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UNIVERSIDAD
VERACRUZANA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
INGENIERÍA QUÍMICA
EXPERIENCIA EDUCATIVA:
OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA II
TRABAJO:
“PROBLEMAS DE ABSORCIÓN”
PRESENTA:
EQUIPO 1
S17023852 CAMPOS NÚBERG ALDO SEBASTIÁN
S17006943 CRUZ GARCÍA BRENDA ALEJANDRA
S17006920 HERNANDEZ GONZALEZ JOYABET
S17006919 LICONA VELAZCO LUZ MARLENE
S17006965 NARANJO CRISTÓBAL JOSÉ LUIS
INSTRUCTOR:
MTRO.ERNESTO GALLARDO CASTÁN
POZA RICA DE HGO. VER. A 14 DE JULIO DE 2020
Problema 7 (Documento 13).- Un soluto A va a recobrarse de un gas portador inerte B por absorción
en un solvente. El gas que entra al absorbedor lo hace a una velocidad de 500 kgmol/h con yA =0.3. Para el gas que sale del absorbedor yA= 0.01. El solvente entra al absorbedor con una velocidad de 1500 kgmol/h con una concentración XA=0.001. La relación de equilibrio es yA = 2.8xA. Se puede considerar que el gas portador no es soluble en el solvente, y que este último no es volátil. Construya las gráficas x-y para las líneas de equilibrio y de operación usando tanto coordenadas de fracción mol como libre de soluto.
I. Traducción:
II. Planteamiento:
- Para obtener las composiciones en forma de relación molar se aplica la siguiente ecuación:
- Para obtener las composiciones en forma de fracción molar se aplica la siguiente ecuación:
- Para determinar la composición (en relación molar) del líquido a la salida del absorbedor se aplica…:
𝑳𝟐 𝟏, 𝟓𝟎𝟎 𝒌𝒈𝒎𝒐𝒍 𝒉
𝒙𝑨𝟐 𝟎. 𝟎𝟎𝟏
𝑮𝟏 𝟓𝟎𝟎 𝒌𝒈𝒎𝒐𝒍 𝒉
𝒚𝑨𝟏 𝟎. 𝟑
𝑮𝟑 ¿? 𝒌𝒈𝒎𝒐𝒍 𝒉
𝒚𝑨𝟑 𝟎. 𝟎𝟏
𝒙𝟒 ¿?
𝑳𝟒 ¿? 𝒌𝒈𝒎𝒐𝒍 𝒉
- Aplicando (b) se determina la composición a la salida en fracción molar: . .
- Resumen de composiciones:
Fracción molar Relación molar Líquido a la entrada 0.001 0. Líquido a la salida 0.089 0. Gas a la entrada 0.3 0. Gas a la salida 0.01 0.
“Graficación de la curva de equilibrio en fracción molar”.
- Línea de operación en fracción molar. o Punto inferior: . ,. o Punto superior: . ,.
- Se emplea Excel para determinar los valores de la curva de equilibrio en fracción molar y graficarlos ; también se plasma la recta de operación. La línea azul es la curva de equilibrio; la roja es la recta de operación.
“Graficación de los datos en relación molar”.
- Línea de operación en relación molar: o Punto inferior: . ,.
o Punto superior:
. ,.
- Se emplea Excel para determinar los valores de la curva de equilibrio en relación molar y graficarlos ; también se plasma la recta de operación. La línea verde es la curva de equilibrio; la línea amarilla es la reacta de operación.
Problema 8 (Documento No. 13).- El soluto A se va a remover de un gas inerte B en una torre de
absorción a contracorriente en multietapas. El gas entra a la torre con una velocidad de 200 kgmol/h y contiene 25% de A. El solvente entra a la torre a la torre a una velocidad de 800kgmol/h e inicialmente está libre de soluto. Determine (a) la concentración de la corriente gaseosa de salida y (b) el número de etapas, si esta corriente contiene 5.0 mol de A. La relación de equilibrio es yA = 4.0 xA. Suponga que el gas portador es insoluble en el solvente y este es no volátil.
I.- Traducción.
II.- Planteamiento.
Entrada de materia a la torre – Salida de materia de la torre = 0
G 1 + L 2 = G 3 + L 4
2 2 3 3 4 4
3 3
2 2
( ) 3 4 2
III.- Cálculos.
- Para resolver el siguiente problema, primero se calculara la cantidad de líquido y gas inerte que entra a la torre. Sustituyendo las ecuaciones (d) y (e) obtenemos:
2 2
- Composición del gas inerte B a la entrada de la torre, ecuación (h):
. .
- Composición del soluto A a la salida de la torre, ecuación (f):
. .
