determinacion de area interfacial y de masadeterminacion de area intjflfacial y coeficientes de...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS
DETERMINACION DE AREA INTERFACIAL
Y COEFICIENTES DE
TRANSFERENCIA DE MASA
METODO QUIMICO UTILIZANDO UN SOLO SISTEMA GAS-LIQUIDO
COMPROBADO EN UNA CELDA AGITADA Y APLICADA A UN PLATO
PERFORADO CON VERTEDEROS.
POR
G. B. BARTHOLOMAI
TESIS PRESENTADA PARA OPTAR AL TITULO DE
DOCTOR EN CIENCIAS QUIMICAS
(ORIENTACION TECNOLOGICA)
1971
Universidad Nacional de La Plata
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS
DETERMINACION DE AREA INTERFACIAL Y COEFICIENTES
DE TRANSFERENCIA DE MASA
Método químico utilizando un solo sistema gas-líquido
comprobado en una celda agitada y aplicada a un plato
perforado con vertederos.
por
G.B. BARTHOLOMAI
Tesis presentada para optar el título de
DOCTOR EN CIENCIAS QUIMICAS
(Orientación Tecnológica)
1971
Director de Tesis:
Dr. Jorge J. Ronco.
A mi madre.
A mi esposa.
AGRADECIMIENTOS
Deseo expresar mi agradecimiento a los Dres
Robert G, Gardner y William Hamilton, por su constante guia
y valiosa colaboración prestada durante el tiempo que estu
vieron contratados por la Universidad de Buenos Aires.
Este trabajo se realizó en el Departamento de
Industrias de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de
la Universidad de Buenos Aires, a la que agradezco todas las
facilidades acordadas para su realización.-
1
Sección
1
1.1
1.2
2
2.1
2.2
3
3.1
3 2
4
4.1
4.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.4.
4.4.1,
4.4.2
4.4.3
4.5
INDICE
Página
PRIMERA PARTE
INTRODUCCION
La determinación de area interfacial y coeficientes de tran£
ferencia de masa................................................................................................... 4
Planteamiento de la investigación............................................................ 4^5
TEORIA DE LA TRANSFERENCIA DE MASA SON REACCION QUIMICA.........
Introducción............................................................................................................ 6
Resultados y conclusiones.............................................................................. 6-7
DETERMINACION DE A1RA INTERFACIAL Y COEFICIENTES DE TRANS
FERENCIA DE MASA................................................................................................... 8
Método propuesto utilizando un solo sistema gas-líquido..... 8-10
Cálculo de los datos físico químicos...................................................10-11
PARTE EXPERIMENTAL.............................................................................................. 12
Equipo utilizado para comprobar el método propuesto..................... 12
Medición y rango de variación de las variables de operación. 12-13
Procedimiento experimental............................................................................ j_4
Método de medida de la velocidad de absorción................................ 14
Cálculo del error experimental.............................. .. .................................. 14-16
Resultados obtenidos.......................................................................................... 17Variación de la velocidad de absorción con la concentración
y agitación de la solución............................................................................ 17
Determinación de area interfacial y coeficiente de transfe- 1^
rancia kLDeterminación del coeficiente de transferencia k G
R
18-19
Conclusiones 21
2
SEGUNDA PARTE
5 CARACTERISTICAS BASICAS Y APLICACION BEL METODO PROPUESTO,
A LA DETERMINACION DE ARLA INTCRFACIAL Y COEFICIENTES DE
TRANSFERENCIA D" MASA, A UN PLATO PERFORADO CON VERTEDEROS
5.1 Introducción....................................................................................................... 22
5.2 Comparación de los diferentes platos usados en transferen
cia d« masa.......................................................................................................... 22
5.2.1 El Plato de burbujeo..................................................................................... 22-23
5.2.2 Plato perforado................................................................................................ 23
5.2.3 Flato con tapa flotante.............................................................................. 23-24
5.2.4 Platos de doble corriente.......................................................................... 24
5.3 Conclusiones......................................................................................................... 24
6. FACTORES QUE AFECTAN AL DISEÑO DE UN PLATO PERFORADO
6.1 Diseño mecánico................................................................................................... 25-26
6.2 Condiciones de operación............................................................................ 26-27
6.3 Propiedades del sistema.............................................................................. 27
6.4 Factores hidráulicos y difusionales................................................... 27-28
6.5 Conclusiones........................................................................................................ 28
7. PARTE EXPERIMENTAL
7.1 Introducción........................................................................................................ 29
7.2 equipo utilizado........................................................................................ 29-32
7.3 Medición y rango de variación de las variables de opera
ción..................................................................................... 32-3$
7.4 Procedimiento experimental.......................................................................
7.4.1 Determinación de las características hidráulicas....................... 34—367.4.2 Conclusiones de las pruebas hidráulicas......................................... 36-37
7.5 Determinación de arca interfacial y coeficientes de trans
ferencia de masa..............................................................................................38
7.5.1 Introducción........................................................................................................
7.5.2 Procedimiento experimental....................................................................... 39-40
7.5.3 Resultados obtenidos..................................................................................... 41
7.5.3.1. Determinación de la variación de la velocidad de absorción
con la concentración de la solución...................... 41
Sección Página
Sección- 3
Página
7.5 3.2. Determinación de arca interfacial y coeficiente de trans
7.5.3.3.
ferencia k , considerando resistencia en la fase gaseosa.. LDeterminación del coeficiente de transferencia k conside (j
7.5.3.4.
7.5.3.5.
7.6
7.6.1.
7.6.2.
7.6.3.
8.
9.
10.
11
rando resistencia
Determinación de
en la fase líquida
ay k^ sin considerar la resistencia
de la fase gaseosa
Determinación de área interfacial despreciando k y k . ... G LCARACTERISTICAS DEL COMPORTAMIENTO DI a Y kTLVariación del área interfacial con la concentración de la
solución
Variación del coeficiente de transferencia k^ con la con-
centración de la solución
Conclusiones
CONCLUSIONES GENERALES
NOMENCLATURA
BIBLIOGRAFIA CITADA
TABLAS
41
42
42-43
43
44
44-45
46
47
50
48-49
51-80
4
1.
INTRODUCCION
1.1
LA DETERMINACION DE AREA INTERFACIAL Y COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA
Para la determinación de estos parámetros es frecuente utilizar
la absorción con simultánea reacción química; en el estudio de la que se par
te de la ya conocida absorción física complicada ahora por la inclusión de la
reacción química.
Varias teorías o modelos se han propuesto para estudiar el proce
so de absorción de un gas, especialmente el modelo de la película y varios
modelos de renovación de superficie, que se pueden usar para predecir la ve
locidad de absorción con y sin reacción química.
El tipo de sistema más usado, es la disolución de un gas en un lí
quido que contiene un reactivo con el que reacciona irreversiblemente, en la
fase líquida siendo el reactivo no volátil.
En los casos en que el coeficiente de transferencia de masa en la
fase líquida y el coeficiente de transferencia de masa en la fase gas (kg)
no se pueden despreciar es común primero determinar k^.a en un sistema donde
prácticamente todo el control está en la fase gaseosa y entonces vincular es
te k(ja obtenido en las mismas condiciones físicas, con el sistema requerido
por la siguiente relación:
kGa
con el valor calculado de k^a ahora so pueda resolver la ecuación general de
transferencia de masa para obtener a y k^.
1.2
Planteamiento de la Investigación
.01 ¿rásente trabajo se propone a diferencia del método que utiliza
dos sistemas como vimos en la parto anterior, encontrar un método que permi
ta el cálculo de a, k^ y k^ para el caso donde k^ y k^ no se pueden despre
ciar (o no se conoce si se puede despreciar), haciendo una serie de experien
cias en un solo sistema. Luego, comprobar este método en un equipo adecuado
y para un sistema con control en las dos fases y que por lo tanto es importan
te conocer los valores de k^ y kQ para la determinación de a„
- 5 -
Además aplicar esta método a la determinación de área interfacial
y coeficientes de transferencia de masa a un plato perforado con vertederos,
dado que se han hecho muchas investigaciones en torres rellenas y platos de
burbujeo, pero muy poco son los datos publicados sobre platos perforados y
menos aún para aquellos que tienen vertederos.
- 6 -2.
TEORIA DE TRANSFERENCIA DE MASA CON REACCION QUIMICA
2.1
INTRODUCCION
En las operaciones de transferencia de materia es frecuente encon
trar que están acompañadas de una reacción química. La influencia de la reac
ción está dada por el factor de reacción que expresa el aumento de la veloci
dad de transferencia con respecto a la transferencia en ausencia de reacción,
Es decir el factor de reacción ((j>) señala la relación entre el coeficiente
de transferencia de materia con reacción química y el coeficiente de trans
ferencia sin reacción kjj, para un sistema de iguales condiciones hidrodinámi
cas,
Z'stos coeficientes podrán ser instantáneos o medios, y el factor
de reacción correspondiente será instantáneo (©) ó medio (Ó) y están respec
tivamente dados por las siguientes relaciones:
i _¿ ec (1) y (¡) = kL 3c (2)
4 1 kL kL
Se han propuesto soluciones analíticas (1,2,3,6,7,8,11,14,15,17)
y numéricas (4,5 ) para expresar el factor de reacción en sistemas de geome
tría simple, para diferentes tipos de reacción, de acuerdo a las condiciones
hidrodinámicas y al modo de transporte de las especias hacia la zona de reac
ción
2.2
Resultados y Conclusiones
1°,- En
de reacción,
la mayoría de las soluciones teóricas que se conocen, el factor
para el caso de reacciones de primer orden, depende de un solo
parámetro , y se puede ver que todas estas soluciones, admiten los siguien-
límites:
cuando -• tienda a 0
cuando y aumenta indefinidamente
tes casos
0=11Ó = V
0
El parámetro y tiene por expresión general:
• 1/2 —y = (kj D^) /k^ (ec (3) si la reacción es de primer orden
1/2 —y V= (kjj D^ ^Bjj) /kL QC (4) si la reacción es de seudo primer orden
- 7 -uS decir, los dos casos límites corresponden a las reacciones infi
nitamente lentas (control difusional) y a las reacciones infinitamente rápi
das (control cinético). L1 parámetro y es pues el factor de reacción corres
pondiente a la reacción de primer orden o seudo primer orden infinitamente
rápida.
Panckwerts y Kennedy (19) han comparado las soluciones teóricas
(1,3,14) para algunos valores de, sus resultados indican una diferencia re
lativa inferior a un 10/¿.
Posteriormente ¡lonco y Oouret (20) hicieron la comparación de la ma
yoría de las soluciones conocidas, eligiendo la solución de Hatta (1) como
solución de referencia, y calculando la desviación relativa: - ©h
?H
Pe esta manera ellos encuentran que la mayoría de las soluciones
analíticas presenta en relación a (1) una desviación máxima (entre valores
de 1,5 y 2,0) que también en general es menor de un 10^ en valor absoluto,
2- - Para el caso de reacciones de segundo orden, las soluciones conoci
das admiten también como límites comunes:
correspondiente a las reacciones muy lentas
correspondiente a las reaccionas infinitamente rápidas.
Para el tipo de reacciones que estudiaron Ronco y Couret (20) han
determinado que la desviación de las diferentes expresiones para un mismo va
lor de y con relación a (2) que correspondo al modelo mas simple, y calculando
la desviación relativa:
t - $ V.K,$ V.K:
observaron que la desviación máxima es pequeña e inferior a 1($.
La razón de existir una desviación pequeña entre los diferentes mo
delos, nos llevó a seleccionar uno do ellos que permitiera una solución sen
cilla y rápida para la determinación de a , y k^, parámetros fundamenta
les para predecir la velocidad de absorción, necesaria para el diseño de equi
0 = 1
$> =
pos
- 8 -
en estas condiciones según el modelo de Danckwerts el factor de
reacción medio (|> tiene por expresión;
ec (6)
Solución aplicable a todos los sistemas que cumplen con el modelo de la reno-
vación de Danckwertg.
Donde: ec (7)
es decir: ec (8)
iry y = fracción molar de CO^ en la interfase.
La velocidad de absorción estará dada por:T<.A = A.Q* (kjD Co + kL2)1'2 ec (10)
donde: A = area interfacial efectiva a la transferencia.
La ecuación de transferencia de materia con reacción química consi -
derando el efecto de la resistencia de la fase gaseosa será:
ec (11)
dondo
3.
DETERMINACION DE AREA INTJflFACIAL Y COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA
3.1.
Método propuesto utilizando un solo sistema gas-líquido.
Para el cálculo de a, kp y kg con un solo sistema, por conveniencia
adoptaremos el modelo de la penetración con renovación aleatoria de la super
ficie propuesto por Danckwerts, aplicado al sistema CO^ en aire, NaOH disuel
to en agua.
Este es el caso de una reacción irreversible de segundo orden de ve
locidad de reacción no muy veloz, al que impondremos la restricción de mante
ner la concentración de NaOH en la interfase prácticamente igual a la del se
no de la solución, con el objeto de que la reacción a considerar sea de seudo
primer orden; para lo que se debe cumplir que:
- 9 -
Cstá demostrado que la ecuación (11) que da la suma de resistencias
en serie es aplicable sin error al modelo de la renovación de Danckwerts en
el trabajo de Szokely (13).
