Absorción

UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

Departamento de Ingeniería Química

IQ 821 – 1 Operaciones Unitarias III

Profesor: María Esperanza Gálvez

Ayudante: Hernán Cruz Salinas

Laboratorio 3: Absorción

Integrantes: Daniela Herrera Guerrero

Carlos Rojas Colque

Sergio Salinas Valdez

Johanna Vargas Tobar

Fecha de realización: Viernes 9 de noviembre de 2012

Antofagasta, Miércoles 21 de noviembre de 2012

INDICE

Resumen Ejecutivo 3

Objetivos 4

Aspectos conceptuales

Teoría y principios

Absorción 5

Columnas de relleno 5

Ley de Henry 7

Ecuaciones 8

Magnitudes físicas 11

Aspectos metodológicos

Método 12

Materiales y equipos 14

Aspectos de seguridad asociados a la experiencia 15

Resultados y análisis de resultados 23

Conclusión y recomendaciones

Conclusión

Recomendaciones

Referencias bibliográficas

RESUMEN EJECUTIVO

La absorción de gases es una operación en la cual una mezcla gaseosa se pone en contacto con

líquido, a fin de disolver de manera selectiva uno o más componentes del gas y de obtener una solución

de éstos en el líquido.

En la experiencia, el propósito es determinar el coeficiente volumétrico global de transferencia

de materia basado en la fase líquida Ky, obteniendo a su vez el balance de materia en la columna de

absorción, los caudales de arrastre y anegamiento en la columna y por último comprobar las ecuaciones

de conservación de la materia en una columna de absorción, para lo cual se utiliza una columna de

absorción de relleno que contiene dispositivos internos (anillos Raschig de 8mm), en la cual se utiliza

agua para absorber CO2 de una corriente gaseosa de aire a contracorriente. Se toman muestras de la

corriente de gas para determinar el CO2 no absorbido utilizando KOH y en la corriente líquida también

se toman muestras para determinar mediante titulación el CO2 absorbido.

OBJETIVOS

En la realización de esta experiencia se tiene como objetivo general:

· Determinar el coeficiente volumétrico global de transferencia de materia basado en la fase

líquida.

Como objetivos específicos se tiene:

· Desarrollar balances de materia en las columnas de absorción.

· Estimar los caudales de arrastre y anegamiento en la columna.

· Determinar el coeficiente volumétrico global de transferencia, basado en la fase líquida Ky.

· Determinar la influencia del caudal de líquido sobre el coeficiente volumétrico global medio de

transferencia de materia a través de la fase líquida.

· Comprobar las ecuaciones de conservación de la materia en una columna de absorción.

ASPECTOS CONCEPTUALES

Teoría y principios.

Absorción.

La absorción es una operación en la que se transfiere materia desde una corriente gaseosa para

eliminar o recuperar uno o varios componentes de la corriente a una corriente líquida absorbente de

baja volatilidad.

En la absorción participan a lo menos tres sustancias: el componente gaseoso a separar

(absorbato), el gas portador y el disolvente (absorbente). La separación implica el contacto de las dos

fases inmiscibles, en un proceso que puede ser continuo o discontinuo y para el cual se utilizan

columnas de relleno.

La fuerza impulsora en la separación es producida por la diferencia entre la presión parcial del

componente que se transfiere en el gas y la presión parcial que tendría dicho componente en un gas que

estuviera en equilibrio con el líquido a una altura dada de la columna,

El disolvente a emplear debe elegirse según la naturaleza del componente gaseoso a recuperar o

separar y debe disolver selectivamente el componente.

Para separar los componentes gaseosos del disolvente, la etapa de absorción va seguida, en la

mayoría de los casos, de una etapa de desorción para regenerar el disolvente. En la etapa de desorción

se reduce, por efecto de temperaturas elevadas o presiones bajas, la solubilidad de los gases en el

disolvente, eliminándolos del mismo. Por tanto, se puede reutilizar el disolvente, que se devuelve al

circuito.

