UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLN

LEM IV

Ingeniera Qumica

REPORTE IIRelleno de Columnas,ALUMNOS:Ayala Lpez Vctor Hugo Moreno Pea Juan Luis Gonzlez Vargas Yeremi Adonay

PROFESORA:

Carlos Orozco Hernndez

GRUPO:

1602-A

FECHA DE ENTREGA:

08 de Septiembre del 2014

INTRODUCCION.Para este trabajo se llevara acaba una breve explicacin sobre un tema de suma importancia para nuestra industria es la transferencia de masa la cual nos dice que en un sistema con dos o ms constituyentes (mezclas) cuyas concentraciones varan de un punto a otro presentan una tendencia natural a transferir materia haciendo mnimas las diferencias de concentracin dentro del sistema. Este fenmeno se llama transferencia de masa o materia, esto a su vez est muy relacionado con el rea de contacto.Una madera de proporcionar el rea de contacto, en operaciones continas de transferencia de masa, es mediante el uso de empaque dentro de la torre. Estas torres rellenas de empaques ampliamente utilizadas en absorcin, destilacin y extraccin liquida consisten de un cuerpo generalmente cilndrico, el relleno o empaque y una serie de internos necesarios para un desempeo satisfactorio. El diseo de estos empaques es un procedimiento emprico en el cual la forma y dimensiones son ideales con la finalidad de lograr una gran rea de contacto con bajas cadas de presin y posteriormente son probados para verificar su comportamiento.Con esto decimos que al poder conocer los diferente tipos de empaque as como su materia de lo que estn hechos podremos decir y tomar una decisin para el poder escoger cual ser el mejor para los diferentes sistemas que se nos pueden presentar.

OBJETIVOS.General.Identificar diferentes tipos de empaque y conocer las propiedades ms importantes que se deben de considerar en su seleccin. Proponer un procedimiento experimental para determinar estas propiedades.Particulares.Verificar las ventajas y desventajas de cada uno de los empaques utilizados en LEM.Saber elegir cual ser el mejor empaque para tu sistema.

GENERALIDADES.

El empaque de la torre debe ofrecer las siguientes caractersticas: Proporcionar un rea de contacto grande entre el lquido y el gas. La superficie. Los pedazos de coque, por ejemplo, tienen una superficie grande debido a su estructura porosa, pero la mayor parte de la superficie ser cubierta por la pelcula del lquido que escurre. De todas maneras, la superficie especfica del empaque, es casi siempre ms grande que la superficie interfacial lquido-gas. Poseer las caractersticas deseables del flujo de fluidos. Esto generalmente significa que el volumen fraccionario vaco, o fraccin de espacio vaco, en el lecho empacado debe ser grande. El empaque debe permitir el paso de grandes volmenes de fluido a travs de pequeas secciones transversales de la torre, sin recargo o inundacin; debe ser baja la cada de presin del gas. Ms an, la cada de presin del gas debe ser principalmente el resultado de la friccin pelicular, si es posible, puesto que es ms efectivo que formar arrastres al promover valores elevados de los coeficientes de transferencia de masa. Ser qumicamente inerte con respecto a los fluidos que se estn procesando. Ser estructuralmente fuerte para permitir el fcil manejo y la instalacin y que los empaques no se fracturen. Tener bajo precio.

Durante la instalacin, los empaques se vierten en la torre, de forma que caigan aleatoriamente, o pueden tener un acomodo regular; con el fin de prevenir la ruptura de empaques de cermica o de carbn, la torre puede llenarse inicialmente con agua para reducir la velocidad de cada, si es que la torre es muy grande.

a) Anillos raschig. Son cilindros huecos, cuyo dimetro va de 6 a 100 mm (1/4 a 4 in) o ms. b) Anillos pall. Tambin conocidos como Flexirings, anillos de cascada y, como una variacin, los Hy-Pak, se pueden obtener de metal y de plstico.c) Silletas intalox. Son empaques con forma de silla de montar, sus variaciones se pueden conseguir en tamaos de 5 a 75 mm (1/4 a 3 in); se fabrican de porcelanas qumicas o plsticos.d) Anillos lessing. Los anillos de Lessing y otros con particiones internas se utilizan con menos frecuencia. Los empaques de hojas delgadas de metal y de plstico ofrecen la ventaja de ser ligeros, pero al fijar los lmites de carga se debe prever que la torre puede llenarse inadvertidamente con lquido.e) Silletas berl. Son empaques con forma de silla de montar, sus variaciones se pueden conseguir en tamaos de 5 a 75 mm (1/4 a 3 in); se fabrican de porcelanas qumicas o plsticos.MATERIAL.Diferentes tipos de empaques.VernierProbetaBalanza Granataria.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.Se midi el dimetro interior y el dimetro exterior del empaque con un vernier, as como la longitud y el espesor del mismo. Se coloca uno de los empaques en la balanza granataria (0.1g) y se pesa; se registra el peso, se medir el volumen desplazado de agua del nmero de empaques que se coloquen dentro de un vaso de precipitados de 1L despus se agrega agua hasta tapar completamente todos los empaques.

