Benzeno na alimentação de gás:
em volume
90% do benzeno deve ser recuperado por absorção
Vazão de gãs na alimentação:
Recheio: anéis Raschig de
Propriedades do öleo:
A alimentação de öleo não contēm benzeno.
Coeficiente de transferencia de massa baseado na fase gasosa
mol soluto/ft
Relação de equilibrio para as condições de operação (
, 1atm)
Determinar: diâmetro e altura da torre, retenção de líquido e a potência do soprador.
(McCabe
Smith,
90% do benzeno deve ser recuperado por absorção
Vazão de gãs na alimentação:
Recheio: anéis Raschig de
Propriedades do öleo:
A alimentação de öleo não contēm benzeno.
Coeficiente de transferencia de massa baseado na fase gasosa
Relação de equilibrio para as condições de operação (
(McCabe
Passo 1
Beleza, então o problema diz que a gente tem um gás com 5 % (v/v) de benzeno a 35000 ft³/h, queremos tirar 90 % do benzeno usando um óleo puro (sem benzeno) a 80 °F e 1 atm. O equilíbrio líquido-gás é dado por
e o coeficiente global é
e o coeficiente global é
Precisamos calcular diâmetro e altura da torre embalada com anéis Raschig ¾″, o volume de retenção de líquido e a potência do soprador.
Conteúdo: balanços mol, relação L/G, teoria de unidades de transferência (NTU) para leito embalado, escolhas práticas de velocidade e fator de retenção de líquido.
Conteúdo: balanços mol, relação L/G, teoria de unidades de transferência (NTU) para leito embalado, escolhas práticas de velocidade e fator de retenção de líquido.
Passo 2
Primeiro convertemos o fluxo volumétrico de gás em molar (base 1 atm, 80 °F):
A fração molar inicial de benzeno é
, então o mol de benzeno na alimentação é
Queremos remover 90 %, sobra 10 % no gás saindo:
Passo 3
Vamos escolher uma razão líquído-gás real de
(prática comum, cerca do dobro do mínimo). Então
Com essa escolha, a composição de saída do líquido (X no topo) vem do balanço:
Passo 4
Agora calculamos as Unidades de Transferência (NTU) para leito embalado com equilíbrio linear
,
. A fórmula geral para fluxo constante e equilíbrio linear é
Aqui
. Então
A altura de leito é
Passo 5
Pra definir o diâmetro da torre a gente adota uma velocidade de projeto tipicamente ≤ 5 ft/s pra não encharcar a embalagem. O fluxo volumétrico real é
A área interna é
Passo 6
Para retenção de líquido em leito embalado com Raschig ¾″, usamos hold-up típico de cerca de 0,25 gal/liquid por ft³ de embalagem. Como 1 gal=0,134 ft³, dá 0,0334 ft³_liq/ft³_pack. Logo o volume retido é
Passo 7
Estimando uma queda de pressão do soprador de cerca de 0,5 psi e eficiência de 70 %:
Potência bruta =
Contando eficiência do soprador (η=0,7):
Resposta
Diâmetro interno
Altura de enchimento (mais alguns pés de topo e base)
Retenção de líquido
Potência do soprador
Altura de enchimento
Retenção de líquido
Potência do soprador