

Fecha recepción: abril/2012; aceptación/publicación: sept./2012, págs. 248-256

Diseño y evaluación hidrodinámica de una minicolumna empacada

Design and hydrodynamics evaluation of a packed minicolumn
Ing. Yarilys Gainza-Delgado, ygainza@sn.moa.minbas.cu, MsC. Armando RojasVargas, Ing. María Elena Trujillo-Nieves, Juan C. Rodríguez-Hernández Centro
de Investigaciones del Níquel (CEDINIQ),Moa, Holguín, Cuba

Se diseñó una columna empacada de altura 1 970 mm, altura de empaque 1200 mm y diámetro 75
mm. El relleno fue colocado al azar, desordenado, es de anillos raschig de cerámica y diámetro de
16 mm. Para la selección del relleno y fabricar los constituyentes internos, se consideraron
recomendaciones de la literatura y se compararon las dimensiones con instalacionessemejantes.
Se investigó experimentalmente la hidrodinámica de la columna y se obtuvo la capacidad de
operación: flujo de líquido hasta 10 L/min. y de gas, 50 L/min. Se ajustó la pérdida de carga en
Régimen de precarga y empaque húmedo a la ecuación de leva y la curva de inundación, según
correlaciones de Eckert y Lobo. La pérdida de carga en la columna fue semejante a la reportada
en la literatura,aunque el cambio de pendiente entre el régimen de precarga y carga no fue brusco,
sino lo alcanzó de manera gradual.
Palabras clave: columna empacada, hidrodinámica, inundación
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A packed column of height 1 970 mm, packing height 1200 mm and diameter 75 mm was designed.
The packing were placed at random, it is of raschig rings, ceramic and diameter 16 mm. For theselection of the packing and to fabricate the internal constituents, recommendations of the
literature were considered, and the dimensions were compared with similar installations. The
hydrodynamics in a counter-current gas-liquid flow was experimentally investigated and the
operation capacity was obtained: flow of liquid up to 10 L/min. and gas, 50 L/min. The load loss
was adjusted in preloadingregimen and humid packing to the equation of leva and the inundation
curve, according to Eckert and Lobo correlations. The load loss in the columns was similar to the
one reported in the literature, although the slope change among the preloading regimen and loads
it was not abrupt, but rather it was reached it in a gradual way.
Key words: packed columns, hydrodynamic, inundation.

IntroducciónLa s tor r es empacada s son equip os de
transferencia de masa gas–líquido ampliamente
usados en operaciones tales como: absorción (física
y química), desorción, extracción, deshumidificación,
entre otras. Sus constituyentes internos son: sistemas
de alimentación, distribución y redistribución;
retenedores y soportes de empaques; colectores de
líquido y eliminadores de arrastre.
En una torr e empacada , oper ación a
contracorriente, se identifican varios regímenes
de operación /1/.
- Régimen de car ga insuf icient e: baja s
velocidades del líquido donde la torre se
comporta como si el empaque estuviera seco.
(figura 1, entre AB y EF).
- Régimen de precarga: la caída de presión se
incrementa uniformemente con el incremento

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del flujo de gas. La eficiencia de lacolumna es
independiente del flujo de gas. La retención de
líquido es razonablemente constante con el
régimen de gas. (figura 1, A-B; A’-B’).
- Régimen de carga: se alcanza la máxima
eficiencia; pero algunas formas de inestabilidad
pueden conducir al régimen de inundación,
dada la vecindad existente entre estos dos
regímenes. La retención de líquido aumenta
con el régimen de gas y porconsiguiente,
aumenta el área interfacial efectiva en el lecho
empacado; el área libre para el flujo de gas se
hace menor e incrementa la caída de presión.
Es un punto deseado para la operación debido
a que hay un tránsito óptimo de las fases sin
provocar una excesiva caída de presión (figura
1, (B-C; B’-C’).
- Régimen de inundación: se caracteriza por: (1)
la conversión del líquido en la...