UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL AREA ACADEMICA DE INGENIERIA QUIMICA
LABORARATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I DESORCION GASEOSA
INTEGRANTES: AVILA AVILA, CESAR RIVEROS ALCEDO, RENATO VALDERRAMA LOPEZ, ROXANA VIVANCO MUNAYCO, NELSON PROFESOR: ING.PEDRO PIZARRO SOLIS
2012-I
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA
A L BORATORIO DEDESORCIÓN A GASEOSA I NTROD ODUCCIÓN I . OBJ ETI VOS: •
Es t udi odelcomp mpor t ami mi ent odel acaí dadepr es i ónenelca s odeunacol umna
•
emp mpaca da( emp mpaques ec o)var i andol avel oci daddelgas. Es t udi odelcomp mpor t ami mi ent odel acaí dadepr es i ónenelca s odeunacol umna
•
e mp mpa c a dac o nv e l o c i da dde ll í qui doc o ns t a nt e . Es t udi odelcomp mpor t ami mi ent odel acaí dadepr es i ónenelca s odeunacol umna e mp mpa c a dava r i a ndol ave l o c i da dde ll í q ui do .
FUND NDAM AMENTO TEÓRI CO DESCRIPCI ON DELACO OL LUMNADE DEDESORCI ÓN En e ll a bo r a t o r i odeOpe r a c i o ne sUni t a r i a s del aF ac ul t a ddeI ng e ni e r í aQu Quí mi c ayT e x t i l del aUN UNIs ecue nt ac onunac ol um mn nade abs or c i ón ( o de de s or c i ón) del t i po dec ol umnadeemp mpaquesor el l enodelt i po der e l l e node s o r de na dodea ni l l o sRa s c hi ng ; deunaal t ur aapr oxi madade2met r oscon di á me t r o de l ac ol um mn na al r e dedor de 1 2c e nt í me t r o s .
Col umnasder el l eno Enl ascol umnasder el l enol aoper ac i ónde t r ansf er enci a de mas as el l eva a c abo de maner acont i nua.Laf unci ón pr i nci paldel r e l l e noc o ns i s t ee na ume nt a rl as upe r fic i ede c ont ac t o ent r e el l í qui do y el vapor , a ume nt a rl at ur b ul e nc i aypo rt a nt ome j o r a r l ae fic ac i a. A me di da que aum me e nt ae l t a ma ma ñode lr e l l e nodi s mi nuy el ae fic i e nc i a del at r a ns f e r e nc i adema t e r i aya ume nt al a pé r di dadec a r g a ,po rt a nt opa r ade t e r mi na r elt am ma año ópt i mo de r el l eno habr á que l l ega ra un c omp mpr omi mi s o ent r e es t os dos f a c t o r e s .
UNI
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA
Las e l e c c i ónde lma t e r i a lder e l l e nos eba s aenc r i t e r i osc o mor e s i s t e nc i aal a c or r os i ón,r e s i s t e nc i ame c á ni c a ,r e s i s t e nc i at é r mi c ayc a r a c t e r í s t i c a sdemoj a do. Ade má s ,e sne c e s a r i odi s p one ru ndi s t r i bui do rdel í qui doe nl apa r t es upe r i o rdel a col umnapar aase gur arqueell í qui domoj edemaner auni f ormet odoelr el l enoyno s ede s pl a c eha c i al a spa r e de s .
Caí dadepr esi ónconunasol af asec i r cul ant e. Cua ndos o l oe ne ll e c h o ,l ac a í dadepr e s i ó nde b i doaunúni c oflui doquec i r c u l aa t r a v é sdeunl e c h odes ó l i do se mpa c a do se s t ár a z o na bl e me nt ebi e nc o r r e l a c i o na da me di a nt el abi e nc o no c i dae c ua c i ó ndeEr gun, l ac ua ls epue dea pl i c a rc o ni gua lé x i t o alfluj o degas esy l í qui dos .Par a un t i po y t amaño es pec í fic o deempaque,l a menci onadaec uac i ónpuedes i mpl i ficar s ea
Al t ur ai ndi vi dualdeunauni daddet r ansf er enci adel af asegas( HTG) . Es t as epue dee va l ua r ,e mpl e a ndoa l guna sc or r e l a c i o ne s ,po re j e mpl ol ac o r r e l a c i ó n deFELLI NGER:
Do ndee lnúme r odeS c hmi d( S c )s ede b eut i l i z a rs o l oc u a ndos et r a ba j ec o ns i s t e ma s di s t i nt o sala i r eamo ni a c o .La sc o ns t a nt e sα,β,δ,de pe nde nde lt i poder e l l e noyde l av el oc i da dde lg asyde ll í qui do.Elc o e fic i e nt ei ndi vi dua ldel af a s eg as e o s a( k Ga ) s epue dec a l c ul a rc o nl ae c ua c i ó n:
Númer odeUni dadesdeTransf er enci ar ef er i doalgasNTOLoNTOG Seus al aecuaci óndeCol bum
DedondeA=( L/G) /M m=pe ndi e nt edel al í ne adee qui l i br i o
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LOU II I I .
