I. DATOS TEORICOS

Tabla N1. Datos de la columna1.04

4

Anillos raschig de vidrio de

Tabla N2. Propiedad del gas y lquido 1.22

990

0.00105

II. CUESTIONARIO

1. Tabla de resultados del experimento 1: Cada de presinL = 30 lb/h Q = 10 pies3/minPromedio

P (mm H2O)6869706969

Volumen (ml)250240250245245

Tiempo (s)6060606060

LSALIDA (ml/s)4.08

L = 30 lb/h Q = 12 pies3/minPromedio

P (mm H2O)9796969596

Volumen (ml)125125120130125

Tiempo (s)3030303030

LSALIDA (ml/s)4.16

L = 30 lb/h Q = 14 pies3/minPromedio

P (mm H2O)132132130132131.5

Volumen (ml)135120120125125

Tiempo (s)3030303030

LSALIDA (ml/s)4.16

L = 30 lb/h Q = 16 pies3/minPromedio

P (mm H2O)187187190188188

Volumen (ml)120115110125117.5

Tiempo (s)3030303030

LSALIDA (ml/s)3.91

Para L = 30 lb/h constante:Q (pies3/min)P (mm H2O)Volumen (ml)Tiempo (s)LSALIDA (ml/s)LSALIDA (pies3/min)

106924560

129612530

14131.512530

16188117.530

2. Calculo de Cf

Para realizar el clculo se emplear el siguiente grfico (Fuente: Operaciones de transferencia de masa, Robert Treybal)

Figura N2. Inundacin y cada depresin en torres empacadas

L (lb/h)30

L' (kg/m2*s)0.48

Q (pies3/min)P (mm H2O)G' (kg/m2*s)P/Z (Pa/m)Cf

10690.777669.30.021770.13516.18

12960.932931.20.018140.17468.755

14131.51.0871275.60.015550.21425.425

161881.2431823.60.013610.28*431.109

(*) este dato se obtiene extrapolando con los datos de la grafica para una abs=0.01361.Cf (promedio) = 460.368

Conclusiones: Cabe resaltar principalmente que estos datos obtenidos grficamente, no son exactos. Esto ocasiona error A medida que el flujo de gas comienza a incrementarse el Cf disminuye son inversamente proporcionales, lo mismo ocurre cuando aumenta la cada de la presin respecto a Cf. Con los datos obtenidos en el laboratorio, solo pudimos calcular tres Cf el otro se hace extrapolando.Para la abs = 0.01361OrdP

0.277951823.6

0.21200

0.15800

3. Tabla de resultados del experimento 2: Corrida de desorcin Gaseosa

Altura del Empaque (m) = 1.01

Flujo de Gas (pies3/min) = 14

L = 30 lb/h

Alimentacinvolumen de muestra (mL) = 15concentracin del cido (N) = 0.1

volumen usado de cido (ml)9.69.4

Lquidos de salida de los fondosvolumen de muestra (mL) = 15concentracin del cido (N) = 0.1

volumen usado de cido (ml)6.943.73.53.2

Volumen (ml)45355035

Tiempo (s)10101010

4. Porcentaje de desorcin obtenido y porcentaje de desorcin obtenido si la columna fuera de altura infinita. Calculo de las concentraciones del lquido Alimentacin se hace mediante una titulacin con HCL 0.1N

MuestraVolumen HCl (ml)Concentra (NH3) en la alimentacin

19.60.064

29.40.062

Concentracin Promedio del NH3(N): alimentacin0.063

Salida de igual manera se realiza mediante titulacin con HCL, 0.1N

FlujoMuestraVolumen HClConcentracin mol/L

45ml(10s)15 ml60.04

35ml(10s)15 ml40.027

50ml(10 s)15 ml3.70.025

35ml(10s)15 ml3.50.023

38ml (10s)15ml3.20.021

Para este caso consideraremos la concentracin estacionaria 0.021 N Para el clculo de las fracciones molares de entrada y salida Se considera para sistemas agua y amoniaco como una solucin diluida y las caractersticas del fluido ser netamente del agua Haciendo el clculo ALIMENTACION X2 X2=( X2 )/ (1 - X2) =0,00114

Haciendo el clculo SALIDA X1 = 0.000385X1=( X1 )/ (1 X1) =0,000385Hallando el porcentaje de desorcin:% de desorcin = (X2 X1) / (X2) % de desorcin =66.3 %

Conclusin: El porcentaje es considerable, un 66. 3 % puede ser medianamente optimo, pero se espera tener un mayor porcentaje como por ejemplo 90 % Para los clculos de las fracciones parciales se uso netamente del agua esto porque la solubilidad del NH3 en agua es muy pequea a temperaturas en las cuales hemos trabajado.

