uando la reacción química es esencialmente irreversible y la presión parcial de equilibrio del soluto es cero' el nmero de unidades de transferencia para una separación dada es el mismo para la operación en contracorriente o para flu%o de corrientes paralelas de líquido y gas. 2a figura +,."6 muestra líneas de operación típicas para ambos
casos. En este diagrama < es el soluto total absorbido y que a reaccionado' y no la cantidad de soluto presente en la forma original. uando se opera en corrientes paralelas con alimentación por la parte superior' el gas que sale por el fondo está e<puesto al líquido enriquecido' el que a absorbido una gran cantidad de soluto* pero si yeN !' la
fuerza impulsora es simplemente y y 0oy se calcula de acuerdo con la ecuación (+,.F,) de igual manera que en el caso de flu%o en contracorriente.
2a venta%a de la operación en paralelo es que no e<iste la inundación como una limitación' y es factible utilizar un flu%o de gas muy superior al normal. Esto permite reducir el diámetro de columna requerido' y el correspondiente aumento de las velocidades másicas del líquido y del gas da lugar a elevados coeficientes de transferencia de masa. Es posible utilizar flu%os de líquido tan elevados como 6! !!! a +! !!!! lbft "Q (5! a +F!
?gm"). 2os valores de ^ga o #ov se pueden estimar' apro<imadamente' e<trapolando los datos de flu%o en
contracorriente para el mismo sistema a las velocidades másicas más elevadas.
$í:J2J$
Area de la superficie de contacto por unidad de volumen de empaque' m"m/! ft"ft/* aabs' para absorción*
areae' para reacción química* avap' para vaporización
+,
c oncentración másica en la fase líquida' gg' ?g molm/' ppm' o lb molft/* a' en el líquido que entra* b' en el
líquido que sale* D' concentración de la fase líquida en equilibrio con la composición y del gas* a' en el líquido que entra* i' en el líquido que sale
apacidad calorífica molal' calg mol !
@actor de capacidad' uo (pv(p< R A') C Ciámetro de columna' m o ft
flu%os
.
8
$E;K0;L1ransferenciademasa y sus aplicacionesCifusividad' m"s' cm"s o ft"* Cu<' en el líquido* Ctn.' en el gas
Lolumen del gas que entra como alimentación de la torre' m/* @mín' valor míni>
mo
@actor de empaque para caída de presión
oeficiente relativo de transferencia de masa (tabla +,.+) f @actor > y > a) en el e%emplo +,.4
P Lelocidad másica basada en la sección transversal total de la torre' ?gm"Q o lbft"Q * Ps' de la corriente
líquida* Pr' valor medio* Py de la corriente gaseosa
Lelocidad másica molar' ?g molm"Q o lb molft"Q
@actor de proporcionalidad de la ley de 0eton' /".+5F ft lblbr s"
# Altura de una unidad de transferencia' m o ft* #P' forma alternativa de # Q # forma alternativa de #' +>+!<' global' basada en la fase líquida* #oy' global' basada en la fase gaseosa* +>+<' individual' basada en la fase líquida* #v' individual basada en la fase gaseosa
^a oeficiente global volum&trico de transferencia de masa' ?g molm/Q Q unidad de fracción mol o lb molft/Q
Q unidad de fracción mol* ^<a' basada en la fase líquida* la' basada en la fase gaseosa* ^B<a' ^Bra' incluyen los factores para la difusión en un solo sentido' para las fases líquida y gaseosa' respectivamente la oeficiente global volum&trico de transferencia de masa para la fase líquida basado en la diferencia de concentración' >l
^ga oeficiente global volum&trico de transferencia de masa para la fase gaseosa' basado en la la presión parcial como fuerza impulsora' ?g molm/Q Q atm o lb molft/Q atm
oeficiente individual de transferencia de masa para la fase líquida basada en la diferencia de concentración' m o ft ?a oeficiente individual volum&trico de transferencia de masa' ?g molm/Q Q