- Relación mínima, para calcular Y3, ecuación (d):
B) Número de etapas teóricas: 8.
NET: 8.
C) Comentario: La solución de este problema se centra en una torre de absorción a contracorriente en multietapas, es decir, la corriente de gas entrante a la columna circula en contracorriente con el líquido, produciendo así la transferencia del soluto de la fase gaseosa a la fase líquida.
En este problema los involucrados fueron el Soluto A y el Gas inerte B. Lo que se calculó fue la concentración de la corriente gaseosa (y 3 ) y el número de etapas (NET), para lo cual fue necesario obtener las composiciones del Gas y el Soluto y así llevar a cabo una relación (L'/G') que nos llevó a encontrar el valor de la concentración gas de salida. En el caso del NET, se realizó una gráfica relacionando soluto A(X) y gas inerte B (Y), que nos llevó a encontrar que en el caso de esta torre de absorción a dichas condiciones descritas se necesita un NET= 8.3 para un óptimo funcionamiento y que a su vez producirá una concentración gas de salida, y 3 = 0.
Problema 9 (Documento 13).- Se va a desorber el soluto A de una corriente líquida por contacto con
un gas puro. El líquido entra a la torre de deserción a un régimen libre de A igual a ⁄^ y contiene 30% mol de A. El gas entra a una columna a una velocidad de ⁄^. Determine el número de etapas que se requieren para reducir la concentración de A en la corriente del líquido de salida hasta 1.0% mol. La distribución de A en el gas y en el líquido se expresa como..
I. Traducción:
II. Planteamiento:
- Entrada de materia a la torre – Salida de materia de la torre = 0
2 3 4..................................
2 2 3 3 4 4...................
3...............................
................................
2 2............................
( ) 3 4 2
1
2
4
3
𝐺 3 𝑘𝑔𝑚𝑜𝑙 ℎ
𝑦 3?
- Disponiendo el valor de Y3 en fracción molar:
3
- Para el cálculo de se realiza un balance de materia. De la ecuación (a): 2 3 4 3 4 De la ecuación (b):
2 2 3 3 4 4
.. 3 3 4. 3.^4.
De la ecuación (c):
3 3.^3.
3.^.
De la ecuación (a):
2 3 4
. (^4)
4.^.
IV. Resultados:
- Construcción de la figura de equilibrio a partir de la siguiente tabla: . x y X Y 0.01 0.004 0.010101 0. 0.02 0.008 0.020408 0. 0.03 0.012 0.030928 0. 0.04 0.016 0.041667 0. 0.05 0.02 0.052632 0. 0.06 0.024 0.06383 0. 0.07 0.028 0.075269 0. 0.08 0.032 0.086957 0. 0.09 0.036 0.098901 0. 0.10 0.04 0.111111 0. 0.20 0.08 0.25 0. 0.30 0.12 0.428571 0. 0.40 0.16 0.666667 0.
- Figura de equilibrio:
- Plasmando la recta de operación en el gráfico de equilibrio.
Problema No. 10 (Documento 13).- Un proceso de absorción a contracorriente s hasta e va a usar
para recobrar el soluto A de un gas inerte. La concentración de A se reducirá de yA= 0.285 hasta yA= 0.05 por el contacto del gas con un solvente puro.
a) Halle la relación de líquido a vapor mínima sobre una base libre de soluto
b) Determine el número de etapas de equilibrio si la velocidad real del líquido es 1.2 veces el valor
mínimo. La relación de equilibrio se puede expresar así yA=4.0 xA
I. Traducción:
𝐿^2
Salida
.
De la ecuación d)
1.2 veces superior al valor mínimo
Obteniendo X 4 nueva
Plasmando el diagrama de equilibrio junto con la recta de operación se obtiene las siguientes etapas teóricas.
IV. Resultados: a) La relación de líquido a vapor es de 4.4877 kgmol líquido inerte/kgmol gas inerte b) El número de platos teóricos de equilibrio cuando la velocidad real del líquido es 1.2 veces el valor mínimo es de 5.45. c) Comentario: se puede observar que existe una gran relación entre el flujo de entrada y el flujo de salida. La relación mínima de flujo líquido a vapor llega a 4.4877 kmol líquido inerte/kmol gas inerte al estar sobre una base libre de soluto.
0
Relación molar de soluto en la fase líquida^0 0.01^ 0.02^ 0.03^ 0.04^ 0.05^ 0.06^ 0.07^ 0.08^ 0. Relación molar de soluto en la fase líquida
Diagrama de Equilibrio X vs Y
(relación molar)
Bibliografía
Ernesto, G. C. (Enero de 2020). 13-Operación_Absorción. Poza Rica de Hidalgo, Veracruz, México.
