OPERACIONES DE SEPARACIÓN MECÁNICA TORRE DE PARED MOJADA OPERACIONES DE SEPARACIÓN MECÁNICA

INTRODUCCIÓN En la industria los procesos implicados en operaciones de transferencia de masa son de gran importancia, constituyendo el 50% de capital invertido en equipos donde llevar a cabo dichas operaciones. Existe un gran número de operaciones industriales en las que se ponen en contacto una fase líquida con otra gaseosa, produciéndose el transporte de materia en ambas. Una de estas es la Torre de Pared Mojada

Torre de Pared Mojada Una torre de pared mojada es esencialmente un tubo vertical con dispositivos para admitir líquido en su parte lateral superior y provocar un flujo descendente del mismo a lo largo del interior del tubo por efecto de la gravedad, así como admitir gas por el interior del tubo, fluyendo a través del tubo en contacto con el líquido. En general el gas entra por el fondo de la torre y fluye en contracorriente con el líquido, pero también puede operarse en paralelo.

En una torre de pared mojada, el área intersticial es conocida, excepto por lo que respecta a algunas complicaciones debidas a la formación de ondulaciones, y además no hay fricción de forma. Una película delgada de líquido que desciende por el interior de un tubo vertical, con el gas que fluye a contracorriente o a corriente paralela, constituye una torre de paredes mojadas. Estos aparatos se han utilizado para estudios teóricos de transferencia de masa, debido a que la superficie interfacial entre las fases se mantiene fácilmente bajo el control y puede medirse.

Utilización: Determinar coeficientes de transferencia de masa gas/líquido. Calcular el diseño de las torres de absorción. Dichos coeficientes forman la base de las correlaciones usadas para desarrollar torres de relleno.

Aplicaciones Industriales Industrialmente se han utilizado como absorbedores para ácido clorhídrico, en donde la absorción va acompañada por una gran evolución de calor (exotérmica). En este caso la torre de pared mojada está rodeada por agua fría que fluye rápidamente. La caída de presión del gas en estas torres es probablemente menor que en cualquier otro aparato de contacto gas-líquido, para un conjunto dado de condiciones de operación.

Experimentos a nivel laboratorio El sistema elegido para el experimento es la absorción de oxígeno en agua libre de oxígeno. En este sistema, la solubilidad y la entalpía de solución son pequeñas, y al saturar el aire de entrada con agua, se eliminan los efectos de humidificación. De esta forma, es posible mantener condiciones razonablemente isotérmicas en toda la columna. El procedimiento experimental permite calcular una relación de ley de potencia y la comparación de ésta con las relaciones publicadas, tales como: para diversos caudales de oxígeno (en forma de aire) es posible determinar una ley de potencia y compararla con los valores publicados.

Descripción Los componentes del sistema están montados en un bastidor de suelo de acero pintado. La columna de pared mojada es una columna de vidrio con secciones de entrada y salida de agua, y está montada sobre cardanes con el fin de asegurar su verticalidad. La columna de desoxigenación tiene un tamaño global similar al de la columna de pared mojada, y está situada en posición vertical junto a aquélla. Al lado de las columnas hay una consola de control con caudalímetros, controles de bomba y analizador de oxígeno. Entre las columnas hay dos alojamientos especiales, que contienen las sondas de análisis de oxígeno que monitorizan el contenido de oxígeno en el agua que entra y sale de la columna de absorción.

El aparato utiliza como medio de trabajo agua, contenida en un tanque de almacenamiento en la parte de atrás de la unidad. Las bombas que suministran agua al desoxigenador y la columna de absorción están situadas en la base de la unidad. Durante la operación, el agua es asperjada con nitrógeno en el desoxigenador antes de entrar por la parte superior de la columna de pared mojada. Una bomba de aire integral tipo diafragma bombea aire en la base de la columna. El aire asciende por la columna, entregando el oxígeno al agua. El oxígeno disuelto en la entrada y la salida puede medirse en rápida sucesión. El agua se drena al tanque de almacenamiento para su reciclaje al desoxigenador.