1 / 17

Relleno

OPERACIONES DE CONTACTO CONTINUO DIFERENCIAL Tema 8. Absorción y destilación en torres de relleno: unidades de transferencia. HETP. Extracción. Objetivos:

bono
Download Presentation

Relleno

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. OPERACIONES DE CONTACTO CONTINUO DIFERENCIAL Tema 8. Absorción y destilación en torres de relleno: unidades de transferencia. HETP. Extracción • Objetivos: • Establecer las expresiones para la altura de la unidad de transferencia y el número de unidades de transferencia, tanto individuales como globales. • Utilizar el concepto de HETP para el cálculo de la altura de relleno. • Describir el funcionamiento de las diferentes partes de una columna de relleno y las principales características de los materiales de relleno. Explicar las particularidades del equipo para cada operación. • Reflejar algunas correlaciones simples o detalladas para determinar HTUs. Describir métodos de medida y estimación de la HETP. • Calcular el diámetro de columna considerando los parámetros característicos del relleno y la caída de presión. Relleno

  2. ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA TORRES DE RELLENO • Flujo de pistón en ambas fases • No existe dispersión axial • Aplicamos teoría de capa límite Vel. transferencia materia = Coef. transf materia x Área x Fuerza impulsora Coef. transferencia de materia(k): Incluye difusividad y modelos de flujo Unidades consistentes con las de la fuerza impulsora Relleno Fuerza impulsora: gradiente de concentración (Dc, DP, Dx, Dy,....) MOLES: Vel. transferencia de materia de A = ky · Ai · (yAi-yA) = kx · Ai · (xA-xAi)

  3. ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA TORRES DE RELLENO Vel. transferencia de materia de A = ky · Ai · (yAi-yA) = kx · Ai · (xA-xAi) Dificultad 1: Ai: Área interfacial de contacto efectivo entre las fases. Difícil de conocer (relleno no totalmente mojado) Empíricamente por unidad de volumen: área específica del relleno: a Relleno Vel. transferencia de materiaA/Volumen = ky ·a· (yAi-yA) = kx ·a· (xA-xAi) Correlaciones para el cálculo de los valores agrupados kx·a o ky·a.

  4. ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA TORRES DE RELLENO Vel. transferencia de materia de A = ky · ai · (yAi-yA) = kx · ai · (xA-xAi) Dificultad 2: xAi, yAi: Composiciones de A en la interfase. Difíciles de conocer. Relleno • Calcular composiciones de interfase • Trabajar con coeficientes globales

  5. ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA TORRES DE RELLENO Vel. transferencia de materia de A = ky · ai · (yAi-yA) = kx · ai · (xA-xAi) Dificultad 2:xAi, yAi Teoría de capa límite: Resistencias en serie. Para cada altura de la torre: Composición del flujo global de las fases constante (xA, yA) Relleno Toda la variación de concentración en la interfase (capa límite d) En la interfase ambas fases (xAi, yAi) en equilibrio.

  6. A L G xA yA A L G yA* xA* xA yA A L G yAi xA yA xAi ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA TORRES DE RELLENO Vel. transferencia de materia de A = ky · ai · (yAi-yA) = kx · ai · (xA-xAi) Dificultad 2:xAi, yAi Relleno

  7. ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA TORRES DE RELLENO Vel. transferencia de materia de A = ky · ai · (yAi-yA) = kx · ai · (xA-xAi) Dificultad 2: xAi, yAi • Calcular composiciones de interfase • Trabajar con coeficientes globales Relleno kx ·a· (xA-xAi) = ky ·a· (yAi-yA) = Kx·a·(xA-xA*) = Ky·a·(yA*-yA) equilibrio y = m·x + b

