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7/25/2019 Resolucion Del Ejemplo 3.6 (Diseo de Una Torre de Absorccion Para Una Mezcla Gaseosa Concentrada) (1)

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Operaciones Unitarias II2016

Ingeniera agroindustrial 1

INGENIERO:

AL E. DAZ CAMA

CURSO: OPERACIONES UNITARIAS II

SECCIN: B

ESCUELA: INGENIERA AGROINDUSTRIAL.

ALUMNOS:

CHICO MORALES, JEAN CARLOS.

CICLO: VII

AO: 2016

Ejemplo 3.6: (Diseo deuna torre de absorcinpara una mezcla gaseosaconcentrada).

Ao de la consolidacin

del Mar de Grau


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ndiceI) Introduccin

II) Objetivos

III) Anlisis

3.1) Consideraciones

3.2) Frmulas que se utilizara

IV) Resultados

V) Conclusiones

VI) Recomendaciones


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I) Introduccin

La absorcin de gases es una operacin en la que se pone en contacto una mezcla gaseosa

con un lquido, de manera tal de transferir, (en nuestro caso), un componente desde la

fase gaseosa a la fase lquida.La absorcin se lleva a cabo en platos perforados o torresempaquetados .En el primer caso, la transferencia de masa se lleva a cabo en cada plato

hasta alcanzar el equilibrio cada vez que se supone que la eficiencia es total. Para torres

empaquetadas, la trasferencia de masa se lleva a cabo a lo largo de toda la columna en

una base continua. La forma ms frecuente de la operacin consiste en hacer circular el

gas de lquido bajo un flujo de contracorriente, ya que se obtiene el mayor gradiente de

concentracin de esta manera, acelerando el proceso de absorcin.


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II) Objetivos

2.1. Objetivos Generales:

Es separar uno o ms componentes de una fase gaseosa por medio de una fase

liquida en la que los componentes a eliminar son solubles.

Aplicar los conocimientos bsicos de operaciones unitarias.

2.2. Objetivo Especfico:

Disear una torre empacada con anillos cermicos, para calcular la altura.


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Planteamiento del problema:

Ejemplo 3.6: Diseo de una torre de absorcin para una mezcla gaseosa concentrada.

Se desea disear una torre empacada con anillos cermicos de 25,4 mm para absorber

del aire mediante agua pura a 293 k y 1,013 x de presin absoluta. El gas deentrada contiene 20 % mol de y el que sale 2 % mol. El flujo de are inerte es 6,53 x

kg mol de aire/s y el flujo de agua inerte es 4,20 x kg mol de agua/s .El rea de

corte transversal de la torre es 0,0929 .Para diluido, los coeficientes de

transferencia de masa de pelcula a 293 k son para anillos de 25,4 mm (1pulg).

Donde son fraccin mol, son , fraccin mol, y , y son kg

totales de lquido o gas , respectivamente, por segundo por de corte transversal de

torre. Calcule la altura:

III) Anlisis:

3.1) Consideraciones:

Absorcin de mezclas concentradas en torres empacadas.

En la seccin anterior se estudiaron los mtodos simplificados de diseo para la absorcin

de gases diluidos en torres empacadas cuando las fracciones mol en las corrientes de gas y

de lquido eran inferiores aproximadamente 10%. Se obtienen entonces lnea deoperacin rectas y lneas de equilibrio casi rectas.

En mezclas gaseosas concentradas, la lnea de operacin, y casi siempre la lnea de

equilibrio tendr bastante curvatura y y pueden variar con los flujos totales

.Entonces las ecuaciones de diseo (3.44) a la (3.47) se debe integrar de forma grafica o

numrica:


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3.2) Frmulas que se utilizara:

Calculo :

Lnea de operacin considerando inertes:

Calculo de Gy:

Calculo de Gx :

Calculo de kya:

Calculo de kxa:

Calculo de la pendiente aproximada:

Para establecer la estimacin preliminar se hace (1-y) iM (1-y) y (1-x)iM (1-x)


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Calculo de V Y L:

IV) Resultados:

En el problema

Realizando un balance de materiales para el componente A.

En nuestro problema:

Datos

V' = 0.000653

L' = 0.042000

y1 = 0.200y2 = 0.020

x2 = 0.00

x1 = 0.003550

S = 0.0929

M(aire) = 29.00

M(SO2) = 64.10

M(H2O) = 18.00

02,01

02,01053,6

11020,4

20,01

20,01053,6

01

01020,4

4

1

1242

x

x


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Calculando la lnea de operacin:

Dnde:

Calculamos para y = 0.04 para la lnea de operacin.

x = 0.00033

X 0.02 0.04 0.07 0.13 0.2

y 0.00 0.00033 0.000852 0.002002 0.003557

Lnea de equilibrio: x y0 0

0.0000562 0.000658

0.0001403 0.00158

0.00028 0.00421

0.000422 0.00763

0.000564 0.0112

0.000842 0.01855

0.0014030.0342

0.001965 0.0513

0.00279 0.0775

0.0042 0.121

0.00698 0.212

0.01385 0.443

0.0206 0.682

0.0273 0.917


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0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004

Tomamos el punto y = 0.2 tambin x = 0.003557

El flujo molar V a partir de :

V = 0.000816

El flujo total es:

El flujo total de lquido es:


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Calculando

Para determinar la composicin en la interfaz para los valores de X y Y de unalnea de operacin para el punto y = 0.2, x = 0.00355 con una estimacin preliminar.

Con estos datos calculamos la pendiente :

Por lo tanto

25,07,00594,0 xyy GGak

82,0152,0

xx Gak


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0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

De esto se tiene la ecuacin siguiente:

X 0.003557 0.004 0.005 0.006

y 0.2 0.1932 0.1779 0.1626

Calculando los valores de interseccin


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0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

Datos con los nuevos puntos encontrados:

X 0.003557 0.004 0.005 0.006 0.00566

y 0.2 0.1932 0.1779 0.1626 0.16783

Entonces:

0.00566

0.16783

Con estos valores calculo el nuevo ajuste de los valores obtenidos calculando una

nueva pendiente:

0.00566

0.16783


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0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

Calculo de la nueva pendiente:

Por lo tanto:

X 0.003557 0.004 0.005 0.006

y 0.2 0.1931 0.1775 0.1618

0.00566

0.1672


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Obtenemos los valores:

0.0556

0.1672

Datos con los nuevos valores:

X 0.003557 0.004 0.005 0.006 0.00566

y 0.2 0.1932 0.1779 0.1626 0.1672

Calculo de (1-y)

(1-y) = (1-0.2) = 0.8

Calculo de

Calculo de

Calculo de f(y)

Siguiendo el procedimiento para los siguientes datos tenemos que los valoresincrementan y conforman la siguiente grfica y la siguiente tabla.


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0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 6.00E-03

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 6.00E-03

El valor se Z final es 1.6146


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V) Conclusin:

Interiormente en el diseo de la torre se tiene que trabajar con ajustes grficos cada vez

ms precisos para lograr los ajustes precisos.

Dependiendo del producto al que se desea evaporar de puede generar todos los ajustes

posibles para la torre de platos empacados en el cual se desea disear.

VI) Recomendaciones:

Tenemos que tener en cuenta que en la determinacin de los puntos que se

intersecan en cada pendiente, puede variar dependiendo de cada persona porque

esos puntos se hallan visualmente, tenemos que lograr hallar los puntos ms

exactos para que el valor de la altura final sea la correcta.

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