DESORCIÓN GASEOSA
EXPERIMENTO 1 DATOS
Dat osdel acol umna T a bl a1
Al t ur adel Ár ea( m2) µL µG L G rel l enoZ 3 t r ansversal Kg/ m. s Kg/ m. s Kg/ m Kg/ m3 ( m)
Di ámet r ode col umna( m) 0 . 1 01 6
1 . 10
0 . 0 08 1
0 . 00 10 5 7 . 90 ×1 0-3
1 . 1 8 6 1
99 0
8
Caí dasdepresi ónenempaque T a bl a2
L=0 G 3
( pi / e mi n) 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 5 . 5 6 6 . 5
L=25l b/ h P
( mmH2O) 6 7 8 11 12 16 19 22 25
G 3
( pi / e mi n) 3 3 . 5 4 4 . 5 5 5 . 5 6 6 . 5 7
L=40l b/ h P
( mmH2O) 8 . 0 9 . 0 1 1. 0 1 5. 0 1 9. 0 2 3. 0 2 7. 0 3 5. 0 4 1. 0
P
G 3
( pi / e mi n) 3 3 . 5 4 4 . 5 5 5 . 5 6 6 . 5 7
( mmH2O) 1 3 . 0 1 5 . 0 1 7 . 0 2 1 . 0 2 5 . 0 2 9 . 0 3 2 . 0 3 8 . 0 4 3 . 0
CÁLCULOS Gr aficadel acaí dadepr esi ónt í pi capar afluj osencont r acorr i ent e: Sepr oce deconelc ambi odeuni dades .A c ont i nuac i ón s emues t r anej empl osde conver s i óndel asmagni t udese mpl eadas : N 2
lb Kg h m 1 1 1 1 L´ =a × × × P = c m m H 2 O × 2 h 0.4536 lb 3600 s 0.0081 m 0.10207 mm H 2 O
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LOU II
DESORCIÓN GASEOSA 3
pie G ´ =b × min
(
0.3048 1
)
3
m Kg 1 min 1 × 1.18618 3 × × 2 pie 60 s m 0.0081 m
Dondea , r epr es ent anmagni t udes byc LaT s t r al o sr e s u l t a do sdel a sc on ve r s i o ne sr e a l i z a da sy l ar e l a c i ó n de a b l a3mue pr es i ónyal t ur adeempaquepar acadafluj o: T abl a3
G´
L´=0 P
( Kg/ s. m2) ( N/ m2)
P/ Z
L´=0. 39Kg/ s. m2 P G´ ( Kg/ s. m2) ( N/ m2)
P/ Z
L´= 0. 62Kg/ s. m2 P G´ P/ Z 2 2
( Kg/ s. m) ( N/ m)
0. 17
58 . 78
53. 44
0 . 21
78. 38
71 . 25
0. 2 1
12 7. 3 6
115. 79
0. 21 0. 24
68 . 58 78 . 38
62. 35 71. 25
0 . 24 0 . 28
88. 17 1 07. 77
80 . 16 97 . 97
0. 2 4 0. 2 8
14 6. 9 6 16 6. 5 5
133. 60 151. 41
0. 28
107. 77
97. 97
0 . 31
1 46. 96 133. 60
0. 3 1
20 5. 7 4
187. 04
0. 31
117. 57 10 6. 88
0 . 35
1 86. 15 169. 22
0. 3 5
24 4. 9 3
222. 66
0. 35 0. 38
156. 76 14 2. 50 186. 15 16 9. 22
0 . 38 0 . 41
2 25. 34 204. 85 2 64. 52 240. 48
0. 3 8 0. 4 1
28 4. 1 2 31 3. 5 1
258. 29 285. 01
0. 41
215. 54 19 5. 94
0 . 45
3 42. 90 311. 73
0. 4 5
37 2. 2 9
338. 45
0. 45
244. 93 22 2. 66
0 . 48
4 01. 69 365. 17
0. 4 8
42 1. 2 8
382. 98
S et o mal o ga r i t mopa r al o sv a l o r e sde” G´ “y“∆P/Z”: T a bl a4
L=0 Z) Log( G´ ) Log(P/
L=25l b/ h Z) Log( G´ ) Log(P/
L=40l b/ h Z) Log( G´ ) Log(P/
2. 24
1 . 727 86
2. 3163
1. 85279 9
2. 3163
2 . 06 3653
2. 32
1. 794807
2. 3832
1. 90395 2
2. 3832
2. 1 258
2. 38 2. 44
1. 852799 1. 991102
2. 4412 2. 4924
1. 99110 2 2. 1258
2. 4412 2. 4924
2 . 18 0158 2 . 27 1928
2. 49
2 . 028 89
2. 5381
2. 22846 3
2. 5381
2 . 34 7649
2. 54
2. 153829
2. 5795
2. 31143 7
2. 5795
2 . 41 2107
2. 58 2. 62
2. 228463 2. 292132
2. 6173 2. 6521
2. 38107 3 2. 49377 7
2. 6173 2. 6521
2 . 45 4859 2 . 52 9493
2. 65
2. 347649
2. 6843
2. 56249 3
2. 6843
2 . 58 3178
b l a4 S egr a fic al o sva l or e sdel aTa ys eobt i e ne nl a ss i gui e nt e sc ur v a s :
UNI
