Unidad De Adsorcion Y Desorcion Lopu 2019 Ii.docx

UNIDAD DE ABSORCION Y DESORCION LOPU 2019

INTRODUCCION La absorción y la desorción son procesos sumamente importantes en la tecnología química y en las industrias que tratan gases y vapores; consisten en separar determinados componentes de una corriente gaseosa o líquida, explotando la acción de otra corriente gaseosa o líquida. El proceso de absorción se realiza poniendo en estrecho contacto la mezcla gaseosa que contiene el gas que se pretende absorber (A ABSORBER) con el líquido que absorbe (ABSORBENTE). El proceso de desorción (stripping), que es el proceso opuesto, se realiza poniendo siempre en estrecho contacto la mezcla líquido-gas con un gas inerte que sirve como medio de desorción. En este manual se proporcionarán todas las informaciones necesarias para reproducir en escala piloto las operaciones requeridas para verificar las condiciones operatorias. CARACTERISTICAS DEL EQUIPO. FOTOGRAFIA COMPONETES  Depósito, ejecución en vidrio borosilicato, capacidad 50 l, sigla D1. 

Columna en vidrio borosilicato, DN80, h = 1100 mm, rellena con anillos Raschig de 8 mm, sigla C1.

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Intercambiador de calor de cola de columna, ejecución en vidrio borosilicato, superficie de intercambio 0,5 m2, sigla E1.

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Bomba dosificadora de alimentación, cuerpo en acero inox AISI 316, completa de actuador neumático, caudal 0÷270 l/h, sigla G1;

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Transmisor electrónico de presión diferencial, rango 0÷200 mm H2O, ejecución en acero inox AISI 316, señal de salida 4÷20 mA, sigla PdI1.

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Indicador electrónico de presión diferencial, rango 0÷200 mm H2O.

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Transmisor electrónico del caudal de gas, rango 0÷600 Nl/h, sigla FT1.

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Indicador electrónico del caudal de aire, rango 0÷100% (proporcional a 0 ÷600 Nl/h).

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Caudalímetro másico para la medición del caudal de gases inertes (aire o N2), rango 0÷6000 Nl/h, sigla FT2

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Unidad de representación electronica (display) del caudal de gases inertes, rango 0-100% (proporcional a 0÷6000 Nl/h)

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Válvula neumática de regulación (para gas inerte), ejecución en acero inox AISI 316, CV = 0, 2, sigla FV1.

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Válvula neumática de regulación (para gas), ejecución en acero inox AISI 316, CV = 0,13, sigla FV2.

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3 indicadores electrónicos de temperatura, rango 0÷200°C, sigla TI1, TI2 y TI3.

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3 termorresistencias Pt 100 dobles.

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Cuadro eléctrico IP 55 (estándares internacionales), comprendente el sinóptico de la planta piloto y el interruptor diferencial (E.L.C.B.)

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Líneas de conexión y válvulas en acero inox AISI 316.

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Controlador electrónico a microprocesador, 2 loops de regulacion PID.

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3 convertidores electro-neumaticos 4÷20 mA/0,2÷1 bar N.

PUESTA EN MARCHA CONTROLADOR DIGITRIC 500 – ABB Indicaciones en el display 

1° renglón: línea de texto en la cual se visualizan las indicaciones del menú y del sub-menú;

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2° renglón: variable de proceso;

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3° renglón: visualización del valor de set-point (SP), error, out, °C o l/h, seleccionables con la tecla Ind ;

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4° renglón: indicación del lazo corriente.

Descripción del panel frontal

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Tecla Loop: permite seleccionar el lazo deseado.

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Tecla Ind: permite variar el parámetro visualizado en el tercer renglón del display o bien fijar los parámetros, tal como se explica a continuación.

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Tecla Esc/Menú: permite entrar en el menú o salir del menú y de los submenús, sin memorizar las modificaciones realizadas.

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Tecla Enter: permite entrar en el menú, en los sub-menús y confirmar las modificaciones realizadas.