Hallando el porcentaje de desorcin si la columna fura de altura infinita:Graficaremos nuestra curva de equilibrio de 16C y 20C esto se explicara en su debido momento en la pregunta 5, usando los datos del Perry el cuadro de solubilidad est en la pregunta 6.Interpolamos para las temperaturas de 16 y 20 C Para ello hallamos los polinomios de cada curva

Obtenemos los polinomios

20C; Y* = 1.295X3 + 0.7473X2 + 0.7462X - 0.00002 Como de tenemos una concentracin en el tope de X2= 0.00114, Obtenemos en el equilibrio Y2* = 0.000831

16C; Y* = 0.7133X3 + 0.6743X2 + 0.6157X - 2E-05De igual manera con X1= 0.000385, obtenemos Y1* = 0.000217

Ahora si obtenemos 2 puntos y podemos graficar nuestra curva de equilibrio Puntos a graficar sern:XY*

00

0.0003850.000217

0.001140.000831

Curva de equilibrio de nuestro proceso

Se realiza un ajuste polinmico y a partir de ello extendemos la curva para concentraciones diluida de NH3

Procedemos al clculo de la fraccin (y2) salida del gas:Calculo de Flujo de Gas:G1=14 pies3 /min = 6,61 L/S

Calculo del Flujo de LiquidoL2=30 lb/h = 3.83gr/s ; (MH2O)=18Pero la masa molecular de la solucin:Entonces L2= = 0.2129 mol/sLs= L2*(1-X2); X2=0.00114Ls= 0.2126 moles de agua/s

Para el calculo de Y2 haremos un balance de masaGS*(Y2 Y1) = LS*( X2 - X1)0.2683*(Y2 0) = 0.2126*(0.00114-0.000385)Y2= 0.000598Ahora tenemos los puntos: (X1,Y1) y (X2,Y2) graficamosla curva de operacin y equilibrio

Para lograr una altura infinita solo corremos la curva de operacin paralelamente hacia la izquierda hasta chocar con la curva de equilibrio.Obtenemos resolviendo el polinomio de la curva de equilibrio X2 infinito = 0.00049Para el clculo del porcentaje con la altura infinita:% de desorcin = (X2infinito X1) / (X2infinito) % de desorcin =38.7%

Conclusin: Notamos que el % de desorcin a disminuido si es que tiene la misma concentracin de entrada Para caso que tenga una concentracin de 0.0001 el % aumentara.

5. Estimacin del rango de temperatura de operacin en la columna.

T (1) y T (2), las medimos con termmetro, cercanas a las temperaturas del borde superior y borde inferiorT (Borde inferior del relleno) = 21CT (1) = 16 CComo se observa las temperaturas en la parte inferior se diferencias por 5C. Entonces esto quiere decir que el calor de disolucin es poca, ya que la solucin es diluida, entonces podemos asumir que en la parte superior tiene una misma variacin de temperatura entonces:T (Borde superior del relleno) T (2) = 5C, siendo T(2)= 25C,Entonces concluimos que T (Borde superior del relleno)= 20C

6. Datos y fuente consultadas para la curva de equilibrio Manual de ingenieros perry tabla 12.3 solubilidad del NH3 en aguaxy*0Cy*10Cy*20Cy*40C

0,10590,03300,05500,09160,2197

0,15880,05620,09220,15000,3592

0,21180,08420,13620,21840,5197

0,26470,11780,18950,29870,7026

0,31760,15660,25000,39210,9105

0,42350,25000,39610,61841,4013

0,52940,36180,57760,90262,0000

0,63530,50000,78951,24342,8026

0,74120,65791,02631,53953,6316

0,84710,83681,29871,90794,3421

7. Ecuacin y grafica de la curva de equilibrio y lnea de operacin

Para la ecuacin de la curva de equilibrio hacemos un ajuste polinmico y observamos que nuestra curva de operacin es curva Y* = 219.2X2 + 0.4796X - 9E-19Para la curva de operacin observamos que es una lnea recta con pendiente (Y2 Y1) / (X2 - X1), entonces la ecuacin ser:Y*= 0.7921X - 0.0003

Conclusin La curva de equilibrio la tomamos de las ecuaciones polinmicas formadas de las curvas de 20C y 16C, usando sus ecuaciones polinmicas Y la curva de equilibrio se obtiene con los cuatro datos hallados experimentalmente. Note que para una desorcin la lnea de operacin esta debajo de la curva de equilibrio.

8. Calcul del Ntog en forma rigurosa y en forma simplificada

Forma rigurosa soluciones diluidas Ntl =NtogEscogemos puntos:XYY*

0.00038500.000217

0.001140.0005980.000831

Usando mtodo numricos Calculo simplificado como es una solucin diluida:Ecuacin del treybal 8.50NTOG = Ln ((y1-mx2)(1-1/A)/(y2-mx2)+1/A)

1-1/A

Donde:m es la pendiente de la curva de equilibrio = 0.769

Conclusiones Se podra usar tranquilamente el mtodo simplificado ya que nuestras soluciones son muy diluidas y trabajamos por eso con los Y en vez de y (fracciones molares)

9. Calculo de Htog en m y del Kya en Kmol/sm3 , discusiones y conclusiones

Tenemos anillos rashing de Para un flujo L= 0.48

Segn la tabla 6.4 del treybalm = 28.01n = 0.2323L- 0.30p = -1.04Entonces

Donde se consigue de la tabla 6.5 del treybalds = 0.017740.0045 = 0.331=0.032=0.0080H = 1.008= 0.0244= 0.0246= 0.0291=17.05=17.19De la tabal 6.3 del Treybal = 0.63Lo = 0.63-0.0291 = 0.6Sc = 0.63FG = 0.044 Kmol/m2.sFGa = 0.7634 kmol/m3.sKya = FGa/(1-y)*MKya = 0.7639 kmol/sm3HtOG = 1.39 m10. Utilizar dos correlaciones de la bibliografa para el calculo de HtOG y Zcal. Comparar Zcal con Zreal.

Zcal = HtOG*NtOG

Zcal= 1.39 mZreal = 1.01 m

% ERROR = 37.6%

Discusin y Conclusiones

Notamos que para nuestro nos acercamos bastante al Zreal, y el error creci por la manera de operar los datos obtenidos, ya que no tenamos datos exactos, como en el caso de las curvas de cada de presin.