Métodos aproximados para separaciones en múltiple etapa de sistemas multicomponentes
Enviado por Ledesma • 3 de Diciembre de 2018 • 1.164 Palabras (5 Páginas) • 275 Visitas
...
Diagrama final en ASPEN
[pic 7]
[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]
Figura 2. Diagrama inicial
Se muestra un grafico donde se tienen el numero de etapas contra la fraccion masica que como se puede observar al aumentar el numero de etapas aumentaria la fraccion masica.
[pic 12]
Figura 3. Etapas vs fraccion masica
Método corto Notación
Velocidad de flujo líquido interno[pic 13]
Velocidad de flujo vapor interno[pic 14]
Fracción de especies no agotadas[pic 15]
Fracción de especies no absorbidas[pic 16]
Constante de equilibrio[pic 17]
Factor de absorción A[pic 18]
Factor de absorción efectivo medio [pic 19]
Factor de desorción [pic 20]
Método corto para un absorbedor
En la siguiente ilustración se representa una cascada en contracorriente para absorber las especies presentes en el vapor que entra.
[pic 21]
Ilustración 1. Cascadas en contracorriente de N etapas. Absorbedor
La ecuación 1 se utiliza para las especies que solamente entran con el líquido.
(Ec.1)[pic 22]
Puesto que
(Ec.2)[pic 23]
(Ec.3)[pic 24]
El balance total en el absorbedor para un componente que aparece tanto en el vapor como en el líquido que entran se obtiene sumando y para obtener [pic 25][pic 26]
(Ec.4)[pic 27]
Que generalmente se aplica para cada componente del vapor que entra en el absorbedor.
Con el fin de obtener valores de y para su utilización en (Ec.1) y (Ec.4) se requieren expresiones para y . Estas expresiones se pueden obtener a partir de ecuaciones deducidas por Edmister[pic 28][pic 29][pic 30][pic 31]
(Ec.5)[pic 32]
(Ec.6)[pic 33]
Estas ecuaciones son exactas para un absorbedor adiabático con dos etapas y constituyen aproximaciones razonablemente buenas para absorbedores adiabáticos con más de dos etapas.
Los valores de y para las etapas superior e inferior están basados en temperaturas supuestas y en los flujos molares totales de vapor y líquido que salen de las etapas. Los flujos totales se pueden estimar a partir de las siguientes ecuaciones de Horton y Franklin[pic 34][pic 35]
(Ec.7)[pic 36]
(Ec.8)[pic 37]
(Ec.9)[pic 38]
Estas ecuaciones no son exactas ya que suponen que la contracción molar de vapor por etapa supone el mismo porcentaje para el flujo molar de vapor en la etapa en cuestión. Suponiendo que la variación de la temperatura del líquido es proporcional al volumen del gas absorbido, se obtiene:
(Ec.10)[pic 39]
La resolución simultanea de esta ecuación con un balance global de entalpia permite obtener y .[pic 40][pic 41]
.En el método de grupo, un factor de absorción efectivo medio , substituye a los factores de absorción aislados de cada etapa. La ecuación (12) se transforma entonces en[pic 42]
(Ec. 11)[pic 43]
Al multiplicar y dividir por () la ecuacion(13) se reduce a[pic 44]
(Ec. 12)[pic 45]
[pic 46]
Ilustración 2. Factores de absorción y deserción. [W. C. Edmister, AIChE J.. 3. 165-171 (1957j.l]
Los flujos obtenidos realizando la aproximacion de Kremeser fueron los siguientes Lo=4.55 mol/s, V1=1143.47 mol/s, V13= 119.2 mol/s, L12=60.27 mol/s, asi como la temperatura obtenida utilizando un metodo corto para la salida de nuestro absorbedor fue de 137.35 °C.
Conclusiones
Como se mostro en el grafico al aumentar el numero de etapas aumentaria la fraccion masica, por lo que se propondrian mas etapas para aumentar esta.
Asi como al obtener el resultado de la temperatura obtenida del metodo corto es muy aproximada a la que el simulador nos arrojo.
Bibliografía
[1]José Manuel de la Iglesia Ceballos . (2013). Operaciones y Procesos . 26/02/17, de Universidad de Cantabria Sitio web: http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/operaciones-y-procesos/materiales/BLOQUE2-OyP.pdf
[2]Ernest J. Henley J. D. Seader . (2000). Operaciones de separación por etapas de equilibrio en ingeniería química. (México): Reverté.
[3]Stephen E. Schwartz . (1983). KINETICS OF REACTIVE DISSOLUTION OF NITROGEN OXIDES INTO AQUEOUS SOLUTION. 1/03/17, de Center for Air Pollution Impact and Trend Analysis Sitio web: http://www.ecd.bnl.gov/steve/pubs/SchwartzWhiteAdvanEST83NOxKinetics.pdf
[4] Robert E.Huie. (27 de September 1993). The reaction Kinectics NO2. Chemical Kinects and Themodynamics Division, National institute of standars and Technology, 1, 24.
Software utilizado ASPEN PLUS V8.8
...