Viernes 03 de octubre de 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE QUIMICA

LABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA III

ABSORCIN DE CO2 EN UNA COLUMNA EMPACADA

Presentan:

Avils vila Miriam DGarca Moreno Andrs A.Garca Villegas Cinthya A.Gonzlez Hernndez KarinaJimnez Garca Gustavo A.

PROBLEMA

Se desea absorber el 50% de CO2 de una corriente gaseosa aire-CO2 en una columna empacada con anillos Raschig. El flujo de la alimentacin est entre (0.09- 0.12) kgmol/h con una composicin entre (20-23) % en masa de CO2. Para lograr esta absorcin, se ensayarn tres flujos comprendidos entre (4-8) L/h de monoetanolamina-agua (MEA) al 15% en peso. Calcular:1.- El flujo de solucin de MEA en L / h que logre esta separacin2.- El coeficiente volumtrico global de transferencia de masa KG

DATOS EXPERIMENTALES

T aire20.5

TCO219.5

TMEA22

L (L/h)Concentracin (MEA)G aire (%)Gaire (L/h)GCO2 (mm)GCO2 (kg/h)CO2(%)aire (%)CO2 Rem.

Ent.Sal.Ent.Sal.Ent.Sal.

014.8814.8824.5

214.882.69201456.24430.621824.520.4075.579.6016.73

314.881.78201456.24430.621824.518.2975.581.7225.37

414.881.64201456.24430.621824.514.8375.585.1839.49

514.881.64201456.24430.621824.59.4775.590.5361.35

CUESTIONARIO

1.- Para cada flujo de solucin de MEA utilizado y mediante un balance de materia:

MEA Aire CO2 L2 G2 xA2 yA2 XA2 YA2

L1 G1 XA1 YA1 xA1 yA1

a) Establezca la ecuacin de la lnea de operacin

Donde

Ordenando

b) Calcule la concentracin del lquido a la salida en relacin molar

Como el flujo de MEA entra libre de CO2, XA2 es cero

Para calcular G se obtuvo yA1 a partir de YA1

Despejando, se obtiene

Tanto L como G se calculan en relaciones molares

L (L/h)YA1 (molCO2/mol aire)YA2 (molCO2/mol aire)XA2 (molCO2/mol agua)L' (kg/h)yA1G' (Kg/h)L'/G'XA1

20.2140.169020.2721.8841.0620.0424

30.2140.147030.2721.8841.5930.0417

40.2140.115040.2721.8842.1230.0467

50.2140.069050.2721.8842.6540.0546

c) Trace la lnea de operacin junto a la curva de equilibrio del sistema MEA-CO2 (Grfica 1) e indique qu representan los dos extremos. Nota: La curva de equilibrio se encuentra en el anexo de este guin.

d) Calcule el % de CO2 absorbido

CO2(%)%CO2 absorbido

entradasalida

24.5

24.520.4016.73

24.518.2925.37

24.514.8339.49

24.59.4761.35

2.- Qu cambio(s) se observa(n) en la lnea de operacin al variar el flujo de solucin de MEA y cmo se relaciona con el % de CO2 absorbido?

La pendiente de la lnea de operacin L/G va cambiando, el valor aumenta cuando el flujo tambin lo hace. Esto indica una mayor cantidad de CO2 absorbido, al tener una cantidad de este componente a la salida YA2 cada vez menor cuando va aumentando el flujo de MEA.

3.- De acuerdo a los resultados del punto 1, De qu depende la composicin del lquido a la salida de la columna?

Depende de los flujos tanto de gas como de lquido de MEA y sus respectivas composiciones

4.- Calcular la relacin (Ls / Gs) de operacin para cada flujo de solucin de MEA utilizado. Ls = kgmol de agua / h, G`s = kgmol de aire /h

5.- En la grfica 1, indique cul es la fuerza directora o impulsora de la transferencia de masa.La fuerza impulsora es la distancia entre la lnea de operacin y la de equilibrio. Cuando se toca la lnea de equilibrio se produce una fuerza motriz igual a cero.

6.- Cul sera el valor mximo de la concentracin del lquido a la salida? Es posible obtener esta concentracin? Explique su respuesta

El valor mximo de la concentracin es el punto de la lnea de operacin que toca la curva equilibrio. En este punto la fuerza motriz es cero, por lo que lograr una transferencia de masa sera necesaria una torre de longitud infinita y el tiempo de contacto mayor entre el gas y el lquido.

7.- Desde un punto de vista operativo, qu significa la relacin (Ls/Gs) min?

Representa una condicin limitante para la transferencia de masa. Se dice que es limitante porque ya no existe una transferencia de masa neta de una fase a otra debido a que lleg al equilibrio entre las fases.