de acetona (vapor) em uma corrente contendo
em vol. de ar deverá ser absorvida em contato contracorrente com água pura em uma coluna de pratos valvulados que apresentam expectativa de eficiência global de
. A coluna deve operar a
e 101 kPa . Dados do equilíbrio acetona-água nestas condições são dados na tabela abaixo:
0,033
0,0353
0,072
0,0770
0,117
0,1252
0,171
0,1830
a) A razão molar mínima entre as vazões de solvente e gás, L/G
b) Número de estágios teóricos para uma condição de L/G sendo 1,25 vezes a mínima
c) A concentração de acetona na saída da corrente de água
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|
0,033 | 0,0353 |
0,072 | 0,0770 |
0,117 | 0,1252 |
0,171 | 0,1830 |
b) Número de estágios teóricos para uma condição de L/G sendo 1,25 vezes a mínima
c) A concentração de acetona na saída da corrente de água
Passo 1
Resumindo: queremos absorver
% do acetona de uma corrente de gás que é uma mistura de acetona (A) e ar (inertes), em que o ar representa
% em volumetria da corrente. Assim a fração molar de A na alimentação de gás é
e desejamos reduzir essa fração a
A coluna opera a
C e
kPa, e do equilíbrio A–água obtemos várias pares
. Vamos aproximar essa curva de equilíbrio por uma reta de Henry
e usar o método de McCabe–Thiele para absorção (pratos ideais).
Passo 2
Ajuste linear dos pontos de equilíbrio
mostra que
Logo, para nosso cálculo usaremos
Passo 3
As condições de alimentação e de produto de gás são
O solvente entra puro (
).
Passo 4
Mínimo
. A reta de operação “justa” que passa por
e toca o equilíbrio em
reduz-se a traçar a linha que passa por
e pelo ponto de equilíbrio correspondente a
, isto é
O coeficiente angular (negativo) da reta de operação é
, portanto em módulo
Passo 5
Número de estágios teóricos para
. Seja
Para equilíbrio linear
existe a fórmula de Kremser (estágios ideais em contracorrente, solvente puro na base), que se escreve
com
. Logo
Escrevendo
e
temos
então
Passo 6
Concentração de acetona na saída da corrente de água. Balanço global de A:
Resposta
a)
b) estágios teóricos (para
)
c) (fração molar de acetona na água de saída)
b)
c)