Para la determinación de A, k y kn la ecuación (11) se puede re-L tisolver de las siguientes maneras:
1 *• 2 1/2a) Cuando /kG<^ 1/H (ljeD % + Ic^) ec (12) es de cir la resistencia de la
fase gaseosa es despreciable la ecuación (11) se reduce a:(3A/ H P$2 = A2(k>D Co) + (A kL)2 oc.(13)
y los valores de A y kj\ pueden obtenerse de la recta que se obtiene al grafi-
car k^-D CQ contra (RA / HPy)^
b) Cuando >fGo 5 kL ¿c (14) . la resistencia de la fase líquida^ se puede
despreciar y la ecuación (11) toma la forma:* ,-r-. -
HPy/HA = 1 ( l/y/kj)C0) + H/kG A ec (15)
Graficando y*HP/HA contra tenemos una línea recta de donde po-
demos obtener A y kG.
c) Cuando se presenta el caso en que k^ y kG es despreciable la ecuación (11)
se reduce a:HA/HPy = A (k<D Co)1//2 ec(16)
y graficando RA/Hpy contra 0Q obtenemos A
d) 'Jn el caso en que k^ y kG no se pueden despreciar os común medir primero
kgA en un sistema donde prácticamente todo el control está en la fase gaseo
sa trabajando en las mismas condiciones físicas que con el sistema requerido,
y vincular esta kg A por la siguiente relación
kG A cC PG
Con esto valor calculado de k^A so puede resolver gráficamente la ecuación
(11) y obtener A y k^ .
Método propuestoV
L1 siguiente análisis muestra que, para el caso donde k^ y kG no
se pueden despreciar (o cuando no se sabe si so puede despreciar) como pue
den calcularse estos coeficientes simultáneamente junto con A haciendo una
serie de experiencias en un solo y único sistema, en condiciones donde todas
- 10 -A
las cantidades de la ecuación (11) exoepto (RA) y (J^0o) »se mantienen cons
tante.
Por diferenciación de la ecuación (11) donde consideramos k@ inde
pendiente de (k^I) CQ) (25,49) obtenemos:
la que puede ordenarse y escribir:
Graficando el termino de la izquierda contra lg)vo obtenemos una linea recta 2/3 2/3 2
de pendiente A y ordenada al origen A k^.-
Reemplazando los valores obtenidos de A y en la ecuación (11) y graficando contra (l^pco + k^)^/^ obtendremos una recta de pendien
te 1 (uno) y ordenada al origen l/k^.
Lste os el método que hemos propuesto y que se ha probado haciendo
absorción de CO2 de una mezcla con aire en una solución de NaOH/CO^Na^ en una
celda agitada magnéticamente.
3.2
Cálculo de los datos físico-químicos
Cinética de la reacción
Para nuestro sistema, absorción de CO^ do una mezcla con aire en
una solución do NaOH, la reacción es:
C02 + OH* = HCO" (1)
HCO” + OH” = CO” + H20 (2)
C02 + 2 OH" = CO" + H20 (3)
La reacción (1) es la etapa limitante siendo:
r = kn (C02J L°H’Jmientras que la reacción (2) es infinitamente rápida.
La reacción (3) que es la que interesa es del tipo:
A + zB ---- P
11
La constante k^ se supuso (21) que varia linealmente con la fuer
za iónica de la solución. De los ó atos publicados (21,22,23), k^ está dada
por:k . klI. !06 (5.7 7 2.6 I) 1O-2'815 (1/2« -W
donde: I es la fuerza iónica y está dada por:I = 1 v 31 Z2i
2 ~Solubilidad del gas en el líquido
La solubilidad del CO^ en agua pura está dada por:
log Hu = 1140 - 5.30T
donde las unidades de son: 1/gmol atm.
La solubilidad del C0^ en la solución real según lo proponen Van
Krevelen y Hofftjzer (24) 3s la siguiente:
log H = 1140 /T - 8.3 - ksl ac. (20)
donde Ks es una constante calculada empíricamente de la manera siguiente:
Ks = K + K + K „+ - g
donde K , K y K es la contribución de los cationes, aniones y gas respec-4- — o
tivamente
Difusividad en la fase gaseosa
La difusividad del 00^ en la solución fue calculada de la relación
Í)ZZ /„ = ote> 1
usando los valores de Danckwerts y Sharma (21) para la difusividad en agua
pura como base.
La viscosidad de la solución fuó determinada experimentalmente uti
lizando un viscosimetro tipo Ostwald,-
FIG
. 1
- 12 -
4
PARTL ¿XPU3IM3NTAL
4.1
¿guipo utilizado para comprobar el método propuesto
3e construyó un aparato cuyo diagrama báaioo se pueden ver en la
figura (1) -
Las partes esenciales del mismo son: Un recipiente de vidrio ó cáma
ra de gas de aproximadamente 6 lts. de capacidad (aislada térmicamente con
lana de vidrio y tela de amianto), colocada por encima de una celda de 250 cc.
de capacidad agitada magnéticamente a la gue está unida por medio de una jun
ta esmerilada.
se
Dentro de la cámara de gas se introduce la mezcla de CO^-aire que absor^terá con reacción química en la solución de NaOH contenida en la cel
da.
La mezcla de CO^-aire proviene de un cilindro de C0^ y otro de aire
que tienen sus respectivos mano-reductores, que permiten ajustar el porcenta
je de CO^ deseado. Se utilizaron un caudalimetro marca Fisher con rango 0-1
lts/min para medir aproximadamente el caudal de 00^ y otro caudalimetro marca
Las-Kit con rango 0-6 lts/min para medir el caudal aproximado de aire.
La mezcla luego de saturada con agua se mide con exactitud con una
celda de conductividad térmica que se calibra contra un analizador de gas de
tipo Orsat ¿1 caudal de mezcla y aire que alimentan la celda de conductivi
dad se pueden regular mediante válvulas o llaves de vidrio y ser medidos por
manómetros ,
La mezcla de C0^ - aire se introduce a la cámara de gas a través
de un caudalimetro de burbujas de 50 mi. (aislado térmicamente mediante una
camisa de agua), manteniendo abierta la llave de purga. £1 caudalimetro a su
entrada tiene unallave de tres vias que permite su conección con el sistema
de alimentación de ,as o con la atmósfera. Además tiene un reservorio con de
tergente que al ser levantado con suavidad coloca una burbuja en el tubo gra
duado, para permitir la medida de velocidad de absorción.
4.2.
Medición y rango de variación de las variables de operación
Las variables de operación son: agitación de la solución, tempera—
- 13 -
tura de gas y solución, porcentaje de CO^ en el gas y concentración de la
solución
Agitación de la solución: el rango de trabajo fue el comprendido entre 1.500
y 2.000 r p.m mediciones realizadas con un Osciloscopio Phillips, Se utili
za un agitador magnético con dos tamaños de buzos. Además sobre la platafor
ma del agitador hay colocado un dispositivo que permite mantener la celda
siempre en la misma posición, para reproducir exactamente las condiciones de
agitación. 3sto da la posibilidad de cambiar la velocidad do agitación o ta
maño de buzo, lo que permite obtener diferentes valores de area interfacial
o coeficientes de transferencia de masa de la fase líquida.
Temperatura del gas y solución: Con el objeto de simplificar el aparato se
optó por trabajar a la temperatura ambiente de gas y solución, pero teniendo
sumo cuidado de que estos no cambiaran durante una experiencia. Las tempera
turas fueron medidas con termómetros de mercurio en vidrio graduados a el
1/10c C.
Porcentaje do CO^ en el gas: 71 rango de operación fue ent^e 4/ y 9$, pero la
mayoría de las experiencias se realizaron a 6% dado que en esta forma las
determinaciones son mas exactas, primero por que demanda un tiempo suficien
temente largo, asegurando un menor error do lectura, y segundo por que el cam
bio de composición do la mezcla os despreciable.
Concentración de la solución: La concentración de NaOH se varió entre 0,1 N
y 2,0 N pero tomando la precaución de mantener la solubilidad (H) en un va
lor constante por wl agregado de una cantidad apropiada de C0 Na2
- 14 -
4.3.
Procedimiento Experimental
4.3.1
Método de medida de la velocidad de absorción
Se conecta la cámara de gas con el sistema de alimentación de mez
cla 00^ - aire, y se comienza la mayor parte de purga de la cámara. Luego se
coloca la celda que contiene una cantidad exacta de solución de NaOH y se
continúa purgando un par de minutos más, para tener la seguridad de que el
gas contenido en la cámara es de la misma concentración que el medido en la
celda de conductividad.
So cierre la llave do purga y so conecta la entrada del caudalime
tro con la atmósfera, Se pone una "burbuja (levantando el reservorio de dete.r
gente) y se comienza la agitación de la solución. En este momento se comien-
za a tomar lecturas del tiempo de absorción de un mililitro de C0^ para com
probar que estos tiempos son constantes. 3n estas condiciones se toma nueva-
mente el tiempo que se tarda para absorber 10 mi. de 00^, dato que so utiliza
para calcular la velocidad de absorción, para las condiciones de temperatura
de gas y solución existentes durante la experiencia.
La velocidad de absorción será:
RA = V T / t T*1' 22.400 = gmol / seg.
donde
t = tiempo para absorber 10 mi.
V = volumen medido = 10 mi.
Tfr = 273
T = temperatura del gas
4.3.2.
Calculo del error experimental
Pare determinar el error del método empleado, se realizaron diez
(10) corridas en idénticas condiciones experimentales, y se calcularon las
velocidades de absorción. Los resultados obtenidos se presentan en la slguien.
te tabla:
Corrida
1
2
3
4
5
6
Velocidad de Absorción, RA
1,795
1,825
1,890
1,780
1,845
1,890
7
8
9
10
1,860
1,910
1,875
1,890
Ordenando estos valores en una serie decreciente, tenemos:
a a
1,910
1,890
1,890
1,890
1,875
1,860
1,845
1,825
1,795
1,780
_____________ Mediana
71 rango de la seria es
1,910 1,780 0,130
La mediana es
1,875 — 1,860 = 1,867
2
La media aritmética (X) resulta
X = 1,856
La casi coincidencia de ambas medidas de posición corresponde a la
distribución según la curva normal de errores
- 16 -
La desviación standard (s) de la serie es
s = 0,0416
De acuerdo con las propiedades de la curva normal, hay 95^ de pro
babilidad de que cualquier valor medido oscile entre
X + 2 s o sea, entre 1,9792 1,7728
21 error de nuestras mediciones será, por lo tanto, con un 95^ de
probabilidad:
(%) = 0,0416 x 2“17856 100= 4,48 rfo
FIG. 2
- 17 -4.4.
Resultados Obtenidos
). Jada curva representa una serie de -experiencias realizadascontra
4.4.1
Determinación de la variación de la velocidad de absorción con la concentra
ción y agitación de la solución
La Figura (2) muestra las curvas que se obtienen al graficar RA
D 0o a la misma velocidad de agitación do la solución. Para mayor claridad en és
ta figura solo se muestran experiencias a tros velocidades distintas con el
mismo buzo de agitación. Como so puede ver en las Tablas de resultados, la
temperatura tanto del gas como de la solución fue prácticamente igual para
todas las experiencias. Por otro lado todas las experiencias mostradas en la
Figura (2; se realizaron con una mezcla de gas que contiene 6,0 % de C0^.
La solubilidad del C0^ en la solución se mantuvo constante por el agregado
de la cantidad apropiada de 00 Na a las soluciones do NaCH.-
4.4.2
Determinación del area interfacial y coeficiente de transferencia _kL
a) Sin considerar la resistencia de la fase gaseosa;
Según el modelo do Danckwerts (14,21,25) la ecuación de transferen
cia de masa con reacción química, considerando el efecto de las resistencias
en la fase gas y líquido, es:
si presuponemos que la resistencia de la fase gaseosa es despreciable, es
decir que:
entoncos la ecuación (21) se reduce a:(xU/HP/2 = k.2 ( k B co) + (a kL)2 00.(22)
y representando (RA/yPH) contra (kjj D 3o ^se obtendré A y k^.
As te es el método que propone Danckwerts y Sharma (21) y que mues
tra para sus experiencias Pasiuk-Bronikowsha (26).
La Figura (3) muestra la representación de esta ecuación (22) para
los datos que se obtuvieron para distintas velocidades de agitación de la so
lución.
- 18 -
= A 2'3 (kDCo) + A 2/\l ec. (23)
Se puede notar que son evidentes líneas curvas que nos hacen deno
tar la existencia de resistencia en la fase gaseosa.
Tis decir, que estamos en un caso típico donde no es posible despre
ciar la resistencia de la fase gaseosa para el calculo de y de A.
Considerando la resistencia de la fase gaseosa
Un la sección anterior, vimos como por diferenciación de la ecua
ción (11) se puede obtener:
i (RA)2 d (fcDC0)¡2/3t_______________ i' 2 y HP d (RA)\ /
que incluye inplicitamente la resistencia de la fase gaseosa.
Los valores de d(kDCo/d(RA) que figuran en el término de la izquie_r
da de la ecuación, se determinaron de los resultados representados en la fi
gura (2), donde tenemos RA contra k D CQ,
Representando el término de la izquierda de la ecuación (23) contra
kDCo como se muestra en la figura (4) se puede obtener A y k^.
Los resultados obtenidos se muestran en la Fig. (5). En ella so
puede ver como la influencia de la velocidad de agitación que crea un vértice
en la superficie de la solución, hace crecer el área interfacial a medida que
la velocidad es mayor. Del mismo modo se puede observar el efecto que tiene
la agitación de la solución sobre la resistencia de la fase líquida.
