Informe N°2: “Absorción gaseosa en torre de relleno”

                       Universidad de Santiago de Chile.
                      Facultad de Ingeniería.
                      Departamento de Ingeniería Química.
                      Ingeniería de Ejecución en Química.[pic 1][pic 2]

Informe N°2:

“Absorción gaseosa  en torre de relleno”

CURSO:                        Operaciones Unitarias II.

INTEGRANTES:                Denise Lagos
                                Francisca Orellana
                                Ariela Varas

PROFESOR:                        Georgina Díaz.

AYUDANTES:                Felipe Olea.
                                        Sebastián Ormazábal.

FECHA DE EXPERIENCIA:        20 Abril de 2017.

FECHA DE ENTREGA:        4 Mayo de 2017.

Índice

Resumen        1

1.        Objetivos        2

1.2        Objetivos generales        2

1.3        Objetivos específicos        2

2.        Equipos, reactivos y materiales        3

2.1        Preparación de ácido.        3

2.1.1        Equipos        3

2.1.2        Accesorios        3

2.1.3        Reactivos        3

2.2        Absorción de amoniaco en agua.        3

2.2.1        Equipos        3

2.2.2        Accesorios.        4

2.2.3        Reactivos.        4

3        Procedimiento experimental        5

4        Datos        5

5        Resultados        8

6        Discusión        9

7        Conclusión        12

8        Recomendaciones        14

9        Anexo        15

A.        Curvas de calibración        15

A.1. Calibración de Placa orificio        15

A.2.Calibración del Venturi        17

A.3 calibración del rotámetro.        19

B.        Cálculos.        20

B.1. Cálculo concentración  después de la absorción        20[pic 3]

B.2. Determinación del área.        21

B.2.1. Determinación del flujo de aire        21

B.2.2. Determinación de g´        21

B.2.3. Determinar el flujo de agua        21

B.3. Determinación de la altura y eficiencia de la torre        22

B.3.1. Determinación del flujo de aire        22

B.3.2. Determinación del flujo de Amoniaco        22

B.3.3. Determinación de la velocidad superficial molar de aire        23

B.3.4. Determinación del flujo másico de la mezcla gaseosa        23

B.3.5. Determinación de la fracción de amoniaco presente en la fase gaseosa        24

B.3.6. Determinación del flujo másico del líquido entrante        24

B.3.7. Determinación de la concentración del amoniaco en la salida        24

B.3.8. Determinación de la fracción molar del amoniaco en el líquido saliente        25

B.3.9. Determinación de la velocidad superficial del líquido saliente        25

B.3.10. Determinación de la velocidad superficial molar de gas saliente        25

B.3.11. Cálculo del número de Schmidt        26

B.3.12. Determinación número de unidades de transferencia de masa        26

B.3.13. Determinación de la altura        27

B.3.14. Determinación de la eficiencia de la torre de Murphree        27

10        Nomenclatura        27

11        Bibliografía        28

Resumen

El día 20 de Abril del 2017 en el laboratorio de Operaciones Unitarias dentro del departamento de ingeniería química, de la universidad de Santiago de Chile, se llevó a cabo la experiencia de absorción de amoniaco en agua.

La experiencia se refiere al  análisis del fenómeno de absorción de amoniaco presente en  una corriente gaseosa (aire-amoniaco), sobre una corriente liquida absorbente (agua), en una Columna de Absorción que opera en contracorriente, rellena con anillos Rasching ¾´´ dispuestos al azar. Donde el flujo gaseoso se introduce por el fondo de la torre, fluyendo en sentido opuesto al líquido el que es disperso desde el tope de la torre.

Los objetivos específicos a considerar serán el cálculo de altura, área y eficiencia de la torre, para determinarlos en primera instancia se identificaron equipos, fittings y reactivos a utilizar, y además se recorrieron las dependencias a usar. Al iniciar la experiencia se caracterizó el equipo de absorción (torre de absorción rellena de anillos cerámicos Rashing de ¾’’). Para cálculo de inundación se utilizó el diagrama de Eckert, del que se obtuvo flujo de inundación de 0,745 Kg/m2*s, y así también se pudo calcular parte de la eficiencia de la torre (0,5923%).

 Para la determinación de los diferentes flujos tanto de aire, agua y amoniaco, se utilizaron diferentes medidores como son, manómetro en u de agua, manómetro en u de mercurio y rotámetro, todos los valores reflejados en estos equipos, fueron relacionados a ecuaciones previamente descritas. Dichos cálculos llevó a obtener un valor de área del equipo de   el cual es muy cercano al valor real. La cantidad de amoniaco en el líquido, fue determinado a través de una titulación posterior a la toma de la alícuota del fluído, esta titulación se llevó a cabo en las mismas dependencias de la experiencia, pero a nivel laboratorio con un ácido sulfúrico previamente estandarizado (0,1203 N). Se obtuvo x= 0,003402, valor que refleja la baja cantidad de amoniaco en la muestra de líquido.[pic 4]

Se determinó la altura de la torre La cual fue de 5,4419 m la cual es mucho mayor que la real lo cual puede deberse a distintos factores de error.

1. Objetivos

1. Objetivos generales

1. Estudio del comportamiento fluido dinámico de una columna rellena con flujos en contra corriente.
2. Estudiar la absorción de amoniaco presente en una mezcla aire-amoniaco, con agua pura.

1. Objetivos específicos

1. Determinar la altura de la torre de absorción.
2. Determinar el área de la torre de absorción.
3. Determinar la eficiencia de la torre.

1. Equipos, reactivos y materiales

1. Preparación de ácido.

1. Equipos

• Balanza analítica

1. Accesorios

• Delantal (normas mínimas de seguridad de laboratorio)
• 2 matraces Erlenmeyer
• Pipeta volumétrica
• Piseta
• Pro-pipeta
• Vasos precipitados
• Soporte universal

1. Reactivos

• Fenolftaleína
• Carbonato de sodio
• Ácido sulfúrico

1. Absorción de amoniaco en agua.

1. Equipos

• Torre de absorción
• Soplador:

• Fabricante: Weg
• Serie: 34-1

• Rotámetro:

• Fabricante: Schutte&Koerting Co.
• Serie: 190790
• Rotor: Nº R-11
• Precisión: 1 mm

• Manómetro de mercurio:

• Fabricante: Dwyer Instruments Inc.
• Procedencia: Michigan.
• Precisión: 0,1 In

1. Accesorios.

• Cascos de seguridad
• Cotonas (normas mínimas de seguridad)
• 3 matraces Erlenmeyer
• Gotarios
• Pipeta Volumétrica
• Piseta
• Soporte universal
• Pro-pipeta
• 3 vasos precipitados
• Bureta
• Cronometro

1. Reactivos.

• Ácido sulfúrico, 0,1203 N
• Anaranjado de metilo

1. Procedimiento experimental

En la presente experiencia de absorción gaseosa el procedimiento experimental consta de tres partes fundamentales, la caracterización de la torre seca de absorción, el tratamiento de la mezcla gaseosa de aire amoníaco con agua y posterior volumetría ácido base para determinar la concentración de amoníaco en el solvente.

3.a)Caracterización de la torre de absorción

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