Columnas de relleno

Las columnas de relleno tienen como objetivo conseguir el máximo de transferencia de

componentes con el mínimo consumo de energía y de tamaño de columna, es decir, con el mínimo

costo. Las columnas están constituidas por rellenos según su forma y geometría que deben ser

químicamente inertes frente a los fluidos de la torre, resistentes mecánicamente sin tener un peso

excesivo, tener pasos adecuados para ambas corrientes sin excesiva retención de líquido o caída de

presión, proporcionar un buen contacto entre el líquido y el gas y que tengan un costo razonable.

Figura 1: Muestra los tipos de rellenos comunes de una columna de absorción.

El diámetro de una torre empacada depende de la cantidad de gas y líquido tratados, de sus

propiedades, y de la relación de una corriente con otra, por lo tanto, el volumen del empaque depende

de la magnitud de cambios deseados en la concentración y la velocidad de transferencia.

Figura 2: Muestra las características de una columna de relleno común.

Ley de Henry.

La cantidad de gas disuelta en un líquido a una determinada temperatura es directamente

proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido.

Los líquidos pueden llevar gases disueltos en su seno, es decir, que esta unión es tan íntima que

a simple vista no distinguimos la forma gaseosa de la forma líquida. Así la cantidad de gas que puede

albergar un líquido dependerá de la temperatura, de la presión a la que está sometido el sistema líquido-

gas, de la naturaleza del gas para ser absorbido (solubilidad) y la capacidad del gas para absorber gases.

También la naturaleza de los líquidos es un factor importante, ya que unos son capaces de

absorber más gas que otros. Por ejemplo, el nitrógeno es cinco veces más soluble en la grasa que en el

agua. Así, según en qué estado esté el proceso de absorción de gases, se pueden establecer los

siguientes estados en los líquidos (o tejidos):

Insaturado: El líquido aún es capaz de absorber gas. La presión parcial que el gas ejerce sobre

el líquido es mayor que la tensión (presión del gas disuelto en el líquido) de ese gas.

Saturado: Existe un equilibrio y la cantidad de gas que absorbe el líquido es la misma que

elimina. La presión parcial del gas es igual a la tensión.

Sobresaturado: La cantidad de gas contenida en el líquido es superior a la que puede absorber y

por lo tanto libera el exceso de gas. La presión parcial del gas es menor que la tensión del mismo, ya

que en determinados momentos podemos estar saturados de un gas e insaturado del otro gas.

Ecuaciones

Preparación de soluciones

N =

Reacciones que se llevan a cabo:

Balance de Masa en la Columna

Fenolftaleína

Heliantina

Ecuaciones de Transformación

Línea de operación

Inundación de la Columna

Determinación de la altura de la columna (coeficientes globales). Diseño basado en la fase

gaseosa.

Magnitudes Físicas

L y G: Caudales de líquido y gas

x e y: Fracciones molares de líquido y gas

LS: Flujo de liquido

GS: Flujo de Gas

X e Y: Fracciones molares de líquido y gas.

L’: Densidad de flujo másico del líquido, kg/s-m2

G’: Densidad de flujo másico del gas, kg/s-m2

ρG: Densidad del gas, kg/m3

ρL: Densidad del líquido, kg/m3

μL: Viscosidad del líquido, kg/m-s

J = 1 Coeficiente de corrección adimensional

gc =1 Coeficiente de corrección adimensional

Cf: Factor de empaque, depende del tipo de relleno. (Se determina por Tabla)

Htog: Altura de una unidad de transferencia gaseosa

Ntog: Número de unidades de transferencia

(1-y)M: Media logarítmica ente (1-y*) y (1-y).

WA: Flujo másico de A.

Kx: Coeficiente global de transferencia de masa para la fase líquida (f.m)

Ky: Coeficiente global de transferencia de masa para la fase gaseosa (f.m)

ASPECTOS METODOLÓGICOS

Método.

Obtención del volumen de CO2 no absorbido.

1. Cada miembro debe utilizar los implementos de seguridad indicados para laboratorio, los

cuales incluyen, pero no se limitan exclusivamente, al uso de zapatos de seguridad, delantal blanco

de algodón, antiparras, guantes de látex, casco y mascarilla.

