procesos unitarios
Páginas: 15 (3522 palabras)
Publicado: 19 de septiembre de 2014
AIREACIÓN POR GOTEO REMOCIÓN DE ANHÍDRIDO CARBÓNICO
1. OBJETIVOS:
Desarrollar experimentalmente como es el proceso de aireación por goteo así como la remoción de CO2.
Entender y verificar experimentalmente con las formulas teóricas referidas al equilibrio cinético y la transferencia de masa.
Determinar el valor del coeficiente de transferencia total, k (agua Cielo, gasificada).Interpretar los resultados obtenidos de este proceso, así demostrar la constante de transferencia k.
2. FUNDAMENTO TEORICO:
AIREACIÓN DEL AGUA
La Aireación es la exposición al aire del agua, la cual es necesaria para proporcionar oxígeno al efluente que se quiere tratar.
La aireación es el proceso por el cual ocurre un contacto íntimo del aire con el agua. Aplicada al tratamiento deagua, la aireación transfiere moléculas gaseosas, principalmente O2, del aire (fase gaseosa) al agua (fase líquida). Aunque a menudo la meta es disolver O2 en agua, la aireación incluye también la remoción del agua de gases independientes, como CO2 y CH4; este proceso se cita algunas veces como desgasificación. La aireación está casi siempre acompañada de otros procesos o reacciones, que puedenser de naturaleza física, química o bioquímica. La aireación se desarrolla en tres pasos separados:
El aire se pone en contacto íntimo con el agua por exposición de una superficie de gran área. Esta se puede generar mecánicamente (con el uso de aireadores) en forma de innumerables gotas o pequeñas burbujas.
Las moléculas de gas pasan a través de esta superficie líquida, una película líquida,antes de que llegue al grueso de la fase líquida. El líquido que se encuentra por debajo de la película llega rápidamente a saturarse con O2.
Las moléculas de gas se difunden alejándose de la película líquida hacia el grueso del líquido hasta que la saturación es completa. Es obvio que una gran superficie y condiciones turbulentas que rompen la película líquida y agitan el grueso del líquido,aumenta la velocidad de transferencia.
TRANSFERENCIA DE GASES
Es un fenómeno físico frecuentemente acompañado de cambios físicos, bioquímicos y biológicos, mediante el cual, moléculas de gas son intercambiados entre un gas y un líquido en una interface. En consecuencia se tiene un aumento en la concentración de un gas en el medio líquido o en el medio gaseoso, según se trate de absorción odesgasificación.
Dentro el ciclo hidrológico, el agua está expuesta a:
La atmósfera (O2, N2, en menor concentración CO2 y H2S).
El suelo (CO2, CH4, H2S, O2).
El subsuelo (CO2, CH4, H2S, O2).
Y en consecuencia ocurren fenómenos de transferencia de gases que inciden en la calidad del agua.
Algunos organismos vivientes son responsables de grandes transferencias de gas, como el caso de lasalgas, las cuales mediante la fotosíntesis (en presencia de luz) son capaces de elevar la concentración de oxígeno en un estanque por encima del nivel de saturación y durante la noche (respiración) deprimir a cero la concentración de O2, trayendo estos fenómenos graves consecuencias al medio ambiente y calidad del agua.
Aspectos teóricos de aireación y transferencia de gases
Solubilidad de Gasesen el Agua
La solubilidad de gases en el agua (al igual que en otros líquidos) depende de:
La naturaleza del gas, expresado como el coeficiente de distribución del gas KD.
La concentración del gas específico en la fase gaseosa (g/m3), lo que está relacionado con la presión parcial (p) del gas en la fase gaseosa.
La temperatura del agua T.
Impurezas contenidas en el agua.
La siguienteecuación contiene los factores más relevantes de la transferencia de gas.
Ct = Co + (Cs – Co) 1 - exp- Kg (A/C) t
Dónde:
Ct = Concentración del gas de transferencia en la fase receptora en el tiempo t.
Co = Concentración del gas de transferencia en la fase receptora en el tiempo t =0.
