Empaque: Este tipo de equipos se usan para proveer un contacto intimo entre lasfases que coexisten en un proceso determinado que se sucede a contracorriente; esto proporciona grandes áreas de contacto interfacial con el objeto de facilitar el intercambio de masa, calor o ambos simultáneamente. En general se recomienda seleccionar un tamaño de empacado menor al 10% del diámetro de lacolumna. Se ha observado que en general, la eficiencia de transferencia de masa es similar paraempacados del mismo tamaño. El empaque de la torre debe ofrecer las siguientes características: 1. Proporcionar una superficie interfacial grande entre el líquido y el gas. La superficie del empaque por unidad de volumen de espacio empacado An debe ser grande, pero no en el sentido microscópico. Los pedazos de coque, por ejemplo, tienen una superficie grande debido a su estructura porosa, perola mayor parte de la superficie será cubierta por la película del líquido que escurre. De todas maneras, la superficie específica de empaque a., es casi siempre mas grande que la superficie interfacial líquido-gas.
El aire de entrada contiene 2. 6% en mol de acetona y el flujo de salida 0, 5%. El flujo de aire es 13, 65Kgmol/h mientras que el flujo de agua pura es de 45, 36 Kgmol/h. Los coeficientes de transferencia de masa para los flujos dados en la torre son K`Xa= 6, 16X10 -2Kgmol/accion molar y K`Ya=3, 78X10 -2Kgmol/ accion molar. La altura de la torre con K`Ya. (R= 1, 939m) B. La altura de la torre con K`Xa. (R= 1, 80m) C. Calcule el coeficiente global de transferencia de masa lado gas y hallar la altura de la torre. (R= 0, 0214KgmolAire/m acción molar; 1, 94m) Datos de equilibrio XA 0, 0000 0, 0035 0, 007 0, 0105 0, 014 YA 0, 0000 0, 00415 0, 0083 0, 0126 0, 0168 4_. En una torre de absorción rellena de anillo raschig de media pulgada, se introduce una mezcla de aire amoniaco a 1atm y 20oC. La presión parcial del amoniaco en la mezcla gaseosa es de 15mmHg. Se desea recuperar el 99% del amoniaco entrante utilizando agua pura como liquido absorbente. El flujo de aire entrante es 1000Kg/h. hallar: A.
En el diseño, primero se determina el número de etapas de equilibrio teórico necesarias y luego se determina la altura de empaquetamiento equivalente a una etapa de equilibrio teórico, conocida como altura equivalente a una placa teórica (HETP). La altura total de empaque requerida es el número de etapas teóricas multiplicadas por el HETP. Reactores de lecho empacado [ editar] Los reactores de lecho empacado se pueden usar en reacciones químicas en industrias químicas. Estos reactores son tubulares y están llenos de partículas sólidas de catalizador, que se utilizan con mayor frecuencia para catalizar reacciones de gases. [ 2] La reacción química tiene lugar en la superficie del catalizador. La ventaja de usar un reactor de lecho empacado es la mayor conversión por peso de catalizador que otros reactores catalíticos. La conversión se basa en la cantidad de catalizador sólido en lugar del volumen del reactor. Teoría [ editar] La ecuación de Ergun se puede usar para predecir la caída de presión a lo largo de un lecho empacado dada la velocidad del fluido, el tamaño del empaque y la viscosidad y densidad del fluido.
24 ONDA DE ADSORCIÓN 25 26 27 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Gran eficiencia de remoción de emisiones de VOC, compuestos halogenados (clorados, fluorados, brominados), PCE, TCE, clorofluorocarbonados, cetonas y aldehídos. Operación automática. Regeneración en el sitio. No se requiere reemplazar el adsorbente. DESVENTAJAS Tecnología de compleja operación. Requiere de espacios muy grandes. Costos de energía altos. Costos de mantenimiento altos. Requiere de sistemas de postratamiento adicionales. 28 Velocidad de adsorción = flujo másico del gas. = densidad del gas. = densidad del lecho. = area de la sección transversal del lecho. =constantes de isotermas de adsorción. 29 Espesor de la zona de adsorción = coeficiente de resistencia del adsorbente. 30 Tiempo de ruptura del lecho = longitud del lecho. 31 CÁLCULO DE LA CAÍDA DE PRESIÓN A TRAVÉS DE LECHOS FIJOS P = Caída de presión, lbf/ft2 gc = Constante gravitacional, 4. 17 x 108 lbm-ft/lbf-h2 = Fracción hueca, ft3 huecos/ft3 lecho empacado. Dp = Diámetro de la partícula, ft.