RESULTADOS.

ANILLOS RASHING PVC

ARREGLO ALEATORIO

Peso del vaso 281 gr

Peso empaque 3.1 gr

Peso del vaso con empaques489.25 gr

Volumen desplazado p/ empaques400ml

Di empaque1.75cm

De empaque2.15cm

Altura del empaque1.95cm

Espesor empaque2 mm

No. Total de empaques155

ANILLOS RASHING PVC

ARREGLO ORDENADO

Peso del vaso 281 gr

Peso empaque 3.1 gr

Peso del vaso con empaques424.7 gr

Volumen desplazado p/ empaques410 ml

Di empaque1.75 cm

De empaque2.15 cm

Altura del empaque1.95 cm

Espesor empaque2 mm

No. Total de empaques169

1

ANILLOS RASHING CERAMICA LARGO

ARREGLO ALEATORIO

Peso del vaso 281 gr

Peso empaque 16.15 gr

Volumen desplazado p/ empaques400 ml

Di empaque1.75 cm

De empaque2.6 cm

Altura del empaque2.65 cm

Espesor empaque4.5 mm

No. Total de empaques67

ANILLOS RASHING CERAMICA LARGO

ARREGLO ORDENADO

Peso del vaso 281 gr

Peso empaque 16.15 gr

Volumen desplazado p/ empaques130 ml

Di empaque1.75 cm

De empaque2.6 cm

Altura del empaque2.65 cm

Espesor empaque4.5 mm

No. Total de empaques72

Nota: La simulacin se hizo con una probeta de 4 Lt donde se tom como torre los primeros 2 lt

ANALISIS DE RESULTADOS.

Tabla1. Propiedades ms importantes a considerar en la seleccin del tipo de empaque

Son de varios tipos y materiales diferentes: como pueden ser plstico, acero inoxidable o cermica y estos pueden tener una mayor difusin.

Este empaque es de varios tamaos y de diferente material. Hay de metal, de cermica y de acero inoxidable.Estos son empaques de una forma muy indefinida.

Tambin hay de varios tamaos y material diferente, pueden ser plstico, cermica acero inoxidable, etc.Este tipo de empaques generalmente son muy parecidos a un engrane.

Este tipo de empaques son de cermica generalmente, pero tambin los puede haber de acero.En estos anillos se presenta menos difusin de los fluidos ya que tienen menor contacto por la forma del empaque y entonces hay menos espacios vacos

Este empaque no es muy comn ya que tienen forma de espiral y son muy delgados. El material del que estn hechos es plstico, Estos tambin aumentaran la difusin, todo depende del fluido.

Comparacin de los resultados de la prctica con los reportados en la bibliografa o los proporcionados por los fabricantes.

Tabla 2. Datos proporcionados por los fabricantes

Tipo de empaqueTamao nominalPesoaprox. por m3, kg(densidad)Area superficial aprox.m2/m3Espacio vaco(%)Factor de empaque:Fp, m-1

mmpulg

Monturas Berl , cermica60,2590090060900

130,5086546562240

251,072025068110

381,56401507165

512,06251057245

Monturas Intalox, cermica 60,2586562575725

130,5073748078200

251,06732557792

381,56251958052

512,06091187940

763,0577 9280 22

Monturas Intalox, metal(No. 25)9741

(No. 40)9725

(No. 50)9815

(No. 70)9813

Monturas intalox, plstico (polipropileno)251,0762069132

512,0641089321

763,060889415

Anillos Pall, metal160,6253419270

251,04802109448

381,54151309528

512,03851059620

893,5270669716

Anillos Pall, plstico (polipropileno)16 0,6251163408797

251,0882059052

381,5761309140

512,0721009225

893,568859216

Anillos Rasching, cermica 60,25960710621680

130,5088037064640

16 0,62580024072 270

251,067019074 160

381,574012068 95

512,06609274 65

763,05906275 36

893,55804680 25

Anillos Rasching, acero130,51 50041780222

251,01 14020786137

381,5 7851309082

512,0 5901029257

763,0 400729532

Hy-pac (acero)(No. 1)3001179643

(No.2)225959718

Tabla 2.1. Modelo Anillos Raschig (continuacin)

