Informe Final Diseño Columna Absorcion (1)

PONTIFICIAUNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO

ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICAINVESTIGACION Y PROYECTO II

Diseño columna de absorción de gases

AlumnoJavier Solar B.

TutoresJosé Torres

Luis Vega

Fecha 14 de Julio 2010

Índice

Índice 2

Resumen 3

Procesos de absorción 4

Descripción del trabajo desarrollado 7

Parámetros operacionales de sistemas de absorción 9

Gas asociado a soluto 10

Entalpía vaporización y entalpía reacción 11

Calor Específico (Cp) 12

Ecuación de Antoine (Pv) 13

Presión de Vapor de Agua 14

Viscosidad 15

Diseño de columna de absorción isoterma 17

Diseño de columna de absorción adiabático 19

Elementos internos Columna de Relleno 21

Características hidráulicas y parámetros de rellenos 22

Plato soporte de empaque 23

Distribuidor de vapor 24

Distribuidor de líquido 24

Platos Hold down (Plato de retención) 25

Redistribuidor de líquido 26

Wire Mesh o demister 26

Wall wiper 27

Algoritmos 28

Esquema de Software 32

Problemas de Prueba 35

Anexo 36

Nomenclatura codificación 37

Codificación Software 40

Informe Final – Diseño Columna de Absorción Página 2

Resumen

Este informe muestra el trabajo realizado durante todo el semestre en la elaboración del

software de diseño de columna de absorción isotérmica y adiabática. La idea de genera

este programa es la suplir la falencia que presentan los diversos simuladores de procesos

químicos, la cual es no poder diseñar columnas de absorción. Es por ello que se decide

generar un software el cual con solo ingresar datos de alimentación a la columna, éste nos

entregue las dimensiones del equipo (altura, caída de presión, diámetro, dimensiones de

elementos internos de la columna, etc.).

Para llevar a cabo este programa se realizaron diversas tareas como son la de generar una

base de datos de distintos sistemas de absorción, que tuvieran la condición de ser

sistemas de absorción isotérmicos y adiabáticos; plantear los procedimientos generales de

estos tipos de absorción; desarrollar los algoritmos de cálculo de estas columnas; y por

último, codificar la información obtenidas, en Visual Basic, para lograr un programa que

diseñe columnas de absorción.

Con este programa se pretende tener una herramienta útil y rápida para el diseño de

columnas de este tipo como también desarrollar un área poco explorada dentro de esta

Escuela de Ingeniería Química, la cual es generar este tipo de programas específicos de

diseño, los cuales tiene un bajo costo frente a las altas sumas de dinero que se deben

pagar por los simuladores que existen en el mercado.


Procesos de absorción

En la absorción (también llamada absorción de gases o lavado de gases), una mezcla

gaseosa entra en contacto con un liquido (absorbente o soluto) selectivo que disuelve uno

o más componentes por transferencia de masa desde el gas hacia el liquido [1].

La absorción es uno de los procesos más importantes presentes en la Ingeniería Química y

de variadas aplicaciones comerciales, como se aprecia en la tabla 1.

Tabla 1 - Aplicaciones comerciales de AbsorciónSoluto Absorbente Tipo de absorción

Acetona Agua FísicaAcrilonitrilo Agua FísicaAmoniaco Agua Física

Etanol Agua FísicaFormaldehido Agua Física

Acido Clorhídrico Agua FísicaAcido Fluorhídrico Agua FísicaDióxido de azufre Agua FísicaTrióxido de azufre Agua Físicabenceno y tolueno Aceite hidrocarburo Física

Butadieno Aceite hidrocarburo FísicaButano y propano Aceite hidrocarburo Física

Naftaleno Aceite hidrocarburo FísicaDióxido de carbono Solución NaOH Reacción irreversible

Acido Clorhídrico Solución NaOH Reacción irreversibleAcido Cianhídrico Solución NaOH Reacción irreversibleAcido Fluorhídrico Solución NaOH Reacción irreversibleAcido Sulfhídrico Solución NaOH Reacción irreversible

Cloro Agua Reacción reversibleMonóxido de carbono sales de amonio cuproso Reacción reversible

C02 y H2S MEA o DEA Reacción reversibleCO2 y H2S DEG o TEG Reacción reversible

NOx Agua Reacción reversibleFuente: Albright's Chemical Engineering Handbook [2]


En la mayoría de los casos, los solutos están contenidos en efluentes gaseosos

provenientes desde reactores químicos. Cada uno de estos sistemas soluto/solvente

presenta un comportamiento distinto, ya sea en condiciones isotérmicas [3] o adiabáticas

[4] que influirán en gran medida en el diseño y programación del equipo. Para el caso

particular de este proyecto se llevara a cabo el diseño del equipo para aquellos procesos

que presentan una absorción física de soluto.

La tarea de simulación la podemos considerar como aquella en la cual proponemos ciertos

valores de entrada al simulador o programa de simulación para obtener ciertos resultados

o valores de salida, tales que estiman el comportamiento del sistema real bajo esas

condiciones [5]. Entre los diversos software que encontramos actualmente en el mercado

podemos mencionar por ejemplo SPEED UP, ASPEN PLUS, PRO II, HYSYM, HYSYS,

CHEMCAD, y otros.

Las limitaciones que presentan éstos software son aquellas propias del diseño de los

equipos debido a que existe la necesidad de fijar variados parámetros operacionales para

obtener resultados.

Esta es la gran diferencia que se desea presentar en este proyecto, debido a que el

desarrollo de este software llevara que se diseñe una columna de absorción y que a la vez

se pueda simular y ver su comportamiento frente a procesos reales de absorción [6].

Tabla 2 - Paquetes actuales de softwareSimulador Características

Chemcad

Paquete de módulos que abarca: Cálculo y diseño de intercambiadores de calor

Simulación de destilaciones dinámicas

Simulación de reactores por lotes

Simulación de destilaciones por lotes

Simulación de redes de tuberías


Super Pro – Designer

Simulación del proceso

Evaluación económica

Análisis avanzado del rendimiento específico

Programación del proceso

Valoración del impacto ambiental (incluyendo cálculos rigurosos de

la emisión de VOC).

Aspentech

Sistema Avanzado para Ingeniería de Procesos - Advanced System

for Process Engineering (ASPEN).

Desarrollado en los años 1970s por investigadores del MIT

Comercializado desde 1980 por una compañía denominada

AspenTech.

AspenPlus tiene la base de datos más amplia entre los simuladores

de procesos comerciales, e incluye comportamiento de iones y de

electrolitos.

Tiene muchos datos de propiedades a varias temperaturas y

presiones

Hysys 3.2

Adquirido por Aspentech en 2004. Software especializado para la industria

petroquímica.

Las principales ventajas de HYSYS son:

Su facilidad de uso (interfaz amigable)

Base de datos extensa (superada solo por la de Aspen Plus)

Utiliza datos experimentales para sus correlaciones. La mayoría de

los datos son experimentales, aunque algunos son estimados

Las principales desventajas de HYSYS son:

Pocas o nulas aplicaciones de sólidos

Software de optimización limitado (el optimizer no es muy potente)


Descripción del trabajo desarrollado

Para llevar a cabo el desarrollo del software de diseño de columnas de absorción, se

cumplieron las diversas tareas planteadas a comienzo de semestre, de las cuales se

destaca que:

La recopilación de información de los procesos de absorción, búsqueda en libros e

internet, se desarrolló enfocada a profundizar los conocimientos adquiridos

durante los años de estudio, lo cual se vio reflejada en el estado del arte

presentado a comienzo de semestre.

