Informe unitarias

Determinación de los Puntos de Carga e Inundación de una Torre Empacada de Absorción Gaseosa para el Sistema Agua-Aire.
González, Francisco C.I 18.699.126; García, Luis C.I. 18.698.151; Jiménez, Yolis C.I. 19.882.434.
Área de Tecnología, Programa de Ingeniería Química. Prof. Ing. Johemar Almera.
Laboratorio de Operaciones Unitarias III, sección # 54, 14 de noviembre de 2010emo_cronos@hotmail.com, l2ga@hotmail.com, Yolisc_23@hotmail.com.

Resumen: En la práctica se estudio la caída de presión en la torre de absorción gaseosa para el sistema agua aire a distintos caudales tanto de líquido como gas con el fin determinar si la ecuación de Leva se ajusta para el estudio del comportamiento real del sistema. Se realizaron 3 experiencias con caudales de líquido diferentes donde se pudonotar que a medida que aumenta el caudal de líquido aumenta la caída de presión, lo cual coincide teóricamente. Los resultados reales, generados por constantes empíricas inconsistentes experimentalmente, no coincidieron con los estudios teóricos determinados por la ecuación de Leva. El punto de carga para un caudal del líquido de 240 L/h es de 398,1072 lbm/s.pie2 con una caída de presión de922,5714 Lbf/pie2.

1. INTRODUCCIÓN

La absorción de gases es una operación básica en ingeniería química, que estudia la separación de uno o varios componentes de una mezcla gaseosa por disolución en un liquido, por tanto en esta operación se efectúa la transferencia de materia del componente o los componentes de la fase gaseosa solubles en el liquido absorbente, desde la fase gaseosa hasta lafase liquida.

Las columnas empacadas es un dispositivo simple en comparación con una columna de platos, esto se debe a que en estas columnas la transferencia de masa es constante a diferencia de las columnas de platos. En dichos procesos de transferencia de materia existe un punto de carga, el cual es el punto óptimo que favorece la transferencia de materia, y un punto de inundación, en el cualexiste una retención de líquido y se detiene el proceso de transferencia de materia. Para el análisis de dichos puntos existe una ecuación que nos permite determinar estos puntos y así poder optimizar el proceso de transferencia de materia.

Para comprobar experimentalmente que la caída de presión en una torre empacada es directamente proporcional al aumento de la velocidad del flujo de líquido yde gas, se realizan tres experiencias con diferentes flujos de agua y aire para una torre empacada con anillos Rasching, estas pérdidas de carga se comparan con las obtenidas con la ecuación de Leva, para la cual se calculan las constantes empíricas que corresponden a este tipo de empaque; todo esto con el fin de obtener el punto de carga y de inundación. El esquema del diagrama a utilizar semuestra a continuación:

2. DATOS EXPERIMENTALES
Para la Unidad IC131D, los datos experimentales recolectados son los siguientes:

TABLA N° 1. Análisis de la columna a empaque seco
Caudal de líquido (L/h): 0
Caudal del gas (m3/h) | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 |
∆Hgas (m.liq.) | 0,01 | 0,02 | 0,07 | 0,12 |
∆Hcolumna (m.liq.) | 0,12 | 0,13 | 0,15 | 0,17 |
Temperaturas (C) | T1 | 23,2 | 25,4 |25 | 23,8 |
| T2 | 24,1 | 24 | 24,8 | 24,9 |
| T3 | 28,7 | 24,7 | 26,7 | 25,3 |
| T4 | 27,5 | 27,6 | 25 | 24,9 |

TABLA N° 2. Análisis de la columna con variación del caudal del líquido
Caudal de líquido (L/h): 180
Caudal del gas (m3/h) | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 |
∆Hgas (m.liq.) | 0,02 | 0,04 | 0,08 | 0,18 |
∆Hcolumna (m.liq.) | 0,05 | 0,16 | 0,28 | 0,37 |
Temperaturas(C) | T1 | 27,6 | 27,2 | 27,2 | 26 |
| T2 | 25,1 | 24,8 | 24,2 | 25 |
| T3 | 25,4 | 25,3 | 24,2 | 26,2 |
| T4 | 21,3 | 25,6 | 25,3 | 25,6 |

TABLA N° 3. Análisis de la columna con variación del caudal de líquido

Caudal de líquido (L/h): 240
Caudal del gas (m3/h) | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 |
∆Hgas (m.liq.) | 0,01 | 0,05 | 0,11 | 0,21 |
∆Hcolumna (m.liq.) | 0,20 | 0,45 |...