P9-G3 (1)

Problema 9 En una una torr torre e abso absorc rció ión n rell rellen ena a de anil anillo los s cerá cerámi mico cos s Rasc Raschi hig g . Se trat tratan an 3 m 1500 a 40°C y 1atm de una una mezcla bencen benceno-aire o-aire de comosi comosición ción 10! h en "olumen de benceno. #or la c$side de la torre% en contracorriente con el  Kg 750 gas% entregan h  de un l&'uido absorbente de eso molecular  Y =

  0.263 X  1 + 0.737  X 

Siendo ( e ) las relaciones relaciones moleculares en el l&'uido l&'uido y en el "aor resecti"amente* Calc$lese. a+ ,a cantidad cantidad m&nimo m&nimo del del l&'uido l&'uido absorben absorbente te a emlear. emlear. b+ ,a concentra concentración ción en benceno benceno del del l&'uido absorbe absorbente nte 'ue abandon abandona a la columna. c+ ,as "eloc "elocidade idades s másicas másicas del del gas gas y el l&'uid l&'uido. o. Si se emlean emlean el 0! de los "alores corresondientes a la inundación. d+ El n$mero n$mero de latos latos teóricos teóricos a 'ue e'ui"a e'ui"ale le la torre de relleno. relleno. e+ El n$mero n$mero de elemen elementos tos de transm transmisión isión.. + ,a altura altura del relleno relleno%% si la altura altura del elemen elemento to de transmis transmisión ión /o /og de 0cm g+ El "alo "alorr de de ga ga h+ El diá diámet metro ro de de la tor torre re Solución*

G2

=

 y 2

 =0.01

 L2

kg/h

=750

G1

 L1

=1500m

3/h

 x 1

2atos * ´  M  ´  M 

´  M 

890g:mol

,3

56S7R6

8=.=4g:mol

 53RE

?80%=90 g:cm@ A81.4 C 8@1@°B

•

2eterminamos )1 Y   1

•

=

0.1 =

=

1

−

0.1111

0.1

2eterm&nanos )> Y 2

Sabemos 1

=

0.01 1 − 0.01

= 0.0101

G1

 P *V 1

=

 R * T 

1atm *1500

=

atm * m

0.082

h

3

 Kmol * K   Kmol deg as G1 = 58.4431 h

•

m3 *313 K 

2eterminamos s  Kmol  GS  = G1 * (1 − y1 ) = 58.4431 * (1 − 0.1) h  Kmoldeinerte GS  = 52.5988 h

Sabemos  L2

•

= 750

 Kg 1Kmol * h 50 Kg

= 15

h

2eterminamos ,S*  LS  = L2 *(1 − x2 ) = 15  LS  = 15

a

Kmoldesolvente

 Kmol  h

*(1 − 0)

 Kmoldeinerte h

. calculo de D1  LS  GS 

=

15

Y2 − Y 1  x  X 2 − 1 1 −  x1  Kmol 

h  Kmol 52.5988 h 0.2852 *  x1

 x1 1 −  x1

=

0.0101 − 0.1111 x 0− 1 1 − x1

= 0.1010

= 0.2615

b ,as "elocidades másicas del gas y del l&'uido.

 M G1

= M A * y1 + M B * (1 − y2 )

 M G1

= 78

 Kg

* 0.1 + 28.84

 Kmol  Kg   M G1 = 33.756  Kmol  G'

G'

c

Kmol 

* (1 − 0.1)

= G1 * M G1

= 58.44308  L'

Kg 

kmol h

= 750

*33.756

kg   kmol

 Kg   Kmol 

numero de latos teóricos (;#80.@94 Calculo de yn1 Yn +1

= Y1 +

 LS  GS 

Yn +1 = 0.0101 +

*(Xn

− X0 )

15 58.44308

* X n

Calculo de (n  X n

(Xn,Yn+1) (X0, Y1) (X1, Y2) (X2, Y3) (X3, Y4) (X4, Y5) (X5, Y6)

=

Y n 0.263 − 0.737 * Y n

F0 % 0.0101+ F0.0@G9% 0.0>14+ F0.0=4 % 0.0@4¿

¿ 0.01 −0.1 >¿

#aso de los inter"alos h80.00G y 0.01 0.019 0.028 0.037 0.046 0.055 0.064 0.073 0.082 0.091 0.10

X 0 0.0@19 0.01 0.0G0@ 0.111@GG 0.>1

X 0 0.0@>9 0.09 0.0GG@ 0.1@@< 0.1=< 0.>044 0.>40< 0.> 0.0>@= 0.0@10 0.0@=0 0.044 0.0910 0.09 0.0@1 0.0==

y* 0 0.00=> 0.019G 0.0>@> 0.0@01 0.0@ 0.04>< 0.04= 0.0941 0.09G4 0.044

F(x) 100.9@ G@.>01 =@.@=9 < 94.=.1

d El ;°de unidades de transerencia de masa reeridas al gas.  y1

 N t"G

= ∫ 

(1 −  y )*m dy

(1 −  y )*( y − y* )  y2

  ( x ) =

h 3

=

 ( x)

* (  0 + 4 * 1 + 2 *  2 + 4*  3 + 2*  4 + 4*  5 + 2*  6 + 4*  7 + 2*  8 + 4*  9 +   10 )

  ( x ) = 5.3064

e ,a altura de relleno% si es 'ue /tog80cm

= $ T"G * N T"G  # = 60!m *5.3064 = 318.384!m  # = 3.18m  #

Calculo de la densidad del gas*

 ρ G

=

1atm * 33.756 313 K *0.082

kg 

kmol  atm * m 3

= 1.3152

kmol * k  

Calculo de I de inundación*

kg  m3

  ρ G    *  ÷ G '   ρ L − ρ G  '

 L

0.5

 Kg kg     750 1.3152 3  ÷ h m * ÷  Kg kg Kg   850 3 − 1.3152 ÷ 1972.8045 h  m h  

0.5

= 0.015

2e graica Iind80.@> •

2eterminamos indJJ

 β * ρ G * (ρ L − ρ G )  * g !  '' Gind  =  in d ÷ 0.1  µ  ! * * %    L   C8199

K81

0.5

gc81

 0.32*1.3152* (850 −1.3152) *1  '' Gind  =  ÷ −3 0 .1 155*(1.40*10 ) *1    '' Gind 

'' Gind 

G ''

•

kg 

= 2.1085

 s * m 2 kg 3600 s * = 2.1085  s * m 1h

= 7590.5693

'' = 0.6 * Gind  = 0.6 *7590.5693

kg h*m

kg

 AST 

=

= 4554.3416

=

G' '' Gind 

1972.8045 4554.3416

el diámetro de la torre.

 Kg  h kg 

h * m2

 

h *m2

2eterminamos 5S*  AST 



0.5

= 0.4332m 2

kg h*m

  2

0.5

 4* AST    & =  ÷  π    0.5  4*0.4332 m2   & =  ÷ = 0.743m π   