Los valores de A fueron además medidos como lo hace Astarita (10),
es decir considerando que el vortice tiene la forma de un cono. Rsta forma do
medida dió en todos los casos un valor 7 % mayor que el calculado por el mé
todo propuesto con reacción química.
Los valores do k^ obtenidos muestran que la condición oc. (5) -Fue
satisfecha en cada caso, y que, por lo tanto, se trabajó en condiciones do seu
do primer orden.
4.4.3
Determinación del coeficiente de transferencia kg
Considerando el efecto de la resistencia de fase líquida
Utilizando los valores obtenidos de A y k^, tal como so determina
ron en la sección anterior, estos se pueden introducir en la ecuación do trans
ferencia (11) y do esta manera obtener kg.
FIG
. 5
- 19 -
n la figura (o) se puede ver la representación de la ecuación (11)
que nos determina los valores de kQ.
Se observó que los valores de k(j crecen con el aumento de agitación
de la solución, posiblemente a raiz de que esta produce agitación en la fase
gaseosa.
Importante: M hecho de que la representación de las ecuaciones (23,11) que
se muestran en las figuras (4,6) sean líneas rectas y que la pendiente que
se obtiene al representar la ecuación (11) es 1,0, indica que A, k^ y kg se
pueden obtener por esta técnica.
Sin considerar el efecto de la resistencia de la fase líquida
3s factible presuponer que la resistencia de la fase líquida es des
preciable, en cuyo cas0 k D Co>> kj,.
En estas condiciones la ecuación (11) se reduce a:
y representando H Py/RA contra ^/\/kDCo se puedo obtener A y kg.
Los resultados que se obtienen de esta manera se pueden ver en ]a
figura (7) y en la tabla (i).-
Ls notable como los valores de A y kg que se obtienen al hacer esto
tipo de suposición, son muy diferentes a los que se obtienen al tenar on cueri
ta la resistencia do la fase líquida.
20
TABLA I
Sim- Agit. A kL kG 1 A 1Bolo relat (1) (1) (lj (2) (2)
0 1,0 5,30 0,029 3,1x10 5 5,97 1,66 x 10"5
1,OX 7,15 0,026 2,0 II 7,60 1,43 TI
X 1,3 9,15 0,048 3,1 II 9,70 1,78 II
1,3 9,15 0,048 3,1 TI 9,70 1,97 II
4- 1,5 10,60 0,072 5,7 II 12,00 3,25 II
(1) utilitando la ec. (11).-
(2) utilitando la cc, (24).-
(x) se usó un agitador corto
- 21 -
4.5
CONCLUSIONES
21 propósito de esta parte del trabajo fue encontrar un método sen
cillo como es el do utilizar un solo y único sistema en un mismo equipo, que
permita la determinación simultánea de A, k^ y kg, que tienen fundamental im
portancia para poder predecir la velocidad de absorción, que es primordial
para el diseño de equipos industriales. Las conclusiones son las siguientes:
1) - Se comprueba que en un sistema donde es factible medir la velocidad de
absorción (RA) con el cambio do kDCQ manteniendo constante todos los demás
términos de la ecuación (11) se puedo determinar valores d (RA)/ d(kBCo ) que
se pueden utilizar on la ecuación (23) obteniéndose líneas rectas que permi
ten el cálculo de A y k^,-
2) - Se comprueba que estos valores de A y k^ determinada por la forma indi
cada son correctos, dado que introducidos en la ecuación de transferencia
(11) nos da rectas de pendiente 1,0 y el correspondiente valor de k^.
L'l método es do aplicabilidad general a cualquier equipo y de es
pecial utilidad cuando no so conoce o so provee encontrar resistencias apre
ciables a la transferencia on la fase gaseosa.-
225
CARACTERISTICAS BASICAS Y APLICACION DEL METODO PROPUESTO, A LA DETERMINACION
DE AREA INTBRFACIAL Y COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA A UN PLATO PERFO
RADO CON VERTEDEROS
5.1
Introducción
Aunque las características básicas, y de transferencia de masa como
a, kL y kQ, de torres rellenas y platos de burbujeo fueron objeto de muchas
investigaciones (una extensa lista de referencias fue recientemente publica
da por Sharma y Danckwerts (25) ), muy pocos son los datos publicados sobre
platos perforados, y menos aún de aquellos que tienen vertederos.
Para resaltar la importancia que tiene este último tipo de plato,
objeto de nuestro estudio, haremos una comparación do los diferentes platos
existentes y la aplicabilidad de cada uno de ellos.
5.2
Comparación de los diferentes platos usados en transferencia de masa
Aquí solo haremos un resúmen de las principales características y
una comparación de las propiedades más importantes que los distinguen.
5.2.1
El plato de burbujeo
Es la variedad comercial más usada en transferencia de masa, líiui
do vapor.
El diseño básico consiste en tapas circulares montadas sobre peque,
ños tubos verticales que atraviesan el piso del plato, a través de los cuales
pueden ascender los vapores procedentes de los inferiores. Los bordes de las
tapas son dentadas o con ranuras para permitir <ue las láminas de vapor <ee
pasan a través de los tubos se puedan romper en burbujas. El líquido que llega,
hace de cierre a las campanas y pasa por todo el plato y luego llega a uno o
más caños de salida por donde desborda hacia el inmediato inferior, mantenien
do el nivel del líquido en este y no dejando que el vapor entre.
- 23 -
En los platos de más de 15 cm. de diámetro, los caños de desborde
están ubicados alternativamente a uno y otro costado de los mismos para per
mitir que el líquido pueda cruzar completamente el plato y contactar con el
vapor.
En platos de grandes dimenciones el flujo de líquido parte desde
el centro hacia la perififeria y viceversa.
5.2 2
El_£l ato perforado
Este tipo es mucho más simple que el plato de burbujeo .ya que con
siste en un simple plato horizontal con perforaciones Este puede estar o no
adaptado con caños de desborde o vertederos similares a los del plato de bur
bujeo y el flujo de líquido es semejante o el mismo, excepto que en este ca
so el flujo no es obstruido por ninguna tapa o campana.
El gas pasa a través da las perforaciones y toma contacto con el
líquido, la velocidad del gas debe sor la suficiente como para prevenir qu^
el líquido paso a través da las perforaciones. Esto significa que al plato
debe operar dentro de ciertos límites en flujos do gas y líquido pero con la
ventaja de poder hacerlo durante muchos años sin que tenga que recibir dema
siada atención,, ^s decir, el campo de operación es estrecho y por alio su use
está limitado a las industrias que lo prefieran por su muy fácil limpieza.
Mayfiald y colaboradores (27) presentaron un estudio sobro platos
perforados que tuvo gran aceptación, dado que menciona la alta eficiencia,
capacidad y bajo costo de este tipo do plato. Más tarde otros investigaelures
(28,29,30,31) sacaron muy amplias y favorables conclusiones de los estudios
realizados en platos perforados.
11 limitado rango do operación ha dejado de ser una dosven+aja dade
que ahora so usan métodos de diseño mucho más exactos y el plato perforado
ha comenzado ha ser más usado que el de burbujeo
5 2. 3
Plato con tapa flotante
:.l diseño de este tipo de plato introduce una modificación del pía
- 24 -
to perforado para que funciono on un rango más amplio do operación, retenieri
do algunas ventajas del plato perforado sobro el de burbujeo, como por ejem
plo pequeña pérdida de carga y económica construcción (32,33).
Consta de un plato perforado con agujeros do 2 a 5 cm, de diámetro
y un área libre del 15 aproximadamente
Las perforaciones están cubiertas por una cápsula de metal, La for_
ma y tamaño usadas para el diseño de este tipo de platos, son calculadas en
base a la velocidad necesaria del gas para levantar las cápsulas de metal y
tener una velocidad constante a través de los orificios Lsto ha sido estudia
do para los casos prácticos por Norman y Grocott (34) tste tipo de plato no
tiene preponderantes ventajas para su uso, dado que debe operar entre límites
muy convenientemente elegidos.
5.2.4
Platos de doble corriente o sin vertederos
Gstos platos pueden ser platos perforados con agujeros o con perfo.
raciones extremadamente grandes o compuestas de barras paralelas de metal co
mo el caso del plato de rejillas (35?3&).
’;1 líquido cae a través de las perforaciones por las cuales el gas
también subo.
i'l rango de operación de este tipo do plato es más pequeño <uo ol
plato perforado, como así también la eficiencia, pero la pérdida de carga es
más baja
5 3
Conclusiones
La mayor parte de los investigadores están de acuerdo de que el pía
to perforado es el más apropiado para la mayoría de los usos,
.Js por motivos muy especiales y para fines específicamente determi
nados que se usan otros tipos de platos. Por ejemplo, los platos a válvulas
cuando so desea operar en un rango muy amplio do condiciones o el tipo de
plato a rejillas para el caso que se opera ccn alto vacío.
- 25 -6
FACTOR 33 QU3 AF3CTAN AL DI33Ñ0 D7 UN PLATO PERFORADO
Los factores Que más se deban tener en cuenta para el diseño de un
plato son aquellos vinculados con la eficiencia del mismo
estos pueden ser divididos en los siguientes grupos:
a) Diseño mecánico del plato. Por ejemplo: área libre, altura de los tabiques
de nivel, diseño de los vertederos.
b) Condiciones de operación. Ejemplo: Flujo d^l gas y del líquido, temperatu
ra y presión.
c) Propiedades del sistema, ejemplo: Densidad, viscosidad del gas y del líq<i_
do.
d) Factores hidráulicos y difusionales. Sjemplo: area interfacial, velocidad
de transferencia do masa.
Como no es posible describir en detalle todo lo realizado dentro
de estos tópicos, aquí se ha resumido el efecto de las variables más importan,
tes.
5 1
Diseño mecánico
Area libre
La mayoría de las publicaciones cuando tocan -«1 efecto de esta va
riable difieren notablemente Por ejemplo, ...'llis y Hoyado (37) dicen que hay
un incremento de la eficiencia del plato cuando el área crece, por el contra
rio ¿nglish y Van Winklo (38) dicen que hay una disminución de la eficiencia
jj’sto puede ser? dado que si ol diámetro do las perforaciones es
pequeño dá una gran eficiencia pero a costa do una gran perdida de carga.
Porque además, la eficiencia crece mientras crezca el número de perforaciones,
pero esto es válido hasta un valor máximo por encima del cual la eficiencia
disminuye.
31 valor do área libre que se recomienda usualmente es do 10 % con
perforaciones entre 1/8 y 3/8 de pulgada, con espaciamionto triangular equi
látero ,
- 2C -
Altura do los tabiques de nivel
La altura de los tabiques causa un incremento del líquido retenido
en el plato, con lo que se puede fundamentar la causa del aumen’to do oficien
cia ~»sto lo sostiene la mayoría de los investigadores, incluyendo a ;>llis y
Moyade (37), ’^nglish y Van Winkler (38), y otros (39).
Por otro lado, so debe tener on cuenta que al aumentar la altura
de los tabiques de nivel esto causa un aumento do la perdida de oarga y por
encima de un cierto valor el incremento de eficiencia puede no ser compensa
do económicamente por el aumento de perdida de carga.
Diseño do tubos de descarga o vertederas
js muy necesario al hacer el diseño de los va rtodoros el asegurar
que sean capaz de permitir 01 flujo de líquido al plato siguiente y de impo
dir do que el gas suba por el mismo.
6 2
Condiciones do operación
Flujo de gas
Un aumento del flujo de gas causa una gran turbulencia en el plato
y so puedo fundamentar que ambos no traen como consecuencia una disminución
de la eficiencia del plato (39,40). Se debo tener presenta que flujos bajos
de gas hacen <uc el líquido pase a través de las perforaciones; esto no fi.ane
un afecto muy marcado sobre la eficiencia, pero cuando el flujo os muy bajo
al líquido caerá en forma da lluvia, a través de las perforaciones del plato
y el rendimiento del plato será casi nulo.
Por otro lado altos flujos de gas causan un arrastro de goias (41?:
con un efecto perjudicial on la eficiencia.
Flujo de líquido
TJn aumento del flujo del líquido da como resultado un incremento
del líquido detenido en el plato, con un consecuente aumento de la eficiencia
(37,39). Por encima de ciertos valores de flujo los vertederos se pueden cu
brir de líquido y el plato se inunda.
Temperatura y presión
La influencia de la temperatura y la presión se refleja principal
mente en el efecto que estas variables tienen sobro el sistema usado. Jllis,
Barkor y Ooatractor (42) dicen que el efecto de la presión sobre la eficien
cia es muy pequeño.
6.3.
Propiedades del sistema
.Tn la fase gaseosa os muy importante el efecto que tiene la visco
sidad y densidad del gas sobre la difusión molecular y por lo tanto sobro la
eficiencia
la misma manera en la fase líquida 1.a viscosidad y densidad del
líquido tienen un efecto marcado sobre la difusión molecular, y por consiguien.
te sobro la transferencia do masa.
Se puede comprobar que la tensión superficial tiene un efecto muy
marcado sobre el gas retenido por el líquido y sobro la altura do dispersión
(43,44).