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Tecla M/A/C: permite pasar de la modalidad automática a la manual.

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Teclas : permiten aumentar o disminuir el valor de set-point, del parámetro seleccionado en la programación y correr el menú y los submenús.

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Tecla SP-w: permite visualizar en el tercer renglón el valor de setpoint.

PUESTA EN MARCHA

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Colocar la planta piloto debajo de una campana para aspirar humos, o en un ambiente bien ventilado

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Conectar la planta a la red de alimentación eléctrica trifásica + N + T, P = 2 kW

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Conectar las válvulas reductoras de presión que se hallan bajo el cuadro eléctrico, a la línea del aire comprimido utilizando el tubo de enchufes rápidos suministrado con el equipo, y fijar la presión respetando los valores indicados en las etiquetas (1,5 y 6 bars)



Conectar la salida de líquido de la columna a un desagüe por medio de la manguera en caucho suministrada con el equipo, utilizando abrazaderas metálicas para fijarla a su conector



Conectar la salida de gas de la columna a una campana para aspirar humos, o al exterior



Encender el interruptor diferencial (E.L.C.B.)



Apretar el botón de puesta en marcha START

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Llenar el depósito D1 con el líquido de absorción (agua, por ejemplo)



Conectar la válvula V8 a la línea del aire comprimido (o a un cilindro de N2) a 1,4 bar



Conectar el cilindro del gas a absorber a la válvula V9 y ajustar la válvula reductora de presión del cilindro a 1,4 bar



Girar el conmutador Auto/P.C. a la posición AUT



Controlar el sentido de rotación del motor M1 (solamente cuado se lo pone en marcha por la primera vez)



Cerrar las válvulas V2, V3, V4, V5, V6, V7 y V10



Seleccionar el bucle 1 del controlador (apretando la tecla Loop)



Conmutar el bucle 1 al modo manual (con la tecla M/A/C, LED rojo encendido)



Apretando la tecla Ind, seleccionar la salida en la unidad de representación visual (display) y ajustarla a cero por medio de la tecla (válvula FV1 cerrada)

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Conmutar el bucle 2 al modo manual (apretando la tecla Loop , LED rojo encendido)

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Apretando la tecla Ind, seleccionar la salida (Out) en la unidad de representación visual (display) y ajustarla a cero por medio de la tecla(válvula FV2 cerrada)



Abrir las válvulas V1, V8, V9

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Seleccionar el bucle 3 (apretando la tecla Loop )



Apretando la tecla Ind, seleccionar la indicación Out en la unidad de representación visual (display) y ajustarla a cero por medio de la tecla (esta salida es proporcional al caudal de la bomba G1)



Girar el conmutador de la bomba G1 a la posición 1



Fijar el valor del bombeo por medio de las teclas 



Sumergir completamente el intercambiador E1

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Fijar los caudales FI1 y FI2:

PARADA DE EQUIPO •

Cerrar la válvula de la bombona del gas.

•

Cerrar la válvula V9.

•

Cerrar la válvula FV1.

•

Cerrar la válvula V8.

•

Cerrar la válvula FV2.

•

Ajustar el caudal de la bomba a 0 (Out = 0).

•

Detener la bomba G1.

•

Descargar todo el líquido de la columna C1.

•

Desconectar la energía eléctrica.

•

Cerrar la alimentación del aire comprimido.

•

En caso de detención prolongada (vacaciones estivales o invernales), descargar completamente la planta piloto.