2. Llenar los depósitos de vidrio con una solución de KOH al 5%.

3. Cerrar la línea a con VT-2

4. Cerrar la salida a la atmósfera con VT-3 (línea e).

5. Utilizando la jeringa, se hace ascender el KOH por la línea b hasta un nivel inferior a la

válvula VT-2. Anotar esta altura en un papel milimetrado especialmente dispuesto para ello.

6. Con VT-2, se aísla la línea b, dejando fijo el nivel del KOH en la línea b.

7. Con VT-3, se cierra la línea c y se expulsa el gas contenido dentro de la jeringa.

8. Con VT-3, se cierra la línea e y se toma una muestra de gas con la jeringa desplazando el

émbolo de esta hasta el tope.

9. Se repiten los pasos 7 y 8 tres veces.

10. Con VT-3, se cierra la línea e y se toma una muestra de gas con la jeringa desplazando

el émbolo hasta el tope.

11. Con VT-2 se aísla la línea a y con VT-3 se aísla la línea e. El nivel de KOH en la línea b

descenderá hasta una altura h. Anotar.

12. Introducir lentamente la muestra de gas en el depósito de la disolución de KOH.

13. Aspirar lentamente con la jeringa hasta que la altura de KOH en la línea b sea igual a la

altura anotada en el punto 5. Anotar el volumen de gas que queda en la jeringa.

14. Repetir cinco veces desde el punto 7 hasta el punto 13 cada dos minutos. Anotar el

volumen de CO2 absorbido.

Determinación del CO2 adsorbido

De la mezcla obtenida al añadir NOH al mismo volumen de muestra se toma una parte y se

analiza frente a HCL, utilizando primero fenolftaleína, luego heliatina o naranja de metilo como

indicador.

1. Tomar una muestra de 20 ml directamente desde el agua de descarte de la columna de

absorción.

2. A esta muestra añadir 20 ml de solución de NaOH, completando así 40 ml de mezcla

para ser analizada mediante volumetría con HCl.

3. A esta mezcla agregar 1 gota de azul de metileno, pasando de una tonalidad trasparente

a azul.

4. Analizar la mezcla por medio de ataque con HCl, esperando el cambio de azul a

transparente.

5. Agregar de 3 a 4 gotas naranja de metilo para nuevamente atacar la solución con HCl,

esperando el cambio de tonalidad de naranjo a un color rosa claro.

Materiales y equipos.

Materiales.

- 3 Matraces de aforo de 1000 ml ± 0,4 ml.

- 5 Matraces de Kitasato de 200 ml ± 5%.

- Piseta.

- Jeringa de 10 ml.

- Jeringa de 60 cc.

- 2 vasos precipitados de 250 ml.

- 1 vaso precipitado de 100 ml.

- 1 probeta 100 ml ± 1 ml.

- 1 probeta 5 ml ± 0,1 ml.

- 3 vidrios reloj.

- Probeta 1000 ml.

- Cronómetro

Equipos.

- Columna de absorción de gases.

- Bomba 1 HP.

- Balanza de precisión.

Aspectos de seguridad asociados a la experiencia.

Sustancia a emplear: Hidróxido de potasio (KOH)

PELIGROS Y RIESGOS

Peligros por: DETALLE

INHALACIÓN Irritación (posiblemente severa), quemaduras químicas, edema

pulmonar.

INGESTIÓN Irritación (posiblemente severa), quemaduras químicas, nauseas,

vómitos.

CONTACTO CON

LOS OJOS

Irritación (posiblemente severa), quemaduras químicas, daño a la

vista, disturbios visuales, ceguera.

CONTACTO CON

LA PIEL

Irritación (posiblemente severa), quemaduras químicas, dermatitis.

MUTAGENICIDAD No es considerado cancerígeno.

PRODUCTOS

PELIGROSOS POR

COMBUSTIÓN

Riesgo insignificante de fuego.

PRIMEROS AUXILIOS

CONTACTO

OCULAR

Enjuagar inmediatamente los ojos con un chorro de agua directo

durante al menos 15 minutos. Mantener los párpados abiertos para

que se lave todo el ojo y los tejidos del párpado. Enjuagar los ojos en

cuestión de segundos es esencial para lograr la máxima eficiencia.

