REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DE EDUCACIN SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGA CUMAN

DEPARTAMENTO DE QUMICA

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS

PRCTICA 13

PROF. PATRICIAFERNNDEZ Br: MEDINA VICENTE

Br: SNCHEZ ROSIBETH

Br: VELSQUEZ NORKYS

GRUPO 1-A

CUMAN, FEBRERO DE 2005OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Estudiar el comportamiento de una columna de absorcin de gases empacada con anillos Raschig, al poner en contacto ntimo la fase gaseosa amoniaco aire (NH3 aire) con la fase lquida agua (H2O)

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Estudiar la hidrodinmica del relleno: seco, irrigado bajo, irrigado alto y hmedo

Determinar la lnea de operacin de la torre que cumpla con las condiciones ptimas de funcionamiento

Determinar el nmero de unidades de transferencia, la altura de una unidad de transferencia y el coeficiente global de transferencia de masa

RESUMEN

TABLA DE DATOS Y RESULTADOSTabla 1.- Datos experimentales de lectura del rotmetro de aire y AH para los diferentes estados del relleno

NLect. Rot aire (mm)H seco

(mm)

H hmedo

(mm)

H relleno irrigado (cm)

Bajo (40mm)Alto (200mm)

1400,00,00,40,6

2600,00,10,61,1

3800,20,31,01,6

41000,40,51,42,2

51200,50,71,92,9

61400,70,92,94,5

71600,91,23,96,5

81801,21,95,48,6

92001,52,36,812,6

102202,23,08,817,9

Tabla 2.- Constantes fsicas de los flujos gaseosos utilizados y condiciones de operacin

P.M aire (Kg/Kgmol)P.M NH3 (Kg/Kgmol)Presin (atm)Temp. Trab. (K)Visc. Aire (Kg/ms) 30CDens. NH3 (Kg/m3)

291713031,80E-050,684

Tabla 3.- Densidades de diferentes compuestos y composicin del gas de salida en la torre

Dens. Ciclo hex. (Kg/m^3)Densidad agua (Kg/m^3)Densidad aire (Kg/m^3)% Gas salida

% NH3%aire

774996,651,166496

Tabla 4.- Datos tericos del relleno y dimensiones del equipo

dimetro relleno (mm)dimetro Columna (m)Z relleno (m)Ag (m^-1)PorosidadRelacin dr/DcFactor correccin Fp

150,1511,73260,80,8450,09930,725

Tabla 5.- Datos para la determinacin de los flujos de amoniaco y agua a inyectar en la columna

Caudal aire (m^3/h)% aire gas entrada% NH3 gas entrada% NH3 rec. teorico

19,296495

Tabla 6.- Datos obtenidos en el anlisis del gas de salida

M NaOH (mol/l)M HCl (mol/l)Vtotal HCl (ml)Vmuestra HCl (ml)V NaOH gast. (ml)tiempo burb. (min)Caudal gas (l/min)

1,0881,061001010101,98

Tabla 7.- Datos obtenidos en el anlisis del lquido de salida.

M HCl (mol/l))V muestra lq (ml)V HCl gast. (ml)

1,061010,6

Tabla 8. Valores obtenidos del peso molecular y densidad del gas tratado

P.M gas (Kg/Kgmol)28,520

Densidad gas (Kg/m^3)1,147

Tabla 9.- Valores experimentales de caudal de aire Qm, caudales corregidos Qc y cadas de presin para cada estado del relleno.

NQm aire (m^3/h)Qc aire (m^3/h)G' (Kg/m^2 s) Ps/Z (Pa/m)

Ph/Z (Pa/m)

P/Z Irrigado (Pa/m)

Bajo (40mm)Alto (200mm)

19,610,650,1900,000,0017,5426,31

213,815,320,2730,004,3826,3148,23

318,019,980,3558,7713,1543,8570,15

422,224,640,43817,5421,9261,3896,46

526,429,300,52121,9230,6983,31127,15

630,533,850,60230,6939,46127,15197,30

734,538,290,68139,4652,61171,00284,99

838,742,950,76452,6183,31236,76377,07

942,947,610,84765,77100,84298,15552,45

1047,152,280,93096,46131,54385,84784,83

Tabla 10.- Valores obtenidos de los trminos de la ecuacin de Carman y cadas de presin tericas obtenidas para relleno seco po los mtodos de Carman y Zawitoski.

