Como se da una Caida de presión en lechos fluidizados

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En la fluidización particulada, la expansión es uniforme, y la ecuación de Ergun, que es aplicable al lecho fijo, es de esperar que se siga cumpliendo de forma aproximada para el lecho ligeramente expandido. Si se supone que el flujo entre las partículas es laminar, se obtiene la siguiente ecuación para el lecho expandido:

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APLICACIONES:

- Se aplica en la industria del petróleo con el desarrollo del cracking (craqueo) catalítico en el lecho fluidizado.

- La regeneración del catalizador se realiza en reactores de lecho fluidizado que tienen hasta 10 m de diámetro, también se emplea en otros procesos catalíticos, tales como la síntesis de acrilonitrilo, y para llevar a cabo reacciones gas - sólido.

- Se utiliza en la combustión de carbón en lecho fluidizado con el fin de reducir el costo de las calderas y disminuir la emisión de contaminantes.

- Curtido de minerales, secado de sólidos finos y absorción de gases.

VENTAJAS:

- Asegura el contacto del fluido con toda la superficie de la partícula sólida.

- Las variaciones de temperatura dentro del lecho son mínimas.

- Se evita la existencia de puntos calientes, los cuales pueden estar presentes en lechos estáticos.

- en el caso de los catalizadores usados y/o carbonizados se los puede recircular entre el reactor y el regenerador en forma continua.

DESVENTAJAS:

- El aumento de potencia necesaria debido a la caída de presión en un lecho fluidizado.

- El aumento del tamaño del tanque o reactor.

- Una mayor rotura de las partículas sólidas. En el caso de los catalizadores las pérdidas por frotamiento y arrastre pueden ser significativas.

Metodología

Se realizó una práctica para determinar la caída de presión en un lecho fluidizado, mediante la ecuación de Ergun.

Se necesitaron de materiales:

- Agua

- Manguera

- Bomba

- 3 recipientes

- Soporte

- Sólidos

El procedimiento fue:

- Se conecta la manguera a la bomba.

- Se colocan las partículas sólidas en el recipiente.

- Se enciende la bomba.

- Esperamos a que el agua suspenda las partículas en el lecho a cierta altura.

- Medir la longitud a la que llego el lecho.

- Hacer los cálculos necesarios para la caída de presión.

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Resultados

Cálculo de la porosidad:

Peso del material poroso seco = 0.296g

Peso del material poroso húmedo = 0.728g

Diferencia: 0.728g – 0.296g = 0.432g = 0.000432kg

Volumen de los poros: [pic 28]

Volumen total: [pic 29]

Porosidad: [pic 30]

Cálculo de la caída de presión:

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Conclusiones

En conclusión, fuimos capaces de calcular la incógnita problema de esta práctica con la ecuación de Ergun, la práctica fue sencilla y didáctica, además de que se puede realizar con materiales baratos y fáciles de conseguir, esto nos sirve de experiencia para poder tener una base y muy probablemente aplicarlo en el campo de trabajo el día que se requiera.

Referencias

Geankoplis, Chris John, Procesos de transporte y principios de procesos de separación 4ta edición, Editorial Continental, México 2006

Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriot, Operaciones unitarias en ingeniería química, 7ma edición, Editorial McGraw Hill, Interamericana.