Cálculo de los equivalentes
nose quimTarea15 de Junio de 2022
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[pic 1][pic 2]
El diagrama de flujo se presenta en la figura y las reacciones químicas que tienen lugar son:
Carga: donde .[pic 3][pic 4]
Regeneración: [pic 5]
Intercambiador aniónico:
Carga: [pic 6]
Regeneración: [pic 7]
Intercambiador catiónico de hidrógeno No. 2:
Carga: [pic 8]
Regeneración: [pic 9]
Diseño del intercambiador catiónico No. 1 de hidrógeno
Se calculan los equivalentes de los iones metálicos a separar.
Concentración iónica | Peso equivalente | meq/L |
[pic 10] | [pic 11] | [pic 12] |
[pic 13] | [pic 14] | [pic 15] |
[pic 16] | [pic 17] | [pic 18] |
Total= 2.0849 |
Se determina la cantidad total de equivalentes/día a separar.
[pic 19]
Se calcula la cantidad total de resina requerida sobre la base de 2.5 eq/L de resina y 6 días de funcionamiento entre regeneraciones.
[pic 20]
Se elige una columna de 1 m de diámetro y se calcula la profundidad necesaria de lecho de resina.
[pic 21]
[pic 22]
Dejando un 50% de espacio libre para la expansión del lecho en el lavado ascendente, la altura de la columna es:
[pic 23]
Si se utilizan dos columnas en serie, cada una de 2.15 m de altura, con una profundidad de lecho por columna de 2.8668/2 = 1.4334 m (espacio libre, 0.7167 m en cada columna; relación, 2.15/1.4334 = 1.4999).
Se calcula el consumo de regenerante. Tal como se indica el regenerante es una solución de H2SO4 al 5% y se requieren . [pic 24]
La cantidad de H2SO4 requerida es:
[pic 25]
[pic 26]
Cálculo del consumo de agua de lavado. Se necesitan 4.6 L de agua de lavado por cada litro de resina.
[pic 27]
Diseño del intercambiador aniónico
El ácido crómico (H2CrO4) que pasa a través de la unidad catiónica se separa en la unidad aniónica que se diseña como sigue.
El cromo total separado por día (como CrO3) es
[pic 28]
Cálculo de la cantidad de resina. Bases: y 6 días de funcionamiento entre regeneraciones.[pic 29]
[pic 30]
Se elige una columna de 1 m de diámetro y se calcula la profundidad necesaria de lecho de resina.
[pic 31]
[pic 32]
Dejando un 50% de espacio libre para la expansión del lecho en el lavado ascendente, la altura de la columna es:
[pic 33]
Si se utilizan cuatro columnas en serie, cada una de 3 m de altura cada una (3x4 =12), y conteniendo cada una 7.3665/4 = 1.8416 m ≈ 2 m de resina (espacio libre, 1 m en cada columna; relación, 3/2 = 1.5).
Se calcula el consumo de regenerante. El regenerante es una solución al 10% de NaOH y se necesitan . Los Kg de NaOH necesarios son:[pic 34]
[pic 35]
[pic 36]
Cálculo del consumo de agua de lavado. Se necesitan 13.4 L de agua de lavado por cada litro de resina.
[pic 37]
Diseño del intercambiador catiónico en forma hidrógeno No.2
El ácido crómico (H2CrO4) se recupera del regenerante agotado que abandona el intercambiador aniónico (que contiene Na2CrO4) pasándolo a través del intercambiador catiónico. Tal como se calculó en la etapa 4 del diseño del intercambiador aniónico, se necesitan 433.9285 Kg de NaOH.
Cálculo de los equivalentes de hidróxido sódico a separar por el intercambiador catiónico.
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