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA Gr áficaI
log(ΔP/Z) V log(G!) 3 2.5
log(ΔP/Z) L"0
2
L"25
L"40
1.5 2.25 2.30 2.35 2.40 2.452.50 2.552.0 2.5 2.!0 2.!5
log(G!) Cal cul odelf act ordecar act er i zaci óndelempaqueCf : Par adet er mi narCfdelempaque( Ani l l osRas chi ngdevi dr i o)s eempl eal agr áfica 6 . 3 4de lT r e y ba l ,quemue s t r al ac a í dadepr e s i ó ne ne mpa que sa la z a r .S ede b et e ne r encuent aquepar aent r arenl agr áfica,t ant oelfluj odel í qui docomoeldelgas de be ne x i s t i r( di f e r e n t e sdec e r o ) .Espore l l oquepa r ae lfluj oL´ =0 ,l osda t osnos e a na l i z an. Pa r ae nt r a re nl agr á fic as er e a l i z al os i gui e nt e :
Gr aficaII
UNI
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA
S# #%#&$' /$ '*)& #$ *'+ )&#$''+ S# $%#&+#%' )$ /$ '*)& # PZ
S# #$%&' ()& *'+ '++'+
Losr e s ul t a dosde le mpl e ode lgr á fic os emue s t r a ne nl a ss i gui e nt e st a bl a s : T a bl a5
L´=0. 39Kg/ s. m2 ❑ L −¿G ❑G ¿ ¿ ¿
2
0.1
G ´ Cf μ L
P/ Z
ρG ( ρ L − ρG )
Cf
71 . 2 5 80 . 1 6
0 . 0 03 0 . 0 03 8
16 2 . 8 15 15 1 . 5 17
L ´ ¿ G ´
1 . 87 67 1 . 60 86
UNI
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA 1 . 40 76 1 . 25 12 1 . 12 60 1 . 02 37 0 . 93 84 0 . 86 62 0 . 80 43
97 . 9 7 13 3 . 6 0 16 9 . 2 2 20 4 . 8 5 24 0 . 4 8 31 1 . 7 3 36 5 . 1 7
0 . 0 04 5 0 . 0 08 0 0 . 0 09 0 0 . 0 11 0 0 . 0 15 0 0 . 0 16 0 0 . 0 17
Pr omedi o
13 7 . 3 75 19 2 . 9 65 17 5 . 8 40 17 7 . 6 16 20 3 . 5 18 18 4 . 9 73 16 9 . 4 60
184. 062
T a bl a6
L´=0. 62Kg/ s. m2 ❑ L −¿G ❑G 2
¿ ¿ ¿
0.1
G ´ Cf μ L
P/ Z
ρG ( ρ L − ρG )
Cf
11 5 . 7 9 13 3 . 6 0 15 1 . 4 1 18 7 . 0 4 22 2 . 6 6 25 8 . 2 9 28 5 . 0 1 33 8 . 4 5 38 2 . 9 8
0 . 0 02 8 0 . 0 03 8 0 . 0 04 5 0 . 0 05 2 0 . 0 07 0 0 . 0 08 2 0 . 0 09 2 0 . 0 11 0 0 . 0 13 5
15 1 . 9 60 15 1 . 5 17 13 7 . 3 75 12 5 . 4 27 13 6 . 7 64 13 2 . 4 05 12 4 . 8 24 12 7 . 1 69 13 4 . 5 71
L ´ ¿ G ´
3 . 00 28 2 . 57 38 2 . 25 21 2 . 00 19 1 . 80 17 1 . 63 79 1 . 50 14 1 . 38 59 1 . 28 69
Pr omedi o
130. 193
DI SCUSI ÓN DERESULTADOS
LaGr ,de s a r r o l l a dae nba s eal osva l o r e sdel aTa or r es pondeaun a fi c aI b l a4,c gr áficot í pi codecaí dasdepr es i ón degaspar afluj osen cont r acor r i ent een empaques alaz ar ,t aly c omo mues t r al al i t er at ur a,ya que l as c ur vas e x pe r i me nt a l e sobt e ni da sc umpl e nc o nl ami s mat e nde nc i a ;e sde c i r : - Lasc ur vasdema yorfluj odel í qui doseubi c anmásar r i baquel asdemenor fluj o. - LaCur vadee mpaques ec o( L=0)espr ác t i c ament eunal í near ec t a
UNI
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA
T a nt opa r al a sdo sc u r v a ss upe r i o r e s( L=2 5l b /hyL=4 0l b /h)s eo bs e r v auna pendi ent emayorapar t i rdeunfluj odegas6pi e3/mi n.Debi doal af al t ade da t o se x pe r i me nt a l e s ,nos epue dea s e g ur a rs ie s t az o nadema y o ri nc l i na c i ó n pe r t e ne c eal az onadec a r g aodei nunda c i ó n.
