O gás de purga de uma planta de síntese de amoníaco contém 4,0 \% deste gás; o restante é constituído, praticamente, por ar atmosférico. O gás deve ser lavado por água, a 5 atm, numa torre recheada com anéis de Raschig de 2 in. A temperatura da torre mantém-se essencialmente constante em 70^{\circ} \mathrm{F}. A vazão da água será de 600 \mathrm{lb} / \mathrm{h} \mathrm{ft}^{2} e a do gás inerte, 250 \mathrm{lb} / \mathrm{h} \mathrm{ft}^{2}. Estimar a altura necessária da torre para que sejam absorvidos 99,9 \% do \mathrm{NH}_{3} afluente.

Passo 1

O enunciado nos dá uma absorção de \mathrm{NH}_3 numa torre de embalagem (anéis de Raschig de 2 in) operando a 5 atm e 70^\circF. O gás de alimentação contém 4{,}0\% de \mathrm{NH}_3 (o restante é ar), e queremos retirar 99{,}9\% do \mathrm{NH}_3. As vazões são dadas por área da seção transversal:
– Líquido: L=600,lb/ h\cdot f t^{2} (água)
– Gás seco: G=250,lb/ h\cdot f t^{2}
Para dimensionar a altura da torre, precisaríamos de:
1. Relação de equilíbrio líquido–gás (lei de Henry ou isoterma de absorção) para \mathrm{NH}_3 em água a 70^\circF e 5 atm, ou pelo menos do coeficiente m = y/x no regime de baixas concentrações;
2. Coeficiente global de transferência de massa K_y a (ou separadamente k_g e área específica a) para o sistema anéis de Raschig sob essas condições de fluxo.
Nenhuma dessas informações (curva de equilíbrio nem K a ou k_g) é fornecida no enunciado. Sem elas não é possível montar nem resolver as equações de transferência de massa (Kremser ou HTU–NTU) para estimar a altura da torre.

Resposta

Não há dados de equilíbrio (lei de Henry ou isoterma) nem coeficientes de transferência de massa, logo não é possível estimar a altura da torre com os dados fornecidos.

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