A que se deben las Habilidades gerenciales

ABSORCIÓN

Se desea limpiar una corriente de gas para cumplir con las normas ambientales de calidad de emisiones gaseosas. El gas de entrada (AIRE) puede estar Contaminado con H2S. Las concentraciones son de 1.5% molar a la entrada y de 0 molar a la salida. El flujo de gas global a la entrada es de 3600 kg/hr. La temperatura del sistema es de 25°C y la presión igual a 1 atmósfera. La eficiencia operativa del sistema es de 30 a 35. Determinar el número de etapas teóricas necesarias para resolver las condiciones de ambos problemas.

T= 25°C P=latm

CONTAMINANTE H2S[pic 1]

•    CONCENTRACIÓN (%) DE LOS COMPONENTES EN LA MEZCLA DE AIRE

El aire es una mezcla de Nitrógeno (79%) y Oxígeno (21%) moleculares, entonces, tomando en cuenta que en la mezcla aire-H2S el aire tiene una concentración de [AIRE]= (100-1.5) %M = 98.5%, tenemos que:

N2=79        100%

     X-------- 98.5%

X = 77.815

O2 = 21        100%

     X----------98.5%

X = 20.685

•    DETERMINACIÓN DE MOLES TOTALES DE GAS EN LA MEZCLA.

Después de conocer la concentración porcentual de cada componente gaseoso, debemos involucrar el peso molecular de cada uno de ellos para obtener la cantidad de moles totales en la mezcla gaseosa.

PM= (moles de N2 x concentración de N2) + (moles de O2 x concentración de O2) + (moles de H2S x concentración de H2S)

PM = 28 Kg /kgmol (0.77815)+ 32 Kg/ Kgmol (0.20685)+ 34 Kg/ Kgmol (0.015) PM = 28.9174 Kg/ Kgmol (mezcla de gas)

N=W/PM

N= 3600 Kg/hr /28.9174 Kg/Kgmol

N= 124.49 Kgmol/hr.

•        MOLES DE CADA COMPONENTE

Si conocemos la cantidad de moles totales, para cada componente de la mezcla debemos tomar en cuenta su concentración para así saber la cantidad real de moles de cada uno presentes.

M = moles totales x concentración del componente

N2 = 124.49 (0.77815) = 96.872 Kgmol/hr

02 = 124.49 (0.20685) = 25.751 Kgmol/hr

H2S = 124.49 (0.015) = 1.86735 Kgmol/hr

•        MOLES DE AIRE QUE SALEN.
Dado que el gas inerte es el aire:

Maire = MN2 +MO2

Maire= 96.872kgmol/hr + 25.751kgmol/hr

Maire = 122.623 kgmol/hr

Esta cantidad es sólo si la mezcla estuviera al 100%, pero está al 99.995%

(concentración total - concentración de salida); por lo tanto, debemos hacer su equivalencia correspondiente:

122.623kgmol/hr ------- 98.5 %

X -------------------- 100 %

X = 124.49 kgmol/hr de gas inerte que salen

•        CONCENTRACIÓN (%) DE LOS COMPONENTES DEL GAS INERTE QUE SALE.
Debemos tomar en cuenta las proporciones de cada componente en el aire pero como
la salida es cero entonces la cantidad de aire que entra es la que sale:

N2 = 79 -------- 100 %        O2 = 21 ........ —100%

X = 79        X = 21

•    MOLES TOTALES QUE SALEN.

Esto equivale a la sumatoria de moles de aire + moles de H2Sque salen:

MT=122.623kgmol/hr + 1.867 kgmol/hr = 124.49 kgmol/hr

•        MOLES DE CADA COMPONENTE QUE SALEN.

Si conocemos la cantidad de moles totales que salen, para cada componente de la mezcla debemos tomar en cuenta su concentración para así saber qué cantidad realmente de moles de cada uno salen:

M= moles totales x concentración del componente

N2 = 124.49 (0.79) = 98.347 Kgmol/hr

02 = 124.49 (0.21) = 26.143 Kgmol/hr

H2S= 1.867 (0) = 0   Kgmol/hr

Moles que salen = (98.347+26.143) = 124.491kgmol/hr

•        MOLES ABSORBIDOS DE H2S

Los moles de H2S que se absorben durante el proceso equivales a la cantidad de H2S que entra menos la que sale:

MH2s= (1.867 - 0) Kgmol/hr =1.867 kgmol/hr de H2S absorbidos.

•        SOLUBILIDAD DEL H2S EN EL AGUA.

De acuerdo a tablas de solubilidad la del H2S en agua equivale a 0.3375 grs H2S por cada 100 grs de H2O.

•        FLUJO DE H2S.

n= W/PM

W = n*PM = (1.867Kgmol/hr)(34Kg/Kgmol) = 63.478Kg/hr de H2S.

•        AGUA REQUERIDA PARA LA ABSORCIÓN.
De acuerdo a los datos obtenidos de solubilidad:

0.3375 grs de H2S -------------100 grs de H2O[pic 2]

   X grs de H2S ---------- 1000 grs de H2O   X= 3.375 grs de H2S = 3.375 x 10-3 kg de H2S

[pic 3]

3.375 x 10-3 kg de H2S------------ 1 lt  de H2O

63.478      Kg de H2S------------- X de H2O    X= 18,808.29 lt de H2O/Hr necesarios

GAS Y LÍQUIDO REQUERIDOS POR UNIDAD DE TIEMPO (seg) PARA EL PROCESO.

[pic 4]

[pic 5]

•    CÁLCULO DEL NÚMERO DE PLATOS TEÓRICOS.

DATOS:

X0    =   0        Y1   = 0

YN+1 =   0.015

 5.22 Kg /seg  [pic 6]

*por conveniencia los datos de agua se presentan en Kg tomando en cuenta su densidad.

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

APLICACIÓN DE LA LEY DE KREMSER PARA LA OBTENCIÓN DE LA CANTIDAD DE PLATOS TEÓRICOS.

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