Laeval uac i ón enempaques ec ono s er eal i za,yaqueelc ál c ul odeCf seda c ua ndoe le mpa quee s t áe nc ont a c t oc one ll í qui do .T a mbi é nl a sc ondi c i one spa r a e le va l ua re la ) ,s ondadospar acas osdonde f c t o rdec a r a c t e r i z a c i ó nde le mpa q ue( Cf e le mpa quede b ee s t a rt o t a l me nt ee nc o nt a c t oc o ne ll í qui do .T a mb i é nde pe nde delmét ododelempaque( ens e c oohúmedo)ydelac omododelempaque.As í 2 pue s ,a la na l i z arl osv al or e sdeCf e nl aTa pa r aL=0 . 3 9Kg/s . m ,s eobs e r v a b l a5, unama y o rv a r i a c i ó ne nt r el o sda t o squee nl o so bt e ni do spa r aL=0 . 6 2Kg /s . m2, e nl aTa yt ambi énunma yorpr omedi odeCf .Es t ama y orde s vi a c i ó ndel o s b l a6 , val or esdeCf ,par aL =0. 39 ,daapensa rqueelempaqueno es t uvoenl as c o ndi c i o ne sdee v a l ua c i óndel agr á fic a6 . 3 4 ,o bt e ni dae ne ll i br oT r e y ba l ,pue s t odoelempaquenoes t uvoenc ont ac t oc onell í qui doaes efluj o.Delmi s mo modo,un fluj odel í qui domay or( L = 0. 62) ,daunapoc ades vi ac i ón enl os val or esdeCf .De bi do aque un ma yorfluj o de l í qui do pr oduc eun ma yor cont ac t oconelempaqueypore ndeunamej orc ondi ci óndeeval uac i ón.
CONCLUSI ONES
Sedemos t r óquel acaí dadepr es i ónaument aconelaument odelfluj odegas , pa r aunfluj odel í qui doc o ns t a nt e .De bi doal ar e duc c i ó nde lá r e adel as e c c i ó n t r ansver s all i breporl ar et enci ón dell í qui do en elempaquequegener a el aument odel fluj odegas . No s e pudo det er mi narl a di vi s i ón apr oxi mada del a zona dec ar ga y de i nunda c i ó n,pe r os is epue dea fir ma rq uee x i s t eunar á pi dape r di dadepr e s i ó na medi daqueaument aelfluj odegasyes t osepuedenot arapar t i rdeunfluj ode 3 g a sde6pi e/mi n. ElCf ,s e g únl al i t e r a t ur a ,de be r í ama nt e ne r s ec ons t a nt e .Aunquel osr e s ul t a dos de lpr e s e nt ei nf o r menopue de nb r i nda runaa fir ma c i ó nc e r t e r ade lpo r q uédel a v ar i a c i ó ndeCf ,s ís epue dea fir ma rq uel aope r a c i ó nr e a l i z a danoe s t ába j ol a s c o ns i de r a c i o ne sd a da se nl a sc o or de na da sd eEc k e r t ,pue se le mpa quenoe s t a b a t ot al ment een cont ac t oconell í qui doporunabaj amagni t ud enelfluj odel mi s mo.