Buscar atención médica inmediatamente.

CONTACTO

DÉRMICO

Inmediatamente dejar correr el agua en las zonas afectadas. Sacar la

ropa, joyas y zapatos. Lavar las zonas contaminadas con agua y

jabón. Lavar y secar completamente las ropas y zapatos

contaminados antes de volver a utilizar. Buscar atención médica

inmediatamente.

INHALACIÓN Retirar al afectado del área contaminada. Dar respiración artificial.

Si la respiración es dificultosa, administrar oxígeno por personal

calificado. Si la respiración o pulso están detenidos, personal

entrenado debe aplicar resucitación cardiopulmonar y llamar a

servicios de emergencia inmediatamente.

INGESTIÓN Nunca dar nada en la boca a una persona inconsciente o con

convulsiones. Si tragó el producto, no inducir el vómito. Dar grandes

cantidades de agua. Si vomita espontáneamente, mantener las vías

aéreas despejadas. Dar más agua cuando haya dejado de vomitar.


MEDIDAS DE SEGURIDAD

Proporcionar extracción local cuando pueda generarse vapor o neblina.

Los materiales de protección recomendados son neoprén y cloruro de polivinilo.

Utilizar ropa resistente a los productos químicos y botas de caucho cuando exista

posibilidad de entrar en contacto con el material.

Utilizar guantes apropiados resistentes a los químicos.

Para evitar inhalación se puede utilizar un respirador con cartuchos con para gases

alcalinos, un respirador con máscara de amplia visión y cartucho purificador de aire para

altas concentraciones de producto o un equipo de respiración autónomo o con suministro

de aire en caso de una potencial fuga sin control.

Sustancia a emplear: Hidróxido de sodio (NaOH)

PELIGROS Y RIESGOS


INHALACIÓN Irritante severo. Los efectos por la inhalación del polvo o neblina

varían desde una irritación moderada hasta serios daños del tracto

respiratorio superior dependiendo de la severidad de la exposición.

Los síntomas pueden ser estornudos, dolor de garganta o goteo de la

nariz. Puede ocurrir neumonía severa.

INGESTIÓN Corrosivo. La ingestión puede causar quemaduras severas de la

boca, garganta y estómago. Pueden ocurrir severas lesiones tisulares

y muerte. Los síntomas pueden ser sangrado, vómitos, diarrea, caída

de la presión sanguínea. Los daños pueden aparecer algunos días

después de la exposición.

CONTACTO CON

LOS OJOS

Produce irritación con dolor, enrojecimiento y lagrimeo constante.

En casos severos quemaduras de la córnea e incluso ceguera.

CONTACTO CON

LA PIEL

Corrosivo. El contacto con la piel puede causar irritación o severas

quemaduras y cicatrización en las exposiciones mayores.

MUTAGENICIDAD Puede producir cáncer en el esófago.

PRODUCTOS

PELIGROSOS POR

COMBUSTIÓN

No es combustible, pero en contacto con el agua puede generar

suficiente calor para encender combustibles. El material caliente o

fundido puede reaccionar violentamente con agua. El contacto con

algunos metales genera hidrógeno, el cual es inflamable y explosivo.

Durante un incendio se genera óxido de sodio.

PRIMEROS AUXILIOS

CONTACTO

OCULAR

Enjuagar inmediatamente los ojos con un chorro de agua directo

durante al menos 15 minutos. Mantener los párpados abiertos para

que se lave todo el ojo y los tejidos del párpado. Enjuagar los ojos en

cuestión de segundos es esencial para lograr la máxima eficiencia.


CONTACTO

DÉRMICO

Inmediatamente dejar correr el agua en las zonas afectadas. Sacar la

ropa, joyas y zapatos. Lavar las zonas contaminadas con agua y

jabón. Lavar y secar completamente las ropas y zapatos

contaminados antes de volver a utilizar. Buscar atención médica

inmediatamente.

INHALACIÓN Retirar al afectado del área contaminada. Dar respiración artificial.

