Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

ABSORCIÓNABSORCIÓN

1. INTRODUCCIÓN: PRINCIPIOS BÁSICOS

2. ABSORCIÓN Y DESORCIÓN DE UN SOLO COMPONENTE

3. NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA MÉTODOS ANALÍTICOS Y GRÁFICOS.

4. ABSORCIÓN NO ISOTERMA.

5. MEZCLAS MULTICOMPONENTES..

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ABSORCIÓNABSORCIÓN

LÍQUIDOLÍQUIDO

GASGAS

dAdAppii

ppioio

ccioio

ccii

ppieie

ccieie

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ABSORCIÓN ABSORCIÓN

dAk

cc

dAk

pp

sistencia

impulsoraFuerzadAN

l

iio

g

ioii 11Re

−=

−==

g

l

ii

ii

k

k

cc

pp

o

o

−−−−====−−−−

−−−−

dAK

cc

dAK

ppdAN

L

iei

G

iei

i 11

−−−−====

−−−−====

Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

ABSORCIÓN ABSORCIÓN

pp

cc

ppii

ppioio

ppieie

ccieieccioioccii

MM

g

l

k

k−−−−

Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

ABSORCIÓN ABSORCIÓN

iio

ieoi

cc

ppn

−−−−

−−−−====´

iie

iei

cc

ppn

−−−−

−−−−====´´

dAk

n

pp

dAk

ppdAN

l

ieio

g

ioi

i´1

−−−−====

−−−−====

dAK

n

pp

dAK

pp

L

iei

G

iei

´´1

−−−−====

−−−−====

dAk

n

dAkdAK

n

dAKlgLG

´1´´1++++========

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V´ p2 L´ c2

Y2 X2

2

dh

1

V´ p1 L´ c1 Y1 X1

p c

Y X

P+dp c+dc

Y+dY X + dX

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

t

p cV´d L´d

P p c c

− = −

− −

t

2 2

t

cPV´ dp L´ dc

(P p) (c c)

− = −

− −

BALANCE DE SOLUTO EN UN BALANCE DE SOLUTO EN UN dhdh

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

2 2

2 t t 2

p cp cV´ L´

P p P p c c c c

− − = − −

− − − −

ECUACIÓN DE LA LINEA DE OPERACIÓNECUACIÓN DE LA LINEA DE OPERACIÓN

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c´2

c´1

c1

p1

p2

c2

c

p

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

ABSORCIÓN

ABSORCIÓN

DESORCIÓN

DESORCIÓN

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

Mezclas concentradas Mezclas concentradas

g o l o2

t

G e L e 2

t

PV´ dp k (p p )dA k (c c)dA

(P p)

cK (p p )dA K (c c)dA L´ dc

(c c)

− = − = − =

−

= − = − =

−

aSdhdA =

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

Mezclas concentradas Mezclas concentradas

dcc)(c

cL´c)Sdha(cK)Sdhpa(pK

c)Sdha(ck)Sdhpa(pkdpp)(P

PV´

2

t

teLoG

olog2

−=−=−=

=−=−=

−−

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2 0

2

´p

pg

pppPak

Pdp

S

Vh

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2 0

2

´c

ctl

t

ccccak

dcc

S

Lh

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2

2

´p

peGpppPaK

Pdp

S

Vh

(((( )))) (((( ))))∫∫∫∫

−−−−−−−−====

1

2

2

´c

cetL

t

ccccaK

dcc

S

Lh

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c

p

c0

c1

p1

p2

c2

c

p0

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

Control de las dos fasesControl de las dos fases

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

p

c0

= ce

c1

p1

p2

c2

c

p= pO

Fase líquida Fase líquida controlantecontrolante

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ce

P

p

c = co

c

p0 = p

e

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

Fase gas Fase gas controlantecontrolante

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

ABSORCIÓN

ABSORCIÓN

DESORCIÓN

DESORCIÓN

X 2́X 1́ X1

Y1

Y2

X2

c

Y

ABSORCIÓN

ABSORCIÓN

DESORCIÓN

DESORCIÓN

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====h(((( ))))(((( ))))

(((( ))))∫∫∫∫−−−−

++++++++1

2

11´ Y

Y og

o dYYYaPk

YY

S

V

(((( ))))(((( ))))

(((( ))))∫∫∫∫−−−−

++++++++====

1

2 0

11´X

X tl

o dXXXack

XX

S

Lh

(((( ))))(((( ))))

(((( ))))∫∫∫∫−−−−

++++++++====

1

2

11´Y

Y eG

e dYYYaPK

YY

S

Vh

(((( ))))(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−

++++++++====

1

2

11´X

XetL

e dXXXacK

XX

S

Lh

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

mlo

g g

(P p)k´ k

P

−=

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIANÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA

mlt o

l l

t

(c c)k´ k

c

−=

mlt o

L L

t

(c c)K´ K

c

−= mlo

G G

(P p)K´ K

P

−=

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P

pPVV

−−−−====´

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIANÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA

t

t

c

ccLL

−−−−====´

Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

(((( ))))