6.4
Factores hidráulicos y difusionales
Sn un proceso de transferencia de masa que tisne lugar entre dos
fases, en un plato perforado, la eficiencia de este depende sobre todo do los
factores hidráulicos y difusionales entro las dos fases. Los factores difusio
nales generalmente involucran variables y parámetros como por ejemplo la di
fusión molecular, arsa interfacial, ote,
3n cambio los factores hidráulicos dependen más do las condiciones
de operación como por ejemplo los flujos de gas y do líquido, que afectan
directamente el área intorfacial
Cuando un plato perforado está operando, dos zonas so pueden distin
guir: una palíenla on el fondo del plato actuando de sello y una capa de lí
- 28 -
quido con burbujas de gas dispersas, que llamaremos "dispersión” en forma ge
neral. La mayoría de las veces esta capa de líquido disperso que se encuen
tra sobre la película de sello, es grande y alto con respecto a esta última,
31 gas qu^- entra en un orificio del plato, forma discretas burbu
jas al pasar a través de la película de sello y se unen formando una disper
sión, que será la zona donde tendrá un intimo contacto con el líquido. Fina¿
mente, al gas dejará ?sta zona reventando la burbuja
'1 área intorfacial aprovechable para la transferencia de masa es
sobro todo y principalmente el área do la zona de dispersión. Así por ejem
plo Porter (45) indica que el área intorfacial en la zona do dispersión do un2 3plato do burbujeo puede ser do 3,3 a b,6 cm /cm siendo este valor mucho ma
yor quo el obtenido en otros tipos de columnas, salvo las do relleno muy pe
queño. Así por ejemplo el área intorfacial do una columna rellena con anillos2 3Rashing do 1/2 pulg.. os da 0,66 a 1,66 cm /cm .
Conclusiones
Si bien muchos trabajos se hicieron para estudiar las característi
cas hidrodinámicas que afectan al diseño de platos perforados, os muj poco
lo qu~ se conoce acerca do las características quo influyen en la transieren
cia do masa. Por lo tanto en la segunda parto de esto trabajo consideramos
hacer algún aporto al estudiar especialmente los factores hidráulicos y aifu
sionalos, como al área interfacial y coeficientes do transferencia do masa,
señalando la factibilidad do hacerlo por medio del método sencillo y prácti
co doscripto on la primera parto
- 29 -
7.
PARTI .SXPüRIMCNTAL
7.1
Introducción
En esta parto experimental nos proponemos estudiar los factores
hidráulicos y difusionales que afectan a la transferencia de materia en sis
temas gas- líquido
Previo a la determinación do los parámetros característicos de
transferencia de masa so hacen determinaciones preliminares para establecer
características básicas do este tipo do plato perforado, y además con el
objeto do seleccionar las condiciones da operación y determinar los rangos
apropiados de trabajo. Con esto motivo los ensayos hidráulicos se realizaron
primero con agua y luego con las mismas soluciones alcalinas que se utiliza
rían más adelante para las determinaciones do área intorfacial y coeficientes
de transferencia. Para el cálculo do estos parámetros a, k y k el sistemaL Ga utilizar os el de 00^ en soluciones acuosas de NaOH, haciendo la restric
ción de mantener la concentración do NaOH en la interfase prácticamente igual
a la del seno de la solución, con al objeto de que la reacción sea de seudo
primer orden y de esta manara poder usar la ecuación general do transferencia
con reacción química siguiente:
Equipo utilizado
SI aparato fuá disuñado para trabajar reciclando el líquido y el
gas, y consta de los siguientes elementos que podemos agrupar según su función
en:
Circulación de la solución
SI líquido o la solución absoiCjents se coloca en un tanque de alma
cenaje de aproximadamente 50 litros do capacidad. ._iste tanque está provisto
de un embudo para facilitar la carga de la solución; un tubo lateral trans-
- 30 -
párente para control do nivol y do una válvula do descarga on el fondo. Por
la parto inferior está conectado a una bomba centrifuga con motor de 1 H P.
y 2 800 r p m que impulsa la solución al plato perforado, 3n la línea que
conduce la solución al plato se ha colocado una camisa como intorcambiador
de calor por la que se puede circular vapor o agua para permitir seleccionar
la temperatura de trabajo,. Lsta última fue medida con un termómetro do vidrio
con mercurio.
J1 caudal de solución se regula por medio de una válvula con dia
fragma de neoprono y se mido con un flotámetro convenientemente calibrado.
La solución que sale del plato se introduce nuevamente en el tan
que de almacenaje, recirculando de esta manera la solución.
A la salida de la bomba de circulación se conectó una cañería con
una válvula que permite tomar muestras do solución y además hacer un reciclo
entre la salida inferior del tanque y la boca de carga del mismo para asegu
rar un buen mezclado de la solución.
Circulación del gas
'31 sistema de rocirculación de gas está constituido por un ventila
dor centrifugo F B Tipo P 30 con motor de 2 H P y 2 800 r p.m on el que se
adaptaron cojinetes de teflón para evitar fugas de gas en el eje <uo une las
paletas del ventilador con el motor.
L1 caudal de gas so regula por medio do una válvula esclusa coloca,
da a la salida del ventilador y se mido con una placa orificio. Las cañerías
de circulación son de 2 pulgadas do hierro galvanizado y do P.V.C.
So- midió la temperatura del gas con termómetro de mercurio, coloca
do a la entrada dol gas en la baso de la columna donde so encuentra el plato
perforado.
Plato perforado
1 plato perforado está colocado en una columna con diferentes se_c
ciones; primero tiene una base metálica que sirvo d^ sostón a las demás seccio
nos do la columna; en la parte media de la base está la entrada de gas y en
la parte superior hay colocada una plancha perforada para uniformar la velo-
Fig. 9
- 31 -
cidad del gas que entra en el plato colocado más arriba. A nivel del piso do
la base metálica se colocó una válvula de descarga que permite mandar a sumí,
dero la pequeña cantidad do líquido que puede caer a través de las perfora
ciones del plato durante las puesta marcha o paradas del equipo.
La sección siguiente de columna es de ”Lucite” y está colocada a
continuación de la base metálica ~sta sección de columna, que es de 30 cm.
de longitud, permite ver el funcionamiento de la parte inferior del plato,
dado que sobre esta sección está colocada una brida que ajusta el plato per
forado y la sección siguiente de columna ?sta nueva sección do columna es
también de ”Lucite”, pero de 100 cm de longitud, por la cual se puede obscj?
var el funcionamiento sobre el plato de los tabiques de nivel, vertederos,
etc
Ista última sección de columna es do mayor longitud quo la infe
rior para salvar cualquier problema da salpicado quo ocurro, especialmente
cuando la cantidad de líquido retenido en el plato es pequeña y la velocidad
del gas os muy grande; esto último puede provocar la entrada do solución al
ventilador
Un diagrama del plato propiamente dicho so puedo ver en la figura
(8) y las características del mismo son:
Diámetro 228 mm.
Altura da los tabiquesdo nivel 25,4 mm.
Distancia entre lostabiques do nivel 142,8 mm
Diámetro de lasperf oraciones 4,75 mm
Número de perforaciones 69
Area libre 2,98 ,!Í
SI CO^ se alimenta desdo un cilindro con mano-reductor que está
cubierto con un manto do calefacción eléctrico para evitar el enfriamiento
debido a la evaporación y posterior expansión, quo producen alteraciones en
- 32 -3 m\ apreciación 0,1 lt.). n la linca de alimentación de C0^ hay colocado
un tanque pulmón y una camisa de vapor para regular la temperatura de traba
jo 11 C0^ se inyecta on la entrada del ventilador para conseguir un buen me_z
ciado
Sistema de medida y control de la concentración de CO en la mezcla do gas2
Lste sistema do control y medida está colocado para poder operar
con una concentración constante de CO en la mezcla de gas, con el objeto de
que la cantidad de C0^ que se introduce al sistema sea igual a la que se ab
sorbe con reacción química en la solución. Para ello de la línea do circula
ción de gas se desvia una parto del mismo a un sistema do medida y control.
Con este fin so utiliza una bomba de vacío que succiona una parte do la mez
cla de gas, hadándola pasar por una celda de conductividad térmica, un cau-
dalímetro de burbuja de detergente para control del caudal que pasa por la
celda, y un tanque pulmón para estabilizar las fluctuaciones de la bomba do
vacío. 11 gas que pasa por la bomba se introduce nuevamente on la corriente
de gas que va al plato. Como gas de referencia para la coida de conductivi
dad se utiliza aire proveniente de un cilindro con mano reductor y un cauda-
límotro para control dol caudal.
La celda do conductividad so calibra periódicamente contra un ana
lizador do 00^, tipo Orsat
7 3
Medición y rango de variación de las variables de operación
Las variables do operación son las siguientes:
Caudal de gas: el rango do trabajo fue el comprendido entro 2,5 y 9 m^/h que
da una velocidad superficial on el plato entre 5 y 18 m/sog. para las solu
cionas alcalinas, en cambio, para pruebas hidráulicas realizadas con agua, la
velocidad superficial en el plato fue mucho menor y solo entro 1,3 y 4,1 m/
sog. Por encima da esto valor de 4,1 m/sag. so produce salpicado.
Para las soluciones alcalinas trabajar con velocidades de gas mono-
ros da 5 m/sag. significa permitir ol paso do solución a través da los orifi.
cios dal plato.
- 33 -
¿1 caudal de gas se puede variar con una válvula esclusa colocada
a la salida del ventilador y medir con una placa orificio colocada con ose
propósito.
Caudal de solución: Los rangos de operación fueron los siguientes: Cntre 228
y 540 kg/h. para agua y entre 384 y o72 kg/h, para las soluciones alcalinas
Los caudales fueron medidos con un rotámetro calibrado previamente.
Temperaturas do gas y solución: Las temperaturas de la solución y dol CO^ de
alimentación se pueden variar a voluntad como so indica en la descripción
del equipo. Todas fueron medidas con termómetros do mercurio en vidrio.
Concentración do CO^ en el gas: La mayoría de las experiencias se realizaron
con un porcentaje de CO^ en la mezcl a do 7-8 % dado que con estos valores
las corridas se hacen en tiempos convenientes para la lectura do todas las
variables de operación con el menor error
Concentración inicial de NaOH en la solución: So realizaron experiencias uti
lizando soluciones do NaOH iniciales que variaron entro 0,7 N y 3,0 N con
el objeto do comprobar el efecto que produce esta variable sobro los paráme
tros hidráulicos y difusionalos
- 34 -
7.4
PROCEDIMIENTO JXPERIMuNTAL
7.4 1
Determinación do las características hidráulicas
estas determinaciones se realizaron con el objeto de determinar
las características básicas del comportamiento del plato perforado en estudio
que son: Altura do dispersión y pérdida de carga a través del plato.
Altura de dispersión
Se realizaron distintas experiencias para ver el efecto que tienen
sobre este parámetro
1) il caudal de gas y de líquido.
2) Las soluciones de distinta concentración do NaOH.
3) Las soluciones de distinta concentración de ^O3Na2.
4) 31 tiempo de recirculación de estas soluciones
La altura de dispersión fue medida visualmente utilizando un cae
tómetio. Para tenor una imagen más nítida do la zona do separación sntr* el
líquido disperso y el gas, se coloca en la parte opuesta de la columna do
”Lucite”, un papel negro con un corte (en forma do ranura do 3 mm. de espe
sor) vertical do manera que dejara pasar la luz do una lámpara de 100 watts
colocada detrás 31 catotómatro so enfoca con el haz de luz que pasa a través
del corto en el papel "n la parte anterior de la columna con respecto al
catetómetro se coloca una escala que permito medir la altura de dispersión
minimizando los errores de lectura
Resultados
Efecto da la velocidad del gas y del líquido
Sj puado ver en la Figura (10) donde se muestra la variación de ]a
altura do dispersión con la velocidad del gas f que esta no es lineal como
encuentran Harris y Roper (46) para un plato perforado de 12 pulgadas con
vertedero y un área libre do 4,37 La razón posiblemente estriba en que
ellos trabajaron en una zona muy chica de rango de velocidades do gas, dado
- 35 -
que solo pueden aumentar esta dos voces, mientras que nuestras determinacio
nes fueron realizadas en un rango donde so aumenta cuatro veces la velocidad
dol gas
Bel mismo modo, on nuestro caso el caudal de líquido produce una
variación no lineal y asintotica do la altura de dispersión, también on con
traposición a los resultados que obtienen los autores anteriormente menciona
dos, que encuentran que os lineal. Podemos asumir quo esta diferencia os a
causa do que nuestro plato tiene una perdida de cargo más notable con el au
mento de caudal de solución.
Comportamiento do las soluciones de NaOH
Zn esto caso, como podemos ver en la Figura (11\ hay un marcado
descanso de la altura do dispersión con las solucionas de NaOH, respecto al
agua, cuando se opera on las mismas condicionas do trabajo. Fsto os distinto
a lo que observaron Portar y colaboradores (47) para un plato con campanas
do burbujeo, donde prácticamente la altura de dispersión os la misma en ambas
condicionas
Comportamiento do las solucionas do COy'Ja^
^1 propósito do estudiar las soluciones de NaOH
cor al tipo de comportamiento <uo tendrían las soluciones
utilizaríamos para realizar experiencias da absorción con
y CO Na^ fuÓ cono-
que mas adelanto
reacción quími ca.
F1 comportamiento do las solucionas do CO Na? se
Figura (12) donde se muestra el efecto do la concentración
pueden ver on la
do astas, sobro
la altura de dispersión. Zs evidente que la disminución de altura do disper
sión es mucho mayor «a esta caso que para las solucionas de NaOH.