La definición de los parámetros operacionales de los sistemas de absorción fue una

búsqueda más detallada y profunda en la bibliografía existente. Esta tarea se

enfocó principalmente en encontrar los valores de diversos parámetros físico-

químicos (densidad, peso molecular, calor específico, difusividad, etc.) para

conformar la base de datos necesaria para el software.

El diseño de las columnas isotérmica y adiabática se consideran con el mismo

objetivo, es decir, poder generar los procedimientos generales de desarrollo de

diseño de una columna de absorción isotérmica y adiabática. Cabe mencionar, que

para plantear los procedimientos se utilizó bibliografía adicional a la entregada en

la presentación inicial, la cual es utilizada de esta tarea en adelante como base

para el desarrollo del software, debido a que se utilizan correlaciones actuales

(Kister and Gill (1991)1, Billet and Schultes (1991a)2, para todos los parámetros del

diseño. Esta bibliografía es:

Benitez J.. Principles and Modern Applications of Mass Transfer Operations. Second

Edition. John Wiley & Sons, Inc. New Jersey. USA. 2009. ISBN 978-0-470-18178-2.

1 Kister, H. Z., and D. R. Gill, Chem. Eng. Prog., pag 32 - 42 (1991).2 Billet, R., and M. Schultes, Chem. Eng. Technol., 89 - 95 (1991a).


En conformidad a las sugerencias planteadas por la comisión, se decide agregar la tarea de la recopilación de información de los elementos internos de una columna de relleno, como una manera de generar un software más completo y no sólo obtener los datos generales de una columna (altura, diámetro y caída de presión), sino obtener las dimensiones completas del equipo.

El planteamiento de los algoritmos de las columnas isotérmicas y adiabáticas fue

una de las tareas que más tiempo tomó para llevarla a cabo considerando el paso a

paso que conlleva realizarlo. Estos algoritmos fueron desarrollados en base a las

tareas antes desarrolladas como los diseños de las columnas y la recopilación de

los parámetros operacionales. Esta tarea es uno de los pilares de este proyecto

tomando en cuenta la complejidad que éste tiene.

Al igual que la tarea anteriormente descrita, la programación, es la base de este

proyecto, considerando que las diversas tareas fueron desarrolladas para

programar las subrutinas y comparar éstas con ejemplos de prueba. Esta

programación fue desarrollada por medio de Visual Basic y variadas funciones

proporcionadas por Microsoft Excel, el cual nos da el resultado. Además de lo

apreciado en esta figura, este software entrega en forma gráfica la curva de

operación, la curva de equilibrio y gráfica del cálculo de la altura para el sistema

que se esté calculando.

Finalmente las últimas tareas iban en relación a la generación de los diversos

informes para las tres presentaciones, los cuales son una forma de apreciar el

avance logrado desde lo que uno se propuso hacer hasta la culminación del

proyecto planteado.


Parámetros operacionales de sistemas de absorción

Los parámetros físico-químicos que se obtuvieron para plantear la base de datos del

software se aprecian en la tabla 3; y en la tabla 4, los compuestos utilizados para

desarrollar cada sistema, considerando gases y líquidos necesarios.

En los puntos siguientes se detalla cada uno de los parámetros calculados

Tabla 3 – Parámetros base de datosParámetros

Peso Molecular Calor especificoDensidad DifusividadPresión Vapor Temperatura de ebulliciónViscosidad Entalpia de VaporizaciónEntalpía de Formación

Tabla 4 – Compuestos Utilizados en software

CompuestosAgua Propano

Acetona Naftaleno

Acrilonitrilo Kerosene

Amoniaco Sulfolane

Etanol n-Octano

Formaldehido Aire

Acido clorhídrico Dióxido de carbonoFluoruro de Hidrogeno Metanol

Dióxido de azufre Tolueno

Trióxido de azufre ButadienoBenceno Butano


Gas asociado a soluto

Tabla 5 - Gas asociado a soluto

Soluto Gas asociado Absorbente

Acetona Aire AguaAcrilonitrilo Dióxido de Carbono AguaAmoniaco Aire Agua

Etanol Dióxido de Carbono AguaFormaldehido Metanol Agua

Acido Clorhídrico Aire AguaAcido Fluorhídrico Aire AguaDióxido de azufre Aire AguaTrióxido de azufre Aire Agua

Benceno Aire KeroseneTolueno Aire Kerosene

Butadieno Aire SulfolaneButano Aire n-Octano

Propano Aire n-OctanoNaftaleno Aire n-Octano


Entalpía vaporización y entalpía reacción

Tabla 6 – Entalpías

Soluto ΔHv KJ/mol ΔHrxn J/mol Acetona -30,2 248200

Acrilonitrilo Amoniaco 23,351 46190

Etanol -38,58 27763Formaldehido 24,48 115900

Acido Clorhídrico

Fluoruro de hidrogeno 48,3 268600

Dióxido de azufre 24,91 296600

Trióxido de azufre 41,8 395180Benceno -30,765 46660Tolueno -33,47 50000

Butadieno Butano -22,305 124700

Propano -18,77 103800Naftaleno -33,47 -

Agua 40,656 -n - Octano 41,5 -

Calor Específico (Cp)


Cp gases Reklaitis SI(J,K)

Tabla 7 – Cp gasesNombre a b c d e

Agua 3,4047*10^1 9,65064*10^-3 3,29983*10^-5 -2,04467*10^-8 4,30228*10^-12Acetona 2,31317*10^1 1,62824*10^-1 8,01548*10^-5 -1,60497*10^-7 5,81406*10^-11

Acrilonitrilo 1,07482*10^1 2,20682*10^-1 -1,57773*10^-4 4,84219*10^-8 -1,22867*10^-12Amoniaco 2,755*10^1 2,56278*10^-2 9,90042*10^-6 -5,68639*10^-9 0

Etanol 1,76907*10^1 1,49532*10^-1 8,94815*10^-5 -1,97384*10^-7 8,31747*10^-11Formaldehido 3,28011*10^1 -3,78277*10^-3 4,71752*10^-5 -3,60606*10^-8 8,85123*10^-12

Acido Clorhídrico 3.03088*10^1 -7,609*10^-3 1,32608*10^-5 -4,33363*10^-9 0Fluoruro de Hidrogeno

Dióxido de azufre 2,57725*10^1 5,78938*10^-2 -3,80844*10^-5 8,60626*10^-9 0Trióxido de azufre 1,5507*10^1 1,45719*10^-1 -1,13253*10^-4 3,24046*10^-8 0

Benceno 1,85868*10^1 -1,17439*10^-2 1,27514*10^-3 -2,07984*10^-6 1,05329*10^-9Tolueno 3,182*10^1 -1,61654*10^-2 1,44465*10^-3 -2,28948*10^-6 1,13573*10^-9

Butadieno 1,72814*10^1 2,24295*10^-1 -1,89688*10^-5 -1,02998*10^-7 4,44247*10^-11Butano 6,67088*10^1 -1,85523*10^-1 1,52844*10^-3 -2,18792*10^-6 1,04577*10^-9

Propano 4,72659*10^1 -1,31469*10^-1 1,17*10^-3 -1,69695*10^-6 8,1891*10^-10Naftaleno -5,38889*10^1 7,5316*10^-1 -4,33264*10^-4 -5,52149*10^-9 6,75071*10^-11