TaMno Espesura Pared Peso rea de Superficie Espacios Vacos

(pulgadas) (mm) (Kg/m) (m/m) %

2 900 466 54

3/8" 2 800 427 69

2 700 324 64

5/8" 3 675 277 67

1 3 625 193 74

1 6 575 119 73

2 7 575 90 75

2 7 500 80 77

3 10 525 62 77

4 10 450 43 80

Taba 3. Comparacin de datos obtenidos

ExperimentalBibliogrfico

PVCCermica GPVCCermica G

Area Superficial12.92 cm223.58 cm213.98 cm223.6 cm2

Volumen de Empaques p/ pieza2.73 cm33.23 cm33 cm33.2 cm3

Volumen de Liquido1.62 Lt1.550 Lt------------------------------

Espesor0.2 cm0.49 cm0.2 cm0.6 cm

Peso p/pieza3.15 g16.15 g4.2 g23 g

Altura 1.9 cm2.65 cm----------------------------------

Ancho6.8 cm8.9 cm----------------------------------

Densidad3.15 g/mL3.23 g/ml3 g/mL3.2 g/mL

Los datos obtenidos experimentalmente son ms pequeos a los valores reportados en literatura, esta diferencia no es muy significativa ya que como sabemos pueden existir errores experimentales, ya sea por paralaje, errores de medicin, o sencillamente por desgaste del material. Por lo tanto nuestros valores obtenidos son acorde a lo que se esperaba obtener y nos da un aproximado a los que estn reportados, considerando que los empaques utilizados en la prctica son empaques ya desgastados y que los empaques de literatura no son exactamente los mismos a los estudiados, ya que cada proveedor maneja sus moldes y su especificacin Mecnica especifica.

Costos de los tipos de empaques utilizados.

Clculo del rea superficial por unidad de volumen y fraccin de espacios vacos de los empaques del tipo anillos rasching si estos fueran ordenados en forma de tringulo.

ANILLOS RASHING PVC

VE = VT/nE donde: VT= [volumen desplazado por todos los empaques] nE = [nmero de empaques]

VE = 620/155 =4VL = *r2*L = 3.1416 (1.075)2 2 =7.0794 = VE / VL = 4/ 7.0794= 0.60739AS= *(Di+De)*L= 3.1416* (2.15+1.75)*2 = 24.5044Am2/m3 = AS/VE= 24.5044/2.645 = 9.2644

ANILLOS RASHING Ceramic

VE = 430/67 =6.4179VL = *r2*L = 3.1416 (1.3)2 2 =10.6118 = VE / VL = 6.4179/10.6118= 0.6044AS= *(Di+De)*L= 3.1416* (2.6+1.75)*2 = 27.3318Am2/m3 = AS/VE= 27.3318/6.4179 = 4.2586

Tabla comparativa

Taba 4. Propiedades de los Empaques

ExperimentalBibliogrfico

PVCCermica GPVCCermica G

rea Superficial12.92 cm223.58 cm213.98 cm223.6 cm2

Volumen de Empaques p/ pieza2.73 cm33.23 cm33 cm33.2 cm3

Fraccin de espacios Vacos 60.73 %60.44 %74%62%

Espesor0.2 cm0.49 cm0.2 cm0.6 cm

CONCLUSIONES

En esta prctica pudimos manipular diferentes tipos de empaques, as como conocer las propiedades ms importantes de una columna empacada y sus respectivos empaques, adems de incluir una valoracin en base a los clculos y las mediciones de los empaques para tener una formacin prctica de anlisis para las mejores opciones a la hora de seleccionar un tipo de empaque, como lo son sus costos, sus caractersticas y diseos, lo cual nos permitir desarrollar un buen diseo de columnas para el campo laboral.Nos parece de mucha utilidad el cotejar ventajas y desventajas que nos proporciona uno u otro arreglo (aleatorio u ordenado), al igual que nos permite identificar en que proceso podemos implementar cada caso. Para finalizar podemos confirmar que nuestras mediciones no tuvieron grandes errores experimentales, ya que nos dieron muy prximos nuestros valores pero en realidad nuestro rango de operacin es muy similar al reportado en la bibliografa.

BIBLIOGRAFIA

TREYBAL, Robert E. Operaciones de Transferencia de Masa. Ed. McGraw Hill. Mxico, D. F: 2nda edicin. 1988. Pp. 213 219.

Leva, M Tower packing and packer tower desing, The United State Stoneware CO.,Ohio