O projeto de uma coluna de absorção tem como base o coeficiente global de transferência na fase gasosa. Por meio do balanço diferencial de soluto na fase gasosa (Y-Y*), para uma vazão constante do gás ao longo da coluna (V), tem-se que a quantidade de soluto absorvida (
dy) é igual à taxa de absorção multiplicada pelo volume diferencial (SdZ), conforme a Equação a seguir:
a) Explique em detalhes o procedimento do cálculo da altura dà coluna de absorção química com recheio (HoG e NoG) (1,5 pontos)?
Passo 1
O enunciado trata do dimensionamento de uma coluna de absorção química com recheio, usando o balanço diferencial na fase gasosa
Aqui o objetivo é encontrar a altura de preenchimento da coluna (
), que se obtém multiplicando o número de unidades de transferência na fase gás (
) pela altura de uma unidade de transferência na fase gás (
).
Passo 2
Determine as condições de entrada e saída da fase gasosa: a concentração molar de soluto no gás na entrada (
) e na saída (
). A curva de equilíbrio dá
em função da concentração na fase líquida. A partir do balanço integral, separa-se variáveis e integra de
até
:
Define-se então o número de unidades de transferência na fase gás como
Passo 3
A altura de unidade de transferência na fase gás é a constante que sai do integral no eixo
:
Fica claro que
tem dimensão de comprimento e resume a resistência difusiva do gás por metro quadrado de recheio.
Passo 4
Finalmente, a altura total de recheio necessária para atingir a remoção desejada é
Passo 5
Em termos práticos, o procedimento completo é:
. Fazer balanço global para achar as vazões de soluto no gás de entrada e saída e calcular
e
.
. Obter a curva de equilíbrio
(Henry ou outra relação química).
. Montar e avaliar numericamen-te o integral
Resposta
O cálculo da altura de coluna com recheio na fase gasosa envolve:
. Determinar
e
e a curva de equilíbrio
.
. Calcular