Fundamentos de los procesos de absorción por etapas

Operaciones Unitarias II

Diagrama de balance de materia para una columna de platos

Va = V1

ya = y1

La

xa

Balances de materiaConsiderando la porción de la cascada que comprende las tapas 1 a n, un balance de materia total seria:

Puesto que el numero de moles del componente A en una corriente es igual al producto del caudal molar por la fracción molar de A en la corriente, la entrada del componente A en la sección de estudio, para un sistema de dos componentes, es La xa + Vn+1 yn+1 mol/h, la salida es Lnxn + Vaya mol/h, y

Balances globales para toda la cascada se obtiene en la misma forma:

(17.1)

(17.2)

(17.3)

(17.4)

Diagrama de línea de operación:

Para un sistema binario, las composiciones de las dos fases de una cascada pueden representarseen un grafica donde x es la abscisa e y la ordenada. Tal como lo indica la Ecuación (17.2), el balance de materia en un punto intermedio de la columna incluye xn , la concentración de la fase Ln que sale de la etapa n, e yn+1 , la concentración de la fase V que entra en dicha etapa. Entonces tenemos:

(17.7)

Ecuación de la línea de operación (al representar los puntos xn e yn+1 para todas las etapas)

La línea de operación pude trazarse también como una recta que une las composiciones extremas (xa, ya) y (xb , yb)

Métodos gráficos para sistemas de dos componentes

b

(xa , ya)

Diagrama de línea de operación para un absorbedor de gases

•Si la etapa y1 es ideal , el liquido que sale esta en equilibrio con el vapor de manera que el punto (x1 , y1) esta situado sobre la línea de equilibrio, fijando el punto m.

•La abscisa del punto m es x1.

•El escalón a, m, n representa una etapa ideal.

•La tercera etapa se obtiene repitiendo de nuevo la construcción para trazar el triángulo p q b. La tercera etapa es la ultima puesto que la concentración del gas que sale de dicha etapa es yb, y la del líquido es xb, que son las concentraciones extremas deseadas. Por tanto, para esta separación se requieren tres etapas ideales.

(Xn, yn+1)Tipo de coordenadas queForman la línea de operación