Este documento presenta dos problemas relacionados con la transferencia de masa en procesos de absorción. El Problema 1 involucra el cálculo del diámetro y altura requeridos de dos torres empacadas operando en contracorriente para absorber dióxido de azufre en la producción de pulpa. El Problema 2 involucra el cálculo del ratio líquido/gas mínimo, número de platos teóricos y reales requeridos para una planta que absorbe dióxido de carbono de un gas de combustión usando monoetanolam

1. TRANSFERENCIA DE MASA II
Primer Examen Departamental
Periodo Agosto2018-Enero2019
Elaboró: Dr. César Pérez Alonso
Nombre del alumno: _____________________________________ Calif:______
Grupo:_____________________
Nota: Anota claramente tus suposiciones y consideraciones, así como tus resultados
Problema 1 (valor 5 puntos)
En el proceso de la pulpa al sulfito, el licor de cocción se prepara absorbiendo dióxido de
azufre en dos torres empacadas (torres de Jensen) montadas para flujo a contracorriente.
La corriente del efluente gaseoso que sale de la primera torre pasa al fondo de la segunda
en donde se pone en contacto a contracorriente con una corriente móvil de agua que entra
en la parte superior, las siguientes condiciones describen la operación de una torre en
particular:
Flujo de agua que entra 270 galones/min
Volumen total de gas que entra 838 pies3
/min
Composición de gas que entra 14.8% en volumen SO2
85.2% en volumen inertes
Contenido de SO2 del gas de salida 1% mol
Presión en la torre 1 atm
Temperatura isotérmica en la torre 30 °C
Caudal máximo de licor 75 lbm/ pies2
min
Velocidad máxima del gas 1.5 pies/s
Coeficiente de transferencia de masa global del gas 0.217 lbm/min pie3
(lbm SO2/pie3
)

2. Los datos de equilibrio a 30 °C son los siguientes:
y’ (lbm SO2/pie3
inertes) 0.026 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.0016
C (lbm SO2/ pie3
licor) 0.780 0.749 0.624 0.480 0.330 0.168 0.050
Determina el diámetro y la altura de cada torre que se requiere, suponiendo que la
segunda torre elimina el 0.1% del SO2.
Problema 2 (valor 5 puntos)
A plant for manufacturing dry ice will burn coke in air to produce a flue gas, which when
cleaned and cooled will contain 15% CO2, 6% O2, 79% N2. The gas will be blown into a
bubble-tray scrubber at 1.2 atm, 77 °F, to be scrubbed with 30% monoethanolamine
solution entering at 77 °F. The scrubbing liquid, which is recycled from a stripper, will
contain 0.058 mole CO2/ mole solution. The gas leaving the scrubber is to contain
2%CO2. Assume isothermal operation.
a) Determine the minimum liquid/gas ratio
b) Determine the number of pounds of solution to enter the absorber per cubic foot of
entering gas, for an L/G ratio of 1.2 times the minimum.
c) Determine the number of theoretical trays for the conditions of b)
d) The viscosity of the solution is 6.0 centipoises; density 1.012. Estimate the overall tray
efficiency to be expected. How many real trays are required?
The equilibrium partial pressures of carbon dioxide over aqueous solutions of
monoethanolamine (30% wt) at 77 °F
mole CO2/mole solution Partial pressure CO2 (mmHg)
0.050 ---
0.052 ---
0.054 ---
0.056 ---
0.058 5.6
0.060 12.8
0.062 29.0
0.064 56.0
0.066 98.7
0.068 155

3. 0.070 232