  8. DESTILACIÓN BINARIA • Flujo de pistón en ambas fases • No existe dispersión axial • Teoría de capa límite. • Flujo molar constante: L, V, L’, V’  constantes. NA = -NB Para dz: diferencial de altura de relleno, enriquecimiento NA·a·Ac·dz =V·dyA = L·dxA= ky·a·(yAi-yA)·Ac·dz = kx·a·(xA-xAi)·Ac·dz Relleno NA: Vel. de transf. por unidad de superficie [=] moles·h-1·m-2. a: Área específica del relleno [=]m-1. Ac: Área transversal de la torre (p·D2/4) [=] m2. V·dyA moles de A/h transferidos hacia la fase vapor L·dxA moles de A/h transferidos desde la fase líquida

  9. DESTILACIÓN BINARIA NA·a·Ac·dz =V·dyA = L·dxA= ky·a·(yAi-yA)·Ac·dz = kx·a·(xA-xAi)·Ac·dz Tomando como referencia la fase vapor, zona enriquecimiento: ky·a·(yAi-yA)·Ac·dz = V·dyA Relleno HG Altura de la unidad de transf. individual basada en la fase vapor HTU Valor constante en cada zona de la torre Valor promedio de ky, = f ( Re y Sc)

  10. DESTILACIÓN BINARIA NG: Número de unidades individuales de transferencia de materia basadas en la fase vapor, también denominado NTU Relleno

  11. DESTILACIÓN BINARIA NA·a·Ac·dz =V·dyA = L·dxA= ky·a·(yAi-yA)·Ac·dz = kx·a·(xA-xAi)·Ac·dz Tomando como referencia la fase líquida, zona enriquecimiento: kx·a·(xA-xAi)·Ac·dz = L·dxA Relleno HL Altura de la unidad de transf. individual fase líquida: HTU Valor constante en cada zona de la torre, kx, = f ( Re y Sc) NL: Nº de unidades individuales de transf. de materia fase líquida NTU

  12. DESTILACIÓN BINARIA Dificultad : xAi, yAi • Calcular composiciones de interfase • Trabajar con coeficientes globales kx ·a· (xA-xAi) = ky ·a· (yAi-yA) Relleno

  13. DESTILACIÓN BINARIA Dificultad : xAi, yAi • Trabajar con coeficientes globales Relleno

  14. DESTILACIÓN BINARIA EN TODOS LOS CASOS, TRABAJANDO CON COEFICIENTES INDIVIDUALES O GLOBALES, BASADOS EN FASE LÍQUIDA O VAPOR: ES PRECISO CALCULAR DE FORMA INDEPENDIENTE LAS ALTURAS DE CADA UNA DE LAS ZONAS DE LA TORRE DE DESTILACIÓN EN LAS QUE HAY VARIACIÓN DE LAS CORRIENTES DE LÍQUIDO O DE VAPOR (ENTRADAS O SALIDAS). Relleno TRABAJANDO CON COEFICIENTES GLOBALES ES PRECISO SUBDIVIDIR, ADEMÁS, EN ZONAS DE PENDIENTE DE EQUILIBRIO CONSTANTE

  15. DESTILACIÓN BINARIA CONCEPTO FÍSICO DE HTU HTU representa la altura de relleno para la cual la variación de concentración experimentada por una fase al atravesarla, fuese idéntica a la diferencia de concentración que fuerza la transferencia (potencial). Relleno

  16. DESTILACIÓN BINARIA APROXIMACIÓN DE HETP Se asimila el relleno a platos o etapas discretas de equilibrio h = Nº de etapas teóricas · HETP HETP: Altura de relleno necesaria para obtener el cambio en la composición conseguido en una única etapa de equilibrio. Para su cálculo se resta previamente el calderín. Depende del tipo y tamaño de relleno, sustancias que se separan, velocidad de flujo de las fases. Relleno

  17. DESTILACIÓN BINARIA APROXIMACIÓN DE HETP Si se pueden considerar línea de operación y equilibrio rectas: Solución aproximada. Factor de seguridad 1.7 Si L/m·V=1, operación y equilibrio paralelas HETP = HOG Kremser aplicable para resolver torres de relleno Relleno

More Related