Dióxido de Carbono 1,90223*10^1 7,96291*10^-2 -7,37067*10^-5 3,74572*10^-8 -8,13304*10^-12metanol 3,44925*10^1 -2,91887*10^-2 2,86844*10^-4 -3,12501*10^-7 1,0983*10^-10

Aire 0,029 KJ/mol*K

Cp liquidos Reklaitis SI(J,K)

Tabla 8 – Cp liquidos

Nombre a b c d

Agua 1,82964*10^1 4,72118*10^-1 -1,33878*10^-3 1,31424*10^-6

n-Octano 3,82405*10^1 1,14275 -2,1303*10^-3 2,39204*10^-6

Sulfolane 178,05 KJ/molK

Ecuación de Antoine (Pv)(SI; KPa, K)


Tabla 9 – Constantes de Antoine

Nombre A B C

Agua 16,5362 3985,44 -38,9974Acetona 14,7171 2975,95 -34,5228

Acrilonitrilo 14,2095 3033,1 -34,9326Amoniaco 15,494 2363,24 -22,6207

Etanol 16,1952 3423,53 -55,7152Formaldehido 14,3483 2161,33 -31,9756

Acido Clorhídrico 14,7081 1802,24 -9,6678Dióxido de azufre 14,9404 2385 -32,2139Trióxido de azufre 13,8467 1777,66 -125,1972

Benceno 14,1603 2948,78 -44,5633Tolueno 14,2515 3242,38 -47,1806

Butadieno 14,4754 2580,48 -22,2012Butano 13,9836 2292,44 -27,8623

Propano 13,7097 1872,82 -25,1011Naftaleno 13,752 3701,48 -85,8319

Dióxido de Carbono 15,3768 1956,25 -2,1117metanol 16,4948 3593.39 -35,2249

Presión de Vapor de Agua

Tabla 10 - Presión de Vapor de Agua


T(ºC) P vapor (mm Hg) T(ºC) P vapor (mm Hg)0 4,579 21 10,651 4,926 22 19,8272 5,294 23 21,0683 5,685 24 22,3774 6,101 25 23,7565 6,543 26 25,2096 7,013 27 26,7397 7,513 28 28,3498 8,045 29 30,0439 8,609 30 31,824

10 9,209 31 33,69511 9,844 32 35,66312 10,518 33 37,72913 11,231 34 39,89814 11,987 35 42,17515 12,788 36 44,56316 13,634 37 47,06717 14,53 38 49,69218 15,477 39 52,44219 16,477 40 55,32420 17,535

Donde la presión parcial del aire seco es:

Viscosidad

Tabla 11 - Vapor (Pa*s)

compuesto C1 C2 C3 C4


Acetona 3,1005*10^-8 0,9762 23,139Acrilonitrilo 4,302*10^-8 0.9114 54,3Amoniaco 4,1855*10^-8 0,9806 30,8

Etanol 1,0613*10^-7 0,8066 52,7Formaldehido 4,758*10^-7 0,6405 161,7

Acido clorhídrico 4,924*10^-7 0,6702 157,7Fluoruro de hidrogeno 4,5101*10^-14 3,0005 -521,83 76,111

Dióxido de azufre 6,863*10^-7 0,6112 217Trióxido de azufre 3,9067*10^-6 0,3845 470,1

benceno 3,134*10^-8 0,9676 7,9Tolueno 8,7268*10^-7 0,49397 323,79

1,2-Butadieno 6,0259*10^-8 0,5309 199,64Butano 3,4387*10^-8 0,94604

Propano 4,9054*10^-8 0,90125Naftaleno 6,4318*10^-7 0,5389 400,16

Dióxido de carbono 2,148*10^-6 0,46 290Aire 1,425*10^-6 0,5039 108,3

Metanol 3,0663*10^-7 0,69655 205

Donde

= viscosidad en Pa.s

T = temperatura K

Tabla 12 - liquido (Pa*s)

compuesto C1 C2 C3 C4 C5Agua -52,843 3703,6 5,866 -5,879*10^-29 10


Donde = viscosidad en Pa.s

T = temperatura K

Kerosene 20ºC60ºC

0,00240,0011

Pa.sPa.s

Diseño de columna de absorción isoterma

1. Tomar datos de la mezcla gaseosa alimentada


1. Conocer mezcla de gases

2. Composición del gas

3. Flujo y temperatura de gas alimentado

4. Determinar el porcentaje de recuperación que se espera

2. Escoger absorbente

1. Según mezcla de gases, escoger absorbente desde base de datos

2. Leer temperatura absorbente

3. Tomar decisión de columna isotérmica o adiabática

1. Calcular diferencia de temperatura entre mezcla gaseosa y liquido absorbente

4. Selección de datos físico-químicos

1. Leer datos físico químicos de mezcla gaseosa

2. Leer datos físico químicos de absorbente

5. Estimación de datos operacionales

1. Determinar fracciones molares libres de soluto

2. Curva de equilibrio X-Y

3. Elección de línea de operación

1. Calcular (L/G) mínimo

2. Calcular (L/G) operación

6. Balance de Masa

1. Con punto 5.3.2 calcular flujo de absorbente necesario

7. Calculo Diámetro Columna y Caída de Presión

1. Determinar parámetro gráfica de Eckert (abscica)


2. Utilizar correlación curva inundación (obtener Y)

3. Determinar caída de presión lecho seco

4. Determinar caída de presión lecho irrigado y hold up de liquido

5. Realizar tanteos con puntos anteriores considerando el factor de relleno hasta

que ΔP entre comprendido en el rango de 200 a 600 Pa/m.

8. Calculo Altura de la columna

1. Ver que fase controla la absorción

2. Determinar NTU y HTU

3. Calcular altura de columna

9. Elementos Internos columna relleno

1. Plato soporte de empaque

2. Platos Hold down (Plato de retención)

3. Distribuidor de líquido y vapor

4. Redistribuidor de líquidoError: Reference source not found

5. Wall wiper

10. Entregar resultados

Diseño de columna de absorción adiabático

1. Tomar datos de la mezcla gaseosa alimentada


1. Conocer mezcla de gases

2. Composición del gas

3. Flujo y temperatura de gas alimentado

4. Determinar el porcentaje de recuperación que se espera

2. Escoger absorbente

1. Según mezcla de gases, escoger absorbente desde base de datos

2. Leer temperatura absorbente

3. Tomar decisión de columna isotérmica o adiabática

1. Calcular diferencia de temperatura entre mezcla gaseosa y liquido absorbente

4. Selección de datos físico-químicos

1. Leer datos físico químicos de mezcla gaseosa

2. Leer datos físico químicos de absorbente

5. Plantear balance de energía para curva de equilibrio

1. Determinar fracciones molares libres de soluto

2. Conocer efectos caloríficos en la absorción

1. Calor sensible en gas

2. Calor latente de vaporización

3. Calor sensible del líquido

3. Tantear temperatura salida de liquido

1. Generar curvas de equilibrio distinta temperatura

2. Generar curva de seudo-equilibrio

4. Elección de línea de operación

1. Calcular (L/G) mínimo

2. Calcular (L/G) operación


6. Balance de Masa

1. Con punto 5.3.2 calcular flujo de absorbente necesario

7. Calculo Diámetro Columna y Caída de Presión

1. Determinar parámetro gráfica de Eckert (abscica)

2. Utilizar correlación curva inundación (obtener Y)

3. Determinar caída de presión lecho seco

4. Determinar caída de presión lecho irrigado y hold up de liquido

5. Realizar tanteos con puntos anteriores considerando el factor de relleno

hasta que ΔP entre comprendido en el rango de 200 a 600 Pa/m.

