Ejercicio De Treybal

8.5 Diseñe un plato perforado propio para el absorbedor del problema 8.4, calcule su hidráulica (que puede considerarse constante para todos los platos) y el número requerido de platos reales, en forma gráfica y mediante la ecuación (8.16). Tómese una tensión superficial de .
Solución: Diseño para el fondo
Velocidad del gas: del problema 8.4, (en la columna de platos)

Luego para columnaempacada:

Peso molecular del Disulfuro de Carbono (CS2):
Peso molecular del Nitrógeno:
Peso molecular del gas en el fondo:

Siendo:

Densidad del Gas:

Datos



Flujo del gas:

Viscosidad del Gas:

Difusividad del gas: Según “Chemical. E, Handbook, 4th. Ed.”,

Ahora se calculará la difusividad, usando las ecuaciones del Cap. 2, pág. 34 del Treybal
Datos:

De latabla 2,2 del Treybal, pág. 36, se tiene para el Nitrógeno:

Para el Disulfuro de Carbono, se puede calcular mediante las ecuaciones:


Punto de ebullición normal (K)

El volumen molal del CS2 es: Usando la tabla 2,3 del carbón y azufre

Ploteando en la figura 2.5, tomando como abscisa y buscando la ordenada :

Por lo tanto la difusividad del gas se halla a partir de la ecuación(2.57):

Número de Shmidt para el gas:

Velocidad del Líquido
| |
Luego:
(Totales en el fondo).
Moles de soluto en el fondo

Masa soluto en el fondo:
Masa total en el fondo: Del problema (8.4): (b)

Luego, (b)
Fracción masa soluto en el fondo:
Peso molecular en el fondo:

Densidad del aceite:
Dado en “Chemical E. Handbook, 4th Ed.”

Flujo del líquido

Líquido Fondo:Se calculará la difusividad del líquido, usando la ecuación (2.44):

,peso molecular del aceite de absorción

Volumen molal del soluto CS2 en el punto de ebullición normal

para disolvente no asociado
Reemplazando y calculando:

PERFORACIONES: Tómese un diámetro de orificio , sobre una distribución en forma de triángulo equilátero y con una distancia entre centros de los orificios ,hechos sobre una hoja metálica de de espesor (14 gauge std U.S.).
Cada triángulo tiene un área de y contiene
medio orificio de área
Para un arreglo de este tipo:
Donde:diámetro del orificio
=Separación entre las perforaciones (distancia entre centros).

Diámetro de la Torre: En forma tentativa se tomará (de espaciamiento entre los platos).
Además para usar la figura 6.17, se tiene comoabscisa:

donde: Velocidad superficial de masa líquida,
Velocidad superficial de masa del gas,

Ahora en la tabla 6.2, pág. 191 de Treybal; Constantes de Inundación (ecuación (6.29 y 6.30)),
Rango de

Por la tanto para

Dato del problema, Tensión superficial:

Constante de Inundación: Aplicando la ecuación (6.30), se tiene:

Reemplazando:

Velocidad superficial del gas:Utilizando la ecuación (6.29), se tiene:

durante la inundación
* Empléese el 80% de la velocidad de inundación:
con base en .
donde: Área neta de la sección transversal de la torre

* En forma tentativa, se escoge una longitud de derramadero:
De la tabla 6.1: El porcentaje del área de la torre utilizada por un vertedero con es 0,8%
donde: Área de la sección transversal de la torreComo:
*
*
(final)
donde: Área de la sección transversal del vertedero

donde: Área activa de las perforaciones

Cresta del derramadero ; y altura del derramadero :
* Probando

Como:
Usando la ecuación (6.34):

Reemplazando:

* Usando la ecuación (6.33):


* Fijamos la altura del derramadero
Caída de presión en seco, : Ésta se calcula basándose enque el resultado de una pérdida de presión a la entrada de las perforaciones, la fracción dentro del pequeño tubo que son las perforaciones esta última debido al espesor del plato y finalmente la pérdida a la salida.

es un coeficiente de orificio que relaciona el espesor del plato ,y el diámetro del orificio ó perforación .
Sobre el rango de , Dada la ecuación (6.37):

Hoja metálica de 2...