PARTE EXPERIMENTAL Las características de la columna son: h = altura de la columna = 1100 mm d = diámetro interno de la columna = 0,08 m a = sección de la columna = 0.005024 m2 v = volumen de la columna = 0.005526 m3 (5.5 litros) Las características de los anillos Raschig son: h = altura del anillo = 8 mm d = diámetro externo = 8 mm di = diámetro interno = 6 mm

c = coeficiente de material de relleno = 72% N = número de los elementos por m3 = 1.500.000 S = superficie específica = 600 m2 / m3 DETERMINACIÓN DE LA CAÍDA DE PRESIÓN EN LA COLUMNA, EN DIFERENTES CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO La tabla siguiente indica los datos de la caída de presión PdI1 (en mmH 2O) con diferentes valores de caudal del aire y del líquido

La grafica

Absorción de SO2 con agua

Para llevar a cabo esta experiencia es necesario poder disponer de un gas a absorber, un gas de operación y un líquido absorbente; en este ensayo utilizaremos SO2, aire y agua. Como se expuso en los capítulos anteriores y siguientes, existe un equilibrio entre el gas disuelto en el líquido y el gas en la atmósfera proporcional a sus presiones parciales (por lo tanto, fracciones molares) a una temperatura constante. A 20°C, la SO2 tiene los siguientes valores:

y si se trasladan en un diagrama cartesiano proporcionan la curva que se muestra en las figuras 7.1 y 7.2.

Para llevar a cabo la experiencia de absorción deberá trazarse una recta de operación superior a la curva de equilibrio obtenida a través de los referidos valores. Se procede de la siguiente manera: 

Se fija un caudal de líquido superior al caudal mínimo de rociado (para el caso de la experimentación 180 l/h), lo cual se obtiene por medio de la salida Y del loop n. 3, y se deja circular el agua durante unos 3 minutos.



Se fija la relación entre aire y SO2 con la cual se pretende operar; se recomienda que la relación sea entorno al 3% en volumen, por lo que por ejemplo: aire = 2.400 l/h, SO2 = 72 l/h



Se regula el caudal de aire en el valor deseado por medio del loop n.1 y se deja fluir durante aproximadamente 3 minutos.



Se regula el caudal de SO2 en el valor deseado por medio del loop de regulación n.2 y se deja fluir el gas junto con el aire en la columna durante unos 3 minutos.



Se toma una muestra en la cola de la columna y se titula con el método al tiosulfato.

Se puede crear así una tabla como la 7.1; sin embargo, deben llevarse a condiciones normales los gases que entran por la base de la columna y por consiguiente: 𝑃𝑇 𝑃1 𝑉1 = 𝑉 𝑉1 Donde: P1 = presión de entrada, supongamos 1,031 atm T1 = temperatura de servicio 18°C

22,414 = volumen de un mol en condiciones normales 273 = °K del cero 𝑉1 =

24.414 ∗ 1 ∗ (273 + 18) = 23.17𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 273 ∗ 1.031

Por lo tanto, el peso del SO2 de entrada será: (1,2/23,17) × 64,066 = 3,318 g/min (72/23.17) × 64,066 = 199,002 g/min Donde 64,62 es el peso molecular del SO2

Para el aire, cuyo peso molecular medio se considera 29 g, será: (40/23,17) × 29 = 50,064 g/min ( 2400/23’17) × 29 = 3053,382 g/h

Considerando que se haya determinado mediante análisis una concentración de SO2 en el líquido de salida de 1,05 g/l, en 3 l que es el caudal al minuto: 3,318 - 3,150 = 0,168 g/min Anotando todos los datos en la tabla 7.3 se tendrán los siguientes datos:

Para trasladar a un diagrama cartesiano los valores anotados en la tabla 6.3 es preciso transformarlos en fracciones molares y/o presiones parciales, de manera de poder luego construir la recta de operación. Por lo tanto: SO2 de entrada con el agua = 0,0 SO2 de salida en el agua

3.150 0.049 64.065 = = 0.00002939 𝑓𝑚 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 3.150 3000 0.049 + 166.66 64.066 + 18 SO2 en el gas 3.318 0.0517 64.065 = = 0.029 𝑓𝑚 3.318 50.064 0.0517 + 1.726 64.066 + 29 SO2 en la salida de la planta delgas 0.168 0.0026 64.065 = = 0.0015 𝑓𝑚 0.168 50.064 0.0026 + 1.726 + 64.066 29