I I I . EXPERI MENTO2
UNI
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA
DATOS
Datosdetemper atura: T a bl a7
Medi ci ón
Temper at ur a° C
Lí qui dodee nt r a da Lí qui dodes al i da Par e ds upe r i ordel aTor r e Par e di nf e r i ordel aTor r e Par t ei nf e r i ori nt e r nadel aTor r e Ga sdes a l i da Ambi e nt e
21 19 24 22 16 25 27
Datosdeoper aci ón: T a bl a8
L( l b/ h) G ( pi / e3mi n) 35
[ HCl ]Par aal i ment aci ón
[ HCl ]Par asal i da
1N
0. 1N
14
Datosdel adec oncent r aci óndeNH3: T a bl a9
ENTRADA SALI DA Vol umendemuest r a:5ml Vol umendemuest r a:10ml Muest r a Ti empo( mi n) HCl( ml ) Muest r a Ti empo( mi n) HCl( ml ) 1
2
3
5 10 15
0. 4 0. 2 0. 3
1
5
1.8
2
10
1.6
3
15
1.5
4
20
1.3
5
25
1.5
6
30
1.5
7
35
1.5
8
40
1.5
CÁLCULOS
Det er mi naci óndelequi l i bri o: Par aver i ficarqueelpr oces o hayal l egado ale qui l i bri o,l osvol úmenesdeHCl , medi dospar adet er mi narl aconce nt r aci óndeNH3 de b e nma nt e ne r s ec o ns t a nt e sal o l a r gode lt i e mpo .Es t os ep ue dec o no c e rc o nuns i mpl ea ná l i s i sdeda t o s : Gr áfic o3
UNI
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LOU II
DESORCIÓN GASEOSA VERIFICACIÓN DEL EQUILIBRIO 2
1.5
+Cl (l)
1
0.5
0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
T&'o (&*)
ElGr s a doe nl o sda t osdel aTa t r acl ar ament equeaunvol umen á fi c o3,ba b l a9,mues c o ns u mi dodeHClde1 . 5ml ,e lpr oc e s ohal l e g adoaa l c a nz a re l e qui l i br i o .
Det er mi naci óndel ascomposi ci onesdel osfluj osdee ntr adaydes al i da: En els i gui ent e es quema s e mues t r al asdenot ac i onesque s e manej an par a el de s a r r ol l odel osc á l c ul ose ne s t aex pe r i e nc i a .
UNI
L L" X" #"
G G" Y" $"
L L% X% #%
G G% Y%
%$FIQT
LOU II
UNI
DESORCIÓN GASEOSA
Denot aci ón
Magni t ud
L1
Fl uj odeLi qde lf o ndo
FIQT
LOU II
DESORCIÓN GASEOSA
L2 Ls G1 G2 Gs X1 x 1 X2 x 2 Y1 y 1 Y2 y 2
Fl uj odeLi qde lt o pe Fl uj oLi qi ne r t e F l uj odeGa sde lf o ndo F l uj odeGa sde lt o pe Fl uj oGa si ne r t e Rel ac i ónmol arenf ondo F r a c c i ó nmo l a re nf o ndo Re l a c i ó nmo l a re nt o pe F r a c c i ó nmo l a re nt o pe Rel ac i ónmol arenf ondo F r a c c i ó nmo l a re nf o ndo Re l a c i ó nmo l a re nt o pe F r a c c i ó nmo l a re nt o pe
Apa r t i rdel at s ede t e r mi nal ac o mpo s i c i ó nde lfluj ode ll í qui dodee nt r a dayl a a bl a9 c ompos i c i ónde ll í qui dodes a l i daques eo bt i e nee ne le qui l i br i o,l osr e s ul t a doss e mue s t r a ne nl as i gui e nt et a bl a : Ta b l a10
ENTRADA Vol umendemuest r a:5ml Muest r a HCl( ml ) Concent r . 1
0.4
0.080
2
0.2
0.040
3
0.3
0.06
0 . 0 6
Promedi o
Ta b l a11
UNI
FIQT
LOU II
Muest r a 8
UNI
DESORCIÓN GASEOSA SALI DAEN ELEQUI LI BRI O Vol umendemuest r a:10ml HCl( ml ) 1.5
Concent r . 0.015
FIQT
La sc o nc e nt r a c i one sdee nt r a days a l i das et r a ns f or ma naf r a c c i one syr e l a c i one s mol a r e s . Pa r at r a ns f or ma rf r a c c i one sar e l a c i one ss ee mpl e al os i gui e nt e : x X = 1 − x
Lo sr e s u l t a doss emue s t r a nac o nt i nua c i ó n: T a bl a1 2 Fr ac c i ónmol a re nf ondo Re l ac i ónmol a re nf ondo Fr a c c i ónmo l are nt ope Re l a c i one smol are nt ope
