OPERACIONES DE SEPARACIÓN MECÁNICA
En
la
industria
los
procesos
implicados en operaciones de transferencia
de masa son de gran importancia,
constituyendo el 50% de capital invertido en
equipos donde llevar a cabo dichas
operaciones. Existe un gran número de
operaciones industriales en las que se ponen
en contacto una fase líquida con otra
gaseosa, produciéndose el transporte de
materia en ambas. Una de estas es la Torre
de Pared Mojada
Una torre de pared mojada es
esencialmente un tubo vertical con
dispositivos para admitir líquido en su
parte lateral superior y provocar un flujo
descendente del mismo a lo largo del
interior del tubo por efecto de la
gravedad, así como admitir gas por el
interior del tubo, fluyendo a través del
tubo en contacto con el líquido. En
general el gas entra por el fondo de la
torre y fluye en contracorriente con el
líquido, pero también puede operarse en
paralelo.
En una torre de pared mojada, el área intersticial es
conocida, excepto por lo que respecta a algunas complicaciones
debidas a la formación de ondulaciones, y además no hay fricción de
forma.
Una película delgada de líquido que desciende por el
interior de un tubo vertical, con el gas que fluye a contracorriente o
a corriente paralela, constituye una torre de paredes mojadas. Estos
aparatos se han utilizado para estudios teóricos de transferencia de
masa, debido a que la superficie interfacial entre las fases se
mantiene fácilmente bajo el control y puede medirse.
•Determinar coeficientes de transferencia de
masa gas/líquido.
•Calcular el
absorción.
diseño
de
las
torres
de
•Dichos coeficientes forman la base de las
correlaciones usadas para desarrollar torres
de relleno.
Industrialmente se han utilizado como absorbedores
para ácido clorhídrico, en donde la absorción va acompañada
por una gran evolución de calor (exotérmica). En este caso la
torre de pared mojada está rodeada por agua fría que fluye
rápidamente.
La caída de presión del gas en estas torres es probablemente
menor que en cualquier otro aparato de contacto gas-líquido,
para un conjunto dado de condiciones de operación.
El sistema elegido para el experimento es la absorción
de oxígeno en agua libre de oxígeno. En este sistema, la
solubilidad y la entalpía de solución son pequeñas, y al saturar
el aire de entrada con agua, se eliminan los efectos de
humidificación. De esta forma, es posible mantener
condiciones razonablemente isotérmicas en toda la columna.
El procedimiento experimental permite calcular una
relación de ley de potencia y la comparación de ésta con las
relaciones publicadas, tales como:
para diversos caudales de oxígeno (en forma de aire) es posible
determinar una ley de potencia y compararla con los valores
publicados.
Los componentes del sistema están montados en un bastidor de
suelo de acero pintado. La columna de pared mojada es una
columna de vidrio con secciones de entrada y salida de agua, y
está montada sobre cardanes con el fin de asegurar su
verticalidad.
La columna de desoxigenación tiene un tamaño global similar al
de la columna de pared mojada, y está situada en posición
vertical junto a aquélla. Al lado de las columnas hay una consola
de control con caudalímetros, controles de bomba y analizador de
oxígeno. Entre las columnas hay dos alojamientos especiales, que
contienen las sondas de análisis de oxígeno que monitorizan el
contenido de oxígeno en el agua que entra y sale de la columna
de absorción.
El aparato utiliza como medio de trabajo agua,
contenida en un tanque de almacenamiento en la parte de
atrás de la unidad. Las bombas que suministran agua al
desoxigenador y la columna de absorción están situadas en la
base de la unidad.
Durante la operación, el agua es asperjada con
nitrógeno en el desoxigenador antes de entrar por la parte
superior de la columna de pared mojada. Una bomba de aire
integral tipo diafragma bombea aire en la base de la columna.
El aire asciende por la columna, entregando el oxígeno al
agua.
El oxígeno disuelto en la entrada y la salida puede medirse en
rápida sucesión. El agua se drena al tanque de
almacenamiento para su reciclaje al desoxigenador.
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TORRE DE PARED MOJADA