Ffecto del tiempo de rocirculación sobra las soluciones de C^Na^ NaOH
^n la misma Figura (12) también se puedo ver el efecto del tiempo
de rocirculación sobre la altura de dispersión, al trabajar con estas solu
ciones Zs muy notable el crecimiento que se nota on el caso de las solucio'
nes da CO Na? poro no así en las de NaOH .31 incremento do la altura de dis-
12
- 36 -persión para el caso de soluciones do 00 Na es causada por la formación de
3 2espuma sobro la masa de líquido dispersa. Osta afecto también fue notado por
Krasuk y Ronco (48) y además por Sharma y Gupta (49) da los que adoptamos la
técnica de utilizar un agente antiespumante como Tricresilfosfato para las
determinaciones posteriores.
Pérdida do carga a través del plato perforado
So realizaron experiencias para determinar la pérdida de carga pa
ra diferentes caudales do gas en:
a) Plato soco
b) A distintos caudales do agua
Los resultados se pueden ver en la Figura (13) , esta nos muestra
la perdida de carga del plato soco cuando circula agua por el mismo y además
como el efecto do diferentes caudales de agua os pequeño sobro la pérdida do
carga, esto resultado es comparable al quo obtuvieron Harris y Roper (46)
que encontraron: quo varía la pérdida de carga según la siguiente función:
Pw Lw
donde: Pw = Pérdida de carga del plato con agua.
Lw = Caudal do agua.
7.4.2
Conclusiones de las pruebas hidráulicas
Lstas experiencias nos permiten ver la forma do trabajo y compor
tamiento del plato perforado, y por lo tanto como debemos operar para las de.
terminaciones posteriores on las cuales usaremos absorción con reacción quí
mica en soluciones de NaOH-OO^Na^,
Las conclusiones son las siguientes:
1) Hemos determinado el rango de trabajo de caudal de gas y líquido dentro
del cual no se produce salpicado, ni el líquido pasa a través de las per
foraciones.
2) Se determinó la variación do la altura de dispersión con el caudal de gas
y de líquido.
- 37 -
3) Se observó que el comportamiento de las soluciones de CO^Na^ es diferente
que el de las soluciones de NaOH, dado que las primeras forman una capa de
espuma sobre la masa de líquido disperso. Se comprueba que, por el agrega
do de muy pequeñas cantidades de Tricrosilfosfato, este problema es supe
rado
- 38 -
7.5
DETERMINACION DE ARuA INTORFACIAL Y COEFICIENTES D¿ TRANSFERENCIA DE MASA
7.5.1
Introducción
Esta parte del trabajo tiene como propósito aplicar a un plato peí?
forado con vertederos, (como representativo de un equipo de aplicación indas,
trial), el método de determinación de área interfacial y coeficientes de
transferencia de masa (que son parámetros fundamentales de diseño), que hemos
propuesto en la primera parte y probado en una celda agitada magnéticamente.
En este caso de absorción gas-líquido en un plato perforado no co
nocemos ni sabemos si podemos despreciar kQ y k^, que determinan respectiva
mente la resistencia de la fase gaseosa y líquida. Hacemos una serie de ex
periencias en un solo sistema (OO^-aire solución de NaOH), para medir la
variación de Ra en función de kDCo la que aplicamos a la ecuación:
para determinar a y k^.
Una vez conocidos estos valores, es posible utilizar la ecuación
general de transferencia de masa:
para la determinación de kQ.
Los datos fisico-químicos necesarios para el cálculo, se deterwi-
nan en la misma forma que vimos anteriormente para el cálculo de A, k^. y kg
para el caso de la celda agitada.
Tn este caso, los valores de área interfacial son distinguidos por
”a” dado que están referidos a la unidad de volumen de líquido disperso.
Se realizan distintas experiencias para determinar el efecto que
tiene la velocidad del gas y líquido sobre el área interfacial y, además, el
efecto que tiene la concentración de la solución de cada corrida sobre el
área interfacial y coeficiente de transferencia de la fase líquida k^
- 39 -
7.5 ?.
Procedimiento Experimental
Método de medida de la velocidad de absorción
Como vimos en la parte de descripción del equipo, este fue diseñado
para operar en circuito cerrado, tanto en gas como en solución
¿n el tanque de almacenamiento se colocan 27 lts de solución de
NaOH con 2 mi de agente antiespumante, tricresilfosfato.
Se conecta el ventilador de impulsión del gas y la bomba de recir
culación de solución. Se ajustan para ambos los valores deseados de caudal.
La temperatura del líquido se controla por medio del intercambiador
de calor, y la temperatura del gas se deja estabilizar. Por medio del
nby-pass” se permite un mejor mezclado de la solución en el tanque de almac_e
naje.
Se abre la válvula de alimentación de CO^, cuya línea conduce a la
entrada del ventilador, y, cuando la concentración de CO^ alcanza el nivel
requerido, indicado por la medida de la celda de conductividad térmica, se
saca una muestra de solución para análisis y se anota el tiempo y lectura
del medidor de 00^.
El agregado de 00^ a lo largo de la experiencia, se controla muy
cuidadosamente para mantener la concentración de C0^ en el gas totalmente
constante
La medida de absorción do C0^ se registra a intervalos regulares y
a iguales tiempos so toman muestras de la solución de NaOH
Las soluciones se analizan para determinar la concentración do
NaOH y CO^Na^ por
resultados fueron
el método de
concordantes
Cloruro de Bario como indica Vogol (51). Los
con un error de + 2,4 % con respecto a los va
lores medidos de CO^ absorbido.
Se toman medidas de la altura de dispersión del líquido en el pla
to por medio del catetómetro, para referirlos al área interfacial por unidad
de volumen de dispersión.
La difusividad del C0^ en la solución se obtiene como valor prome
dio, de la corrida, por la relación = ote, dado que la variación entre
la difusividad inicial y final es pequeña.
- 40 -
La solubilicLgrl del C0^ en la solución se calcula por la expresión
(21,24):log H = 1140/t - 8.3 - (0.138 [0H“j + 0.294 J ec. (28)
La constante de velocidad de segundo orden, k, se supone que varía
linealmente con la fuerza iónica de la solución y está dada por la expresión
derivada de los datos publicados (21,22,23)
k = 106 (5.7 + 2.6 I) 1O-2-895 (1/293- V?) ec. (29)
Para este caso, durante la corrida, k varía según el cambio de la
fuerza iónica que depende del C0£ absorbido.-
- 41 -
7.5.3.
Resultados obtenidos
7 5 3.1
Determinación de la variación de la velocidad de absorción con la concentra
ción de la solución
La medida de la velocidad de absorción, Ra, en función de kDCo se
muestra en la figura (14) Se obtienen diferentes curvas, dado que para cada
una de ellas se parte de distintas soluciones iniciales de NaOH, y cada cur
va representa una serie de determinaciones de absorción de CO^ a partir de la
misma solución inicial de NaOH. La temperatura del gas, como la de la solución
y % de CO^ en la mezcla de gas, fue prácticamente igual para todas las expe
riencias .
7.5.3.2
Considerando la resistencia de la fase gaseosa
Según el modelo de Danckwerts, la ecuación general de transferencia
de masa con reacción química, considerando las resistencias de la fase gas
y líquido, es:
y a PRa
1kG
_______1H (kDC0 + kL2) °-5
ec.(30)+
y por diferenciación de ésta ecuación podemos obtener:
ec (31)
condición:
que indica condicionas de reacción da seudo primar orden.
Determinación de ^rea interfacial y coeficiente de transferencia kj.
Los valores de d (kDCo)/d (’Ra) que figura on el término do la iz
quierda de la ecuación (11) se determina de los valores representados en la
Figura (14).
Representando la ecuación (31) obtenemos la Figura (15) de donde
se pueden calcular los valores de a y k^,
Con los valores obtenidos de k^ podemos ver que so satisface la
Fig. 14i
Fig.
15
- 42 -
7.5.3.3
Determinación del coeficiente de transferencia en fase gaseosa k_n
Considerando la resistencia de la fase líquida
Con los valores obtenidos de a y kp podemos calcular y representar
la ecuación general (30) para determinar el valor d= kQ, que corresponde a
estas experiencias.
3n la Figura (13) se puede ver la representación de la ecuación
general, donde se obtienen líneas rectas de pendiente 1,0 y los correspondieii
tes valores de kQ.
Para todos los casos el valor de kg calculado da un valor muy gran
de, lo que muestra la inexistencia de resistencia en la fase gaseosa.
7.5.3.4
Determinación de Area Intorfacial y Coeficiente de Transferencia kj_,
Sin considerar la resistencia de la fase gaseosa
De la ecuación general de transferencia (30) si suponemos que la
resistencia do la fase gaseosa os despreciable, es decir que:
1ÁG < 1/H (kDC0 + kL2 ) 1^2
la ecuación quo queda os:( Ra / H y P)2 = a2(kDC0) + (a kL)2 ec.(3?)
Representando esta última ecuación se obtiene los valores de a y kp.
In la Figura (17) so muestra esta representación donde se obtienen
perfectas líneas rectas quo nos están indicando quo es despreciable el con
trol en fase gaseosa (Ver el caso contrario cuando so trabaja en la celda
agitada).
Los valoras que se obtienen do a y kp son coincidentes con los cal
culados, considerando el efecto de kg, lo que indica, una vez más, la aplica
bilidad de la técnica propuesta, y, por otro lado, confirma lo despreciable
do la resistencia de la fase gaseosa para esta caso. 2s decir, para esta caso
particular do plato perforado con estj sistema, es factible calcular directa
mente a. y kp & partir do la ecuación :( Ra )2 = a2 (kDC0) + (a kL)2
PHy
Fig. 17
- 43 -
6 (_____ _ a^ (k Cj +• a^PHy Vt) ° ~
Pero en un sistema donde la resistencia de la fase gaseosa sea
apreciable, será necesario aplicar la técnica propuesta en este trabajo, ex
cepto que se quiera hacer el doble trabajo, haciendo experiencias con otro
sistema en las mismas condiciones hidrodinámicas pero con completo control
de fase gaseosa.
7.5.3.5
Determinación de area interfacial despreciando la y kL
Cuando se cumple que: /X «X 1/2
y además que:kBOo >z 5 kL
la ecuación general (30) queda reducida a la siguiente expresión:
..-3a-.- - a (kDX V5 3C (33)PHy
Listas condiciones se presentan en nuestro caso, por lo que para
algunas determinaciones hemos utilizado esta técnica para calcular directa
mente el área interfacial.
- 44 -
7.6.
Características del comportamiento da a y kj,
Variación del area interfacial con el caudal de gas y líquido
Ln las Figuras (18,19) se puede ver el efecto que tiene ul caudal
da gas y líquido sobre el área interfacial.
Se puede notar el incremento marcado que tiene con el caudal da
gas, pero como el caudal de líquido produce poco cambio en el área interfa
cial. Un efecto similar fue observado por Sharma y Gupta (50) y por Sharma,
Masholkar y Mehta (49), Que trabajaron con un plato perforado, pero sin ver
tederos
7.6.1
Variación del area interfacial con la concentración inicial de la solución
Un la Figura (20) se muestra el crecimiento del área interfacial
con la concentración inicial de NaOH ( Co in.) y es especialmente marcado
esto incremento por encima de la concentración 2 N. Zste efecto es la combi
nación del incremento do la viscosidad y la fuerza iónica. Resultado similar
a este es el que muestra Sharma y col. (49).
Los valores de area intorfacial quo hemos encontrado en esto tra
bajo están dentro del rango de valoras quo obtienen, otros investigadores
(26,49) para un plato perforado, sin vertederos.
7.6.2.
Variación del coeficiente da transferencia de fase líquida k;, con la concen
tración inicial de NaOH ( Cd in.)
Para nuestro caso, en la Figura (21) se pueda ver que hay un deero
cimiento suave del coeficiente do transferencia, k£, con el crecimiento na
Co in con un rango que va desde 0,06 a 0,123 cm/seg.
Los valores de k^ que so dan en las publicaciones, tienen una gran
discrepancia para el caso do platos perforados sin vertederos.
Por ejemplo, Sharma y Gupta (50) dan valoras mayores de 0,04 cm/seg
pare una altura de dispersión do 10 cm., pero no especifican la velocidad
do gas que utilizaron.
Fig.19
3 3Coin x 10 gmole/<m Fig.20
Fig. 21
- 45 -
aillos comentan que el uso do antiespumante disminuye el valor de
k^ en alrededor de 30$.
Para una velocidad da gas en las perforaciones de 11 m/seg.
Pasiuk-Bronikowska (26) obtiene valores do kL entre 0,17 a 0,27 cm/seg., que
son considerablemente mayores que los valores máximos que dan Sharma y Gupta,
esto es posible porque la ausencia de un agente antiespumanto hace que la
primera obtenga valores tan altos
- 46 -
7.7
Conclusiones
Lstas experiencias permiten ver la aplicabilidad del método pro
puesto, a un plato perforado con vertederos, para la determinación de área
interfacial y coeficientes de transferencia de masa
Las conclusiones son las siguientes:
1) Se determinan valores de a y considerando la resistencia de la fase
gaseosa kQ, y posteriormente sin considerar esta resistencia. Se comprue
ba la coincidencia de valores por ambos caminos, que indica la inexisteri
cia de resistencia en f as 3 gaseosa para las condiciones de operación da
éste plato perforado.
2) Se analiza la variación del área interfaoial con el caudal de gas y de
líquido, calculada despreciando las resistencias de fase gas y líquido
por ser despreciables aún para las condiciones límites de trabajo con es<
te sistema. Se compara los resultados, con los obtenidos por otros auto
res que utilizaron un plato perforado similar pero sin vertederos, por
falta de información de platos con vertederos.