x1 X1 x2 X2
0 . 0 00 3 0 . 0 00 3 0 . 0 01 1 0 . 0 01 1
Port r a ba j a rc o ns o l uc i one sdi l ui da s ,l a sr e l a c i one smol a r e syl a sf r a c c i one smol a ss on muys i mi l a r e s ,quepr á c t i c a me nt es epo dr í a nc o ns i de r a ri gua l e s . Sepr ocedeconelcambi odeuni dadesdelfluj odegasdeent r adaal acol umnaas í mi s mos ec a l c u l ae lfluj omo l a rs upe r fic i a ldega s .Lo sda t o sne c e s a r i o ss et o ma nde a b l a1y8. l at
G( pi / e3mi n)
G1’( mol es / s . m2)
G1 ( mol es/ s)
1 4
0 . 2 7
3 3. 3 35
S ec a l c ul a ne lfluj odeg asi ne r t eporme di odel as i gui e nt ee c ua c i ónyl osda t osdel a t abl aa nt e r i or . Gs = G1 * (1 − y1 )
Dadoquel ac omposi c i óndeNH3 e nl ae nt r a dadea i r ee snul a( y=0 ) Gs =
G1 =
0.270 mol/s
Elfluj odel í qui dodeent r adaes35l b/hor ays umas amol ec ul arapar ent ede17. 99 g/mo l ,de t e r mi na dapo rl as i gui e nt ee c ua c i óne s : M Sol = ( x * M ) NH + ( x * M ) H O 3
2
Elc á l c ul oa nt e r i orp e r mi t ede t e r mi na re l fluj odel í qui doques a l edel ac ol umnaye l fluj odei ne r t ee nl a ss i gui e nt e suni da de s : Ls = L2 * (1 − x2 )
L2
L2’
Ls 0 . 2 4 4 7 mol /s
0. 24 50mol /s 30 . 21 9mol /s. m2
Pa r ade t e r mi na rl ac o mpo s i c i ó nfina ldea mo ni a c oal as a l i dade lg ass er e a l i z aun ba l a nc edema t e r i a ,da dporl as i gui e nt ee xpr e s i ón: Gs * ( Y 1 − Y 2 )
=
Ls * ( X 1 − X 2 )
y2 Y2
Fr ac c i ónmol a re nt ope Re l ac i ónmol a re nt ope
0 . 00 074 1 0 . 00 074 2
De lb al a nc ed ema t e r i apa r ae lg as , po de mo so bt e ne rl o sv a l o r e sdeG2yL1
G2
L1
0 . 2 70 5mol /s
0. 244 8mol /s
CurvadeOper aci ón De lb a l a nc ed ema s as epue dede s pr e nde rl as i g ui e nt ee x pr e s i ó n: Y =
−
Ls
Gs
* X 1
+
Ls Gs
* X
Re e mpl a z a ndol o sva l or e sdel o sfluj osi ne r t e ss eob t i e ne : Y=0 . 9 0 5 6 X–0 . 0 0 0 2 4 7 Par a hal l arl ac ur va deequi l i br i o a 17° Cs et oman l osdat osde l a Tabl a de s o l ubi l i da de sye qui l i br i ode lma nua ldeI ng.Quí mi c odeP e r r y :
S ee va l úa nl a st e mpe r a t ur a se nt r e1 0y2 0 ° C,s epa s a nl o sda t o saf r a c c i o ne smo l a r e s . Luegos ei nt er pol apar aunat emper at ur ade17° C.Losr es ul t adoss emues t r ana c ont i nua c i ón: x
y* a 10°C
y* a 20°C
y* a 17°C
0. 031 7
0. 014 8
0. 023 8
0. 0 211
0. 042 3
0. 021 1
0. 032 7 0. 02922
0. 052 9
0. 025 1
0. 041 7 0. 03672
0. 079 4
0. 039 3
0. 065 7 0. 05778
S et r a ns f or maar e l a c i ó nmo l a r : X
Y* a 17°C
0.0000
0
0.0327
0.021555
0.0442
0.0301
0.0559
0.03812
S egr a fic al ac ur v adee qui l i br i oj unt oc o nl ar e c t adeope r a c i ón:
C,-. 0' E1,&l&2-&o $ L&*' 0' o'-3&o* 0.03
67 " 1.026 8 0 0.02 R#%' # O(#&')$
C/&' # E9/*&) 1!C
0.02
Y 0.01
L$#'& C/&' # E9/*&) 1!C7
0.01
0 0
0.01
0.01
0.02
0.02
0.03
X
Pa r ade t e r mi na rl ape ndi e nt edel ac u r v adee q ui l i b r i os et o mal apo r c i ó nab a j a s c o nc e n t r a c i o ne s ,di c h ape ndi e nt es emue s t r ae ne lgr á fic oant e r i or( m=1 . 0 2 1 6)ys e e mpl e apa r al osc á l c ul ospos t e r i or e s .
