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Absorción de Co2 en Agua
Absorción de Co2 en Agua
Absorción de Co2 en Agua
INTEGRANTES
Ronald Stick Hernández Sánchez cód. 2135566
Verónica Aurora Quintanilla Viviescas cód. 2134133
Wilfran Helbert Cristancho Fernández cód. 2123146
Paula Andrea Suárez Gómez cód. 2123318
GRUPO
H3
PROFESOR
Jesús Manuel Mendoza
Esta práctica consiste en hacer pasar una corriente aire con CO por la columna de
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absorción desde la parte inferior al mismo tiempo que una corriente de agua pasa
a través de ella desde la parte superior de la columna. De esta forma, parte del
CO es transferido desde la corriente de gas hacia la corriente de líquido formando
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una solución de ácido carbónico, la cual es titulada con NaOH posteriormente para
determinar la cantidad de CO absorbido.
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2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Afianzar los conocimientos adquiridos en operaciones unitarias, con respecto a la
operación de absorción de gases y la familiarización con el equipo, empleando
una torre empacada.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el tiempo en el cual la torre de absorción alcanza el estado
estable para un flujo dado de CO en la corriente de entrada bajo unas
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condiciones determinadas.
Determinar la influencia del flujo de CO sobre la cantidad de CO absorbida
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muestras.
3. MARCO TEÓRICO
Efecto de la solubilidad
La solubilidad de un gas en un líquido aumenta al aumentar la temperatura pues
es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre el líquido (ley de
Henry). Si la presión se reduce a la mitad entonces la solubilidad del gas también
se reduce a la mitad lo que produce el escape del líquido.
Equipos industriales
Los equipos que se utilizan para promover el contacto de una corriente gaseosa
con una líquida de manera continua pueden ser:
Una torre empacada, cuyo material de empaque puede ser un sólido regular o
irregular; una columna de platos que contenga varios platos perforados o de
burbuja y tapón; una torre o cámara vacía, donde se rocía el líquido, una columna
de paredes húmedas o un recipiente con agitación o rocío. En estos equipos
generalmente, las corrientes de gas y líquido entran a contracorriente a través del
equipo para obtener la velocidad máxima de absorción.
Torre empacada
El equipo utilizado en la práctica es la columna empacada donde se distribuyen
sólidos inertes que sirven para aumentar la superficie de contacto de las fases. La
columna es un cilindro donde el líquido se alimenta en la parte superior a través de
un distribuidor y en la parte inferior se encuentra la entrada de gas y un espacio de
distribución y en la parte inferior se encuentra la entrada de gas y un espacio de
distribución, interiormente una masa de empaques soportada constituye el relleno
de la torre como se muestra en la figura 1. El líquido cae por acción de la
gravedad a través del lecho empacado exponiendo una elevada superficie de
contacto con el gas. Los empaques pueden estar distribuidos al azar o de forma
ordenada.
Empaques al azar
Los empaques al azar son aquellos que simplemente se arrojan en la torre durante
la instalación y que se dejan caer en forma aleatoria. Los anillos de Rasching son
los más utilizados, son cilindros huecos cuyo diámetro va de 6 a 100 mm o más.
Pueden fabricarse de porcelana industrial, que es útil para poner en contacto a la
mayoría de los líquidos, con excepción del álcalis y ácido fluorhídrico; de carbón,
de metales o de plásticos. Los anillos de Lessing y otros con particiones internas
se utilizan con menos frecuencia. Los empaques con forma de silla de montar, los
de Berl e Intalox y sus variaciones se pueden conseguir en tamaños de 6 a 75
mm; se fabrican de porcelanas químicas o plásticos. Generalmente, los tamaños
más pequeños de empaques al azar ofrecen superficies específicas mayores ( y
mayores caídas de presión), pero los tamaños mayores cuestan menos por unidad
de volumen. Para un flujo de gas de 0.25 m3/s se utilizan empaques de 25mm o
más, y de 50 mm o mayores para un flujo de gas de 1 m3/s.
