Para secar uma folha de plástico, usa-se o ar a
. O solvente em que o plástico está dissolvido é a acetona. Na saída do secador, o ar efluente tem 0,020 como fração molar da acetona. A acetona deve ser recuperada pela absorçāo em água, numa torre recheada. A composiçāo do gás deve ter a fração molar reduzida a 0,0005. A absorção será isotérmica, graças a serpentinas de arrefecimento situadas no interior da torre. Nas condiçōes da absorção, pode-se exprimir a relação de equilíbrio pela equação
, com as composiçōes em fração molar. O gás rico em acetona entra na torre a uma taxa de
e a água entra pelo topo da torre à taxa de
. A torre está recheada por selas de Berl de 1 in. Qual deve ser a altura da torre?
Passo 1
O problema trata de absorver acetona de uma corrente gasosa em água, numa torre recheada de selas de Berl de
,in de altura cada.
Conteúdo: projeto de absorção usando a equação de Kremser (coluna de estágios reais em regime estacionário, equilíbrio linear ).
Vamos precisar
. das vazões molares específicas de gás (
) e de líquido (
),
. do coeficiente de equilíbrio
em
,
. da equação de Kremser para número de estágios
,
. por fim, altura total
.
Conteúdo: projeto de absorção usando a equação de Kremser (coluna de estágios reais em regime estacionário, equilíbrio linear
Vamos precisar
Passo 2
Calcular as vazões molares por área transversal:
– Gás: fluxo de massa ,lb/
t
. O gás é quase ar com fração molar de acetona pequena, então
,lb/lbmol.
– Gás: fluxo de massa
– Líquido (água pura): fluxo de massa
,lb/
t
,
,lb/lbmol.
Passo 3
Equilíbrio isotérmico dado por
Logo o coeficiente
(razão gas-líq linear) é
Passo 4
A corrente gasosa entra com
e sai com
. O líquido entra no topo sem acetona, logo
.
A equação de Kremser para absorção, caso linear e
, fornece o número de estágios reais
por
A equação de Kremser para absorção, caso linear
Passo 5
Calcular o denominador:
Calcular o numerador:
Logo
Passo 6
Cada sela de Berl tem
,in de altura e equivale a um estágio real aproximado.
Resposta
A altura da torre deve ser de aproximadamente
,ft (ou
,in).