N Ug aire (m/s)Re'Factor Rozamiento P'/Z seco (Pa/m)

CarmanSawitoski

Ps/Z (Pa/m)

Ps/Z (Pa/m)

10,16540,3870,81511,048,0011,03

20,23858,0570,75221,0715,2821,06

30,31075,7260,71534,0624,6934,04

40,38293,3960,68949,9336,2049,89

50,455111,0650,66968,6149,7468,57

60,525128,3140,65489,5364,9189,47

70,594145,1420,642112,4481,52112,36

80,666162,8120,632139,13100,87139,04

90,739180,4810,622168,48122,15168,37

100,811198,1510,614200,48145,35200,35

Tabla 11.- Cadas de presin tericas para relleno hmedo obtenidas por los mtodos de Zeisberg y Rose-Young.

N Ph/Z (Pa/m)

ZeisbergRose-Young

19,7715,14

218,6428,90

330,1246,72

444,1668,48

560,6994,11

679,18122,80

799,45154,22

8123,06190,83

9149,02231,10

10177,32274,98

Tabla 12.- Valores obtenidos del caudal msico de aire (G), G inundacin, datos de X - Y (para la grf. de Eckert- Lobo) y AP para relleno irrigado bajo (40 mm) determinados por la grf. de Eckert-Lobo.

N G (Kg/s)G inund. (Kg/m^2 s)L (Kg/s)XY P/Z (mmH2O/m)

P/Z (Pa/m)

13,40E-030,18960,02300,2301,39E-03----

24,88E-030,27250,1602,87E-03----

36,37E-030,35550,1234,88E-03----

47,85E-030,43840,1007,42E-03----

59,34E-030,52140,0841,05E-028,078,14

61,08E-020,60240,0721,40E-029,592,79

71,22E-020,68140,0641,79E-0211,5112,32

81,37E-020,76430,0572,25E-0213,0126,97

91,52E-020,84730,0522,77E-0219,5190,46

101,67E-020,93020,0473,34E-0225,0244,18

Tabla 13.- Valores obtenidos del caudal msico de aire (G), G inundacin, datos de X - Y (para la grf. de Eckert- Lobo) y AP para relleno irrigado alto (200mm) determinados por la grf. de Eckert-Lobo.

N G (Kg/s)G inund. (Kg/m^2 s)L (Kg/s)XY P/Z (mmH2O/m)

P/Z (Pa/m)

13,40E-030,18960,12441,2431,39E-03----

24,88E-030,27250,8652,87E-03----

36,37E-030,35550,6634,88E-037,573,25

47,85E-030,43840,5387,42E-0311,0107,44

59,34E-030,52140,4521,05E-0213,0126,97

61,08E-020,60240,3911,40E-0217,0166,04

71,22E-020,68140,3461,79E-0225,0244,18

81,37E-020,76430,3082,25E-0230,0293,02

91,52E-020,84730,2782,77E-0235,0341,85

101,67E-020,93020,2533,34E-0250,0488,36

Tabla 14.- Valores tericos de Ye, Ys, Xs, L min y L op.

YeYsXs mx.L mn.L op.Xs terico

0,0422,08E-030,0341,1642,9110,0136

Tabla 15.- Valores tericos de los flujos de amoniaco y agua a inyectar en la columna.

G' (Kgmol aire/h)R (KgmolNH3/h)L' (Kgmol agua/h)Caudal NH3 (m^3/h)Caudal agua (l/h)

0,7723,06E-022,2480,80040,60

Tabla 16.- Valores obtenidos de los moles de amoniaco en el lquido y el gas para la determinacin de Ys y Xe experimental

moles HCl totales moles HCl reacc.moles NH3 gas salidamoles tot. gasys exp.Ys exp.moles NH3 liq. Salidamoles H2O liq. SalidaXe exp.

0,0112-0,00281,40E-020,8841,59E-021,61E-021,12E-020,5542,03E-02

Tabla 17.- Valores obtenidos del % de recuperacin experimental de amoniaco y de los parmetros para la determinacin de HEPT

% Rec. experimentalm*m op.y abs.ABNHEPT (m)

62,31,3011,260,3870,972,581,651,05

Tabla 18. Resultados obtenidos del % error de Xs y Ys experimental con respecto al terico.

Xs 49,21

Ys 674,00

XY

0,00000,0000

0,01260,0151

0,01670,0201

0,02080,0254

0,02580,0321

0,03090,0390

0,04050,0527