Cs = Concentración de saturación del gas de transferencia en la fase receptora.
Kg =...
1. OBJETIVOS:
Desarrollar experimentalmente como es el proceso de aireación por goteo así como la remoción de CO2.
Entender y verificar experimentalmente con las formulas teóricas referidas al equilibrio cinético y la transferencia de masa.
Determinar el valor del coeficiente de transferencia total, k (agua Cielo, gasificada).Interpretar los resultados obtenidos de este proceso, así demostrar la constante de transferencia k.
2. FUNDAMENTO TEORICO:
AIREACIÓN DEL AGUA
La Aireación es la exposición al aire del agua, la cual es necesaria para proporcionar oxígeno al efluente que se quiere tratar.
La aireación es el proceso por el cual ocurre un contacto íntimo del aire con el agua. Aplicada al tratamiento deagua, la aireación transfiere moléculas gaseosas, principalmente O2, del aire (fase gaseosa) al agua (fase líquida). Aunque a menudo la meta es disolver O2 en agua, la aireación incluye también la remoción del agua de gases independientes, como CO2 y CH4; este proceso se cita algunas veces como desgasificación. La aireación está casi siempre acompañada de otros procesos o reacciones, que puedenser de naturaleza física, química o bioquímica. La aireación se desarrolla en tres pasos separados:
El aire se pone en contacto íntimo con el agua por exposición de una superficie de gran área. Esta se puede generar mecánicamente (con el uso de aireadores) en forma de innumerables gotas o pequeñas burbujas.
Las moléculas de gas pasan a través de esta superficie líquida, una película líquida,antes de que llegue al grueso de la fase líquida. El líquido que se encuentra por debajo de la película llega rápidamente a saturarse con O2.
Las moléculas de gas se difunden alejándose de la película líquida hacia el grueso del líquido hasta que la saturación es completa. Es obvio que una gran superficie y condiciones turbulentas que rompen la película líquida y agitan el grueso del líquido,aumenta la velocidad de transferencia.
TRANSFERENCIA DE GASES
Es un fenómeno físico frecuentemente acompañado de cambios físicos, bioquímicos y biológicos, mediante el cual, moléculas de gas son intercambiados entre un gas y un líquido en una interface. En consecuencia se tiene un aumento en la concentración de un gas en el medio líquido o en el medio gaseoso, según se trate de absorción odesgasificación.
Dentro el ciclo hidrológico, el agua está expuesta a:
La atmósfera (O2, N2, en menor concentración CO2 y H2S).
El suelo (CO2, CH4, H2S, O2).
El subsuelo (CO2, CH4, H2S, O2).
Y en consecuencia ocurren fenómenos de transferencia de gases que inciden en la calidad del agua.
Algunos organismos vivientes son responsables de grandes transferencias de gas, como el caso de lasalgas, las cuales mediante la fotosíntesis (en presencia de luz) son capaces de elevar la concentración de oxígeno en un estanque por encima del nivel de saturación y durante la noche (respiración) deprimir a cero la concentración de O2, trayendo estos fenómenos graves consecuencias al medio ambiente y calidad del agua.
Aspectos teóricos de aireación y transferencia de gases
Solubilidad de Gasesen el Agua
La solubilidad de gases en el agua (al igual que en otros líquidos) depende de:
La naturaleza del gas, expresado como el coeficiente de distribución del gas KD.
La concentración del gas específico en la fase gaseosa (g/m3), lo que está relacionado con la presión parcial (p) del gas en la fase gaseosa.
La temperatura del agua T.
Impurezas contenidas en el agua.
La siguienteecuación contiene los factores más relevantes de la transferencia de gas.
Ct = Co + (Cs – Co) 1 - exp- Kg (A/C) t
Dónde:
Ct = Concentración del gas de transferencia en la fase receptora en el tiempo t.
Co = Concentración del gas de transferencia en la fase receptora en el tiempo t =0.
Cs = Concentración de saturación del gas de transferencia en la fase receptora.
Kg =...
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