Ensayo Mezclas Binarias

INTROUCCIÓN

En este trabajo de investigación se abordaran diversos temas como lo son las columnas de platos, en este proceso se aplica la transferencia a un gas de los componentes que son volátiles de una mezcla líquida, para así conseguir el contacto íntimo de las fases, líquido y gas.

Aquí se muestran diferentes tipos de columnas y la forma de integración de las mezclas binarias ya que, estas se conforman por dos compuestos de dos mezclas distintas.

Para poder describir las columnas de plato es importante saber que es la absorción, ya que dentro de las columnas se realiza exactamente este proceso.

La absorción es un proceso de transferencia de masa en el cual un soluto vapor en la mezcla de gases es absorbido por medio de un líquido en el cual el soluto es más o menos soluble. La mezcla gaseosa consiste casi siempre de un gas inerte y el soluto.

 Un ejemplo es la absorción de amoniaco A del aire B por medio de agua líquida C.

 Otro ejemplo es la absorción de SO2 de gases de combustión en soluciones alcalinas.

1.2.2 TIPOS DE COLUMNA

Existen diferentes tipos de columna entre los que podemos encontrar:

1. Plato perforado. En la absorción de gas y en la destilación se utiliza esencialmente el mismo tipo de plato perforado. En éste plato el vapor burbujea hacia arriba por los hoyos sencillos del plato a través del líquido que fluye. Los hoyos tienen tamaños que van entre los 3 y los 12 mm de diámetro. El líquido se conserva sobre la superficie del plato y no puede fluir de nuevo hacia abajo por los hoyos porque se lo impide la energía cinética del gas o vapor. La profundidad del líquido sobre el plato se mantiene por medio de un vertedero de salida con sobre flujo. El líquido de sobre flujo fluye por la canilla inferior hacia el siguiente plato.

2. Plato de válvulas. Una modificación del plato perforado es el plato de válvula que consiste en aberturas en el plato y una cubierta de válvulas con movimiento vertical para cada abertura, ésta debe su variabilidad al flujo de vapor que inhibe la fuga del líquido por el vapor. Por lo tanto, este tipo de plato opera a un intervalo mayor que el plato perforado.

3. Plato de capuchones. En el plato de capuchones, el vapor o gas se eleva a través de las aberturas del plato hacia el interior de los capuchones. Después el gas fluye por las ranura y las burbujas fluyen hacia arriba por el líquido.

Torres empacadas para absorción y destilación. Las torres empacadas se usan para el contacto continuo a contracorriente de un gas y un líquido en la absorción y también para el contacto de un vapor y un líquido en la destilación. El gas entra en el espacio de distribución que está debajo de la sección empacada y se va elevando a través de las aberturas, así se pone en contacto con el líquido descendente que fluye a través de las mismas aberturas.

Equilibrio entre fases. Para predecir la concentración de un soluto en dos fases en equilibrio, se requieren datos de equilibrio experimentales. Además, si las dos fases no están en equilibrio, la velocidad de transferencia de masa es proporcional a la fuerza impulsora, que es la desviación con respecto al equilibrio. En todos los casos de equilibrio hay dos fases presentes, tales como gas-líquido o líquido-líquido.

Las variables importantes que afectan al equilibrio de un soluto son temperatura, presión y concentración.

Diseño de torres empacadas para absorción

Deducción de la línea de operación. En el caso de la difusión del soluto A a través de un gas estacionario y después a través de un fluido estacionario, el balance general de materia del componente A en la figura 10.6-6 para una torre de absorción empacada es,

Donde L’ son los kg mol de líquido inerte/s o kg mol de líquido inerte/s *m2, V’ son los kg mol de gas inerte/s o kg mol de gas inerte/s *m2 y y1 y x1 son las fracciones mol de A en el gas y en el líquido respectivamente. Los flujos de L’ y V’ son constantes en toda la torre, pero los flujos totales L y V no lo son.

Un balance con respecto a la línea punteada en la figura 10.6-6 proporciona la ecuación de la línea de operación:

1.2.2.1 MEZCLAS BINARIAS

ALTURA DEL EMPAQUE

La

...