8. Calculo Altura de la columna

1. Ver que fase controla la absorción

2. Determinar NTU y HTU

3. Calcular altura de columna

9. Elementos internos columna relleno

1. Plato soporte de empaque

2. Platos Hold down (Plato de retención)

3. Distribuidor de líquido y vapor

4. Redistribuidor de líquidoError: Reference source not found

5. Wall wiper

10. Entregar resultados

Elementos internos Columna de Relleno


Figura 1 - Columna de Relleno


Características hidráulicas y parámetros de rellenos

Relleno Tipo Tamaño (mm) F (ft2/ft3) a (m2/m3) ε Ch Cp CL CV

Berl Saddle Cerámico 25 110 260 0,68 0,62 0,985 1,246 0,387Cerámico 13 240 545 0,65 0,833 1,076 1,364 0,232

Hiflow ring Cerámico 75 15 54,1 0,868 0,894 0,435 1,367 0,385Cerámico 50 29 89,7 0,809 0,864 0,538 1,377 0,379Cerámico 25 37 108,3 0,833 0,856 0,621 1,744 0,465Metálico 50 16 92,3 0,977 0,876 0,421 1,168 0,408Metálico 25 42 202,9 0,962 0,799 0,689 1,641 0,402Plástico 90 9 69,7 0,968 0,765 0,276 1,346 0,349Plástico 50 20 117,1 0,924 1,038 0,327 1,487 0,345

Intalox Saddle Cerámico 50 40 114,6 0,761 0,885 0,747 1,326 0,453Plástico 50 28 122,1 0,908 0,894 0,758 1,004 0,444

Norpac ring Plástico 50 14 86,8 0,947 0,651 0,35 1,08 0,322Plástico 35 21 141,8 0,944 0,587 0,371 0,756 0,425

Pall ring Cerámico 50 43 116,5 0,783 1,335 0,662 1,227 0,415Metálico 50 27 112,6 0,951 0,784 0,763 1,192 0,41Metálico 35 40 139,4 0,965 0,644 0,967 1,304 0,296Metálico 25 56 223,5 0,954 0,719 0,957 1,44 0,336Metálico 15 26 368,4 0,933 0,59 0,99 1,45 0,346Plástico 50 26 111,1 0,919 0,593 0,698 1,239 0,368Plástico 35 40 151,1 0,906 0,718 0,927 0,856 0,38Plástico 25 55 225 0,887 0,528 0,865 0,905 0,446

Rasching ring Cerámico 25 179 190 0,68 0,577 1,329 1,361 0,412Cerámico 15 380 312 0,69 0,648 1,452 1,176 0,401Cerámico 10 1000 440 0,65 0,791 1,487 1,303 0,272Cerámico 6 1600 771,9 0,62 1,094 1,578 1,335 0,153Metálico 15 170 378,4 0,917 0,445 0,578 1,48 0,36

Tellerette Plástico 40 190 0,93 0,588 0,538 0,935 0,876 0,41


Plato soporte de empaque

Figura 2 - Plato soporte metálico

Tabla 13 - Plato soporte metálicoDiámetro Columna

Dia. sobre espaciadores

(A)

Altura B (plg)

Diámetro Plato C (plg)

Repisa Soporte

(plg)

Minimo Diámetro

acceso (plg)

Masa aprox.

(Lb)

plg mm

12 305 - 4 ½ 11 ¾ ¾ 8 713 ¼ 337 - 4 ½ 12 ¾ ¾ 9 814 ¼ 362 - 4 ½ 13 ¾ ¾ 9 915 ¼ 388 - 4 ½ 14 ¾ ¾ 10 1017 ¼ 438 - 4 ½ 16 ¾ ¾ 10 1119 ¼ 489 - 4 ½ 18 ¾ 1 11 1221 ¼ 540 - 4 ½ 20 ¾ 1 12 1723 ¾ 591 - 4 ½ 22 ¾ 1 13 1929 ¾ 743 - 4 ½ 28 ¾ 1 16 2536 914 35 ½ 4 ½ 34 ¾ 1 14 4042 1067 41 ½ 4 ½ 40 ¾ 1 ½ 16 52

Tabla 14 – Altura plato soporte para columnas mayores a 48 in IDID Torre (plg) Altura plato soporte (plg)

48 1 ½60 272 284 2 ½96 2 ½

120 3144 3 ½


Distribuidor de vapor

Esta placa debe estar entre 8 a 12 pulgadas por encima de la boquilla de entrada de vapor.

Figura 3 - Plato soporte / distribuidor de vapor

Distribuidor de líquido

Figura 4 - Distribuidor de liquido orificio en la cubierta

Figura 5 - Distribuidor de liquido orificio de escalera


Platos Hold down (Plato de retención)

Figura 6 – plato hold – down

Tabla 15 - Plato Hold Down metálicoDiámetro Columna

Dia. sobre espaciadores

A (plg)

Altura B (plg)

Diámetro Plato C (plg)

Nº de piezas

Minimo Diámetro

acceso (plg)

Masa aprox.

(Lb)

plg mm

17 ¼ 438 17 4 16 ¾ 2 10 3619 ¼ 489 19 4 18 ¾ 2 11 4521 ¼ 540 21 4 20 ¾ 2 12 5223 ¾ 591 23 4 22 ¾ 2 13 5929 ¾ 743 28 4 28 ¾ 2 16 9836 914 35 4 34 ¾ 3 14 14042 1067 41 4 40 ¾ 3 16 188


Redistribuidor de líquido

En general cada 10 pies se recomienda que el líquido sea redistribuido

Figura 7 - Redistribuidor de liquido

Wire Mesh o demister

Eliminador de nieblas o demister se puede definir como la separación mecánica de

líquidos de los gases, la cual recoge las gotas por el impacto inercial y los mecanismos de

interceptación de colección. Los eliminadores de niebla se usan normalmente para

recoger las gotas de más de 5 micras de diámetro.

Figura 8 - Demister


Wall wiper

Figura 9 - Wall wiper rosette

Tabla 16 – Wall WiperDiámetro Columna

Diametro A (plg) Altura B (plg)plg mm

4 102 2 13/16 ¼6 1/16 154 4 7/16 ¼7 15/16 202 5 7/8 7 /1610 254 7 5/8 3/811 15/16 303 8 ½ 9/1613 1/8 333 9 ½ 5/815 381 11 ¼ 11/1616 7/8 429 12 3/8 11/1618 13/16 478 13 3/8 121 ¼ 540 15 7/8 122 5/8 575 16 1/2 1 ¾


Algoritmos


11 22

22


11

33

33

33


44

Esquema de Software

Antes de observar, esquemáticamente el software, es necesario mencionar algunas

consideraciones con las cuales se realiza la programación

Tabla 17 – Puntos a considerar en programaciónIMPORTANTE

densidad de la mezcla gaseosa es obtenida por gas idealLa Curva de equilibrio se determina por Ley de Rault

La Tº gas salida es igual Tº entrada liquido (columna adiabática)

El entorno gráfico del software se puede apreciar en la figura 11, en la cual se puede

observar que los datos de entrada a éste son agregados en la parte superior izquierda de

la pantalla y el resto del trabajo lo realizar el programa (una explicación más extensa del

funcionamiento del software se puede encontrar en el Manual de Operación del Software

de Diseño de Columnas de Absorción)

Dentro de los puntos importantes en la programación se debe destacar, que éste entrega

los resultados de las curvas de equilibrio y de operación como se puede apreciar en la

figura 10, como también la gráfica que se origina al obtener la altura de las unidades de

transferencia en el cálculo del altura del relleno. Esta integración es desarrollada por

medio del Método de Simpson, la cual se puede apreciar en la figura 12.

