O gás a é solúvel no líquido c mas o gás b é completamente insolúvel. A relação de solubilidade é
, onde
é a constante da lei de Henry. Trace as retas de operação e as curvas de equilíbrio para as seguintes situaçōes e complete o cálculo mencionado em cada caso:
(a) São conhecidos
e
. Calcular
para uma absorção do gás.
(b) Repetir (a) para uma extração.
(c) Calcular a composição do gás efluente de um absorvedor equivalente a
estágios de equilíbrio, sendo dados
.
(d) São dados
. Calcular a composição mais baixa do gás efluente que se pode atingir na absorção de gás.
(a) São conhecidos
(b) Repetir (a) para uma extração.
(c) Calcular a composição do gás efluente de um absorvedor equivalente a
(d) São dados
Passo 1
O problema trata de um sistema de contato gás-líquido em estágios (absorvedor ou extrator), em que só o componente
é solúvel no líquido
, obedecendo à lei de Henry
enquanto o componente
é totalmente insolúvel. Vamos traçar no diagrama
versus
a curva de equilíbrio
e as linhas de operação, e depois usar a equação de Kremser para (a) e (b) obter o número de estágios teóricos
, em (c) calcular a composição do gás efluente para dado
, e em (d) achar a composição mínima atingível no produto gás quando
.
Passo 2
Equação da curva de equilíbrio:
Para absorção (líquido entra em
com vazão
, gás sai em
com vazão
), a linha de operação é a reta que passa por
e por
. Em particular, em
vale
Passo 3
Defina ainda o parâmetro
A equação de Kremser para absorção em
estágios é
Passo 4
Para o item (a) basta isolar
. Seja
Da equação acima segue
Passo 5
Em extração (papéis de
e
trocados), define-se
e a equação de Kremser torna-se
Chamando
temos
Passo 6
Item (c): para um absorvedor equivalente a
estágios, a composição do gás efluente
é dada diretamente pela forma resolvida da Kremser:
Passo 7
Item (d): a composição mínima do gás efluente ocorre no limite
. Como
fica
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)