unidad de fracción mol* ?<a' para la fase líquida* ?ya' para la fase gaseosa ?ta oeficiente individual volum&trico de transferencia de masa para la fase líquida' basado en la diferencia de concentración' >i ?ga oeficiente individual volum&trico de transferencia de masa para la fase gaseosa' basado en la presión parcial
como fuerza impulsora' ?g molm/Q Q atm o lb molft/ Q atm
2 Lelocidad de flu%o molar del líquido' mol* 2a' del líquido que entra* 2b' del líquido que sale* 2min' valor mínimo
Lelocidad másica molar del líquido' ?g molm"Q o lb molft"Q
-eso molecular* ' peso molecular promedio
m -endiente de la curva de equilibrio
0mero de unidades de transferencia* 0P' forma alternativa de 0y* 02' forma alternativa de 0' 0o<' global' basado en la fase líquida* 0ov' global' basado la fase gaseosa* 0<' individual' fase líquida* 0y' individual' fase gaseosa @lu%o de transferencia de masa del componente A' ?g molm"Q s o lb molft"Q
0mero de unidades de transferencia de calor
01- 0mero de platos teóricos
01U 0mero de unidades de transferencia
E<ponente en la ecuación (+,."F)
-resión total' atm* -l' presión de vapor del componente A
-A -resión parcial del componente A
] antidad de calor' cal* ]a' calor de absorción* 2r' variaciones de calor sensible en el líquido y el gas' respectivamente* ]u' calor de vaporización
Lelocidad de absorción por unidad de volumen' ?g molm/Q o lb molft/ s Area de la sección transversal de
la torre' m"! ft"sc 0mero de $cmidt' gpCv
1emperatura' J@ !!* 1a' en el líquido que entra* 1b' en el líquido que sale* 1i' en un punto intermedio* 1má<'
valor má<imo
CAPKTULO Absorcióndegases
4F
Lelocidad de flu%o molar del gas' mol* La' a la salida* Lb' a la entradaQ L valor mínimo < @racción mol de soluto (componente A) en el líquido* <a' en el líquido que entra* Mb' en el líquido que sale* Mi' en la superficie de contacto gas>líquido* <má<' valor má<imo* <D' concentración de equilibrio correspondiente a la composición y de la fase gaseosa* < b' en equilibrio con \b
@racción mol del componente : en el líquido* M:' en el líquido de entrada* M:b' en el líquido de salida (+ R<)2 @actor de difusión en un solo sentido en la fase líquida y @racción mol de soluto (componente A) en el gas* ya' en el gas de salida* yo. má<' valor má<imo* \b' en el gas de entrada* y' en la superficie de contacto gaslíquido* yB' concentración de equilibrio correspondiente a la composición < de la fase líquida* y' en equilibrio con <a* \b' en equilibrio con Mb
\: @racción mol del componente : en el gas* \:a' en el gas de salida* \B:b' en el gas de entrada3 \:' en equilibrio con
(; R<)2 @actor para la difusión en un solo sentido en la fase gaseosa z Cistancia vertical por deba%o de la parte superior del empaque' m o ft* _r' altura total de la sección empacada
L.0ras gr.gas
onstante en la ecuación (+,."F)
oeficiente de actividad del componente A
A @uerza impulsora de concentración' gg o ppm* A' en el líquido que entra* Ab' en el líquido de salida A# alor de disolución' ?calg mol* A#u' calor de vaporización
A- aída de presión' in. de aguaft de empaque* A-'nund' en la inundación
1 8
+>r2 edia logarítmica de <* RMb y <* R <a
A\2 edia logarítmica de \b R y \a R \
-orosidad o fracción de uecos de la sección empacada Liscosidad' - o lbf Q * gr' del líquido
Liscosidad cinemática' gp' m"s o ft"s p Censidad' ?gm/! lbft/* del líquido*
ry' del gas
Censidad molar' ?g molm/! lb molft/* -<' del líquido* puy' del gas
@actor de avance en la absorción con reacción química' adimensional