3) Se muestran los resultados obtenidos de la variación de área interfacial
y kjj, con la concentración de la solución (referida a la concentración
inicial de la solución) para ver el efecto combinado que tiene la fuerza
iónica y viscosidad de la solución.
- 47 -
8
CONCLUSIONES GENERALES
J1 propósito do esta investigación fue encontrar un método do api i.
cación general que sea sencillo y práctico para la determinación de área in
terfacial y coeficientes de transferencia de masa, lo que es primordial para
el diseño de equipos industriales.
Las conclusiones generales son las siguientes:
1) Jn base a los modelos existentes, so propone un método basado en la teoría
do la renovación do Danckwerts que requiere simplemente medir la variación
de la velocidad de absorción en función do la concentración, en un solo
sistema gas-líquido, para el cálculo simultáneo do a, k^ y kg.
2) Se comprueba el método propuesto en una celda agitada magnéticamente, y
so analiza el efecto quo produce la velocidad de agitación sobro a y k^.
3) Luego de comprobar las características de comportamiento y rangos do tra
bajo, so aplica ol método, a la determinación do a, k^ y kQ, en un plato
perforado con vertederos.
4) So analiza el efecto quo producen distintas variables, como caudal do gas
y líquido, concentración de la solución, etc. sobre a y k^.
5) En resúman so concluyo que e] método propuesto es do gran utilidad por
los siguientes motivos: os sencillo y práctico, requiero un solo sistema
gas líquido, y es de aplicabilidad general.
- 48 -
BIBLIOGRAFIA CITADA
(1) HATTA S. Tech.Ropts. Tohoku Imp.Univ. 22.» H9 (1932)
(2) VAN KR.3V3LCN D. y HOFTIJZCR R. Roe.Trav.Chim. 67,9/10, 563 (1948)
(3) DANCKWJRTS P.V. Trans.Faraday Soc. 46,300,(1950)
(4) BRIAN P.L.T., HURLEY J.F. y HASS3LTIN.C 3.H., A.I.Ch.S. Journal, 7,226
(1961)
(5) PLARSON J.R. A., App.Sci.Ros.,A11, 321,(1963)
(6) HIKITA H. y ASAI S. Int.Chem.3ng. 4,332,(1964)
(7) ASTARITA G. Cham. 3ng.3ci. 17,708,(1962)
(8) RONCO J.J. RIVAROLA J.B. y FIXMAN M. Gónie Chimique 99,8,(1968)
(9) LYNN 3., STRAAT3M3ISR J.R. y KRAM3R3 H.,Chem.3ng.Sel.,4,63,(1955)
(10) ASTARITA G., MARRUCI G. y F. GIOIA, Chem.Engng.Sci,19,95,(1964)
AmstercLam.
(11) CHAMBRE P.L. y YOUNG J.D.,Phys.Fluids.,1,48,(1958)
(12) RONCO J.J. y C03URJT F. Genio Chimique 100,2,(1968)
(13) SZ3KELY J., Cham.Engng,.Sci. 20,141,(1965)
(14) DANCKWSRTS P.V. Ind.3ng.Chem.,43,1460 (1951)
(15) KUHIN3VSKII M.K. Journal of Apliod Chem.(U.3.3.R.) 38,95,(1965)
(16) KISHIN3VSKII M.K. y K0RMI3NK0 T.3. Tr.Kshinevskogo Politekhn. Inst.
5,3,(1966)
(17) VI3TH W.R.,PORT“R J.H. y SH3RW00D T.K. Ind.Chem.Fundaméntala, 2,1.(1954)
(18) MARANGOZIS J.TRASS 0. y Johnson A.I.,Can.Journal of Chem.Fngrs 41,195
(1963)
(19) DANCKWERTS P.V. y KENNEDY A.M.,Trans Instn.Chem.Engrs,32,349,(1954)
(20) RONCO J.J. y C03URET F. Apuntes del Curso "Absorción con Raacción Quími
ca" (1968)
(21) DANCKWERTS P.V. y SHARMA M.M., The Chem. jngr,Oot.,CE244,(1966)
(22) PINS.uNT B.R.W.,P3ARS0N L. y ROUGHTON F. J. W., Trans. Faraday Soc. 52,1512,
(1956)
(23) NIJSING R.A., HENDRIKSZ R.H. y KRAMERS H.,Chem.Nngng.Sci.10,88 (1959)
(24) VAN KRCVáLEN D.W. y H0FTYZ3R P.J.Chimia etlndustrie: Número SpocJalo du.
XXI Congros Internat.de Chimia Indus,Bruxelles,Sapt,168,(1948)
(25) SHARMA M.M. y DANCKWERTS P.V.Brit.Chem.Engng.,15,5?2,(1970)
(26) PASIUK-BRONIKOWSKA W,Chem.Lngng.Sci.24,1139 (1969)
- 49 -(27) MAYFIELD F.D.,CHURCH W, GRT3N A. LEE C.P. y RASMUSEN R.C. Ind.Engng.Ohem.
44,2238,(1952)
(28) PRINGÓ R.G.H. Internat,Symposium on Distillation (1960) Inst,Chem.Rngrs.
(29) PROCTOR J.F. y THAYLR V.R. Chem.Engng.Progr.58,4,(1962)
(30) PROCTOR J.F. Chem, Jngng.Progr.(1963),59,3,47-
(31) LAGLÓ R.S. y L.jMIjAJX E.J. Chem.Jngng.Progr. 1964,60,10,74.
(32) ROBIN B.J. British Chem.^ngr. 4,351,(1959)
(33) WOOD R.M. Trans.Instn.Chem.Engrs,39,313,(1961)
(34) NORMAN W. S. y GROCOTT G.J. Trans,Instn.Chem.Engrs. 39,305,(1961)
(35) MAJGWSKY J. British Chem.óngng. 4,336,(1959)
(36) GROHSj E.W. y STARK J.Chem.Lngrs.Progr. 7,59,(1963)
(37) e’LLIS S.M. y MOYADj H.K. Brit.Chem.GNGNG.4,342,(1959)
(38) GNGLISH G.E. y VAN WINKLÉ M. Chem. Engng. 11,241,(1963)
(39) GERSTFR y COL, A.I.Ch, ú.Research Committe,Final Report,195®,Univ.of.
Relavare
(40) GCRSTIR J.A., B0NNGTT B.W. y HGRR I.Chem.Cngng.Progrs.,47,523,621, (1951).
(41) HUNT C.A., HANSON D.N. y WILKB C.R. A.I.Ch.3.Journal,1,441,(1955)
(42) BLLIS S.3.,BARRER P.’ü. y CONTRACTOR R.N.Trans. Chem. Cngrs. 21,381 (1960)
(43) ZNID3RWEG F.J.y HARMBNS A.Chem.3ngng.Sci. 9,89, (1958)
(44) HAS.'LBTN G.G. y THOROGCOD R.M.Trans.Instn.Chem.Lngrs.42,81,(1964)
(45) P0RT3R K.3. Trans.Instn.Chem.Bngrs,41,320,(1963)
(46) HARRIS I.J. y R0P3R G.H. The Can.Journal of Chem,Engrs,Dec,245• (1962)
(47) PORTAR.K.2.,KING.M.B. y VARSHNEY K.C.Trans.Instn.Chem.Engrs.44,T274,
(1966)
(48) KRASUK.J.H. y RONCO. J. J. Tesis F. C. 4.N. (U.B. A.)
(49) SHARMA M.M.,MASH3LKAR R.A. y M.3HTA V.D.Brit.Chem.Lngng.14,70, (1969)
(50) SHARMA M.M. y GUPTA R.K.Trans.Instn.Chem.Cngrs.45,169,(1967)
(51) V0G3L A.I. "Quantitativo Inorg,Analysis" 2nd.cd.1951 (Ncw York; Longman,
Croen y Co.).-
- 50 -
NOMENCLATURA
a
A
C
2 3Area interfacial por unidad de volumen de dispersión (cm /cmJ) 2
Area interfacial efectiva (cm )(gmol/cm^)loncentración
Co Concentración
C°in
k’kII
kI
kL
kc
kL
kg
L
del reactivo en el seno de solución (gmol/cm ) en la solución (gmol/cm^)inicial del reactivo
2Coeficiente de difusión (cm /seg.) Caudal de gas (nP/h)
Concentración
Solubilidad del 0(3 en2Fuerza iónica (gion/1/
Constante de velocidad
Constante de velocidad
Coeficiente
de reacción
Coeficiente
seg. cm )
■Coeficiente
Coeficiente
la
de
de
solución
reacción
reacción
de transferencia
química (cm/seg)
de transferencia
de
de
(gmol/cm^ atm)
de segundo orden (cm^/gmol seg)
orden (cm^/gmol seg)de primer
masa
masa
para
para
la
la
fase
fase
líquida en ausencia
gaseosa (g.mol./atm.
líq. con reac.química.2
global de transferencia de masa (gmol/atm.seg.cm )
de transferencia
Caudal de solución (kg/k)
de masa para la fase
D
G
H
I
Presión total (atm)
Velocidad especifica de absorción (gmol/cm seg)Velocidad de reacción (gmol/cm^seg.
Tiempo (seg)
Temperatura (QK)
Velocidad superficial del gas (m/seg)
Fracción molar de C0^ en la fase gaseosa
Fracción molar de CC) en la interfaso2Factor estoquiomÓtrico
Factor de reacción
Factor de reacción corresp, a la reac. infinitamente rápida
Viscosidad de la solución (cp).-
- 51 -
Tabla de resultados d.o las determinaciones experimentales realizadas en:
CELDA AGITADA MAGNETICAMENTE
Las tablas do las paginas 52 hasta 5 6, muestran las condicionas de
operación do las determinaciones, y los valores obtenidos de RA y (kDC0).
Las tablas de las paginas 5 7 hasta 60 , de los valores obtenidos pa
ra graficar utilizando la ecuación (18) y la ecuación (11).
Las tablas de las paginas 6ihasta6 3, de los valores obtenidos pa
ra graficar utilizando la ecuación (13)
La tabla de la pagina ^4, os un resumen de los resultados obteni
dos do A, k^, k^.-
- 52 -
k D 302 cm
sog 21
0,13
00,
1145
0,10
00,
0822
0,06
900,
0568
0,04
700,
0364
0,02
20
0,01
495
0,00
750,
1860
i6 RA x 10 g mol
sog
2,(0
1?93
1,93
1,70
1,64
1,50
1,39
1,20
0,82
0,90
0,64
2,33
Tiempo dei abs. 10 mi.1 do C02
seg.
2C 3
216
216
245
254
273
292
34?
?11
463
6j5
178
Agitación relativa del Liq.
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
/o CO^ en Gas 0/ / -■
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Tomp. de Gas
290,
529
0,5
290,
529
0,5
290,
529
0,5
290,
529
0,5
290,
529
0,5
290,
529
5,0
1 1
0 3 CO^ x 10111
Temp. do Liq.
gmol cm3
0,00
0 28
9,5
0,11
6 28
9,5
0,23
3 28
9,5
0,37
2 28
9,5
0,46
6 28
9,5
0,55
9 28
9,5
0,63
0 28
9,5
0,70
0 28
9,5
0,79
3 28
9,5
0,84
0 28
9,5
0,88
6 28
9,5
0,00
0 29
3,5
1
1 1 1
% x 103cm3
2,00
1,75
1,50
1,2C
1,O
C
0,80
0,65
0,50
0,30
0,20
0,10
2,00
1
Determinación N°rr
1
1 2 31
4 5 6 7 8 9 10 11 12
53
k D Cocm^
2 30g
0,lc
70,
146
0,12
00,
101
0,08
30,
068
0,05
330,
0325
0,02
20,
0165
0,01
10,
184
6RA x 10 gmol
seg._________1
1
2,28
2¿ 2°
2,CÓ 1,91
1,94 .,81
1,74
1,58
50,
927
0,99
80,
0943
3.36
1
1 1
Tiempo de abs. do lOml. de CO,
____________________1
seg.11
182
187
2C1
217
214
229
230
262
447
42 6
598
123
Agitación relativa del Liq.
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,3
00^ en Gas %
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Temp de Gas •K
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
Temp. do Liq. °K
293,
529
3,5
293,
529
3,5
293,
529
3,5
293,
529
3,5
293,
529
3,5
293,
529
3,0
cco x ícr
i
gmolcm3
0,11
6
0,23
30,
372
0,46
6
0,55
90,
630
0,70
00.
793
0,84
00,
863
0,88
60,
000 ¡ 1 1 1
c x ícr 0 gmol cm3
1,75
1,50
1,20
1,00
0,30
0,65
0,50
0,30
0,20
1
0,15
0,10
2,0c
• 1
DeterminaciónN*
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
54
k D 002 cm
seg2
0,16
700,
1203
0,10
160,
0830
0,06
840,
0533
0,03
250,
0218
40,
0165
0,01
101
0,24
000,
2150
RA x 10° gmol seg.
3,30
2,81
2,75
2.49
2,44
2,25
1,7C
1,5C 1,20
1,05
4,04
3.49
1Tiempo do abs.de 10ml.de C02
1
seg.
i
125
147
150
loó
169
184
243
275
344
394
102,
6
118,
7
1
Agitación relativa del Liq.
