BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA INGENIERIA QUIMICA APLICADA IX ABSORCION Profesor: Dr Edgar Ayala Herrera

INTRODUCCION La absorción es una operación unitaria en la cual se disuelve en un liquido 1 o mas componentes solubles de una mezcla gaseosa. Esta operación se lleva acabo de manera continua en equipos llamados torres o columnas. Las torres pueden ser empacadas o de platos. La corriente gaseosa se introduce por la base de la columna y sale por el domo, y la corriente liquida se alimenta por el domo y sale por la base.

ABSORCION OBJETIVO Eliminación de solutos de una solución gaseosa. VARIABLES DE PROCESO Concentración, flujo, presión, temperatura. EQUIPO Torres empacadas, Torres de platos. OBJETIVO Eliminación de solutos de una solución gaseosa.

TORRES DE ABSORCIÓN EMPACADAS Para el diseño de torres empacadas es importante determinar tanto la altura como el diámetro necesario para la separación. Además se deben definir otros factores como el tipo de empaque más adecuado para la torre, el material de construcción tanto de la torre como del empaque. En las torre de absorción empacadas se busca principalmente el establecimiento de una gran interfase a fin de poner en contacto intimo las fases liquida y la fase gaseosa. Las torres empacadas se usan en contacto continuo a contracorriente. El liquido se distribuye en el empaque y desciende a través de él exponiendo una gran superficie de contacto con en gas.

Definiciones Acanalamiento: es cuando el liquido se va hacia las paredes de la torre, debido a una mala distribución del liquido. Punto de carga: es el punto el que la retención del liquido comienza a aumentar. Inundación: es cuando el liquido lleva mayor velocidad que el gas y por la tanto la torre se inunda.

PARTES DE UNA TORRE EMPACADA Salida del gas Distribuidor del liquido Sujetador del empaque Cubierta o coraza Empaque al azar Redistribuidor del liquido Soporte del empaque Entrada del gas Salida del liquido Entrada del liquido Partes básicas: Coraza. Distribuidor de liquido. Empaque. Soporte para empaque.

Partes de la columna Sulzer packing 1 in various types and different materials Support grid 2 for the packing Liquid collector 3 Feed pipe 4 to distributor Liquid distributor 5 mounted on locating grid Locating grid 6 Steam inlet pipe 7 Column sump 8 Circulation pipe 9 to reboiler Skirt 10 Anchorage 11

Instalación Installation of packing

The packing is fitted inside the column sleeves at the preassembly site Inspecting packings after installation

The column sleeve is lowered into the column with two cranes The column sleeve is lowered into the column with two cranes. Weight: 100 tons. Installation of the liquid distributor

ALTURA Y DIAMETRO DE UNA TORRE Para calcular la altura de una torre se toma en cuenta la siguiente ecuación: dY__ Y – Y* Altura de la unidad de transferencia. Numero de unidades de transferencia. Z = HOG * ∫ Podemos obtener HOG utilizando la correlación generalizada de Billet y Schultes. El numero de unidades de transferencia se obtiene a partir del método de integración numérica.

EMPAQUES Reciben el nombre de empaques las piezas que se colocan dentro del equipo y que se utilizan para aumentar el área interfacial. En general un buen empaque debe cubrir las siguientes especificaciones: Proporcionar una gran superficie interfacial entre el liquido y el gas. Debe de ser químicamente inerte. Su estructura debe permitir un fácil manejo e instalación. Bajo costo.

Los diferentes tipos de empacado que se manejan en la industria se pueden clasificar en dos grandes grupos: Al azar y en forma regular (ordenados). En el empaque al azar, este se coloca en el interior de la torre sin ningún arreglo en particular, por el contrario el empaque regular se coloca siguiendo un patrón determinado. Los diferentes tipos de materiales con los que se fabrican los empaques son: cerámica, plástico, metal.

TIPOS DE EMPAQUE Los mas comunes son: Anillo Rascing Anillo Lessing Anillo Pall Anillo Partición Silla Berl Silla Intalox Tellerete

EMPAQUES ESTRUCTURADOS

Redistribuidores de líquido Se colocan con el objetivo de evitar el fenómeno de acanalamiento (cuando el liquido se va hacia las paredes ) Son necesarios por cada 3 ó 6 metros de relleno para recoger el líquido que baja por las paredes, y volver a distribuirlo.

Platos de soporte Cuerpo de la torre (Coraza) Además de soportar el peso del relleno, los platos de soporte deben de estar diseñados para permitir un flujo del líquido y del gas. Ejemplo de plato de soporte tipo rejilla. Cuerpo de la torre (Coraza) Esta puede ser de metal, vidrio, plástico, metal cubierto de plástico o vidrio, u otro material, según las condiciones de corrosión.

Factores que determinan la selección entre una columna de platos y una columna empacada Factores económicos Eficiencia de contacto Sí el diámetro de la columna de destilación es menor a 2 ft resulta más económico si es empacada

Calculo del diámetro de una columna de relleno En una torre de absorción se tratan 800 m3/h de una mezcla amoniaco-aire de composición 4% en mol de NH3 a 20ºC y 1 atm. El agua entra pura por la parte superior. Calcule el diámetro de la torre si la velocidad del gas es 60% de la de inundación y la relación masica entre el flujo de gas y del liquido (L/G)=1. Su utiliza relleno de anillo Rashing de cerámica de 1 in. Agua Aire + NH3 Agua + NH3 Aire + NH3

Calculamos la densidad del gas solución Propiedades: Densidad del liq. = 998 Kg/m3. Viscosidad del liq. = 1.002 cp. Características del empaque: De tabla 6.3 Características de los empaques aleatorios (Treybal). ap= 190 ε = 0.73 Calculamos la densidad del gas

En donde las variables empleadas son: L = flujo de líquido (kg/h) Buscamos este valor en la grafica de Lobo, y obtenemos el siguiente valor En donde las variables empleadas son: L = flujo de líquido (kg/h) G = flujo de gas (kg/h) ρG = densidad del gas (kg/m3) ρL = densidad del líquido (kg/m3) (a/e)= superficie específica del relleno (m2/m3) que es un valor especifico para cada tipo de relleno. g= aceleración de la gravedad (1.27·108 m/h2) µL = viscosidad del líquido (cp).

Sustituyendo todos nuestros datos

Convertir el flujo volumétrico a flujo masico

GRAFICA DE LOBO

GRACIAS