Prévia do material em texto

ABSORÇÃO GASOSA
INTRODUÇÃO
Misturas concentradas
A DETERMINAÇÃO DO NETS
CÁLCULO DE ALTURAS DE RECHEIO
A Vazão mínima de absorvente
As Equações de Kremser
O equilíbrio Líquido-gás ( A Lei de Henry)
Revisão de Tmassa
 Método simplificado
Método envolvendo NTU e HTU
Absorção/Dessorção
1. O EQUILÍBRIO LÍQUIDO-GÁS ( A LEI DE HENRY)
ar
SO2
água
SO2
P
T
Exemplo: sistema SO2/ar/água
Lei de Henry
Geankoplis Tabela A.3.18
2. O CONTATO EM ESTÁGIO ÚNICO
V1 y1
V2 y2
Lo xo
L1 x1
 
 
Definindo os componente inertes
Balanço por componente
Exercício: Qual a concentração de O2 dissolvido em água, a 298k quando a solução está em equilíbrio com o ar a 1atm de pressão total? A constante de Henry é 4,38 x 104 atm/%(molar) 
Exercício: Uma mistura gasosa a 1,0atm, contendo ar e CO2 é contactada continuamente em um único estágio de mistura, com água a 293K. A vazão de entrada da corrente gasosa é de 100kmol/h com fração molar de CO2 igual a 0,20, enquanto que a fase líquida consta de 300kmol/h de água pura. Calcule as quantidades e as vazões das duas fase de saída do estágio. 
3. O CONTATO EM MÚLTIPLOS ESTÁGIOS 
Balanço por componente
Balanço por componente “n” primeiros estágios
Equação da Linha de Operação para Absorção
 
Linha de Equilíbrio
Linha de Operação
xN
yN+1
xo
y1
4
3
2
1
y
x
Diagrama para Absorção
Linha de Equilíbrio
Linha de Operação
xO
y1
xN
yN+1
1
3
2
4
y
x
Diagrama para Dessorção
Exercício: Deseja-se absorver 90% de acetona de uma corrente contendo 1% de acetona em ar. A vazão total de entrada de gás na torre é de 30 kmol/h e a de água pura 90kmol/h. A relação de equilíbrio do sistema gás-líquido é dado pela equação y = 2,53x. Determine o Número de Estágios Teóricos (NETS) necessários para esta operação.
Exercício: Uma torre de pratos deve ser projetada para absorver SO2 de uma corrente de ar, usando água pura a 293k. O gás de entrada contém 20% (molar) de SO2 e na saída 2%, a uma pressão de 101,3kPa. O ar inerte escoa a uma vazão de 150kg/h e a água a 6000kg/h. Determine o NETS necessário a esta operação.
Linha de Equilíbrio
y
x
0,003
0,002
0,001
0,002
0,004
0,006
0,008
 0,01
Linha de Equilíbrio
y
x
0,003
0,002
0,001
0,10
 0,20
Linha de Equilíbrio
Linha de Operação
xN
yN+1
xo
y1
y
x
3.1 – A VAZÃO MÍNIMA DE ABSORVENTE
Linha de Equilíbrio
Linha de Operação
yN+1
xo
y1
y
x
Soluções Concentradas
1+
1+
4. AS SOLUÇÕES ANALÍTICAS (AS EQUAÇÕES DE KREMSER) 
Vazões V e L constantes
Linha de Operação reta
Balanço por componente
Balanço por componente “n” primeiros estágios
rearranjando
Também rearranjando
1+
Igualando as duas equações
como
Como a linha de equilíbrio é reta
 Ou seja
Da definição do Fator de Absorção
 
Segundo Geankoplis (pg 593) “ Todos os termos do lado direito da equação são constantes. A equação resulta em uma equação diferencial de 1ª ordem e pode ser resolvida pelo Método das Diferença Finitas e o resultado é o seguinte”
Onde 
Para Absorção
e 
Para Dessorção
Que são as Equações de Kremser
Exercício
Resolver o exercício anterior usando as Equações de Kremser
75) FURNAS 1996/15 – Uma mistura gasosa de vazão molar VF e composição yF deve ser purificada em uma coluna de absorção. Para determinarmos a vazão molar do solvente líquido L, a ser utilizado, podemos afirmar que:
(A) Quanto maior a vazão do solvente, maior o número de contatos necessários entre as duas fases. 
(B) Quanto mais baixa a taxa L/V, mais concentrado será o produto líquido obtido. 
(C) A taxa L/V é muito importante para o cálculo dos custos, logo deve ser utilizada uma razão molar, L/V, mais baixa que a mínima.
(D) Uma razão molar L/V, quando muito grande , nos dá um produto líquido muito concentrado. 
Exercício 			 PETROBRAS/2011/questão 33 
Um processo muito importante no tratamento do GLP é a absorção do H2S por meio de DEA. Considere que uma corrente de 100000kg/h de GLP, contendo 1% (massa) de H2S, sofre tratamento de absorção com DEA usando-se 20000kg/h em uma torre absorvedora de 10 metros de altura e 2 metros de diâmetro. Se após o processo de absorção, tem-se uma corrente de DEA com 2,91%(massa) de H2S quantos quilogramas de H2S ficam na corrente de GLP?
(A) 381,44	(B) 400	 (C) 500	 (D) 600 	(E) 618,56
 
102) Químico de Petróleo 2010/64 - Uma torre de absorção representada no esquema abaixo retira 80% da acetona de uma corrente de ar que contém 10% em mol do contaminante. O gás entra a 50,0 kmol /h, e a água pura que será usada para absorver a acetona entra em contracorrente a 100 kmol/h. O processo opera isotermicamente a 303 K e a pressão total de 1 atm.
34) PROCESSAMENTO/2012/44 
Razões econômicas e ambientais indicam a necessidade de recuperar uma corrente de gás contendo 30% de amônia e 70% de ar, em volume. Para tal, um engenheiro químico pretende utilizar uma torre de absorção que opera em contracorrente com água limpa, a uma pressão de 1 bar. Considerando os dados da figura acima para o equilíbrio NH3-Ar, qual é o número mínimo de moles de água necessário, para cada 100 moles de gás de entrada, para que se recuperem 99% da amônia?
	(A) 427 (B) 415,3 (C) 408,4 (D) 396,8 (E) 394,6