Figura 10 - Curvas de equilibrio y de operación


Figura 11 - Esquema Software


Figura 12 - Gráfica cálculo altura unidades de transferencia

Otro punto a destacar, es la incorporación de los elementos internos de una columna de

absorción. Estos elementos están incorporados de una manera de hacer que el software

sea aún más completo.

Los elementos considerados son el distribuidor de vapor, redistribuidor de liquido, plato

de retención, plato soporte y wall wiper. Cada uno de ellos, está relacionado a las

dimensiones que tendrían, al incorporarse al equipo. Sus dimensiones son estimadas,

considerando que la información de las dimensiones están tabuladas a según cierto valor

de diámetro de columna.


Problemas de Prueba

Columna adiabáticaUna corriente gaseosa con 6 % de NH3, ha de absorberse sobre agua para disminuir la

concentración, el porcentaje de recuperación esperado es del 99,7%. El absorbedor

operará a la presión atmosférica con temperaturas de entrada de 20 y 25 ºC para el gas y

el líquido, respectivamente. El gas está saturado con vapor de agua a la temperatura de

entrada y se puede suponer que sale saturado a 25 “C.

Diseño a mano SoftwareY1 0,0638 0,0638Y2 0,0002 0,00019NH3 absorbido (mol) 5,98 5,98Agua evaporada 0,669 0,922Calor sensible del gas (J) 809 508Tº salida liquido (K) 310 310Diámetro (m) 0,9 1,01Caída de Presión (Pa/m de relleno) 510 457Nog 12 27Altura de lecho 4,00 4,69

Columna isotérmicaUna corriente gaseosa con 12% acetona con un flujo de 80 Kmol/h, ha de absorberse para

disminuir la concentración con un porcentaje de recuperación del 99%. La columna opera

isotérmicamente a 25ºC a presión atmosférica

Diseño a mano SoftwareY1 0,1364 0,1364Y2 0,00136 0,0013Diámetro (m) 0,46 0,58Caída de Presión (mm Hg/m relleno) 0,28 0,75Altura de lecho 7,31 5,58


Anexo


Nomenclatura codificación

Código Descripción Código Descripción

a factor de relleno LGmin Pendiente mínima operación

A_real Area real columna LGop Pendiente operación

aaconstantes difusión integral de

colisiónliquida fase liquida es la controlante

absorbente liquido para absorber Lmasico Flujo másico de liquido

Aguaevap Agua evaporada m Y1

ah Razón de áreas especificas MabPeso molecular promedio mezcla

gaseosa

alt Nº de redistribuidores de liquido masaret masa plato retencion

altrel altura plato retencion masasop masa del plato soporte

altsop altura plato soporte Molaguaent Moles agua entrada por medio del aire

altwall altura wall wiper molaguasal Moles agua salida en el aire

area Area de intercambio masa n Y2

area área método simpson fase gas NGNumero unidades de Transferencia

fase gas

areal área método simpson fase liquida NLNumero unidades de Transferencia

fase liquida

bbconstantes difusión integral de

colisiónNo

Numero unidades de Transferencia ambas fases

ccconstantes difusión integral de

colisión platosop plato soporte

ch factor de relleno platret plato retencioncl factor de relleno PM Peso Molecular mezcla gaseosacl factor de relleno Pmgas Peso Molecular gas asociadocp factor de relleno Pmliq Peso Molecular absorbente

cpagua Calor especifico del agua Pmsoluto Peso Molecular solutocpgas calor especifico de gas asociado Ptotal Presión de operación

cv factor de relleno Pvgas Presión de vapor del soluto

Dc Diámetro columna Pvgastemp Presión de vapor a Temp

ddconstantes difusión integral de

colisión qabsor Calor absorbido

deltaP Caída de presión lecho irrigado qagua Calor del agua

deltaP0 Caída de presión lecho seco qdHv Calor vaporización aguadensgas Densidad mezcla gaseosa qgas Calor del gasDensliq Densidad absorbente qgastotal Calor sensible del gas

Dg Difusividad gas qliq Calor sensible del liquido


dHrxn Entalpia reacción r constante de los gasesdHv Entalpia vaporización Reg Reynold de gas

diametro Dc en mm rellen Relleno utilizado

diaret diametro plato retencion Sigma diámetro colisión mezcla gaseosa

diasop diametro plato soporte Sigmagas diámetro colisión gas asociado

diawall diametro wall wiper Sigmasol diámetro colisión soluto

distgas Distribuidor de gas soluto gas a absorber

Dl Difusividad líquido solutoabs Moles soluto absorbidosdp diámetro efectivo de partícula solutosal Moles soluto salida

dT diferencia de temperatura para cp tTemperatura salida liquido (s.

adiábatico)

dx diferencia entre m y n T_col Temperatura para diámetro colision

e factor de relleno T1 Temperatura entrada gas

eakEnergía interacción

molecular/constante de Boltzmann T2 Temperatura entrada absorbente

eeconstantes difusión integral de

colisión Tebsol Temperatura ebullición soluto

Ehuecos espaciamiento de huecos Temp Temperatura tanteo salida de liquido

F Factor de relleno Templiq Temperatura entrada liquido

fas fase controlante absorción Tgassal Temperatura salida de gas

ffconstantes difusión integral de

colisión tipo tipo de relleno

g fuerza de gravedad trid Coeficiente resistencia del relleno (factor de fricción modificado)

gas_asoc gas asociado ul viscosidad del agua (0,001 Pa-s)