Aplicaciones [ editar] Columna empaquetada [ editar] En la industria, una columna empacada es un tipo de lecho empacado que se utiliza para realizar procesos de separación, como la absorción, la separación y la destilación. Una columna empaquetada es un recipiente a presión que tiene una sección empaquetada. [ 1] Las columnas utilizadas en ciertos tipos de cromatografía que consisten en un tubo lleno de material de empaque también pueden denominarse columnas empaquetadas y su estructura tiene similitudes con los lechos empaquetados. Estructura de la columna: columnas empaquetadas al azar y apiladas [ editar] La columna se puede rellenar con un empaquetado volcado aleatorio (creando una columna empaquetada al azar) o con secciones de empaquetado estructuradas, que están dispuestas o apiladas (creando una columna empaquetada apilada). En la columna, los líquidos tienden a humedecer la superficie del empaque y los vapores pasan a través de esta superficie húmeda, donde tiene lugar la transferencia de masa.
Debe tener una cierta afinidad hacia los compuestos a adsorber. La caída de presión a través del lecho debe ser aceptable. Debe cumplir ciertas normas de resistencia y dureza. 19 TIPOS DE ADSORBENTES Carbón activado: se prepara por la carbonización del carbón, madera, huesos de frutas y cáscaras de cocos. Sílica gel. Alúmina activada. Tamices moleculares. 20 TIPOS DE ADSORBENTES 21 DISEÑO O SELECCIÓN DE UN ADSORBEDOR Tiempo de residencia (0. 6-6 s). Pretratamiento de la corriente gaseosa para eliminar materia no adsorbible. Pretratamiento para eliminar altas concentraciones de otros gases. Distribución del flujo a través del lecho. Regeneración del lecho. 22 SELECCIÓN DE UN ADSORBEDOR Regenerativo. No regenerativo. Carga intermitente Operación continua 23 ISOTERMAS DE ADSORCIÓN La capacidad de un adsorbente para un gas específico o vapor se presenta como una isoterma. Un punto en una isoterma representa la masa de adsorbato por unidad de masa de adsorbente bajo condiciones de equilibrio a una temperatura y concentracìón dadas.
Presentación del tema: "TRANSFERENCIA DE MASA Procesos Unitarios. "— Transcripción de la presentación: 1 TRANSFERENCIA DE MASA Procesos Unitarios 2 DIFUSION La difusión es el movimiento bajo la influencia de un estímulo físico, de un componente individual a través de una mezcla. La causa más frecuente de la difusión es un gradiente de concentración. LEY DE FICK 3 ABSORCIÓN La absorción es un proceso de separación en la cual se pone en contacto un mezcla gaseosa con un líquido, con el propósito de disolver uno o más componentes del gas y obtener una solución de éstos en el líquido. Absorbente o disolvente: es el líquido donde se disuelve el contaminante. Absorbato o soluto: es el vapor absorbido. La desorción o stripping es la operación inversa, el soluto pasa de la corriente líquida a la gaseosa. 4 FENOMENO DE ABSORCIÓN 5 TIPOS DE COLUMNAS 6 TORRE EMPACADA 7 TORRE DE PLATOS 8 9 10 TORRE EMPACADA (TIPO DE SOPORTES) 11 TORRE EMPACADA (TIPO DE EMPACADO) 12 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Gran eficiencia de colección de partículas respirables (< 10 micras).
Ecuación de Kozeny-Carman Lecho fluidizado Sistemas de tomografía industrial Anillos de Dixon Embalaje de columna al azar Bibliografía [ editar] Perry, Robert H. & Green, Don W. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook (6th edición). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049479-7. Referencias [ editar]