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ABP LECCION 4-Andrea Oeguera
Paola Oseguera
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ABP2 Datos de equilibrio CURVA DE EQUILIBRIO SO2-H2O A 20°C-1atm Datos Experimentales Tabla 2-134 Perry 8va Edicion Tabla de Datos Datos g SO2/100g H2O PSO2 (mmHg) X (relacion mol) Y (relacion mol) Gs [kg aire/h*m^2] 150 0.01 0.07 0.000028096 0.0000921137 Ls [kg agua/h*m^2] 6000 0.05 1.07 0.0001404801 0.0014098797 Gs [kgmolaire/h*m^2] 5.179558011 0.1 3.03 0.0002809603 0.0040028006 Ls [kgmol agua/h*m^2] 333.0506103708 0.15 5.37 0.0004214404 0.0071160701 Fraccion mol y1 0.2 0.2 7.93 0.0005619205 0.0105442313 Platos Teoricos 3 0.25 10.6 0.0007024006 0.0141446491 0.3 13.5 0.0008428808 0.0180843938 Relaciones mol 0.4 19.4 0.001123841 0.026194977 X2 0 0.5 25.6 0.0014048013 0.0348583878 Y2 desconocida 1 58.4 0.0028096026 0.0832383124 X1 desconocida 2 129 0.0056192052 0.204437401 Y1 0.25 Inciso a Asumir un Y2 0.0105 Encontrando X1 0.0037246716 Linea de OPERACIÓN X Y Punto 1 0.0037246716 0.25 Punto 2 0 0.0105 Interpolando Y del equilibrio 0.0028096026 0.0832383124 0.0056192052 0.204437401 0.0037246716 0.122712054 ETAPA 1 Xope1 0.0017451067 Lineas ETAPA 1 Vertical Horizontal x y x y 0.0037246716 0.25 0.0037246716 0.122712054 0.0037246716 0.122712054 0.0017451067 0.122712054 ETAPA 2 Interpolando Y del equilibrio 0.0014048013 0.0348583878 0.0028096026 0.0832383124 0.0017451067 0.046578158 Xope2 0.0005610826 Lineas ETAPA 2 Vertical Horizontal x y x y 0.0017451067 0.122712054 0.0017451067 0.046578158 0.0017451067 0.046578158 0.0005610826 0.046578158 ETAPA 3 Interpolando Y del equilibrio 0.0004214404 0.0071160701 0.0005619205 0.0105442313 0.0005610826 0.0105237841 Xope3 0.00000 Finalizamos nuestra iteracion hasta que Y del equilibrio 3 sea igual a Y2 Asumida Lineas ETAPA 2 Vertical Horizontal x y x y 0.0005610826 0.046578158 0.0005610826 0.0105237841 0.0005610826 0.0105237841 0.00000 0.0105237841 Respuesta Y2 0.0105 2. Una torre contiene el equivalente de 3.0 platos teóricos, y se utiliza para absorber SO2 del aire por medio de agua pura a 293 K y 1.013 x 105 Pa. El gas de entrada contiene 20% mol de SO2 y la masa y velocidad del aire de entrada es de 150 kg 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑡𝑒 ℎ∗𝑚2 gasto del agua de entrada es 6000 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ℎ∗𝑚2 . a. Calcule la composición de salida del gas. (Sugerencia: La resolución se aproximaciones sucesivas. Suponga una composición de gas de salida de y grafique la línea de operación y determine el número de platos teóricos necesarios) b. Repita el cálculo usando las ecuaciones analíticas y la gráfica, compare las diferencias y comente (muestre claramente su procedimiento). SO2/H20 20°C-1atm Curva de equilibrio 2.8096025973215122E-5 1.4048012986607561E-4 2.8096025973215123E-4 4.2144038959822681E-4 5.6192051946430256E-4 7.0240064933037804E-4 8.4288077919645373E-4 1.1238410389286049E-3 1.4048012986607559E-3 2.8096025973215117E-3 5.6192051946430243E-3 9.2113747318832011E-5 1.4098796990499784E-3 4.0028006393912569E-3 7.1160701270821464E-3 1.0544231255069342E-2 1.4144649052575394E-2 1.8084393837910245E-2 2.6194977045638671E-2 3.4858387799564267E-2 8.3 238312428734321E-2 0.20443740095087165 Linea de operación 3.7246715814917126E-3 0 0.25 1.0500000000000001E-2 1 3.7246715814917126E-3 3.7246715814917126E-3 0.25 0.12271205398992037 2 3.7246715814917126E-3 1.7451066747268059E-3 0.12271205398992037 0.12271205398992037 3 1.7451066747268059E-3 1.7451066747268059E-3 0.12271205398992037 4.6578158033740803E-2 4 1.7451066747268059E-3 5.6108263023315719E-4 4.6578158033740803E-2 4.6578158033740803E-2 5 5.6108263023315719E-4 5.6108263023315719E-4 4.6578158033740803E-2 1.0523784097919715E-2 6 5.6108263023315719E-4 3.6988707145227308E-7 1.0523784097919715E-2 1.0523784097919715E-2 relacion mol liquido X RELACION MOL GAS Y No Sabemos las Fracciones de Salida de la Torre por lo cual usaremos una iteracion con la composicion de salida de gas, donde nuestro punto de referencia sera la cantidad de