gaseosa fase gaseosa es la controlante Vbgas Volumen atómico gas asociado

Gf Velocidad de inundación Vbsol Volumen Atómico soluto

ggconstantes difusión integral de

colisión Vgas Velocidad de gas

Gmasico Flujo másico de gas viscgas Viscosidad del soluto

Gop Velocidad de inundación al 70% viscliq viscosidad del absorbente

Gvolumetrico Flujo volumétrico mezcla gaseosa vliq Velocidad liquido

H_GAltura de unidades de

Transferencia fase gas ambas fases w puntos para integración

H_LAltura de unidades de

Transferencia fase liquida ambas fases

X1 Composición entrada liquido libre soluto

HGAltura de unidades de Transferencia fase gas

X1real Composición real fase liquido

hhconstantes difusión integral de

colisiónX2 Composición entrada liquido libre

soluto

hl hold up xflood Ordenada de gráfica de eckert


HoAltura de unidades de

Transferencia ambas fasesXmax Composición máxima en tanteo

Kw_inv Factor de pared Y flood Abscida de gráfica de eckert

KxaCoeficiente transferencia de masa

fase liquidaY1 Composición alimentación gas libre

soluto

KyaCoeficiente transferencia de masa

fase gasY2 Composición salida gas libre soluto

L Flujo molar liquido Z Altura de columna

LGmas Pendiente másica


Codificación Software

Public absorbente, soluto, gas_asoc, fasPublic T1, T2, r, X1realPublic Pmsoluto, Pvgas, viscgas, Pmgas, Pmliq, densliq, PM, Ptotal, densgas, Gmasico, LmasicoPublic Templiq, viscliq, Vbsol, Vbgas, Tebsol, Tebgas, GvolumetricoPublic Y1, Y2, X2, X1, LGmin, LGop, L, x, yPublic LGmas, xflood, yfloodPublic F, ul, Csflood, Gf, Gop, Dc, A_real, Vgas, a, e, ch, cp, cl, cv, rellen, tipoPublic dp, Kw_inv, Reg, trid, deltaP0Public vliq, g, ah, hl, deltaPPublic Tgassal, dHrxn, dHv, , cpagua, qagua, qgastotal, qliqPublic solutosal, solutoabs, qabsor, molaguaent, molaguasal, aguaevap, qdHv, dT, cpgas, qgasPublic Temp, Xmax, Pvgastemp, tPublic NG, HG, G_M, Kya, Kxa, Z, Ho, No, NL, H_L, H_GPublic gaseosa, liquida, L, , uaguaPublic aa, bb, cc, dd, ee, ff, gg, hh, sigmasol, sigmagas, sigma, eak, Mab, T_col, Dl, Dg, ehuecosPublic m, n, dx, w, J, area, arealPublic distgas, alt, redistliq, diametro, soport, diasop, altsop, platosop, masasopPublic reten, diaret, altret, platret, masaret, wall, diawall, altwall

Public Sub columna()' r = constante de los gasesr = 8.314 eleccion_absorbente condicion graf_eckert relleno altura End Sub

' considerando el gas a absorber, se define el absorbente para el gasPublic Sub eleccion_absorbente()Z = 15ReDim a(Z)For i = 1 To Z a(i) = Hoja3.Cells(3 + i, 2) If a(i) = Hoja1.Cells(4, 3) Then soluto = a(i) gas_asoc = Hoja3.Cells(3 + i, 3) absorbente = Hoja3.Cells(3 + i, 4) Hoja1.Cells(14, 16) = absorbente fas = Hoja3.Cells(3 + i, 6) Else End IfNext iEnd Sub


' el proceso es isotermo o adiabáticoPublic Sub condicion()T1 = Hoja1.Cells(8, 3)T2 = Hoja2.Cells(3, 2)

If Abs(T1 - T2) <= 10 Then Hoja1.Cells(2, 11) = "Absorción isotérmica" datos_iso datos_operacionElse Hoja1.Cells(2, 11) = "Absorción adiabática" datos_ad energia Temp = Templiq tanteoEnd IfEnd Sub

' selección de datos para absorción isotérmica y obtención de datos desde base de datosPublic Sub datos_iso()n = 22For i = 1 To n If soluto = Hoja2.Cells(3 + i, 3) Then Pmsoluto = Hoja2.Cells(3 + i, 4) Pvgas = Hoja2.Cells(3 + i, 6) viscgas = Hoja2.Cells(3 + i, 7) Vbsol = Hoja3.Cells(22 + i, 4) Tebsol = Hoja2.Cells(3 + i, 12) Else End IfNext i

For i = 1 To n If gas_asoc = Hoja2.Cells(2 + i, 3) Then Pmgas = Hoja2.Cells(2 + i, 4) Vbgas = Hoja3.Cells(18 + i, 4) Else End IfNext i

For i = 1 To n If absorbente = Hoja2.Cells(2 + i, 3) Then Pmliq = Hoja2.Cells(2 + i, 4) densliq = Hoja2.Cells(2 + i, 5) Templiq = Hoja2.Cells(2 + i, 2) Hoja1.Cells(16, 16) = Templiq Hoja1.Cells(16, 17) = "K" viscliq = Hoja2.Cells(2 + i, 7)


Else End IfNext i

Ptotal = Hoja1.Cells(9, 3) * 101.3PM = (Hoja1.Cells(5, 3) * Pmsoluto) + (Pmgas * (1 - Hoja1.Cells(5, 3)))densgas = (Ptotal * PM) / (r * Hoja1.Cells(8, 3))' Gmasico en Kg/sGmasico = Hoja1.Cells(7, 3) * (1 / 3600) * PM' Gvolumetrico en m3/sGvolumetrico = Gmasico / densgasEnd Sub

Public Sub datos_operacion()Hoja10.Cells(6, 4) = 0' fracciones molaresY1 = Hoja1.Cells(5, 3) / (1 - Hoja1.Cells(5, 3)) Hoja10.Cells(7, 4) = Y1 Hoja10.Cells(13, 4) = Y1Y2 = (1 - Hoja1.Cells(6, 3)) * Y1 Hoja10.Cells(12, 4) = Y2X2 = 0 Hoja10.Cells(6, 3) = X2 Hoja10.Cells(12, 3) = X2 ' curva de equilibrioX1 = (Y1 * Ptotal) / Pvgas Hoja10.Cells(7, 3) = X1 ' curva de operacionLGmin = (Y1 - Y2) / (X1 - X2)LGop = 1.4 * LGmin

X1real = (Y1 - Y2) / LGop Hoja10.Cells(13, 3) = X1real

'flujo de absorbente l en Kmol/h y Lmasico en Kg/s (con sobredimensionamiento)L = Hoja1.Cells(7, 3) * ((Y1 - Y2) / X1real) * 1.2Hoja1.Cells(15, 16) = LHoja1.Cells(15, 17) = "Kmol/h"Lmasico = L * (1 / 3600) * PmliqEnd Sub

Public Sub datos_ad()n = 22For i = 1 To n If soluto = Hoja2.Cells(3 + i, 3) Then Pmsoluto = Hoja2.Cells(3 + i, 4)


viscgas = Hoja2.Cells(3 + i, 7) Vbsol = Hoja3.Cells(22 + i, 4) Tebsol = Hoja2.Cells(3 + i, 12) dHrxn = Hoja2.Cells(3 + i, 11) Else End IfNext i

For i = 1 To n If gas_asoc = Hoja2.Cells(2 + i, 3) Then Pmgas = Hoja2.Cells(2 + i, 4) Vbgas = Hoja3.Cells(18 + i, 4) cp = Hoja2.Cells(2 + i, 8) Else End IfNext i

For i = 1 To n If absorbente = Hoja2.Cells(2 + i, 3) Then Pmliq = Hoja2.Cells(2 + i, 4) densliq = Hoja2.Cells(2 + i, 5) Templiq = Hoja2.Cells(2 + i, 2) Hoja1.Cells(16, 16) = Templiq Hoja1.Cells(16, 17) = "K" Hoja2.Cells(5, 16) = Templiq Tgassal = Templiq viscliq = Hoja2.Cells(2 + i, 7) Else End IfNext i

'lambda vaporizacion aguadHv = Hoja2.Cells(3, 10)Ptotal = Hoja1.Cells(9, 3) * 101.3PM = (Hoja1.Cells(5, 3) * Pmsoluto) + (Pmgas * (1 - Hoja1.Cells(5, 3)))densgas = (Ptotal * PM) / (r * Hoja1.Cells(8, 3))' Gmasico en Kg/sGmasico = Hoja1.Cells(7, 3) * (1 / 3600) * PM' Gvolumetrico en m3/sGvolumetrico = Gmasico / densgasEnd Sub