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
% C02 en Gas <7/ ?O 6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
1
6,0
6,0
6,0
Temp. de Gas °K
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
294,
529
4,5
Tamp. do Liq. °K
293,
029
3,0
293,
029
3,0
293,
029
3,0
293,
029
3,0
293,
029
3,0
295,
5¡
295,
51 4
C = 3 00^ x 10 gmol cm3
0,11
60,
372
0,46
6
0,55
90,
630
1
0,70
00,
793
0,84
00,
863
0,88
60,
000
0,11
6
0 x 1030 gmol
cm3
1,75
1,20
1,00
0,80
0,65
0,50
0,30
0,20
0,15
0,10
2,00
1,75
DeterminaciónN°
l
25 28 27 28 29 30 31 321
33 34 35 36
55
k D 00
t
cm2 s^gd
0,18
800,
1550
0,13
100,
1069
0,08
800,
0418
0,02
810,
0212
0,01
420,
1864
0,14
640,
1202
i ’HA x 10° gmol
seg.
3,20
6
3,10
03,
000
2,5
73
2,42
3
1,9*
51,
627
i,414
1,03
24,
897
4,38
04,
.00
Tiempo de abs. 1
de lOml, de CO^ seg.
129,
2
134
138
165.
517
1
213
251.
529
3
401.
584
,394 100
Agitación relativa del Liq,
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,5
1,5
1,5
CO^ en Gas
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Temp. do Gas
i----------------- i1 CK
294,
529
4,5
294,
529
4,5
294,
529
4,5
294,
529
4,5
294,
529
5,0
295,
029
5,0
Temp. do Liq. °K
i
295,
5
295,
529
5,5
295,
529
5,5
295,
529
5,5
295,
529
5,5
293,
029
3,0
293,
0
^00^ x 10^ gmol cm3
0,23
30,
372
0,46
60,
559
0,63
00,
793
0,84
00,
863
0,88
60,
000
0,23
30,
372
1 1
0 x 1030 gmol
cm3
1,50
1,20
1,00
0,80
0,65
0,30
0,20
0,15
0,10
2,0c
1,50
1,20
Determinación N°
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
k D C0
L.. .
2 cm ssg. 2
0,10
150,
0850
0,06
840,
0533
0,03
250,
0218
40,
0165
0,01
101
i1i 6 HA x 10
l gmol seg.
3,70
0
3,57
03,
14C
2, t>
68
2,48
01,
936
1,74
51,
330
Tiempo de abs.¡ de 10ml.de CO^
i
seg
!__________1
111
118
L31
155
1 6
217
237
310
Agitación relativa
del Liq.t
__________
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
CO^ en Gas % 6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Temp. de Gas °K 295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
295,
029
5,0
Tomp. de Liq. 293,
029
3,0
293,
029
3,0
293,
029
3,0
293,
029
3,0
!
C - 3 00} x 10 gmol cm3
0,46
6
0,55
90,
630
0,70
00,
793
0,84
00,
863
0,88
6
1 1
0 x 1030
gmol cm3
1,0c
0,80
0,¿5
C,5C
0,30
0,20
0,15
0,10
1 1
Determinación Nc
49 50 51 52 53 54 55 56
1 1
57i/d
(ki)0
o4-h
) *x 1
05
L
2 cm
seg atm
¿ÜO
l
1,03
1,09
51,
181,
321,
421.
651,
792,
022,
492.
65
1,19
51,
270
1,36
2
yPA
/ H
Ax 1
05
o cm
seg atm
gm
ol
1,43
51,
485
1,56
0
1,63
51,
732
1,99
02,
)80
2, 36
0
2, 34
0
3,97
0
1,77
51,
337
1,93
5
/ x 2 7HA
)2 d(k
DCn
) ~I 2 y
PH d(H
A)
(cm
^/se
g^) y
0,57
00,
500
0,43
00,
365
0,29
00,
242
0,17
70,
140
0,08
90,
050
0,69
50,
610
0,52
0
k D 0 0
2/ 2
cm /se
g.
1
0,13
00,
160
0,13
80,
120
0,09
50,
080
0,06
00,
046
0,03
10,
016
0,18
00,
160
0,13
8
RA x
10
1___
____
____
____
____
gmol
/seg.
1
2,17
2,10
2,00
1,95
1,80
1,60
1,50
1,35
1,10
C,80
2,33
2,25
2,15
1
Agi
taci
ón
rela
tiva
del Li
q.
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
58l/h
(kD
O 4-
^) J
x lü5 2
cm seg
atm gm
ol 1,64
0
2,04
52,
780
1,23
2
1,36
2
1,49
5
1,83
02,
050
2,38
0
2,75
03,
180
yPA
/ H
Ax 10
5
2 cm
seg atm
gm
ol 2,14
12,
520
3,28
01,
620
1,72
51,
8)5
2,14
02,
390
2,67
03,
0 50
3,56
0
' 2 ¡(HA
) d(kDCo
)i3
! 2 yP
H d(R
A) í
1 > / 5/
3\
fvc
m /se
g-9}
30,
350
0, 22
2
0,11
81,
160
0,70
00,
620
0,50
50,
430
0,34
20,
270
0,20
70,
162
0,10
40,
052
k D 0 0
2, 2
cm / s
eg.
0,09
50,
060
0,03
10,
168
0,15
70,
139
0,11
50,
095
0,07
60,
060
0,04
40,
035
0,02
350,
010
RA x 1
0°
¿mol
/seg
1,93
1,65
1,26
3.30
3,20
3,10
2,90
2,70
2.50
2.30
2,00
1,80
1.50
1,05
Agi
taci
ón
rela
tiva
¿el Li
q.
1,0
1,0
1,0
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
59
x 1(5
c« seg
^ atm
gmol 1,23
2
1,36
51,
585
1,86
02,
150
2,52
03,
240
1,19
5
1,35
01,
460
1,64
0
yPA
/ JU
x LO
cm^s
e < atm
gmol
■ - —
——
——
—
1,51
51,
720
1,90
52,
135
2,42
02,
810
1
3,56
0
[ 1,
327
l
1,43
0
1,59
1
1,77
0
2(H
A)2
d(kD
C0) 3
2 yPH
d(RA
)
5 3
“(c
m /se
g' )
3
0,80
00,
670
0,48
50,
363
0,24
50,
178
0,10
60,
8798
0,75
00,
706
0,62
10,
550
0,47
2
k D C0
cm^/
seg?
0,17
80,
145
0,10
70,
077
0,05
70,
041
0,02
40,
178
0,14
50,
139
0,11
80,
1085
0,09
30
6RA
x 10
gmcl
/seg,
3.30
3,10
2,80
2.50
2,20
1,90
1.50
4,80
4,40
4.30
4,00
3,90
3,60
Agi
taci
ón
rela
tiva
del Li
q.
1,3
1,3
1,3
1,3
1.3 1.3
1.3
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
60
1./H
(kD
C R
l)x 1
05
2 cm
seg atm
gmol 1,
840
2,11
02,
440
2,91
03,
625
4,88
0
yPA
/ RA
x 105
2 cm
seg at
m
gmol 1,99
0
2,27
52,
650
3,02
03,
980
5,30
)
2(H
A)2
d(kD
C0) 3
2 yPH
d(RA
)
(cm
^/se
g3) j
0,36
60,
300
0, 26
6
0,20
70,
134
0,09
250,
0550
k L 0 0
2 / 2
cm /se
g"1
0,07
250,
057
0,05
40,
039
0,02
80,
015
0,00
6
6RA
x 10
gmol
/seg
3,20
2,90
2,80
2,40
2,10
1,60
1,20
Agi
taci
ón
rela
tiva
del Li
q.
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
61(R
A /
yHP)
2
b t
2cm
seg 2,13
01,
932
1,98
21,
540
1,43
0
1,19
51,
025
0,76
8
0,35
8n,
43C
0,2x
8
8,25
57,
950
5,75
05,
520
k D 0 0
cm^/
seg^
, 0,130 0,11
450,
100
0,08
220,
069
0,05
68
0,04
70,
0364
0,02
2
0,01
495
0,00
750,
184
0,16
70,
1203
0,10
16
RA x 10
°
gmol
/seg
2,00
1,93
1,93
1,70
1,64
1,50
1,39
1,20
0,82
0,90
0,64
3,36
3,30
2,81
2,75
Agi
taci
ónre
lativ
a do
l Liq
1 i
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,C 1,3
1,3
1,3
1,3
62
/ yH
P)2
6 ■ 2 cm
/s~g
4,53
04,
350
3,71
02,
110
1,64
0
1,J2
50,
805
17,5
014
,-512
,30
10,0
8,95
7,20
k D CQ
2 , 2 cm
/seg
0,08
300,
0684
0,05
330,
0325
0,02
184
0,01
650,
0110
10,
1864
0,14
640,
1202
0,10
150,
0850
0,06
84
r - ~ —
■ ~ ~...
...... 6
RA x
10
gmol
/seg
2.49
2,44
2,25
1,70
1.50
1,20
1,05
4,89
74,
384,
103,
703.
503,
14
......
......
......
.. ■ —........ —
n
Agi
taci
ón
rela
tiva
del Li
a.
I i ¡ i 1,
31,
31,
31,
31,
31,
31,
31,
51,
51,
51,
51,
51,
5A
(RA
/yHP)
2
6 / 2 cm
/nc 5,20
4,48
2,65
2,22
1,29
k D 0 o
cm^ /s
eg^
0,05
330,
0325
0,02
184
0,01
65
0,11
01
6RA
x 10gm
ol/se
g
2,66
82,
480
1,90
6
1,74
51,
330
Agi
taci
ón
rela
tiva
del Li
q.
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
x Se us
ó un ag
itado
r corto
k G
gmol
------
------
------
-«■
atm
seg cm
3,1 x
10 5
2,0 "
3,1
3,1
5,7
i
/ cm
/ seg
0,-2
90/
026
0,Ch
8
0,04
8
—,0
72
1
A 2cm 5,
30
7.15
9.15
9,15
10,6
0
y 0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
Tem
p, Liq
°K 289.
529
3.5
293.
529
5.5
293,
0
Agi
taci
ón
rela
tiva
del Li
q.
1,0 i,c
x
1,3
1,3
1,5
Sím
bolo
0 y 4-
- 65 -
Tablas do resultados do las determinaciones realizadas en
PALTO P^RFCHADO CON VBRTZDEROS
Las tablas de las paginas 66 hasta 70 muestran las condiciones
de operación y resultados de las pruebas hidráulicas.
Las tablas de las paginas 71 hasta 74 yde las distintas condicio
nes de operación, los valores obtenidos de Ra y (kLCo), y los valores para
graficar la ecuación (32).
La tabla de la pagina 79 da los valores para graficar la ecuación
(33).
Las tablas de las paginas 76 hasta 78 , da los valores para grafi
car las ecuaciones (30) y (31).
La tabla d<j la pagina 79 da los valores para mostrar el efecto do
G y L sobre a.-
La tabla d.j la pagina 30 es un resumen de los resultados obtenidos
de a, kL y kG ~
Si siena aire-plato seco. Resultados de la prueba hidráulica
Velocidad del gas
el la columna
(cm/seg. )
plato seco
(cm. de agua,)
13.9
19.9
25,7
30, 4
35.4
39,0
41.4
42,6
0,75
0,75
1,10
1,40
1,85
2, 20
2,40
2,56
- 67 -
Sistema aire-agua Resultado de la prueba hidráulica
Velocidad del gas Veloc.del liq. A P plato
(cm/seg.) (lts/min,) (cm.de agua)
13,9 3,8 2,9
25,7 tt 3,5
36,3 1! 4,3
40,6 IT 4,7
13,9 4,6 3,0
25,7 " 3,6
36,3 " 4,4
40,6 " 4,8
13,9 8,8 3,1
25,7 " 3,7
36,3 " 4,5
40,6 " 4,7
Sistema aire-agua Resultado de la prueba hidráulica
Velocidad del gas
(cm/seg.)
13,9
25,7
36,3
40,6
Veloc.Ael liq.
(lts./min.)
3,8H
1!
Altura de disper
(cm)
5.7
6,0
6,5
6.8
13,9 4,6 6,5
25,7 ” 6,7
36,3 " 7,0
40,6 " 7,3
13,9 8,8 7,9
25,7 " 8,0
36,3 " 8,2
40,6 " 8,5
- 69 -
Sistema: aire-soluciones acuosas de Carbonato de Sodio
Resultado de las pruebas hidráulicas
Velocidad del gas: 36,3 cm/seg
Velocidad del líquido: 6,2 lts,/11^11
Tiempo
(min )
Cono,C0,Na„3 2(gr./lts.)
Altura de dispersión
(on.)
0 11,5 6,5
5 II 6,8
10 n 7,2
15 n 8,0
0 22,2 5,6
5 II 5,8
10 II 6,0
15 II 6,2
0 32,2 5,1
5 h 5,3
10 ii 5,5
15 ti 5,8
0 41,4 4,9
5 ii 5,1
10 ti 5,3
15 ii 5,6
- 70 -
Sistema: aire-soluciones acuosas de H* 5roxido de Sodio
Resultado de las pruebas hidráulicas
Velocidad del gas: 36,3 cm/seg
Velocidad del líquido: 6,2 lts./min
Tiempo Conc.NaOH Alt.disp.
