1_Ejercicio3 - Misael Abraham Hernández Martínez

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO 
 CAMPUS TOLUCA 
 
 
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica 
Docente: M. en T.E. Ivonne Virginia Cortés García 
EJERCICIO 3 
Se pretende diseñar una torre de platos para absorber SO2 de una corriente de aire, usando agua 
pura a 293 oK. El gas que se introduce contiene 20% en mol de SO2 y saliendo contiene 2% en mol 
de SO2 a una presión de 101.3 kPa. La velocidad de flujo del aire inerte es 150 kg/h m2 
La velocidad de flujo de agua que se introduce es de 6000 kg de agua /h m2 
Suponiendo una eficiencia total de platos de 25%. Determinar el número total de platos teóricos y 
reales que se necesitan para llevar a cabo la absorción del SO2, la torre opera a 293 oK 
 
Solución: 
Balance de masa 
G= 150 kg/h m2 entre 29 = 5.172 kmol de aire 
LN+1 = 6000 entre 18 = 333.33 kmol de agua 
Para calcular VN-1 se tiene 5.17 kmol de aire que representa el 80% y entonces el 20% que es 
SO2=1.29 kmol 
Entonces VN-1= 5.17 + 1.29 = 6.46 kmol yN-1=0.2 YN-1=0.25 
Para VN si 5.147 kmol son de aire y representa el 98%, entonces el 100% que es VN= 5.27 de los 
cuales 0.105 kmol son de SO” que representa el 2% yN=0.02 YN=0.02 
Para hacer la gráfica 
a) No existe dato de constante de Henry 
b) No existe ninguna ecuación predeterminada 
c) Buscamos datos de solubilidad y se encuentra en la red lo siguiente: 
 
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Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica 
Docente: M. en T.E. Ivonne Virginia Cortés García 
Para encontrar los valores de x se utiliza la fórmula: 
 𝑥 =
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 𝐶
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 𝐶
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
+
100
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
 
Para este caso sería el primer valor de C=0.02 (tomando de abajo hacia arriba), peso molecular 
soluto = 17, peso molecular del agua = 18 y sustituyendo: 
X=
0.02
17
0.02
17
+
100
18
= 0.0000562 
Para obtener los valores de y se obtienen de la ecuación y=
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
 en mmHg 
Para nuestro caso se tiene y=0.5/760 = 0.000658, entonces transformando se tiene 
CA PA x y X Y 
 0 0 0 0 
0.02 0.5 0.0000562 0.000658 0.0000562 0.000658 
 1.2 0.0001403 0.00158 0.000143 0.00158 
 3.2 0.00028 0.00421 0.00028 0.00421 
 5.8 0.000422 0.00763 0.000422 0.00763 
 8.5 0.000564 0.01120 0.000564 0.0112 
 14.1 0.000842 0.01855 0.000841 0.0198 
 26 0.001403 0.0342 0.0014 0.0342 
 39 0.001965 0.0513 0.00196 0.0513 
 59 0.00279 0.0775 0.00279 0.0775 
 92 0.00420 0.121 0.0042 0.121 
 161 0.00698 0.212 0.00698 0.26 
 
Obteniendo la línea de operación L/G real= 333.33/5.17 =64.47, sustituyendo en la pendiente de la 
misma y proponiendo a x2=0.002 
 (
𝐿
𝐺
) 𝑟𝑒𝑎𝑙 = 64.47 =
𝑦2−𝑦1
𝑥2−𝑥1
=
𝑦2−0.02
0.002−0
 y2=0.148 el par coordenado (0.002,0.148) 
Ubicando y graficando la línea de operación se obtiene con la intersección el valor de xN=0.0034 
Se hacer los números de etapas quedando 2.4 
 
 
 
 
 
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0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008
Título del gráfico
YN-1=0.25 
XN=0.003
6 
YN=0.02