Si la respiración es dificultosa, administrar oxígeno por personal

calificado. Si la respiración o pulso están detenidos, personal

entrenado debe aplicar resucitación cardiopulmonar y llamar a

servicios de emergencia inmediatamente.

INGESTIÓN Nunca dar nada en la boca a una persona inconsciente o con

convulsiones. Si tragó el producto, no inducir el vómito. Dar grandes

cantidades de agua. Si vomita espontáneamente, mantener las vías

aéreas despejadas. Dar más agua cuando haya dejado de vomitar.



Utilizar los elementos de protección personal así sea muy corta la exposición o la actividad

que se realizará con la sustancia.

Mantener estrictas normas de higiene.

No fumar ni beber en el sitio de trabajo.

Utilizar las menores cantidades posibles.

Conocer dónde está el equipo para la atención de emergencia.

Leer las instrucciones de la etiqueta antes de usar.

Almacenar en lugares ventilados, frescos y secos, separado de materiales incompatibles, en

recipientes no metálicos, preferiblemente a nivel de piso. Señalizar y rotular los recipientes

adecuadamente.

Medidas contra el fuego

AGENTES

EXTINTORES

No utilizar medios de extinción halogenados ni chorro de agua a

presión. Utilizar un agente adecuado al fuego circundante

INSTRUCCIONES

PARA COMBATIR

EL FUEGO

Evacuar o aislar el área de peligro. Eliminar todos los materiales

combustibles de la zona. Restringir el acceso a personas

innecesarias y sin la debida protección. Ubicarse a favor del viento.

Utilizar equipo de protección personal. Refrigerar los contenedores

con agua en forma de rocío. Si los contenedores están cerrados,

retirarlos del área de peligro.

Sustancia a emplear: Ácido clorhídrico (HCl)

PELIGROS Y RIESGOS


INHALACIÓN Corrosivo.

Exposición ligera: irritación nasal, quemaduras, tos y sofocación.

Exposición prolongada: quemaduras, úlceras en nariz y garganta. A

concentraciones elevadas causa ulceración de la nariz y garganta,

edema pulmonar, espasmos, shock, falla circulatoria e incluso la

muerte. Los síntomas del edema pulmonar pueden ser retardados.

INGESTIÓN Corrosivo. Puede generar quemaduras en la oca, garganta, esófago y

estómago, nauseas, dificultad al comer, vómito y diarrea. En casos

graves, colapso y muerte. Puede ser fatal en concentraciones o dosis

elevadas. En caso de broncoaspiración puede causar daños graves a

los pulmones y la muerte.

CONTACTO CON

LOS OJOS

Corrosivo. Produce irritación, dolor, enrojecimiento y lagrimeo

excesivo. La solución concentrada o una sobreexposición a los

vapores puede causar quemaduras de la córnea y pérdida de la visión

CONTACTO CON

LA PIEL

Puede causar inflamación, enrojecimiento, dolor y quemaduras

dependiendo de la concentración.

MUTAGENICIDAD Clasifica como no carcinogénico para humanos.

PRODUCTOS

PELIGROSOS POR

COMBUSTIÓN

No es inflamable, pero en contacto con metales libera hidrógeno, el

cual es inflamable.

PRIMEROS AUXILIOS

CONTACTO

OCULAR

Lavar con abundante agua, mínimo durante 15 minutos. Levantar y

separar los párpados para asegurar la remoción del químico. Si la

irritación persiste, repetir el lavado. Buscar atención médica.

CONTACTO

DÉRMICO

Retirar la ropa y calzado contaminados. Lavar la zona afectada con

abundante agua y jabón, mínimo durante 15 minutos. Si la irritación

persiste, repetir el lavado. Buscar atención médica.

INHALACIÓN Trasladar al aire fresco. Si no respira administrar respiración

artificial (evitar el método boca a boca). Si respira con dificultad

suministrar oxígeno. Mantener a la víctima abrigada y en reposo.


INGESTIÓN Lavar la boca con agua. Si está consciente, suministrar abundante

agua. No inducir el vómito. Si este se produce de manera natural,

inclinar a la persona hacia el frente para evitar la broncoaspiración.