(min) (gr /lts.) (om)
0 11,3 5,7
10 " 5,7
20 " 5,7
25 " 5,7
0 22,2 5,6
10 " 5,6
20 ' " 5,6
25 " 5,6
0 32,7 5,6
10 " 5,6
20 " 5,6
25 " 5,6
71
k CQ x 10“4 -1 seg
2,40
52,
195
2,00
01,
808
1,60
41,
417
1,23
5l,0
7C0,
908
0,75
7
(Ra/yHP^D)2
x 10
-1 -2 seg cm
1,57
51,
535
-,273
1,13
01,
010
c,92
20,
8^4
0,65
30,
558
0,49
9
p -1 rt a i lü girol3 | cm seg
2,13
8
2,10
51,
926
1,80
81,
710
1,63
51,
505
1,37
51,
28b
1,20
22,
18
2,07
5
k D 0o cm^/seg^
0,34
760,
3167
30,
2888
20,
2608
0,23
150,
2041
0,17
850,
1544
0,13
125
0,10
92
0,32
50,
290
rt --"OO3
gmol/cm-^
0,10
00,
1665
0,22
850,
2885
0,34
90,
4032
0,45
370,
500
0,54
20,
5804
0,12
98
0,33
1
H0
gmol/cm^
1,35
1,21
11,
087
0,96
70,
846
0,73
70,
636
0,54
40,
458
0,37
82,
917
2,51
5
% CO^ en Gas 7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
G (caudal de gas )
m^/h 5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
1
i L (caudal de solución)
11____________________
Kg/h 527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
1 1
Te«p. de Gas1
°K30
7
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
3C7
í1Temp. de Liq.
1
r°K
l ____ .
3(0,
530
0,5
300,
530
0,5
300,
530
0,5
300,
530
0,5
300,
530
0.5
301.
530
1,5
C (inicial)° x 103
I. ■ ■ —-- —1grao 1 /cm
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
2,98
2,5/
8
Determinación N°
1 2 3 4 R 6 7 8 9 10 11 12
72
-4 k C x 10 0-1 seg
3,42
33,
136
2,88
02,
632
2,16
61,
940
1,72
61,
323
.-2 1(Ra/yHP VD)
x 10-5
-1 -2 seg cm
7/30
7.25
06,
956,
180
5.25
04,
764,
323,
28
R a x lo'5
_____________________1gmol cm^seg
2,00
1,94
1,7«
1,67
51,
630
-,425
1,^1
51,
310
1,27
51,
135
1,08
1,02
70,
895
k D 001
cnR/seg2
0,27
350,
2525
0,20
350,
1965
0,17
32
0,14
050,
1285
0,11
81
0,10
790,
0890
0,07
550,
0707
0,05
43
1_C - 3
CO-, I 103
gmol/cm^
0,39
60,
5223
0,74
6
0,79
970,
9035
1,04
8
1,94
31,
1367
1,17
65
1,25
251,
2885
1,32
251,
3855
C X 1030
gmol/cm'}
2,38
5
2,13
31,
683
1,57
31,
365
1,08
00,
983
0,89
70,
815
0,66
30,
591
0,52
30,
397
/ 00 en Gas %
7,4
7,4
7,4
7,4
¡
7,4
7,4
7,4
7,4
1
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
G (caudal de gas )
LQ^/h
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
L (caudal de solución)
Kg/h
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
Temp. de Gas °K
------
-■---
1
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
Temp. de Liq. °K
301,
530
1,5
301,
530
1,5
301,
530
1,5
301,
530
1,5
301,
530
1,5
301,
530
1,5
301,
5
C (inicial)0 i x 10 3
gmol/cm^
2,>8
¡ 1
2,98
!2,
982,
982,
982,
982,
982,
982,
982,
982,
982,
932,
98
Determinación Nü 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
73
4 k C x 10”^ 0-1 seg
0,96
50,
815
0,66
20,
523
0,40
50,
293
0,19
90,
124
3,34
02,
970
2,62
02,
265
1,90
5
1 r<3a/yHPVD)2
x ÍO-5
1-1 -2 seg cm
0,58
30,
493
0,10
70,
350
[0,2
61
0.18
75¡0
.122
2
0,08
01,
240
1,01
00,
870
0,77
00,
650
1 f
R a x 10°1• gmol; 3 | cm seg |
1,81
51,
642
1,53
0
l,35u
1,19
0l,0
C30,
ol0
0,65
, ■f
1,05
01,
490
1, 3
80
n, 3
001,
195 »
k D C 1 0 cm /seg
0,16
50,
1395
1
0,11
310,
)895
0,06
930,
0591
0,03
U0,
021.
2
0,47
930,
4271
0,37
57O
,32¡
70,
2733
0 - 3 C03 x 10gmol/cm'}
0,06
10,
123
0,18
30,
235
0,27
90,
318
0,35
20,
380
0,11
70,
233
0,34
20,
445
0,54
3
iC X 103
0
igmol/cm'}
0,70
80,
586
0,46
70,
363
0,27
70,
198
0,13
30,
082
1,49
91,
291
1,10
0
0,92
250,
755
% CO^ en Gas
i'lo
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,3
7,3
7,3
7,3
7,3
G (caudal de gas)
-3/h
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
2,95
2,95
2,95
2,95
L (caudal de solución)
•r-gA
j
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
Temp. de Gas °K30
7
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
307
Temp. de Liq. °K
300
300
300
300
300
300
300
300
303
303
303
303
303
C (inicial) x 10-3
gmo 1/cm"}
0,77
20,
772
0,77
20,
772
0,77
20,
772
0,77
20,
772
1,60
81,
608
1,60
81,
608
1,60
8
Determinación N° 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
1 1
74
-------------------------------(
-4 k C x 10 0
i-----------------
-1 seg
1,56
C
1,24
04,
10C
3,50
02,
880
2,28
01,
710
1,19
5
1(ña/yHPvé)2 '
x 10-5
1• -1 -2 seg cm
0,52
00,
373
3,33
02,
880
2,56
01/
4C1,
420
1,02
0
Ra x 10^
____________________1
i
gmol3 1 cm seg
1,07
00,
903
2,02
0
1,87
51,
770
1,50
0
1,31
51,
12^
k D 0 0
1
cm^/seg^
1___________
0,22
390,
1778
0,41
000,
3500
0,28
800,
2280
0,17
10
0,11
95
!C — 3 003 x 10J
gmol/cm^
0,63
30,
714
0,15
30,
343
0,52
10,
681
0,82
20,
944
n __ n 3 - X 1*J 0gmol/cm^
0,60
30,
468
2,10
0
1,72
51,
370
1,05
00,
768
0,52
5'/ 002 en Gas %
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
G(caudal de gas)
n'}/h 2,95
2,95
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
L(caudal de solución)
Kg/h
527
527
527
527
527
527
527
527
Temp. de Gas ÜK30
7
307
305
305
305
305
305
305
Temp. de Liq. ------
1
303
303
295
299
299
299
299
299
1 (inicial)° x 103
gmol/cm
1,60
81,
608
2,30
02,
300
2,30
02,
300
2,30
02,
300
1
Determinación N° 39 40 41 42 43 441
45 46
75
1(aa/yHP(DkC )z) 0
-1 cm
3,12
2,56
2,C8
2,46
2,45
' 6Ra x 10
¡_____________________
n1gmol
cm^ seg___________i
2,05
-1/
401,
585
1,75
0l,7
0v>
1 1 k D CO
cm^/seg^
1,31
8
5,43
01,
436
0, |8
80,
424
C “ 3 00} i 10gmol/cm^
0,34
650,
1730
0,14
550,
1633
0,24
25
o x ícr 0
gmol/cm^ 1,62
0
2,23
52,
235
2,38
0
2,10
75
CO en Gas 2lo
7,55
7,60
7,65
7,55
7,57
G (caudal de gas)
m^ /h 7,85
5,38
3,81
5,38
5,38
L (caudal de1 solución)
Kg/h
384
384
384
527
672
Temp. de Gas °K30
4
301
305
305
304
Temp. de Liq. °K
299,
529
9,5
300,
029
9,0
299,
5
0 (inicial)° x 10-3
gmol/cm"}
1,82
52,
410
2,41
02,
550
2,26
o
Determinación N° 47 48 49 50 51
76
l/(kDC +k2) 2o L seg/cm
2,32
02,
550
2,72
03,
020
3,39
04,
020
2,32
02,
520
2,80
03,
130
3,45
04,
000
4,65
0
yHPa /3.a. seg/cm 2,25
52,
480
2,66
02.
980
3,38
04,
130
2,21
02,
460
2,67
o2,
970
3,36
04,
000
4,7_
rlí(aa)2d(kDC )" 7 j o 3[2yHp d(üa) J
i------------------- i1 2(cm2/seg8)3
____________1
0,53
80,
432
0,36
70,
286
0,22
550,
1510
0,30
20,
270
0,22
2
0,17
50,
130
0,10
0
0,07
5
k D C0cm^/seg^
i
0,17
90,
147
0,12
80,
103
0,08
00,
055
0,16
50,
1395
0,11
310,
0895
0,06
930,
0501
0,03
40
1i' 63 a x 10 gmol
3 cm seg
1,65
01,
500
1,40
01,
250
1,10
00,
900
1,81
51,
642
1,50
01,
350
1,19
01,
005
0,81
0
G (caudal degas)
a
m^/h 5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,32
5,38
5,38
5,38
5,38
5, 38
L (caudal de solución)
Kg/h 527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
G^ (inicial) ox 103
gmol/cm'} 2,98
2,98
2,98
2,98
2,98
2,98
0,77
20,
772
0,77
20,
772
0,77
20,
772
0.77
2
77
1l/(kDC ♦k)5'
0 L
i
seg/cm
1,68
5
1,81
01,
940
2,04
0
2,20
5
2,45
52,
825
3,23
03,
770
4,48
01,
780
1,95
02,
120
yHFa/Ra seg/cm
ii
-,787
1/93
0
2,00
52,
200
2, 1-
80
2/6*
3.22
5
3,75
04,
450
l,770
1,9x
02,
065
"(Ha) d(kBC )¡32yHP d(Ra) J
2 _ (cm3 seg
c,t>
25
0,55
00,
498
0,44
00,
363
0,29
80,
231
0,18
65
0,13
450,
0910
0,88
00,
786
0,65
7
k D 002/ 2 cm /seg
0,34
60,
300
0,26
00,
240
0,20
00,
160
0,12
00,
090
0,00
5
0,04
40,
306
0,25
70,
215
óRa c 10 gmol
3 cm seg
2,15
02,
000
1,86
01,
770
1,63
0
1,44
51,
250
1,10
00,
950
0,80
02,
100
1,95
01,
800
G (caudal de gas )
m^/h 5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
5,38
L (caudal de solución)
Kg/h
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
527
1
C (inicial) ° 3
x 10
gmol/cm'} 1,41
1,41
1,41
1,41
1>41
1,41
1,41
1,41
1,41
1,41
2,98
2,98
2,98
78
2 i l/(kDJ +k )*
o L
il
seg/cm 5,90
01,
440
1,55
01,
660
1,76
51,
940
2,15
0
yHPa / Ra
___________________1
seg/cm
69 i2
v-
1,43
0
1,57
-1,
690
1,79
-l,b
502,
170
f(Ra)2d(kDC )( 3O
2yHp d (Ha)
___________________l
(cm2/seg^)3
_____________l
0,03
90,
740
0,6.
60
O.5
8O
0,51
00,
420
0,36
0
k D C02 , 2 cm /seg
0,02
120,
4800
0,42
700,
3750
0,32
470,
2733
0,22
39
ó Ra x 10 gmol3 cm seg
0,65
0 :
1,65
01,
490
1,38
01,
300
1,19
51,
070
1
G (caudal d-3 gas )
ii
m3/h 5,38
2,96
2,96
2,96
2,96
2,96
2,96
L (caudal de solución)
Kg/h 527
527
527
527
527
527
527
3 (inicial) x 1C3
gmol/cm^
i
-772
1 y ó
\ 0
1;6C
8
1,60
81,
608
1,60
81,
606
79
a (3) -1
cm
3,12
2,55
2,08
2,46
2,45
% JO 2
en nas /° 7,55
7,60
7,o5
7,55
7,57
G
(vel
ocid
ad sup
.
del Ga
s )“ /
s
17,9
012
,30
8,70
12,3
012
,30
L
(cau
dal de
solu
ción
)
Kg/
h 384
384
384
527
672
1
Tem
p.
de Gas °K 30
4
301
305
305
304
Tem
p.
de Liq.
°K 299,
529
9,0
300,
029
9,0
299,
5
C (inici
al)
0 y lo
3
gmol
/cm
"}
------
------
------
------
-1 1
1,82
52,
410
2,41
02,
550
2,26
0
■SoKg
x 10
J
(2)
Muy
gr
ande
n !!
ir2K
X 10
Ll
(2)
1
8,30
10,6
011
,00
a (2/
4,70
2,41
2,17
Kt x
102
L (1) 8,6^
9,60
10, )4
12,3
06,
48
a
■ (1)1
4,70
2,76
2,58
2,37
1,85
%co
2 en
Gas 10 7,40
7,40
7,40
7,40
7,30
G
(vel
oc.
sup
de Ga
s)
m /
s
12,3
012
,30
12,3
012
,30
6,74
L
(cau
dal de
solu
ción
) K
g/h
527
527
527
527
527
Tem
p,
de
Gas
' K 307
305
307
307
307
Tem
p.
de Liq.
------
------
-
301.
529
9,0
300.
530
0,0
303,
0
3 (ini
cial
)
gmol
/cm
'}
2,98
0t
2,30
01 i 1,41
0; 0,7
72: 1,60
8/