Diseño de una columna empacada y una torre de bandejas perforadas para la absorción de etanol. 1. Diseño de la columna empacada

Abstract

En el presente trabajo se llevó a cabo el diseño de una columna empacada para efectuar la absorción de etanol contenido en una corriente gaseosa usando agua como solvente. Como material de empaque se seleccionó anillos plásticos Nor-Pac ® de 35 mm. Se obtuvo un diámetro de la columna de 0,334 m; la caída de presión total calculada fue de 321 Pa/m, la cual es inferior a la permitida por el sistema de absorción (350 Pa/m); se obtuvo un coeficiente global volumétrico de transferencia de masa de 0,201 kmol/m 3 s; la altura de empaque tuvo un valor de 1,97 m; y la altura total de la columna de absorción fue de 4 m. La columna empacada tendrá un costo total aproximado de usd 22.000.

Diseño de una columna empacada y una torre de bandejas perforadas para la absorción de etanol. 2. Diseño de la torre de bandejas perforadas

“…De esta manera, se calcula el número de Reynolds fraccional (ReF), la concentración molar del gas (cG), la concentración molar del líquido (cL) y la eficiencia puntual de la bandeja en fase gaseosa (E0G) utilizando las ecuaciones 37, 38, 39 y 40, respectivamente. Donde ML = 20,12 kg/kmol (Pérez et al, 2019).…”

“…A continuación, se determina el grado de mezclado de la fase de vapor. Para ello, se calcula el número de Peclet de la fase de vapor o gaseosa [PeG] (Katayama & Imoto, 1972 mG(1) = 0,376 kg/s y mL(1) = 0,302 kg/s (Pérez et al, 2019) (Ec. 46)…”

“…Por lo tanto, se requieren alrededor de usd 15.315 para adquirir una torre de bandejas perforadas conteniendo 11 bandejas y así cumplir con los requerimientos del proceso de absorción. Al comparar este costo con aquel obtenido para la columna de absorción con anillos Nor-Pac ® , el cual fue de usd 22.000 (Pérez et al, 2019), se concluye que resulta más económico adquirir la torre de bandejas perforadas para efectuar el proceso de absorción propuesto, pues esta última registra un costo 1,44 veces inferior al de la columna empacada, con lo cual se obtiene un ahorro de usd 6.685.…”

“…Además, se determina el diámetro de la torre, la caída de presión total, el flujo de arrastre, la eficiencia de Murphree de la bandeja corregida por efectos del arrastre y el número total real de bandejas o etapas. Por último, se establece el costo capital de la torre para el año 2018 y se compara el resultado obtenido con el valor de costo determinado durante el diseño de una columna empacada (Pérez et al, 2019) para luego seleccionar el equipo de menor costo económico.…”