Práctica de Torre de Absorción


Equipo QVF similar a la
torre de absorción
de vidrio borosilicato
utilizada en el laboratorio
de Operaciones Unitarias
La presente práctica consiste en una separación líquido-gas, proceso durante el cual un componente soluble de una mezcla líquida se disuelve en un gas que atraviesa la fase líquida.

En la práctica experimental, la fase líquida consiste de alcohol etílico disuelto en agua, mientras que la fase gaseosa es aire. La práctica se inicia midiendo el flujo volumétrico de alcohol etílico que se hace pasar a través de la torre de absorción (la cual es una torre de absorción construída de vidrio borosilicato, empacada con anillos raschig de 1 cm de diámetro y 1 cm de altura). La fase líquida ingresa por la parte superior de la torre, mientras que la fase gaseosa lo hace por la parte inferior. Cuando la fase líquida alcanza la parte inferior de la torre, se toma una muestra de la misma para determinar los grados Gay-Lussac presentes en el flujo de estudio. A partir de este momento, se hacen mediciones cada 60 segundos.


Objetivos de la práctica
Familiarizar al estudiante con las torres empacadas en las que existe contacto entre las fases líquida y gaseosa.
Determinar las condiciones óptimas de operación de la torre de absorción del laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad Rafael Landívar (relación de flujos de las fases líquda y gaseosa, y concentración de la fase líquida).
Comparar los resultados prácticos obtenidos con el equipo QVF contra los datos existentes en la teoría para equipos de este tipo.
Equipo a utilizar
Torre de absorción empacada de vidrio borosilicato, marca QVF, equipada con: (a) manómetro diferencial de agua, (b) rotámetro y (c) tanque para almacenamiento de agua.

Por otro lado, las partes estructurales de la columna empacada son:

  • Una torre de vidrio borosilicato envolvente. Esta es una columna cilíndrica vertical que contiene un plato de soporte para todo el material de empaque.
  • Dos aberturas que conforman la entrda y salida de ambas fases en la parte inferior y superior de la estructura de vidrio borosilicato.
  • Un dispositivo de distribución para la entrada de la fase líquida, diseñado para proporcionar la irrigación eficaz del empaque, y colocado en la parte superior de la torre. Recibe el nombre tambien de "manifold" de entrada de la fase líquida.
  • Anillos raschig de un cm de diametro y un cm de altura, los cuales conformane el empaque. Este es un dispositivo para proporcionar una redistribución del líquido dentro de la torre, y aumentar el área de contacto entre este y la fase gaseosa.
Ventilador/compresor continuo.
Alcoholímetro (hidrómetro diseñado especialmente para medir la concentración del alcohol etílico en función de su densidad)
Material a utilizar
Alcohol etílico disuelto en agua a diferentes concentraciones a temperatura y presión ambiente. (Puede conectarse una bomba directamente al tanque de recepción del flujo de líquido a fin de suministrar el flujo necesario de la fase líquida).
Agua en fases líquida y sólida. El agua en fase líquida se encuentra a temperatura y presión ambiente.
Precuaciones especiales para realizar la práctica
Verificar que el empaque de la torre esté completamente seco antes de iniciar la práctica.
No fumar.
Procedimiento recomendado
Nota: este procedimiento contempla la realización de tres pruebas, las cuales, a su vez, se dividen en 6 corridas experimentales cada una.
Drenar el tanque de recolección de líquidos.
Cerrar la válvula que se encuentra en la parte inferior de la torre de absorción.
Preparar la solucion de alcohol a desorber. Las concentraciones varían de acuerdo a las pruebas: (a) 90% de alcohol para la primera prueba, (b) 70% de alcohol para la segunda prueba, y (c) 40% de alcohol para la tercera prueba.
Luego de la preparación de la solución, tomar una muestra de la solución inicial y medir su concentración con el alcoholímetro. A fin de que la medición sea lo más exacto posible, se debe enfriar la solución hasta 15°C, colocando el recipiente con la muestra en una chaqueta de hielo.
Arrancar la bomba centrífuga que alimenta la fase líquida y el ventilador que alimenta la fase gaseosa. Debe procurarse tomar la muestra del líquido que desciende por la torre en este momento.
Abrir la válvula ubicada en la parte inferior de la torre, procurando evitar que pase aire al tanque de recolección de la fase líquida.
Muestrear a intervalos regulares de un minuto de duración.
Medir la concentración del alcohol con el instrumento ya indicado, siempre con el cuidado de enfriar la muestra hasta 15°C.

Torre de Absorción/Desorción del Laboratorio de Operaciones Unitarias

Torre de absorción
utilizada en el Laboratorio


Aunque las plantas a escala industrial muy raras veces son de vidrio borosilicato, este material es muy útil para la construcción de equipo a escala de planta piloto. Presione este botón para repasar la información existente sobre equipo QVF-Corning utilizado en la construcción de equipos a escala de planta piloto.


RESULTADOS A REPORTAR
Tabla que muestre las concentraciones iniciales y finales de la fase líquida para cada corrida de cada prueba.
Tabla que muestre los valores de los flujos volumétricos de ambas fases en todas las corridas de las pruebas.
Tabla que muestre la razón entre el flujo de la fase líquida y el flujo de la fase gaseosa en cada prueba.

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