Em uma coluna absorvedora são alimentados
de uma mistura gasosa de composição
em volume de amônia e
em volume de ar. A absorção se dá, em contracorrente, com água que contém
em peso de amônia, a
e 1 atm . Calcule a quantidade mínima de água para se recuperar
da amônia contida na mistura gasosa. Qual a quantidade de estágios ideais para a separação, considerando-se:
a. A vazão de água igual a mínima.
b. A vazão de água igual a 1,2 vezes a mínima.
Table 1: Os dados de solubilidade para
são:\captionsetup{labelformat=empty}
de
2
5
10
15
20
25
30
40
p NH 3 a
12
31,7
69,6
114
166
227
298
470
a. A vazão de água igual a mínima.
b. A vazão de água igual a 1,2 vezes a mínima.
Table 1: Os dados de solubilidade para
são:
\captionsetup{labelformat=empty}
|
|
2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 |
| p NH 3 a
|
12 | 31,7 | 69,6 | 114 | 166 | 227 | 298 | 470 |
Passo 1
Resumo do enunciado e conteúdo
Você tem uma corrente de gás de ,
contendo
em volume de
e
de ar, e quer absorver
dessa amônia em contracorrente com água que entra com
em peso de
. A temperatura é
e
,atm. O equilíbrio
-água é dado em termos de solubilidade
(kg NH
/100 kg H
O) versus pressão de vapor
(mmHg). Precisaremos:
Você tem uma corrente de gás de
- Converter o gás em mols e achar a fração molar de amônia de entrada
e saída . - Determinar o ponto de “pinch” no topo (saída de gás) para achar a concentração líquida
em equilíbrio com . - Usar o balanço total
(com em kg NH /kg H O) para determinar o fluxo mínimo de água . - Contar estágios ideais graficamente no diagrama
vs.\ (McCabe–Thiele) tanto para quanto para .
Passo 2
Cálculo do fluxo molar de gás e da amônia a remover
- Volume molar a
e 1 atm é , . - Fluxo total de gás
- Fração molar de
no gás de alimentação
logo mols de
na alimentação
- Queremos remover
, isto é
e deixar
portanto
Passo 3
Determinação do ponto de equilíbrio na saída de gás (pinch)
A pressão parcial de nesse ponto é
A pressão parcial de
Pela tabela, para
obtemos
, e para
obtemos
. Interpolando:
Passo 4
Cálculo do fluxo mínimo de água
- Convertemos
para :
- Massa de
removida por hora
- Pelo balanço total
Passo 5
Número de estágios ideais (McCabe–Thiele)
Para contar estágios contracorrente, um traçado no diagrama versus
usando:
Para contar estágios contracorrente, um traçado no diagrama
- Curva de equilíbrio dada pela tabela (interpolada).
- Reta de operação que une
a .
a) Para
,kg/h, a reta de operação passa exatamente pelo ponto de pinch em
. Contando degraus entre a reta de operação e a curva de equilíbrio, obtém‐se
b) Para
,kg/h, a reta de operação fica mais inclinada, e o número de degraus cai para
Resposta
Fluxo mínimo de água
Número de estágios ideais
a. Para :
b. Para :
a. Para
b. Para