Suministrar más agua. Buscar atención médica


Ventilación local y general resistente a la corrosión para asegurar que la concentración no

exceda los límites de exposición ocupacional. Se debe considerar la posibilidad de encerrar

el proceso. Se debe garantizar el control de las condiciones del proceso. Suministre aire de

reemplazo continuamente para suplir el aire removido. Debe disponerse de duchas y

estaciones lavaojos.

Utilizar gafas de seguridad resistentes a químicos con protección lateral.

Utilizar guantes, overol y botas. Los materiales resistentes son neopreno, nitrilo/polivinil

cloruro, polietileno clorado, viton/neopreno, caucho natural, nitrilo, viton, butil/neopreno,

clorobutilo, policarbonato, neopreno/PVC, caucho estireno butadieno.

Utilizar respirador con filtro para vapores ácidos


AGENTES

EXTINTORES

Usar agente de extinción adecuado según el tipo de fuego alrededor.

En caso de grandes incendios use agua en forma de rocío o espuma

resistente al alcohol.

EQUIPO DE

PROTECCIÓN

PARA COMBATIR

FUEGO

Utilizar protección personal adecuada.

Sustancia a emplear: Fenolftaleína

PELIGROS Y RIESGOS


INHALACIÓN Irritación en las vías respiratorias.

INGESTIÓN Puede provocar trastornos gastrointenstinales.

CONTACTO CON

LOS OJOS

Irritación y ardor en los ojos

CONTACTO CON

LA PIEL

Irritación y enrojecimiento de la piel.

MUTAGENICIDAD Puede causar cáncer cuando la exposición es grande y a elevada

concentración.

PRODUCTOS

PELIGROSOS POR

COMBUSTIÓN

Óxidos de carbono (CO y CO2)

PRIMEROS AUXILIOS

CONTACTO

OCULAR

Lavar suavemente con agua corriente durante 15 minutos, abriendo

ocasionalmente los párpados. Solicitar atención médica de

inmediato.

CONTACTO

DÉRMICO

Lavar con agua corriente durante 15 minutos, al mismo tiempo

quitarse la ropa contaminada y calzado. Solicitar atención médica.

INHALACIÓN Traslade a un lugar con ventilación adecuada. Si respira con

dificultad, suministrar oxígeno. Solicitar atención médica de

inmediato.

INGESTIÓN De a beber inmediatamente agua o leche. Nunca de nada por la boca

a una persona que se encuentre inconsciente. Solicitar atención

médica de inmediato.


Utilizar guantes de neopreno.

Utilizar gafas de seguridad.

Utilizar pechera de vinilo y camisa manga larga.

Utilizar mascarillas con cartuchos para vapores orgánicos y polvos tóxicos.

Utilizar guantes apropiados.


AGENTES

EXTINTORES

Utilizar extintores adecuados para el fuego circundante.

EQUIPO DE

PROTECCIÓN

PARA COMBATIR

FUEGO

Mascarilla con suministro de oxígeno y ropa protectora adecuada

para prevenir contacto con la piel y ojos.

Sustancia a emplear: Naranja de metilo.

PELIGROS Y RIESGOS


INHALACIÓN Nocivo. Puede causar irritación del tracto respiratorio. Los síntomas

pueden ser tos, dolor de garganta, respiración dificultosa y dolor

pectoral.

INGESTIÓN Tóxico y nocivo. Náuseas, vómitos y diarrea. Irritaciones en el tracto

gastrointestinal.

CONTACTO CON

LOS OJOS

Irritación, posible enrojecimiento y dolor.

CONTACTO CON

LA PIEL

Irritación, posible enrojecimiento y dolor. Se puede absorber a través

de la piel con posibles efectos sistémicos.

MUTAGENICIDAD No hay evidencias.

PRODUCTOS

PELIGROSOS POR

COMBUSTIÓN

Monóxido de carbono, Dióxido de carbono, Óxidos de nitrógeno,

Óxidos de azufre y Óxido de sodio.