etapas necesarias para las fracciones de salida. ABP3 Datos de equilibrio CURVA DE EQUILIBRIO SO2-H2O A 30°C-1atm Datos Experimentales Tabla 2-134 Perry 8va Edicion Tabla de Datos T [°C] 30 Datos g SO2/ 100g H2O Presión parcial de SO2 [mmHg] fraccion mol x fraccion mol y Gs [kgmolaire/h*m^2] 13.65 0.01 0.12 0.0000280952 0.0001578947 Ls [kgmol agua/h*m^2] 984 0.05 1.68 0.0001404604 0.0022105263 Fraccion mol y1 0.06 0.10 4.62 0.0002808813 0.0060789474 Fraccion mol y2 0.003 0.15 8.07 0.0004212629 0.0106184211 0.20 11.80 0.0005616049 0.0155263158 Relaciones mol 0.25 15.70 0.0007019076 0.0206578947 X2 0 0.30 19.80 0.0008421709 0.0260526316 Y2 0.0030090271 0.40 28.30 0.0011225794 0.0372368421 X1 desconocida 0.50 37.10 0.0014028306 0.0488157895 Y1 0.0638297872 1.00 83.70 0.0028017308 0.1101315789 Encontrando x1 a partir del balance Calculos (ejemplo) X1 0.0008437026 Base H2O[g] 100 x1 0.0008429914 Base H20 [mol] 5.5555555556 Ptotal [mmHg] 760 Linea de OPERACIÓN x y Soluto SO2 [g] 0.01 Punto 1 0.0008429914 0.06 Soluto SO2[mol] 0.000156089 Punto 2 0 0.003 PSO2 (mmHg) 0.12 Fraccion mol x 0.0000280952 Fraccion mol y 0.0001578947 relacion mol X 0.000028096 relacion mol Y 0.0001579197 Puntos Xi y y* 1/(y-y*) 0 0 0.003000 -0.005600 116.279 1 7.66E-05 0.008182 -0.002522 93.427 2 1.53E-04 0.013364 0.000556 78.081 3 2.30E-04 0.018545 0.003635 67.066 4 3.07E-04 0.023727 0.006713 58.774 5 3.83E-04 0.028909 0.009791 52.307 6 4.60E-04 0.034091 0.012869 47.122 7 5.36E-04 0.039273 0.015948 42.872 8 6.13E-04 0.044454 0.019026 39.326 9 6.90E-04 0.049636 0.022104 36.321 10 7.66E-04 0.054818 0.025182 33.743 11 8.43E-04 0.060000 0.028260 31.507 Intervalos X a 0 Resolucion de la integral 3.2279260952 b 0.0008429914 n 11 h 0.0000766356 Intervalos Y a 0.003 b 0.06 4. Se desea extraer SO2 gaseoso de una mezcla gaseosa por medio de agua pura a 303 K y 1 atm. El gas de entrada contiene 6.0% mol de SO2 y la salida 0.3 % de mol de SO2. El área de corte transversal del empaque de la torre es 0.426 m2 . El flujo de gas de entrada es 13.65 kg mol de aire inerte/h y el flujo de agua de entrada es 984 kg mol de agua inerte/h. Los coeficientes de transferencia de masa son HOG es de 0.436 m. a. Determine por integración gráfica el valor de NOG. b. Calcule la altura de la torre. c. ¿Puede aplicar ecuaciones analíticas a este problema? Comente su respuesta y muestre los cálculos. SO2/H20 20°C-1atm Curva de equilibrio 2.8095236608717639E-5 1.4046039797112759E-4 2.8088134323700145E-4 4.2126285241758069E-4 5.6160494212349082E-4 7.0190762895602939E-4 8.4217092950717408E-4 1.1225794380866259E-3 1.4028306004114969E-3 2.8017308470566259E-3 1.5789473684210527E-4 2.2105263157894735E-3 6.0789473684210527E-3 1.0618421052 631579E-2 1.5526315789473685E-2 2.0657894736842104E-2 2.6052631578947369E-2 3.7236842105263158E-2 4.8815789473684215E-2 0.11013157894736843 Linea de Operacion 8.4299138393572075E-4 0 0.06 3.0000000000000001E-3 FRACCION MOL LIQUIDO X FRACCION MOL GAS Y Hoja2 Datos de equilibrio CURVA DE EQUILIBRIO SO2-H2O A 30°C-1atm Datos Experimentales Tabla 2-134 Perry 8va Edicion Tabla de Datos T [°C] 30 g SO2/ 100g H2O Presión parcial de SO2 [mmHg] fraccion mol x fraccion mol y 0.01 0.12 0.00002809520.0001578947 0.05 1.68 0.0001404604 0.0022105263 0.10 4.62 0.0002808813 0.0060789474 0.15 8.07 0.0004212629 0.0106184211 0.20 11.80 0.0005616049 0.0155263158 0.25 15.70 0.0007019076 0.0206578947 0.30 19.80 0.0008421709 0.0260526316 0.40 28.30 0.0011225794 0.0372368421 0.50 37.10 0.0014028306 0.0488157895 1.00 83.70 0.0028017308 0.1101315789 2.00 183.00 0.0055878062 0.2407894737 3.00 285.00 0.0083583568 0.375 4.00 389.00 0.0111135122 0.5118421053 5.00 496.00 0.0138534002 0.6526315789 6.00 602.00 0.0165781475 0.7921052632 8.00 818.00 0.0219827191 1.0763157895 Calculos (ejemplo) Base H2O[g] 100 Base H20 [mol] 5.5555555556 Ptotal [mmHg] 760 Soluto SO2 [g] 0.01 Soluto SO2[mol] 0.000156089 PSO2 (mmHg) 0.12 Fraccion mol x 0.0000280952 Fraccion mol y 0.0001578947 relacion mol X 0.000028096 relacion mol Y 0.0001579197
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