DESORCIÓN

ÍNDICE

I. ÍNDICE

II. OBJETIVOS

III. OPERACIÓN UNITARIA: “DESORCIÓN” - MARCO TEÓRICO

A. CONCEPTOS DE DESORCIÓN GASEOSA

B. DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN

C. TIPOS

IV. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE DESORCIÓN

A. PARTES DEL EQUIPO

V. DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA DE OPERACIÓN DEL EQUIPO

A. FUNCIONAMIENTO

B. PROCEDIMIENTO OPERATIVO

C. EQUIPOS INDUSTRIALES

VI. APLICACIONES INDUSTRIALES

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIÓN

INTRODUCCION

En el presente laboratorio trataremos sobre la OU DESORCIÓN, que es de gran utilidad para separar gases de líquido tratando de llegar a la mayor pureza posible gas tanto como del líquido y eso como veremos en este informe pasa por el tamaño del equipo que usamos para la OU y que tampoco depende de las veces que repitamos el proceso sino que de una serie de variables a tener en cuenta a la hora de operar con esta OU.

Analizaremos el equipo en el que se trabajó en el laboratorio; la Desorción se realiza en las denominadas torres o columnas, que son recipientes cilíndricos esbeltos, en posición vertical y en cuyo interior se incluyen dispositivos como bandejas o lechos de relleno (anillos Rasching). Generalmente, el gas y el líquido fluyen en contracorriente por el interior de la torre, cuyos dispositivos promueven el contacto entre las fases y el desarrollo de la superficie de interfaz a través de la cual se producirá la transferencia de materia.

II. OBJETIVO

 Adquirir los fundamentos teóricos básicos del proceso de desorción.

 Conocer el funcionamiento de las torres empacadas, describiendo el equipo y la operación unitaria vinculada.

 Conocer las condiciones existentes de operación del equipo por medio de la prueba de desorción con una solución amoniacal y las características de la solución final.

 Conocer las aplicaciones que tiene esta operación en la elaboración de productos comerciales.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

OPERACIÓN UNITARIA: “DESORCIÓN”

Es una operación unitaria en la cual se pone en contacto una corriente liquida con una corriente gaseosa, con el fin de realizar la transferencia de uno de los componentes de la corriente liquida a la corriente gaseosa. Como puede verse es la operación contraria a la absorción, la diferencia es únicamente la dirección en la cual ocurre la transferencia de masa. Generalmente, esta operación sólo se utiliza para la recuperación o eliminación del soluto. Una buena separación de solutos entre sí, exige técnicas de destilación fraccionada.

A. CONCEPTOS BÁSICOS

Caída de presión en una columna empacada: Carga e Inundación

En cualquier tipo de torre empacada funcionando en contracorriente, con flujo de líquido constante y flujo de gas variable, la caída de presión es proporcional a la raíz cuadrada del flujo másico del gas. En la fig. 1 se grafica el flujo de gas vs la caída de presión con el flujo de líquido como parámetro.

Notar que el flujo constante del gas, un incremento en el líquido va acompañado por un incremento en la caída de presión. De manera semejante, a flujo constante de líquido, un incremento en el flujo de gas, es también acompañado por aumento en la caída de presión hasta que se alcanza la inundación. La forma de la curvas de la fig. 1 es idéntica para todos los empaques y sistemas. Algunos investigadores tratan tales curvas como dos distintas rectas, interpretando el punto de cambio en pendiente como “punto de carga”. En la fig. 1 se observa la existencia de tres zonas: (1) Zona donde no se presenta interferencia entre gas y líquido, lo cual ocurre a flujos bajos; (2) Zona de “carga” (interferencia media), a flujos superiores; (3) Zona de inundación (violenta interferencia), a muy altos flujos. No es práctico operar una torre inundada; la mayoría de las torres opera justamente por debajo o en la parte inferior de la región de carga.

Caída de presión con una sola Fase Circulante.

Cuando solo en el lecho, la caída de presión debido a un único fluido que circula a través de un lecho de sólidos empacados está razonablemente bien correlacionada mediante la bien conocida ecuación de Ergun, la cual se puede aplicar con igual éxito al flujo de gases y líquidos. Para un tipo y tamaño específico de empaque, la mencionada ecuación puede simplificarse a:

Caída de presión con las dos fases circulantes.

Para el flujo simultáneo de líquido y gas, correlaciones generalizadas de caída de presión han sido publicadas por LEVA, ECKERT y un sin número de fabricantes de empaque. Para este caso se debe usar la Fig. 2

Flujo mínimo de Gas para Deserción.

Una línea de operación que toque en cualquier punto a la curva de equilibrio, representa una relación máxima de líquido a gas, y una concentración máxima de gas saliente, tal como se muestra en la Fig. 3.

La relación (LS/ GS)max, fija el flujo mínimo de gas a utilizar en una deserción, para un flujo de líquido dado.

Altura global de una unidad de transferencia de la fase líquida (NTOT).

La altura global de una unidad de transferencia de la fase líquida, se puede calcular mediante:

Ecuación desde la cual se puede calcular el coeficiente global de transferencia de masa, de la fase líquida KL a, si se conociera la altura global de una unidad de transferencia.

Torres de Relleno

 En el laboratorio de Operaciones Unitarias de la Facultad de Ingeniería Química y Textil de la UNI se cuenta con una columna de absorción (o de desorción) del tipo de columna de empaques o relleno del tipo de relleno desordenado de anillos Rasching; de una altura aproximada de 2 metros con diámetro de la columna alrededor de 12centímetros.

 En las columnas de relleno la operación de transferencia de masa se lleva a cabo de manera continua. La función principal del relleno consiste en aumentar la superficie de contacto entre el líquido y el vapor, aumentar la turbulencia y por tanto mejorar la eficacia. A medida que aumenta el tamaño del relleno disminuye la eficiencia de la transferencia de materia y aumenta la pérdida de carga, por tanto para determinar el tamaño óptimo de relleno habrá que llegar a un compromiso entre estos dos factores.

 La selección del material de relleno se basa en criterios como resistencia a la corrosión, resistencia mecánica, resistencia térmica y características de mojado. Además, es necesario disponer un distribuidor de líquido en la parte superior de la columna para asegurar que el líquido moje de manera uniforme todo el relleno y no se desplace hacia las paredes.

B. DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN UNITARIA

 CONCEPTO DE DESORCIÓN GASEOSA

La Desorción gaseosa es una operación unitaria en la cual se da una transferencia de masa de una solución liquida (gas disuelto en un disolvente) y una sustancia gaseosa.

En el laboratorio utilizamos como solución al amoniaco más agua y el gas que utilizamos fue aire (más abundante), la fuerza impulsora para que se lleve a cabo esta transferencia de masa es la Gradiente Potencia Químico, esta está relacionada con las concentraciones, entonces tenemos que el potencial químico de la solución de amoniaco es mayor que la del gas (aire), por lo tanto hay una Gradiente de Potencial del Líquido, lo que va a originar que la solución más concentrada tendrá una tendencia a migrar hacia la sustancia menos concentrada en este caso aire. Esta es la razón por la cual se da esta trasferencia de masa.

 TIPOS DE TRANSFERENCIA DE MASA

Tenemos 3 Procesos de Separación las cuales son:

La Desorción Gaseosa

Extracción

Liquido-Liquido

Destilación

 PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Las torres empacadas, o torres de relleno, utilizadas para el contacto continuo del líquido y del gas tanto en el flujo a contracorriente como a corriente paralela, son columnas verticales que se han llenado con empaque o con dispositivos

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