(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−−−−−

−−−−====

1

2

´

/p

po

o

g

dppppP

pP

aPk

SVh ml

Hg Ng

(((( ))))

(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−−−−−

−−−−====

1

2

´

/c

cot

ot

tl

dccccc

cc

ack

SLh ml

Hl Nl

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIANÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA

Mª Dolores Romero Díaz Tema 8Operaciones de Separación (38000335)

( )

( )( )

1

ml

2

p

e

G ep

P pV / Sh dp

K ´aP P p p p

−=

− −∫HG NG

HL NL

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

NÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIANÚMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA

(((( ))))

(((( ))))(((( ))))∫∫∫∫ −−−−−−−−

−−−−====

1

2

´

/c

c et

et

tL

dccccc

cc

ack

SLh ml

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

Mezclas Mezclas diluídasdiluídas

x

tc

c

ctc

cX

yP

p

pP

pY

=≈−

=

=≈−

=

´)1´(

´)1´(

LXLL

VYVV

≈+=

≈+=

dXLSdhXXacKSdhYYaPK

SdhXXackSdhYYaPkdYV

etLoG

otlog

´)()(

)()(´

=−=−=

=−=−=−

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Mezclas Mezclas diluídasdiluídas

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

( )∫ −=

1

2

/Y

Y og

dYYY

dY

aPk

SVh

( )∫ −=

1

2

/X

X otl XX

dX

ack

SLh

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Mezclas Mezclas diluídasdiluídas

ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

( )∫ −=

1

2

/X

X etL XX

dX

ack

SLh

( )∫−

=1

2

/Y

Y eG YY

dY

aPk

SVh

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

CONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTOCONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTO

YY

XXXX22 XX11 XXee

(L/(L/V)minV)min

(L/V) = (L/V) = ∞

(L/(L/V)V)minmin

h = h = ∞

∞

(L/V) (L/V)

h = 0h = 0

∞

YY11

YY22

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE UN SOLO COMPONENTEN DE UN SOLO COMPONENTE

CONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTOCONDICIONES LÍMITES DE FUNCIONAMIENTO

YY

XXXX11 XX22

(L/(L/V)V)maxmax

(L/V) = 0(L/V) = 0

∞

(L/(L/V)V)maxmax

h = h = ∞

YY11

YY22

(L/V)= 0 (L/V)= 0

h = 0h = 0

YYee

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ABSORCIABSORCIÓÓN NO ISOTERMAN NO ISOTERMA

BALANCE ENTÁLPICOBALANCE ENTÁLPICO

2 2 2VH VH Lh L h− = −

V2 H22 L2 h22

Y2 X22

2

1

V1 H1 L´ h1Y1 X1

( )

( )

2 2

2 2

V V V´ Y Y

L L L´ X X

− = −

− = −

( )

( )

2 2 2 2

2 2 2 2

V V´ Y Y H V H

L L´ X X h L h

+ − − =

= + − −

( ) ( )2 2V´ Y Y L´ X X− = −

( ) ( )( ) ( )2 2 2 2 2V H H L´ X X H h L h h− + − − = −

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ABSORCIABSORCIÓÓN NO ISOTERMAN NO ISOTERMA

BALANCE ENTÁLPICOBALANCE ENTÁLPICO

( ) ( )2 2 2 p 2L h h L c T T− = −

( ) ( )( )22 2 2

p 2 p

V L´T T H H H h X X

Lc L c= + − + − −

( ) ( )( ) ( )2 2 2 2 2V H H L´ X X H h L h h− + − − = −

( )

( )( )

( )( )2

2 2 2

2 p 2 p

V´ 1 Y H hT T H H X X

L´ 1 X c 1 X c

+ −= + − + −

+ +

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ABSORCIABSORCIÓÓN NO ISOTERMAN NO ISOTERMA

Para cada valor de XPara cada valor de XSuponer T Suponer T

Balance de materia YBalance de materia Y

Calcular H, hCalcular H, hCalcular TCalcular T

( )( )2 2

2 p

H hT T X X

1 X c

−= + −

+

CompararComparar

NoNo

SiSi

FinFin

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ABSORCIABSORCIÓÓN NO ISOTERMAN NO ISOTERMA

Valores XValores X--TT

∞YY

XX

TT44TT22 TT33

TT11

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ABSORCIABSORCIÓÓN DE MEZCLAS MULTICOMPONENTESN DE MEZCLAS MULTICOMPONENTES

ALTURA EQUIVALENTE DE PISO TEORICO (AEPT)ALTURA EQUIVALENTE DE PISO TEORICO (AEPT)

∞

NÚMERO DE ETAPAS DE EQUILIBRIO NNÚMERO DE ETAPAS DE EQUILIBRIO N

Métodos gráficosMétodos analíticos

h (AEPT) . N=