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CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA TORRE: EFECTO DE LAS VARIABLES DE OPERACIÓN Volver al contenido principal

CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA TORRE: EFECTO DE LAS VARIABLES DE OPERACIÓN

El problema de diseño, (cálculo de la altura) de una columna de absorción se plantea con los siguientes datos e incógnitas:

Datos: - Caudal volumétrico y temperatura del gas a tratar, (G,T).

  • Presión parcial de componentes a absorber, (PA,1).
  • Caudal y concentración de absorbente, (L, CA,2).
  • Presión parcial de componente deseada en el gas efluente, (PA,2).
  • Otros: - Coeficientes de transferencia de materia, (kG, kL).

- Área de interfase y sección transversal de torre, (a, S).

- Constante de Henry.

Incógnitas: - Altura de contacto necesaria, (Z).

- Concentración de componente en el líquido efluente, (CA,1).

Este problema se resuelve fácilmente con las ecuaciones 12.3 y 12.7. En efecto, mediante la primera se obtiene CA,1, con lo que ya se conocen todas las condiciones en los dos extremos de la torre y se pueden calcular gráfica o numéricamente las fuerzas impulsoras y . Utilizando entonces la segunda ecuación citada se calcula Z.

Vamos a analizar ahora el efecto que tiene sobre Z el caudal de líquido absorbente, L, y la presión total de la operación, P. En este análisis se mantiene invariante el caudal molar de gas introducido, así como las fracciones molares de componente A a la entrada y a la salida. La cantidad molar de A a absorber se mantiene, por tanto, constante. De esta forma, en dichas condiciones, el término G(PA,1-PA,2)/RT permanece invariante en el análisis.

Al aumentar el caudal de líquido disminuye la concentración CA, (aumenta la pendiente de la recta de operación) y aumentan las fuerzas impulsoras individuales y globales. La altura necesaria será, pues, menor. Por el contrario, al disminuir el caudal de líquido aumenta la altura de contacto necesaria. El caudal mínimo de disolvente es aquel para el que la altura de torre necesaria se hace infinita. En el caso de disoluciones diluidas, con líneas de operación y equilibrio rectas, la concentración de A en el líquido para el caudal mínimo es la concentración de equilibrio con el gas de entrada: CA,1 = PA,1/HA.

Aumentar el caudal de líquido significa también incrementar los costes de bombeo, (mayor tamaño de bomba y mayor consumo energético), y, obviamente, los costes asociados al consumo del propio disolvente. Existirá, pues, un caudal de líquido óptimo que ofrezca el mejor balance económico.

En cuanto a la presión, el aumentar ésta también implica aumentar las fuerzas impulsoras individual y global, con lo que la altura de contacto necesaria se reduce. Para incrementar la presión sería necesario aumentar la energía mecánica cedida al gas aguas arriba de la torre de absorción. Generalmente no resulta rentable incrementar la presión para reducir la altura de la torre.

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Franco, C. A., Franco, C. A., Ojeda, E. D. (2008, April 25). pagina_04. Retrieved December 19, 2014, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema12/pagina_04.htm. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License