7/24/2019 Interfase y absorcin

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Transferencia en la Interfase y AbsorcinOperaciones Unitarias III 2015

1- (Interfase)En la absorcin del componente A (peso molecular de 60) a partir de unacorriente de aire en una solucin acuosa, se determin que en un cierto punto del equipola composicin en el seno de las dos corrientes fue la siguiente: presin de A en el gas

(pA,G) de 0,1 atm y concentracin en el lquido (cA,L) de 1 kmol/m3solucin. La presin totalfue de 2 atm y la densidad de la solucin fue de 1100 kg/m3. La constante de la ley deHenry para estas condiciones fue de 0,85 atm/fraccin mol. Tambin se han determinadoel coeficiente global de transferencia de masa en la fase gas, el cual fue de KG= 0,27kmol/h*m2*atm. Se ha encontrado que el 57% de la resistencia total a la transferencia demasa est en la fase gaseosa. Determine lo siguiente:

a) El coeficiente individual de transferencia de masa en la fase gaseosab) El coeficiente individual de transferencia de masa en la fase lquida (R: 0,91 cm/h)c) La concentracin en la interfase en el lado del lquido (R: 0,06)d) El flujo de A

2- (Interfase)Una torre de paredes mojadas se alimenta con hidrxido de sodio (NaOH)como lquido en la pared y una mezcla de CO2-aire como gas en la parte central. A ciertonivel de la torre las concentraciones son: 215 ppm de CO2 en el aire y 61 ppm en ellquido.La temperatura es de 26,7C y la presin es de 1 atm. Se ha determinado que m =3,611. Los datos de equilibrio son los siguientes

X (ppm) 15 25 36 45 53 68 79 88

Y (ppm) 185 325 390 415 444 462 534 615

Determine lo siguiente:

a) La razn kx/ky.b) El porcentaje de la resistencia a la transferencia de masa en las fases lquida y

gaseosa.c) Los coeficientes globales Kxy Ky, si kx= 2,87*10

-5[kmol/m2*s]

(pista: considere al flujo gaseoso como gas ideal)

3- (Absorcin)Una mezcla amoniaco-aire de composicin 3% en volumen de amoniacose trata en contracorriente con agua en una torre de absorcin para reducir laconcentracin del amoniaco en la fase gaseosa a 0,05% en volumen. A la torre entran1500 m3/h de gas a 30C y 1 atm.Para este intervalo de concentraciones la relacin de equilibrio para disoluciones acuosas

de amoniaco viene dada por y=0,746*x, en donde x e y son las concentraciones enfraccin molar de amoniaco en la fase lquida y gaseosa respectivamente. Calcule:

a) La cantidad mnima de agua a emplear (R: 824,6 kg/h)b) El nmero de etapas tericas necesarias si se emplea una cantidad de agua

superior a la mnima en un 60% (R: aprox 7)

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4- (Desorcin) En una columna de absorcin de 6 platos tericos se somete unadisolucin de SO2 en agua, de concentracin 3 g SO2/100 g H2O, a un proceso dedesorcin del SO2 en contracorriente con aire, empleando una relacin molar aire/agua(GS/LS) de 0,6. El proceso se realiza a 20C y 1 atm. Determnese:

a) La concentracin de SO2en el gas de salida (R: 0,0135 mol SO2/mol aire)

b) El porcentaje de SO2desorbido. (R: 95,8%)

Para este sistema, la relacin de equilibrio a 20C y 1 atm puede expresarse por Y=2,3*X,siendo X e Y las relaciones molares en las fases lquida y gaseosa.

5- (Absorcin) A una columna de absorcin entran 40 m3/h de una mezcla gaseosa decomposicin 35% en volumen de amoniaco y 65% en volumen de aire. La absorcin severifica en contracorriente con agua que contiene el 2% en peso de amoniaco, a 20C y 1atm, y se ha de recuperar el 90% del amoniaco contenido en la mezcla gaseosa. Calculela cantidad mnima de agua que se necesita. (R: 1,95 kmol/h)Los datos de equilibrio son

Kg NH3/ 100 kg H2O p, mmHg2 12

5 31,7

10 69,6

15 114

20 16625 227

30 297

(pista: convierta los datos a x e y en fraccin molar, y despus a X e Y)

6- (Absorcin)A una columna de absorcin entran 1650 moles/h de una mezcla gaseosa

de NH3-aire con el 35% en moles de NH3. El NH3 es absorbido por agua que contiene1,96% en peso de NH3 y circula en contracorriente con el gas. Se quiere reducir laconcentracin de NH3en el gas de salida a un 5% en moles y se emplea un caudal deagua equivalente a un 20% superior al mnimo. Cul ser la concentracin de ladisolucin a la salida de la columna? Cuntas etapas se necesitarn?

Equilibrio

xmol NH3mol sol.

0,0207 0,0502 0,0957 0,1371 0,1748 0,2090 0,2400

ymol NH3 0,0157 0,0417 0,0915 0,1500 0,2180 0,2980 0,3900mol sol.