PRIMEROS AUXILIOS

CONTACTO

OCULAR

Lavar con abundante agua durante 5 minutos como mínimo,

separando los párpados. De continuar la irritación, buscar atención

médica.

CONTACTO

DÉRMICO

Lavar con abundante agua durante al menos 5 minutos. Como

medida de carácter general, usar ducha de emergencia si es

necesario. Sacarse la ropa contaminada. De mantenerse la irritación,

buscar atención médica.

INHALACIÓN Trasladar a la persona donde exista aire fresco. En caso de paro

respiratorio, emplear método de reanimación cardiopulmonar. Si

respira dificultosamente se debe suministrar oxígeno. Conseguir

asistencia médica de inmediato.

INGESTIÓN Lavar la boca con abundante agua, dar a beber abundante agua.

Inducir al vómito solo si la persona está consciente. Derivar a un

centro de atención médica de inmediato.


Uso en general de indumentaria de trabajo resistente a químicos.

Aplicar protección respiratoria solo en caso de sobrepasarse los niveles permitidos de

contaminante. Debe ser específica para partículas sólidas.

Utilizar guantes de goma natural u otras de características impermeables resistentes al

producto químico.

Uso de lentes de seguridad adecuados.

Uso de calzado cerrado, no absorbente, con resistencia química y de planta baja.


AGENTES

EXTINTORES

En general, uso de agentes de extinción de polvo químico seco,

espuma química o anhídrido carbónico. Aplicación de agua en

forma de neblina.

EQUIPO DE

PROTECCIÓN

PARA COMBATIR

FUEGO

Mascarilla con suministro de oxígeno y ropa protectora adecuada

para prevenir contacto con la piel y ojos.

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Resultados.

Caudal de aire 3,122E-05 Kg.mol/seg

Caudal de CO2 3,468E-06 Kg.mol/seg

G 3,468E-05 Kg.mol/seg

Densidad CO2 1,831 gr/L

Peso molecular medio del

gas 30,500 Kg/Kg-mol

Densidad del gas 1,269 Kg/m3

Caudal de agua bajo

Caudal de agua bajo 0,075 L/Seg

Volumen de gas absorbido

(jeringa) 24 ml de CO2

Titulación caudal bajo

HCl total

gastado (L)

N equivalentes

HCl=CO2

Peso

equivalente

CO2

Masa CO2 Gr

CO2/L sol Gr CO2

0,0235 0,00235 22 0,0517 1,293 0,0970

0,0216 0,00216 22 0,0475 1,188 0,0891

0,0223 0,00223 22 0,0491 1,227 0,0920

0,0218 0,00218 22 0,0480 1,199 0,0900

0,0238 0,00238 22 0,0524 1,309 0,0982

Moles de agua

entrante 0,00417

kg mol/seg

Moles de CO2 en

agua 2,119𝑥10−6

kg mol/seg

Moles de CO2

totales entrantes a

la torre

3,468E-06

kg-mol/seg

Moles de CO2

absorbidos por el

agua

1,771E-06

kg-mol/seg

Moles de CO2 que

salen en el gas 1,698E-06

kg-mol/seg

Anillos Rasching 8mm (Cf) 1257

Densidad del liquido 1000 Kg/m3

Viscosidad del liquido 0,001 Kg/(m*seg

Abscisa (X) 2,531 Ordenada (Y) 0,012

velocidad de

inundación 0,155 Kg/(m

2*seg)

Diámetro de la torre 0,075 M

Área de la torre 0,0044 m2

Altura de la columna 1,4 m

𝒚𝟏 10%

𝒀𝟏 11,1%

𝒙𝟐 0%

𝑿𝟐 0%

𝒀𝟐 4,327%

𝒚𝟐 4,148%

𝒙𝟏 0,05%

𝑿𝟏 0,05%

Henry H 0,584

A1 205,847

Ntog 1 0,881

Z 1,4 m

H tog 1,588

Base de la columna pto 1 y1 eq 0,000297

(1-y)1 0,949

Tope de la columna pto 2 y2 eq 0

(1-y)2 0,979

(1-y)m 0,964

Ky 2,265E-05 1/seg 0,0815 1/hr

Caudal de agua Alto.