Empaques regulares
Los empaques regulares ofrecen las ventajas de una menor caída de presión para
el gas y un flujo mayor, generalmente a expensas de una instalación más costosa
que la necesaria para los empaques aleatorios. Los anillos hacinados rasching son
económicos sólo en tamaños muy grandes. Hay varias modificaciones de los
empaques metálicos expandidos. Las rejillas o vallas de madera no son caras y se
utilizan con frecuencia cuando se requieren volúmenes vacíos grandes; como en
los gases que llevan consigo el alquitrán de los hornos de coque o los líquidos que
tienen partículas sólidas en suspensión.
Velocidad crítica
En la práctica es difícil conseguir un buen contacto entre las fases debido a que el
líquido no desciende como una película sobre la superficie del empaque y se
pueden presentar problemas como la canalización que se presenta cuando hay
bajas velocidades del líquido dejando la mayor parte del empaque seca; para
evitar este tipo de problemas se debe diseñar la torre con un diámetro de por lo
menos 8 veces del diámetro de relleno. Se denomina velocidad crítica a esta a la
cual el líquido fluye sobre toda la superficie del relleno mojándolo y haciendo
efectivo el contacto sin que la torre presente inundación.
En cualquier torre real, la velocidad del líquido tiene que ser mayor que este
mínimo para conseguir el cambio específico en el gas. El flujo óptimo de líquido de
la absorción debe estar en un intervalo de 1.1 a 1.5 veces la velocidad mínima, a
menos que el líquido se desecha y no se regenere.
Velocidad de inundación
Es la velocidad del gas a la cual todo el líquido no puede descender y la torre se
inunda. Dependiendo de las condiciones de operación puede resultar mejor el uso
de columnas de platos perforados para evitar el problema de la distribución del
líquido en una torre de gran diámetro y disminuir la incertidumbre en el cambio de
escala, se evita la deposición de sólidos que obstruyan el empaque, la inundación
y aceptan todo tipo de fluido, a excepción de fluidos corrosivos.
Titulación química
Método de determinación de la concentración de un reactivo conocido. Se agrega
a la solución un reactivo llamado titulador de volumen y concentración conocida
(NaOH) para determinar la concentración del reactivo desconocido medida a partir
de un indicador visual, el cual muestra el punto de equivalencia en que los moles
de los 2 reactivos son iguales.
Rotámetro
Es un medidor de caudal en tubería de área variable, de caída de presión
constante que consiste en un flotador (indicador) que sube al ser empujado por el
fluido hasta el punto en el cual encuentra el equilibrio entre su peso y la fuerza
ejercida por el líquido. El tubo es de vidrio y lleva grabado una escala lineal, sobre
la cual la posición del flotador indica el gasto o caudal.
4.METODOLOGÍA
Reactivos:
Aire comprimido
Agua
Dióxido de carbono
Fenolftaleína
Solución de NaOH al 0.005N
Equipos y herramientas:
Torre de absorción empacada
Cronómetro
Erlenmeyer
Vaso de precipitado
Probeta
Bureta
Fig 1. Torre de absorción empacada.
Variables de proceso:
Flujo de CO2
Tiempo
PROCEDIMIENTO
Características Especificaciones
Operación de la torre
Para que la torre comience a trabajar se enciende el compresor de aire
permitiendo un flujo de aire indicado en el reóstato como 40, a partir de la tabla de
calibración se determina que equivale a 0.0126 kg/s; en seguida se abre la llave
de paso de agua y ajusta la base del cono del rotámetro en 100, equivalente a
55,140 ml/s.
muestras de 100 – 200 ml del líquido que sale al inferior de la torre cada 2 minutos
en Erlenmeyers debidamente marcados, estableciendo la muestra en el tiempo
cero como la indicadora de acidez del agua.
Titulación:
5. BIBLIOGRAFÍA
[2] PERRY ROBERT, “Manual del ingeniero químico”. Editorial McGraw Hill,
Segunda Edición.