Exercicios - 4

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Transferência de massa/2011 Page 1 
 
Universidade Eduardo Mondlane 
Faculdade de Engenharia 
Departamento de Engenharia Química 
 
Transferência de Massa 
Ficha de exercícios No 4 
 
 
 
1. Deduza a equação de projecto de uma coluna de contacto contínuo para cada um 
dos casos: 
 
a) Difusão unimolar 
 
b) Contradifusão equimolecular. 
 
 
2. a) O que entende por unidade de transferência. Indique e esquematize um 
método que tendo por base este conceito, permite a determinação do NOG em que 
condições é rigorosamente aplicável? 
b) O que entende por altura da unidade de transferência? 
 
 
3. Uma mistura gasosa contendo 6% de SO2 de 94% de ar seco, proveniente de um 
queimador de enxofredeve serabsorvida com água fresca numa coluna com 
enchimento de anéis de Raschig (uma polegada) de 1” para remover o SO2 de 
modo que o gás de saida não tenha mais que 0,1% (moles) de SO2. A coluna deve 
tratar 1000 lb/hr de gás e tem um diâmetro de 2,47 ft. O caudal de água é o dobro 
do caudal mínimo requerido para efectuar essa separação numa coluna de altura 
infinita. 
 
As condições de operação são isotérmicas a 30 ºC e pressão de 1 atm. 
Determine a altura da coluna, o numero de Schmidt da fase líquida é 570. 
 
Os dados de equilíbrio a 30 ºC são: 
PSO2, 
mmHg 
0,6 1,7 4,7 8,1 11,8 19,7 36,0 52,0 79,0 
C, 
gSO2/100g 
H2O 
0,02 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,50 0,70 1,0 
ρ, 
densidade 
da solução 
62,16 62,17 62,19 62,21 62,22 62,25 62,32 62,33 62,49 
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(lb/ft3) 
 
 
4. Uma corrente gasosa contém um hidrocarboneto valioso com peso molecular 44, 
deve ser absorvido por um óleo não volátil de peso molecular 300, numa coluna 
com enchimento de anéis de Raschig de 1 in. O gás de entrada contém 20% em 
moles do Hidrocarboneto, e pretende-se recuperar 95% deste hidrocarboneto. A 
corrente gasosa entra na coluna a uma velocidade mássica de 5000lb/hrft2 e o óleo 
isento de hidrocarboneto entra do topo da coluna a 1000 lb/hrft2. 
Determine o numero de unidades de transfarência para esta operação. 
 
 
Dados de equilíbrio: 
x 0,0 0,0307 0,1325 0,271 0,383 0,472 
y 0,0 0,02 0,05 0,10 0,15 0,20 
 
 
5. 
Deseja-se projectar uma torre recheada para extrair o amoníaco de uma mistura 
com ar mediante água isenta de amónia que se injecta no topo da torre. Nas 
condições de operação que se prevêem, o equilíbrio é traduzido pela expressão y = 
1.075 x. A corrente de gás a ser tratada é injectada na base da torre, à taxa de 
100 moles/h, e tem 5% molares de amoníaco. A torre deve ter altura suficiente 
para que o gás efluente tenha 0.005 moles de amoníaco por mole de ar. Use uma 
vazão de água 1.5 vezes superior à mínima. A velocidade máxima da corrente de 
ar, em qualquer ponto, é de 50 moles/(h)(m2 de torre vazia). Use para o recheio, 
os seguintes parâmetros médios: kya = 8.0 e kxa = 12.0, ambos em 
moles/(h)(m2)(fracção molar)(m2/m3). Calcule: 
 
 
 
a) A altura total necessária de enchimento; 
 
b) O número de unidades de transferência em unidades da fase gasosa pelos 
procedimentos simplificados para solução diluídas (ideais): 
 
 i) Analìticamente, pela equação que define o número de unidades de 
transferência; 
 ii) Analìticamente, pela expressão analítica do método de Kremsen-
Brown-Sauders; 
 iii) Gràficamente, pelo método de Kremsen-Brown-Sauders; 
 iv) Gràficamente, pelo método de Baker. 
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c) A composição molar do líquido no ponto da coluna em que a composição no 
globo do gás é 2% molares de amoníaco; 
 
d) As composições do líquido e do gás na interfase no ponto da coluna da 
alínea anterior; 
 
e) A percentagem de resistência à transferência de massa de cada uma das 
fases, nesse ponto. 
 
f) Os coeficientes globais de transferência de massa, Kya e Kxa.