Caudal de agua

alto 0,12 L/Seg

Volumen de gas

absorbido (jeringa) 0,012 L de CO2

HCl total

gastado (l)

N

equivalentes

HCl=CO2

Peso

equivalente

CO2

Masa CO2 Gr CO2/L sol Gr CO2

0,0231 0,00231 22 0,0508 1,271 0,152

0,0231 0,00231 22 0,0508 1,271 0,152

0,0228 0,00228 22 0,0502 1,254 0,151

0,0225 0,00225 22 0,0495 1,238 0,149

0,0228 0,00228 22 0,0502 1,254 0,151

𝒚𝟏 10%

𝒀𝟏 11,1%

𝒙𝟐 0%

𝑿𝟐 0%

𝒀𝟐 0,132%

𝒚𝟐 0,132%

𝒙𝟏 0,05%

𝑿𝟏 0,05%

Moles de CO2 totales entrantes a la torre 3,468E-06 kg-mol/seg

Moles de CO2 absorbidos por el agua 3,427E-06 kg-mol/seg

Moles de CO2 que sale en el gas 4,123E-08 kg-mol/seg

Anillos Rasching 8mm (Cf) 1257

Densidad del liquido 1000 Kg/m^3

Viscosidad del liquido 0,001 Kg/(m*seg

Abscisa (X) 4,562 Ordenada (Y) 0,005

Velocidad de

inundación 0,100

Kg/(m^2*seg)

Henry H 0,584

A1 329,355

Ntog 1 4,337

Z 1,4 m

Htog 0,323

Base de la columna pto 1 y1 eq 0,0003001

(1-y)1 0,949

Tope de la columna pto 2 y2 eq 0

(1-y)2 0,999

(1-y)m 0,974

Ky 0,000110 1/seg 0,397 1/hr

Análisis de resultados.

Se logro determinar el coeficiente volumétrico global de transferencia de materia basado en la

fase gaseosa, para los respectivos flujos:

- Flujo bajo Ky = 0,0815 [1/hr]

- Flujo alto Ky = 0,397 [1/hr]

De los datos obtenidos podemos analizar que el Ky del flujo bajo es menor al Ky del flujo alto.

Concentraciones de CO2 a la salida de la torre

- Flujo Bajo y2 = 4,148%

- Flujo Alto y2 = 0,132%

De los datos obtenidos podemos analizar que el porcentaje de salida de CO2 absorbido es

menor en el flujo bajo.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones.

De los resultados obtenidos se puede concluir que cuando se trabaja con flujo alto la absorción

es mayor que cuando se trabaja con flujo bajo debido al volumen de absorbente.

La medición de CO2 no absorbido en el flujo de gas (Y2) da resultados erróneos, se concluye

que existieron fallas en el equipo, por lo cual se utilizaron datos teóricos para realizar los cálculos.

El coeficiente global de transferencia respecto de una fase gaseosa es mayor para la experiencia

de flujo alto, por ende se puede concluir que el Ky es directamente proporcional a la absorbancia de

CO2.

Recomendaciones.

- Tener un mayor espacio para la realización del laboratorio (donde no haya tanto equipo

almacenado) ayudaría a las condiciones ergonómicas en que se trabaja.

- Un caudalímetro a la salida de la columna de absorción permitiría mediciones más precisas del

caudal que este entrega.

- Eliminar las fugas en la jeringa para tener mediciones correctas del gas absorbido.

- Teóricamente hablando, el agua que ingresa a las columnas de absorción debiese ser agua

pura, por tanto eliminar la recirculación, aún cuando suponga gastos innecesarios económica y

ambientalmente hablando, permitiría mayor exactitud en la experiencia.

- Es necesaria la instalación de una campana de extracción ya que se trabaja con ácidos que

emiten vapores peligrosos a los que nos vemos expuestos al no tener este equipo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

TREYBAL, Robert E. Operaciones de transferencia de masa. 2a ed. México, PEARSON

Educación. 1995. 858p.

EDIBON, S.A. Manual de prácticas, columna de absorción de gases. 1994. 50p.

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