Utilizando Una Columna de Platos

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Utilizando una columna de platos, se va a absorber acetona desde una mezcla con aire en un aceite de absorción no volátil. El gas que entra contiene 30% mol de acetona, mientras que el líquido absorbente en la entrada está libre de acetona. Se va a absorber 97% de la acetona contenida en el aire y el licor concentrado que saldrá por el fondo de la torre contendrá 10% mol de acetona. La relación de equilibrio es y = 1.9 Xe. Base 100 moles de gas que entra

Represente gráficamente la línea de operación y determine el número de etapas ideales

Datos para la línea de operación

Para encontrar puntos para la línea de operación, se prueban n valores de la cantidad de moles de acetona que salen en la parte superior del absorbedor.

Para el cálculo de la fracción x; se toman en cuenta los moles perdidos: nCH3COCH3 – 0.9 mol; y estos

serán iguales a los moles ganados por el líquido; así:

Entonces se procede al cálculo de los datos para la línea de operación

Moles Fracción x Fracción y

0.9 0.000 0.013 5 0.015 0.067 8 0.026 0.103 12 0.041 0.146 15 0.051 0.176 22 0.075 0.239 27 0.091 0.278 30 0.100 0.300 37 0.121 44 0.141 47 0.150

Datos para la línea de equilibrio

L Aceite Lb= 291-29.1= 261.9 moles V Gas entra (Vb) 100 mol Acetona (30% mol) 100(.3)= 30 mol Aire (70% mol) 100-30= 70 mol Acetona 30(0.03)= 0.9 mol Aire 70 moles Acetona

30 mol – 0.9 mol= 29.1 mol= 10% 0.1Lb= 29.1

(2)

Utilizando la relación de equilibrio dada en el problema, se calculan los datos de equilibrio Fracción x yeq 0.000 0.000 0.015 0.029 0.026 0.050 0.041 0.077 0.051 0.097 0.075 0.142 0.091 0.172 0.100 0.190 0.121 0.230 0.141 0.268 0.150 0.284

Con estos datos se construye la gráfica y se trazan los platos Dando como resultado 4.3 platos

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Graficar las líneas de operación y equilibrio Datos Curva de equilibrio x y 0 0 0.1 5 0.2 9 0.3 14 0.5 26 0.7 34 1 56 Línea de operación L/V x y 0.05 10 0.4 42 1 56 Línea de operación x y 0.05 10 0.25 41 0.5 55

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Para un determinado proceso se requiere aire de temperatura y humedad controlada 15,000 lb de aire seco por hora con un 20% de humedad y 130 °F este aire se obtendrá acondicionando aire hasta 20% de humedad y 70 °F primero calentando, después humidificando y finalmente calentando hasta 130 °F el aire humidificado, la capa de humidificación se llevara a cabo en una cámara de lluvia suponiendo que el aire que salga de la cámara estará 4 °F por encima de la temperatura de saturación adiabática.

a) Calcule la temperatura a la que deberá precalentarse el aire (calor húmedo) b) La temperatura a la que saldrá a la cámara de lluvia

c) Las cantidades de calor necesario para cada una de las etapas de calentamiento d) El volumen que ha de tener la cámara de lluvia tomando H con 85 BTU/ft3

a) 0.241 BTU/lb °F (15,000 lb)(186-70)°F = 419340 BTU b) 0.271 (15,000 lb)(130-85)= 182925 419340-182925 = 236415 BTU V= (0.241+0.271)/2 = 0.256 BTU °F/lb ln(186-81)/(85-81) (85 BTU ft3/15,000 lb * 0.256 BTU °F lb) ln 105/4 * 85/3840 = 0.07233 Vapor de agua Aire seco humedad 0.22 15000 lb/h 20% 130 °F

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Una corriente gaseosa que contiene 3 % de A se pasa a través de una columna empacada para remover el 99 % de A por absorción con agua. El absorbedor opera a 25 ºC y 1 atm, y las velocidades de gas y líquido están a 20 mol/(h·ft2) y 100 mol/(h·ft2), respectivamente. Los coeficientes de transferencia de masa y los datos de equilibrio son: y* = 3.1x, a 25 ºC, kxa = 60

mol/(h ft3) (unidad de fracción molar) y kya = 15 mol/(h ft3) (unidad de fracción molar). Calcular:

(a) Ecuentre NOY, HOY, ZT asumiendo que se tratraa de una operación isotérmica despreciando los cambios de velocidad y considerando que la diferencia entre ya y y eq es el mismo valor que xeq

(b) El número de etapas ideales y comparar con la calculada por el método analítico

( ) ( ) Agua 100 mol/h ft 20 mol/h ft3 Acetona 30(0.03)= 0.9 mol Aire 70 moles Acetona

30 mol – 0.9 mol= 29.1 mol= 10% 0.1Lb= 29.1

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La temperatura y el punto de rocio de aire que entra en una columna es de 60 °F y 150 °F tempertura de secadero respectivamente según la carta de humedad obtenga:

a) Humedad del aire

b) Temperatura de saturación adiabática c) Volumen de aire seco

d) Volumen de aire saturado

a) Es de 0.012 lb de vapor de agua/lb de aire seco b) 85 °F – 0.012 ---- T= 150 °F

c) 9.8 volumen de aire seco y humedad de aire seco = 0.028 d) 13.2 Volumen de aire saturado

e) 0.25 Calor húmedo

f) 13 volumen especifico de aire seco

g) Volumen especifico de rocio (150 °F)= 15.2

Para un determinado proceso se debe construir una carta de humedad de aire-agua como magnitudes de equilibrio a una temperatura que alcanza el estado estacionario en condiciones adiabáticas, los punto de roció 100 °F y finalmente una temperatura de líquido de 200 °F. Construya la carta de humedad

a) Humedad del aire: 0.042 lb vapor de agua por lb de aire seco b) Temperatura adiabática = 113 °F

c) Humedad de aire seco = 0.066 X2 = 115 X = 113 X1 = 110 M2 = 14 M = X M1 = 13 ( ) ( ) Volumen de aire seco: 13.6

d) Volumen de aire saturado: 15 e) Calor húmedo: 0.29

(7)

Temperatura de rocio = T mas baja 100 °F = Punto de rocio

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