Cál cul odelnúmer odeuni dadesdet r ansf er enci adel af asel í qui da( Nt og)
Del as i gui e nt ef o r mul a
A
=
Ls m * Gs
Dedonde:
Ree mpl azando: Entonces
A=0. 8864
NTOG =2. 2905
Cál cul odel aal t ur agl obaldeunauni daddet r ansf er enci adel af asel í qui da(H ) t OG Set i e nededa t o:
Z=1. 1 0m
S es a b eque : Ree mpl a za ndodelr e s ul t a doa nt e r i or :
HTOG =0. 48m
yt a mb i é n: G´=3 3 . 3 3 5mo l /s . m2
S es a b eque :
Ent o nc e sKya=69. 41mol /m3. s
a ) Me t o doa na l í t i c o( T r e y ba l l ) H tOL
=
H tL
+
L mG
H tG
(1 − y ) iM (1 − x ) M *
b)Cál c ul odeHt L, s e gúnl ae c uac i óndeShe r woodyHal l i da y: ( e c .67 1 )
H tL
= φ L µ
L
n
Sc
0.5
Re e mpl az ando :
HTL =0 . 0 0 6 4
c) Cál cul odeHt G,s egúnl aecuaci óndeFel l i nger : β 0. 5 α G ' ScG H tG
=
γ
L'
S et i e neque : α = β =
0.62
0.45
γ =
0.47
Ent onc e s : HTG =0 . 1 2 3 0m No t a :P ar anue s t r os i s t e maNH3 a i r e a g ua ,e lNúme r odeS c h mi t h( S c )del a c o r r e l a c i ónnos ede bee mpl e a r , e sde c i rS c =1
Cál cul odel aal t ur adeunauni daddet r ansf er enci adel af asel í qui daVi vi any Whi t ney( H ) TL H TL
= 0.0848 * L
0.18
Del af ormul a Set i e ne : L=543. 94g/m2. s HTL =0 . 3 3 1 8m H TOG
=
H tG
+
mG L
H tL
Tambi én:
Ent onc e s : z = H tOG
*
HTOG =0. 497 4m
N tOG
Del ar e l a c i ón:
E n t o n c e s : ConVi vi a nyWhi t ne y:
Z=1 . 1 39 3m De s v i a c i ó nde3 . 5 7 %
ConS he r woodyHa l l i da y
Z=0 . 2 98 4m De s v i a c i o nde7 2 . 8 8%
DI SCUSI ÓN DERESULTADOS
Lasconcent r ac i onesdeamoni acoen ell í qui do al as al i das ecal cul ar on de a c ue r doal a st i t ul a c i o ne sr e a l i z a da sc o nHClc a da5mi nut o sde s dee li ni c i ode l aope r a c i ó nha s t ae lfina ldel ami s ma .La sc o nc e n t r a c i o ne sd eamo ni a c oe ne l a guar e s u l t a r o ns e rc o ns t a nt e sapa r t i rde lmi nut o2 5 ,po rl ot a nt oy anoha bí a t r a ns f e r e nc i adema s ayl aope r a c i óna l c a nz oe le qui l i br i o. La sr e l a c i o ne smo l a r e so bt e ni da sapa r t i rdel a sf r a c c i o ne smo l a r e sf ue r onmuy ce r ca nasdebi doaqueset r abaj óconunas ol uci óndi l ui dadeamoni ac oyl as r e l a c i o ne smo l a r e ss epue de na pr o x i ma ral a sf r a c c i one smo l a r e s . Lo sfluj o sdega syl i qui doi ne r t e s(GsyLs)s ea pr o x i ma nb a s t a nt eal o sfluj o s degasyl í qui doquei ngre s anys al endel acol umna,es t os edebenuevament ea ques et r abaj óc onunac onc ent r ac i ónbaj adeamoni ac oqueeselc omponent e ques et r a ns fie r edel af a s el i qui daal af a s ega s e os a . Ene lgr á fic os eo bs e r v aquel al í ne adeo pe r a c i ó ns eu bi c aporde ba j odel ac ur v a dee qui l i br i o ,c umpl i é ndo s el omi s moquedi c el al i t e r a t ur ac o nr e s p e c t oal a r e c t adeope r a c i ó ndeunade s o r c i ó n.T a nt ol ac ur v adee qui l i br i oyl al í ne ade o pe r a c i ó nf ue r onhe c h ase nba s ear e l a c i one smo l a r e s . Lape ndi e nt edel ar e c t adeope r a c i óne s1 . 0 2 16 ,l ac ua lr e pr e s e nt al ar e l a c i ón Ls /Gsqueesunpar ámet r odeoper ac i ónqueals ermenoral apendi ent edel a c ur v adee qui l i br i o( 0 . 8 9 4 2)i ndi c aquel aope r a c i ó ns er e a l i z ac o nl o sfluj o s adecuados. Elc á l c ul odel a suni da de sdet r a ns f e r e nc i as er e a l i z óe nl af a s ega sut i l i z andoe l Nt ogpue s t oquee ls o l ut oe nf a s el i qui das et r a ns fie r eal af a s eg as e o s a . Elv al ordeNt o gf uec a l c ul a dout i l i z a ndol af o r mas i mpl i fic a dapa r as o l uc i o ne s di l ui da syl al e ydehe nr y .Conoc i e ndoe s t eva l oryl aa l t ur ar e a lde lr e l l e nos e det er mi nó elval orde Ht og y porende elval ordelc oefic i ent e gl obalde t r a ns f e r e nc i adema s adel af a s eg as e os a( Ky a)ye lr e s u l t a dof ue6 9. 4 1mo l /m3s . Elv a l o r de Ht gf ue c a l c u l a do ut i l i z a ndo l ac o r r e l a c i ó n de f e l l i ng e rc o n c o ns t a nt e sq uede pe nde nde lt i poder e l l e noyl o sfluj osdeg asyl í qui do .
