Absorción
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus Guanajuato
Bioseparaciones Fluido-Fluido
Profesor
Luis Miguel Pérez Aguilar
Elaborado por: Genaro Uriel López Pardo y Ana Karen Cervantes Luna
DISEÑO DE EMPAQUES Y TORRES EMPACADAS
Un aparato que se utiliza con frecuencia en la absorción de gases y en otras operaciones es la torre empacada. Un ejemplo de dicho aparato se representa en la figura 1. El dispositivo consiste en una columna cilíndrica, o torre, equipada con una entrada de gas y un espacio de distribución en la parte inferior; una entrada de líquido y un distribuidor en la parte superior; salidas para el gas y el líquido por la parte superior e inferior, respectivamente; y una masa soportada de cuerpos sólidos inertes que recibe el nombre de torre empacada.
Los empaques de la torre se dividen en tres principales tipos:
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aquellos que son cargados de forma aleatoria en la torre
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los que son colocados a mano
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aquellos que se conocen como empaques ordenados o estructurados.
Los empaques aleatorios consisten en unidades de 6 a 75 mm ( 1/4 - 3 in.) en su dimensión mayor; los empaques inferiores a 25 mm se utilizan principalmente en columnas de laboratorio o de plantas piloto. Las unidades de empaque ordenado son de tamaños comprendidos entre unidades de 50 a 200 mm (2 a 8 in.)
Como ya se enseño los tipos de estructuras de empaques en la sección de teoría, solo veremos más la propiedades de cada tipo de empaque en la tabla 1
DISEÑO DE EMPAQUES Y TORRES EMPACADAS
Desafortunadamente, no hay correlaciones únicas para caída de presión que den un buen ajuste para todos los empaques, y los valores de Fp basados en el ajuste de datos para bajas caídas de presión tal vez difieran significativamente de los valores obtenidos a partir del ajuste de datos para altas caídas de presión o por ajuste de datos de la velocidad de inundación.
Una correlación muy utilizada para estimar caídas de presión en empaques colocados de manera aleatoria se presenta en la figura 2
Caída de presión Y VELOCIDAD LIMITE DEL FLUJO
La caída de presión por unidad de longitud (o profundidad) del empaque se debe a la fricción del fluido; se gráfica en coordenadas logarítmicas frente a la velocidad de flujo del gas Gy, expresada en masa de gas por hora y por unidad de área de la sección transversal, considerando que la torre está vacía. Por lo tanto, Gy está relacionada con la velocidad superficial del gas por medio de la ecuación Gy = uoρy, donde ρy es la densidad del gas.
Se han propuesto varias correlaciones generalizadas para la caída de presión y la velocidad de inundación en columnas empacadas. Muchas de ellas utilizan una gráfica log con (Gx /Gy)(ρy /ρx)0.5 en la abscisa y una función que contiene Gy2 en la ordenada.