Public Sub energia()Hoja10.Cells(6, 4) = 0' fracciones molaresY1 = Hoja1.Cells(5, 3) / (1 - Hoja1.Cells(5, 3)) Hoja10.Cells(7, 4) = Y1 Hoja10.Cells(13, 4) = Y1


Y2 = (1 - Hoja1.Cells(6, 3)) * Y1 Hoja10.Cells(12, 4) = Y2X2 = 0 Hoja10.Cells(6, 3) = X2 Hoja10.Cells(12, 3) = X2

' moles de solutog = Hoja1.Cells(7, 3)solutosal = Hoja1.Cells(5, 3) * g * (1 - Hoja1.Cells(6, 3))solutoabs = Hoja1.Cells(5, 3) * g * solutosal

' efectos calorificosqabsor = solutoabs * dHrxn

' evaporacion agua presente en airemolaguaent = g * Hoja6.Cells(8, 9) / (Hoja6.Cells(11, 8) - Hoja6.Cells(8, 9))molaguasal = (g - solutoabs) * Hoja6.Cells(9, 9) / (Hoja6.Cells(11, 8) - Hoja6.Cells(9, 9))aguaevap = molaguaent - molaguasalqdHv = aguaevap * dHv

' calor sensible gasdT = Abs(Hoja6.Cells(9, 8) - Hoja6.Cells(8, 8))cpgas = cp * dTqgas = (1 - Hoja1.Cells(5.3)) * g * cpgascpagua = Hoja8.Cells(5, 3) * dT + 0.5 * Hoja8.Cells(5, 4) * dT ^ 2 + (Hoja8.Cells(5, 5) * dT ^ 3) / 3 + 0.25 * Hoja8.Cells(5, 6) * dT ^ 4 + 0.2 * Hoja8.Cells(5, 7) * dT ^ 5qagua = molaguaent * cpaguaqgastotal = qgas + qaguaqliq = qabsor - qgastotal - qdHvEnd Sub

Public Sub tanteo()10' obtención Presion vapor segun tempn = 15ReDim t(n)For i = 1 To n t(i) = Hoja5.Cells(3 + i, 3) If t(i) = Hoja1.Cells(4, 3) Then Pvgastemp = Exp(Hoja5.Cells(3 + i, 4) - (Hoja5.Cells(3 + i, 5) / (Temp + Hoja5.Cells(3 + i, 6)))) Else End IfNext i

Xmax = Y1 * Ptotal / PvgastempL = solutoabs / Xmax' obtención de cpliq desde hoja cpk = 3


ReDim m(k)For i = 1 To k m(i) = Hoja8.Cells(4 + i, 9) If m(i) = Hoja1.Cells(14, 16) Then cpliq = Hoja8.Cells(4 + i, 10) Else End IfNext i

t = Int(Templiq + qliq / (L * cpliq))

If t = Temp Then lmin = (L - solutoabs) ' X1 de equilibrio X1 = solutoabs / lmin Hoja10.Cells(7, 3) = X1 Hoja1.Cells(41, 16) = t Hoja1.Cells(41, 17) = "K"Else Temp = Int(t) + 1 GoTo 10End If

LGmin = (Y1 - Y2) / X1LGop = 1.5 * LGminX1real = (Y1 - Y2) / LGopHoja10.Cells(13, 3) = X1real'flujo de absorbente lmin en Kmol/h y Lmasico en Kg/sHoja1.Cells(15, 16) = lminHoja1.Cells(15, 17) = "Kmol/h"L = lminLmasico = lmin * (1 / 3600) * PmliqEnd Sub

' curva de inundacionPublic Sub graf_eckert()LGmas = Lmasico / Gmasicoxflood = LGmas * (densgas / densliq) ^ 0.5yflood = Exp(-(3.5021 + 1.028 * Log(xflood) + 0.11093 * (Log(xflood)) ^ 2))End Sub' eleccion de relleno

Public Sub relleno()F = 27' ul es la viscosidad del agua en Pa-sul = 0.001ReDim b(F)ReDim d(F)


For i = 1 To F b(i) = Hoja3.Cells(2 + i, 11) d(i) = Hoja3.Cells(2 + i, 10) Csflood = (yflood / (b(i) * ul ^ 0.1)) ^ 0.5 Gf = Csflood / (densgas / (densliq - densgas)) ^ 0.5 Gop = 0.7 * Gf 'Area en m2 area = Gvolumetrico / Gop Dc = (4 * area / 3.14156) ^ 0.5 a = Hoja3.Cells(2 + i, 12) e = Hoja3.Cells(2 + i, 13) ch = Hoja3.Cells(2 + i, 14) cp = Hoja3.Cells(2 + i, 15) cl = Hoja3.Cells(2 + i, 16) cv = Hoja3.Cells(2 + i, 17) P_seco P_irrigado If deltaP < 600 Then If deltaP > 200 Then 'Dc en m Hoja1.Cells(4, 11) = Dc Hoja1.Cells(4, 12) = "m" 'A_r en pie2 y A_real en m2 A_real = (Dc ^ 2 * 3.14156) / 4 ' parametros del tipo de relleno rellen = Hoja3.Cells(2 + i, 8) Hoja1.Cells(24, 8) = rellen tipo = Hoja3.Cells(2 + i, 9) Hoja1.Cells(25, 8) = tipo 'tamaño desde pie a plg tamaño = Hoja3.Cells(2 + i, 10) Hoja1.Cells(26, 8) = tamaño & " mm" ' caida de presion Hoja1.Cells(27, 8) = deltaP Hoja1.Cells(27, 9) = "Pa/m" GoTo 20 Else End If Else 'agregar comentario si ninguno de los rellenos es factible para el proceso End IfNext i20End Sub


'caida de presion lecho secoPublic Sub P_seco() ' dp esta en metros dp = 6 * (1 - e) / a Kw_inv = 1 + ((2 * dp) / (3 * (1 - e) * Dc)) Reg = (Gop * dp * densgas) / (viscgas * (1 - e) * Kw_inv) trid = cp * ((64 / Reg) + (1.8 / Reg ^ 0.08)) 'deltaP0 en Pa/m de relleno deltaP0 = trid * (a / e ^ 3) * ((densgas * Gop ^ 2) / 2) * Kw_invEnd Sub

Public Sub P_irrigado()'velocidad masica de liquido Kg/m2-svliq = Lmasico * 4 / (3.14156 * Dc ^ 2)g = 9.8Frl = (vliq ^ 2 * a) / (densliq ^ 2 * g)Rel = vliq / (a * viscliq)

If Rel < 5 Then ah = ch * (Rel ^ 0.5) * Frl ^ 0.1 Else ah = 0.85 * ch * (Rel ^ 0.25) * Frl ^ 0.1 End If

'hold up liquidohl = ((12 * Frl / Rel) ^ (1 / 3)) * (ah ^ (2 / 3))'deltaP en Pa/m de rellenodeltaP = deltaP0 * ((e / (e - hl)) ^ 1.5) * Exp(Rel / 200)End Sub

Public Sub altura()L = Hoja1.Cells(15, 16)difusividad' en 1/sKx = 0.757 * cl * (Dl * a * vliq / (e * hl)) ^ 0.5' en Kmol/(m3-s)Ky = 0.1304 * cv * (Dg * Ptotal / (r * T1)) * (a / (e * (e - hl)) ^ 0.5) * (Reg * Kw_inv) ^ 0.75 * (viscgas / (densgas * Dg)) ^ (2 / 3)

