Tmi5

TMI5. Una mezcla de aire y SO2 se pone en contacto a contracorriente con agua a 20 ºC y presión atmosférica. Las velocidad de aire y agua son 200 lb/ft2 hr y 6000 lb/ft2 hr con respecto a la seccióntransversal de la columna respectivamente. En un punto del equipo absorbedor la fase gas analizada muestra una fracción molar 12% de SO2, mientras que en la fase liquida dicha fracción molar es del0.2%.

En estas condiciones los resultados de Whitney and Vivian (Chem. ENg. Prog. 45 p.323 [1949]) a cerca de la absorción de SO2 en agua en una columna de relleno con anillos cerámicos de 1 in,muestran que:

k_C a=0.044〖G_L〗^0.82

k_G a=0.028〖〖 G〗_V〗^0.7 〖G_L〗^0.25

siendo GL, velocidad del liquido lb/ft2 hr, GV, velocidad del gas lb/ft2 hr, a, área interfacial especifica ft2/ft3, kCa,coeficiente superficial de la fase líquida lbmol/ft3 hr, y kGa, coeficiente superficial de la fase gas lbmol/ft3 hr atm.

Determinar la transferencia de masa local.
Que resistencia a dichotransporte ofrece la fase gas.
Repetir los apartados anteriores con el doble de la velocidad másica del gas.
Repetir los apartados anteriores con el doble de la velocidad másica del líquido.

El valorde la constante de Henry (pAi=H•xAi) a 20ªC se estima en 33.5 bar.


SOLUCION.
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%DATOS OPERACION
T=20+273.15;
P=1; %presión total en atm
xAL=0.002;yAG=0.12;
%convertimos a unidades del SI.
GV=200*0.4536/((0.3048^2)*3600); %kg/m2 s
GL=6000*0.4536/((0.3048^2)*3600); %kg/m2 s

Magua=18.01;
densidad_agua=998.29; %densidad del agua a Tkg/m3
cL=densidad_agua/Magua; %concentración molar líquido, kmol/m3

%DATOS DE EQUILIBRIO
%Ley de Henry pAi=H*xAi
H=33.5/1.01325; %(atm)

%convertimos la Ley deHenry pAi=H*cAi/cL
fpAi=@(cA_i) H*cA_i/cL;

%DATOS DE LOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MATERIA
%convertimos a unidades del SI.

%k_C a=0.044 (G_L)^0.82
%pasamos lbmol/ft3 hr a kmol/m3...