Torre absorcion acetona

DISEÑO DE UNA COLUMNA EMPACADA Y DE PLATOS
I

PROBLEMA

Una mezcla de N2 – vapor de CH3OH con una presión parcial de 15 mmHg debe tratarse con un solvente apropiado, con el fin de recuperar el alcohol. Se alimentan 0.65 m3/s de gas a 26.7 °C y 1 atmósfera. Defina el solvente y:

1) Diseñe un plato perforado, haga el cálculo hidráulico, obtenga la eficiencia Murphree (que puedeconsiderarse igual para todos los platos) y determine el número de platos requerido.
1) Diseñe una columna empacada para la operación descrita.
1) Si se utiliza un lecho de 0.6 m, con la misma clase de empaques por ustedes seleccionado, encima del distribuidor de liquido, a manera de eliminador de arrastre, compare la caída de presión del gas en las dos columnas, así como el costo anual de la potencia,suponiendo una eficiencia global del ventilador y del motor del 60%.
1) Determine el costo total de cada una de las columnas.

OBSERVACIONES

1. Justifique muy bien cada decisión tomada
1. Presenten todos los cálculos realizados
1. Referencien con precisión las reglas empíricas utilizadas.
1. Referencien cuidadosamente toda la información adquirida (datos de equilibrio, propiedades,parámetros, costos, etc.)
1. Presenten el trabajo por escrito y en medio magnético, con las herramientas de apoyo (hojas de cálculo, programas) debidamente documentadas.
1. Incorporen las conclusiones y recomendaciones del caso.

✓ INTRODUCCIÓN

En este trabajo pretendemos mostrar el cálculo para el diseño de dos columnas de absorción de un sistema gas líquido, para el cual se plantea hacer eldiseño de una columna empacada y una columna de platos que cumplan con el mismo grado se separación de los componentes. Así mismo, luego del diseño, se muestra una aproximación de los costos de dichas columnas así como la cantidad de energía necesaria para impulsar el gas dentro de la columna.

Para la realización del diseño fue necesario definir o suponer algunos aspectos, estos se basan endiferentes reglas heurísticas que da la literatura sobre el diseño de columnas de absorción así como en normas de tipo ambiental. A continuación se presentan diferentes aspectos generales que se definieron antes de entrar en los cálculos de diseño.

Los pasos que se siguen para el diseño de la columna empacada son

1. Selección del solvente apropiado
2. Obtención de los datos deequilibrio
3. Balance de Materia
4. Elección del empaque
5. Diámetro de la columna
6. Calculo de la altura del empaque
7. Cálculo de las pérdidas de carga

Empezaremos entonces con el primer paso.

Selección del solvente apropiado: Para la selección del solvente se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros:

➢ La solubilidad del gas: la solubilidad del gas debe serelevada, ya que de esta forma la difusión se llevara a cabo rápidamente, y se requerirá una menor cantidad de solvente. La solubilidad del metanol en 100 partes de agua es infinita.
➢ Volatilidad: el solvente debe tener una presión de vapor baja, puesto que en los procesos de absorción generalmente, el gas saliente está saturado con el solvente y en consecuencia se puede perder una grancantidad de este. A la temperatura de trabajo (26,7°C) la volatilidad del agua es baja, asegurándose que la perdida de solvente por arrastre del vapor sea pequeña.

➢ Costo: El bajo costo del agua, a pesar de su incremento en el costo, es la sustancia de mayor disponibilidad del mercado, además las propiedades del agua a 26,7°C permiten que los materiales de construcción no sean muy costosos yque estén disponibles en la industria.

➢ Viscosidad: La baja viscosidad del agua facilita la rapidez de absorción, así como también promueve las bajas caídas de presión en el bombeo y provee buenas características de transferencia de calor.
➢ Seguridad: El agua no es tóxica para el ser humano, entonces los problemas por toxicidad quedan eliminados, además el agua no es inflamable,...