Uma torre de 2 m de diâmetro será utilizada para absorção de um certo contaminante A.
de gás, contendo
mols de soluto, alimentam a base da torre.
do contaminante deverá ser absorvido por uma corrente líquida que entra isenta no topo da torre. Seguindo a experiência prévia, pretende-se trabalhar com 1,4 vezes a razão mínima entre as vazões das correntes a temperatura e pressão constantes. Nestas condições, a torre opera com coeficientes de transferência de massa constante, sendo que o coeficiente volumétrico local da fase gasosa é
e a resistência nessa fase é
da Global. Sabendo que a constante de Henry para esse sistema é 1, determine a altura da torre.
Solução: Trata-se de um projeto de torre de Absorção (
) em contracorrente e que
é igual a 1 .
Passo 1
O enunciado trata do dimensionamento de uma torre de absorção em contracorrente (gás
líquido), temperatura e pressão constantes, com coeficientes de transferência de massa constantes e relação de Henry
. Dados principais:
– Diâmetro da torre
– Vazão de gás , fração molar do soluto na alimentação
– Remover do soluto
– Trabalhar com vezes a razão mínima
– Coeficiente volumétrico gas-fase local
– Resistência gas-fase da resistência global
– Constante de Henry
– Diâmetro da torre
– Vazão de gás
– Remover
– Trabalhar com
– Coeficiente volumétrico gas-fase local
– Resistência gas-fase
– Constante de Henry
Passo 2
Determinar as concentrações molares de soluto no gás na entrada e na saída:
Passo 3
Para equilíbrio linear
com solvente puro (
), a razão mínima
coincide com
. Logo
Passo 4
A resistência gas-fase é
da global, portanto o coeficiente global baseado em gás fica
mas como resistência é inverso de coeficiente, retificando:
Passo 5
Área da seção reta da torre
Vazão molar superficial de gás
Passo 6
Usando o método HTU–NTU para torre com coeficiente global constante e equilíbrio linear, a altura é dada por
Aqui
em
,
em
,
adimensional e
.
Passo 7
Substituindo os valores:
Logo
Resposta
A altura da torre deve ser aproximadamente
.