If "gaseosa" = fas Then simpsong NG = area + 0.5 * Log((1 - Y2) / (1 - Y1)) HG = Gmasico / (Ky * a) Z = NG * HG Hoja1.Cells(24, 14) = Z Hoja1.Cells(24, 15) = "m"Else If "liquida" = fas Then


simpsonl NL = areal - 0.5 * Log((1 - X1) / (1 - X2)) H_L = Lmasico / (Kx * a) Z = NL * H_L Hoja1.Cells(24, 14) = Z Hoja1.Cells(24, 15) = "m" Else 'controlan ambas fases H_G = Hoja1.Cells(7, 3) / ((Ky * a) * Ptotal) H_L = L / ((Kx * a) * densliq) Ho = H_G + (H_L * (Hoja10.Cells(16, 4) * g / L)) simpsong No = area Z = Ho * No Hoja1.Cells(24, 14) = Z Hoja1.Cells(24, 15) = "m" End IfEnd IfEnd Sub

Public Sub difusividad()'difusividad de liquidos cm2/segehuecos = (9.58 / Vbsol) - 1.12uagua = Hoja2.Cells(3, 7)Dl = 1.25 * (10 ^ -8) * (Vbsol ^ -0.19 - 0.292) * T1 ^ 1.52 * uagua ^ ehuecos'difusividad de gas cm2/segsigmasol = 1.18 * Vbsol ^ (1 / 3)sigmagas = 1.18 * Vbgas ^ (1 / 3)sigma = (sigmasol + sigmagas) / 2eak = 1.15 * TebsolMab = 2 * ((1 / Pmsoluto) + (1 / Pmgas)) ^ -1

T_col = T1 / eakaa = 1.060036bb = 0.5161cc = 0.193dd = 0.47635ee = 1.03587ff = 1.52996gg = 1.76474hh = 3.89411colision = (aa / T_col ^ bb) + (cc / Exp(dd * T_col)) + (ee / Exp(ff * T_col)) + (gg / Exp(hh * T_col))Dg = (0.00266 * T1 ^ (3 / 2)) / (Ptotal * Mab ^ 0.5 * sigma ^ 2 * colision)End Sub


' integracion por simpson para integracion en YPublic Sub simpsong()' m y n son respectivamnet Y1 e Y2m = Hoja10.Cells(13, 4)n = Hoja10.Cells(12, 4)w = 7dx = (m - n) / 6

J = 0For i = 1 To wHoja10.Cells(27 + i, 4) = J + nJ = dx + JNext i

ReDim o(w), s(w)For i = 1 To w o(i) = Hoja10.Cells(27 + i, 4) s(i) = Hoja10.Cells(27 + i, 6)Next i

For i = 2 To w - 1 Step 2 sumai = sumai + s(i)Next i

For i = 3 To w - 2 Step 2 sumap = sumap + s(i)Next iarea = (dx * (s(1) + s(w) + 4 * sumai + 2 * sumap)) / 3End Sub

' integracion por simpson para integracion en XPublic Sub simpsonl()' m y n son respectivamnte X1 y X2m = Hoja10.Cells(13, 3)n = Hoja10.Cells(12, 3)w = 7dx = (m - n) / 6

J = 0For i = 1 To wHoja10.Cells(47 + i, 4) = J + nJ = dx + JNext i

ReDim o(w), s(w)For i = 1 To w o(i) = Hoja10.Cells(47 + i, 4) s(i) = Hoja10.Cells(47 + i, 6)


Next i

For i = 2 To w - 1 Step 2 sumai = sumai + s(i)Next i

For i = 3 To w - 2 Step 2 sumap = sumap + s(i)Next iareal = (dx * (s(1) + s(w) + 4 * sumai + 2 * sumap)) / 3End Sub

Public Sub elementos()'distribuidor de vapordistgas = Hoja11.Cells(2, 4)Hoja1.Cells(11, 21) = "Distribuidor de Vapor"Hoja1.Cells(11, 22) = distgasHoja1.Cells(11, 23) = "m sobre entrada gas"

'redistribuidor de liquidoIf Z > Hoja11.Cells(3, 4) Then alt = Z / Hoja11.Cells(3, 4) redistliq = Int(alt) Hoja1.Cells(12, 21) = "Redistribuidores de Liquido" Hoja1.Cells(12, 22) = redistliqElse Hoja1.Cells(12, 21) = "Redistribuidores de Liquido" Hoja1.Cells(12, 22) = "no requiere"End If

'diametro en mmdiametro = Dc * 1000

'plato de retención' las decisiones se consideran debido a la información que se tiene de bibliografíaIf diametro > 400 ThenIf diametro < 1105 Then Hoja1.Cells(13, 19) = "PLATO RETENCIÓN" reten = 7 ReDim cc(reten) For i = 1 To reten cc(i) = Hoja11.Cells(22 + i, 3) If Abs(cc(i) - diametro) < 35 Then Hoja1.Cells(13, 22) = "A" diaret = Hoja11.Cells(22 + i, 4) Hoja1.Cells(13, 23) = diaret & " plg" Hoja1.Cells(14, 22) = "B" altret = Hoja11.Cells(22 + i, 5)


Hoja1.Cells(14, 23) = altret & " plg" Hoja1.Cells(15, 22) = "C" platoret = Hoja11.Cells(22 + i, 6) Hoja1.Cells(15, 23) = platoret & " plg" Hoja1.Cells(16, 22) = "masa" masaret = Hoja11.Cells(22 + i, 9) Hoja1.Cells(16, 23) = masaret & " lb" Else End If Next iElseElseEnd IfEnd If

'plato soporteIf diametro > 400 ThenIf diametro < 1105 Then Hoja1.Cells(17, 19) = "PLATO SOPORTE" soport = 11 ReDim bb(soport) For i = 1 To soport bb(i) = Hoja11.Cells(7 + i, 3) If Abs(bb(i) - diametro) < 25 Then Hoja1.Cells(17, 22) = "A" diasop = Hoja11.Cells(7 + i, 4) Hoja1.Cells(17, 23) = diasop & " plg" Hoja1.Cells(18, 22) = "B" altsop = Hoja11.Cells(7 + i, 5) Hoja1.Cells(18, 23) = altsop & " plg" Hoja1.Cells(19, 22) = "C" platosop = Hoja11.Cells(7 + i, 6) Hoja1.Cells(19, 23) = platosop & " plg" Hoja1.Cells(20, 22) = "masa" masasop = Hoja11.Cells(7 + i, 9) Hoja1.Cells(20, 23) = masasop & " lb" Else End If Next iElseElseEnd IfEnd If

' wall wiper' el wall wiper solo se requiere para columnas de diametro pequeñoIf diametro < 600 ThenHoja1.Cells(21, 19) = "WALL WIPER"


wall = 11 ReDim aa(wall) For i = 1 To wall aa(i) = Hoja11.Cells(33 + i, 3) If Abs(aa(i) - diametro) < 25 Then diawall = Hoja11.Cells(33 + i, 4) Hoja1.Cells(21, 22) = "A" Hoja1.Cells(21, 23) = diawall & " plg" altwall = Hoja11.Cells(33 + i, 5) Hoja1.Cells(22, 22) = "B" Hoja1.Cells(22, 23) = altwall & " plg" Else End If Next iElseHoja1.Cells(21, 21) = "no se requiere de wall wiper"End IfEnd Sub


Informe Final Diseño Columna Absorcion (1)

Documents

Transcript of Informe Final Diseño Columna Absorcion (1)