Laa l t ur ader e l l e noc a l c ul a daut i l i z a ndol ac o r r e l a c i óndef e l l i ng er( Ht g)yl a c o r r e l a c i ó ndeVi vi a nyWhi t ne y( Ht l )a r r o j ounr e s ul t a domá sa pr o x i ma doal a a l t ur ar e a lq uee lr e s ul t a dodee s t eut i l i z a ndol ac o r r e l a c i ó n deS he r wo od y Ha l l i da ypa r ae lc á l c ul odeHt l . % des vi aci óndeZ( Vi vi anyWhi t ney)=3. 57% % des vi aci óndeZ( s her woodyHal l i day)=72. 88%
CONCLUSI ONES
Ele qui l i br i os ea l c a nz óa lmi nut o2 5dei ni c i a dal ao pe r a c i óndede s o r c i ó n,po r l oq ueapa r t i rd ee s emo me nt ol a sc o nc e n t r a c i o ne spe r ma ne c i e r o nc o ns t a nt e sy y anoha b í at r a ns f e r e nc i adema s a . La sf r a c c i o ne smo l a r e ss ea pr o x i ma nal a sr e l a c i o ne smol a r e sc u andos et r a ba j a n con s ol uci onesdi l ui das ;as i mi s mo l osfluj osdei ner t esLsy Gst ambi én s e a pr o xi ma nal o sfluj o sdee nt r a days a l i dadel í qui doyg asr e s p e c t i v ame nt e . Enunade s o r c i ó nl al í ne adeope r a c i ó ns ee nc u e nt r apo rde b a j odel ac ur v ade e qui l i br i oye s t oi ndi c aquel osfluj osdel í qui doyga sques ee s t á nut i l i z a ndos o n l osc or r e c t os . S il ar e c t adeope r a c i óns ei nt e r s e c t aenunpunt oc o nl ac ur v adee qui l i br i o,l a pe ndi e nt edee s t ar e c t ade t e r mi nal ar e l a c i ó nmá x i madeLs /Gsypo rl ot a nt oe l fluj omí ni modeg asi ne r t eaut i l i z a r . Lac ur v adee qui l i br i ode ls i s t e maai r e a moni a c oa guas er e a l i z ae nba s eal al e y deHenrydebi doaquel apr es i ón det r abaj oesl os ufici ent ement ebaj apar a s uponerquel af as egasesungasi dealyelamoni acopr es ent ecomos ol ut oes muydi l ui doe nl af a s el i qui da . Elnúme r odeuni da de sg l o ba l e sd et r a ns f e r e n c i ade lg a sNt o gyl aa l t ur adeuna uni dadgl obaldet r ans f er enci ademas aHt ogs eca l cul anapl i ca ndol al eyde Henryal asecuaci onesgener al espues t oquees t emodel or epre s ent anues t r o s i s t e ma . Pa r anue s t r os i s t e maypa r al a sc o ndi c i one sdeope r a c i ó nc o nl a sques et r a ba j ó l ac o r r e l a c i ó ndeVi v i a nyWhi t ne ypa r ae lc á l c u l odeHt le smá sa de c u a daquel a c o r r e l a c i ó ndeShe r wo odyHa l l i da y ,pue s t oquec o nl apr i me r ac o r r e l a c i ó ne l r e s u l t a dodel aa l t ur ade lr e l l e nos ea pr o x i mómuc hoa lv a l o rr e a ldel aa l t ur a mi e nt r a sq uec o nl as e g undac o r r e l a c i ó ns eo bt uv ounv a l o rmá sa l e j a do .
I V. BI BLI OGRAFÍ A
R.E.T r e y ba l /T r a ns f e r e nc i adema s a /2 °Edi c i ó n/Edi t o r i a lMc Gr a w Hi l l /Ca p. 6 ,Pá g.2 1 32 2 4. /Ca p. 1 0 ,Pá g.3 0 83 4 3 C. J .Ge a nk opl i s /Pr o c e s o sdeT r a npor t eyOpe r a c i o ne sUni t a r i a s /3 °Edi c i on/ Ca p. 1 0 ,pá g.6 9 8 7 0 6 . Ro be r tH. P e r r y /P e r r y ’ sChe mi c a l Eng i ne e r s ’Ha ndb oo k/7 °Edi c i o n/Edi t o r i a l Mc Gr awHi l l /Tabl a2123.
