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 ( -V^* dy) é igual à taxa de absorção multiplicada pelo volume diferencial (SdZ), conforme a Equação a seguir:
-V d y=Ky a(y-y^*) S d Z
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
- V,d y ;=; Kya,l(y - y^*r),S,dZ
Aqui o objetivo é encontrar a altura de preenchimento da coluna ( H), que se obtém multiplicando o número de unidades de transferência na fase gás ( NOG) pela altura de uma unidade de transferência na fase gás ( HTUG).

Passo 2

Determine as condições de entrada e saída da fase gasosa: a concentração molar de soluto no gás na entrada ( y1) e na saída ( y2). A curva de equilíbrio dá y^* em função da concentração na fase líquida. A partir do balanço integral, separa-se variáveis e integra de y2 até y1:
integralZ=0^Z=H dZ ;=;VKya,S,integraly2^y1d yy - y^*,
Define-se então o número de unidades de transferência na fase gás como
NOG ;=;integraly2^y1d yy - y^*,

Passo 3

A altura de unidade de transferência na fase gás é a constante que sai do integral no eixo Z:
HTUG ;=;VKya,S,
Fica claro que HTUG 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
H ;=; HOG;=;HTUG;times;NOG,

Passo 5

Em termos práticos, o procedimento completo é:
1. Fazer balanço global para achar as vazões de soluto no gás de entrada e saída e calcular y1 e y2.
2. Obter a curva de equilíbrio y^*(y) (Henry ou outra relação química).
3. Montar e avaliar numericamen-te o integral
NOG = integraly2^y1d yy - y^*,
4. Calcular HTUG = V/(Kya,S) usando dados de vazão, coeficiente Ky, área específica a e seção S.
5. Multiplicar para obter H = HTUG,NOG.

Resposta

O cálculo da altura de coluna com recheio na fase gasosa envolve:
1. Determinar y1 e y2 e a curva de equilíbrio y^*.
2. Calcular
NOG = integraly2^y1d yy - y^*,, HTUG = VKya,S
3. Multiplicar para obter
HOG = HTUG ;NOG,

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