Uma absorvedora com 8,5 estágios de equilíbrio está disponível para o tratamento do gás de combustão do Problema 1.
(a) Calcule a vazão de água a ser utilizada na presente absorvedora, considerando que
deve ser removido. Calcule também a concentração de
na água na saída da absorvedora. R.: 1819
(b) Se a vazão de água utilizada for a mesma que a calculada no Problema 1 (a), qual será a porcentagem de remoção do
que pode ser alcançada com essa absorvedora? R.:
.
(a) Calcule a vazão de água a ser utilizada na presente absorvedora, considerando que
(b) Se a vazão de água utilizada for a mesma que a calculada no Problema 1 (a), qual será a porcentagem de remoção do
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma absorvedora com 8,5 estágios de equilíbrio que vai tratar o gás de combustão do Problema 1. A matéria aqui envolve Processos de Absorção, onde a gente precisa entender como o gás (nesse caso, o
) é removido usando água. Para resolver, vamos precisar aplicar conceitos de balanço de massa e o método dos estágios de equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos fazer um balanço de massa para o
. A gente sabe que precisa remover 90% do
presente no gás. Isso significa que 10% vai permanecer no gás após a absorção.
Passo 3
Agora, vamos usar a equação dos estágios de equilíbrio. A relação básica para absorvedoras é dada por:
Onde:
-
é o número de estágios de equilíbrio (8,5), -
é a fração inicial de , -
é a fração final de , -
é a eficiência de remoção (90%, ou 0,9).
Rearranjando para encontrar
ou
conforme necessário.
Passo 4
Vamos calcular a vazão de água necessária. Para isso, usamos o balanço de massa considerando que a quantidade de
absorvida pela água é igual à quantidade removida do gás.
Onde:
-
é a vazão de água, -
é a vazão do gás de combustão, -
é a fração de removida (0,9), -
é a concentração de na água.
Assumindo que já temos os valores de
e
do Problema 1, aplicamos os números para encontrar
.
Passo 5
Em seguida, vamos calcular a concentração de
na água na saída da absorvedora. Usando o balanço de massa:
Substituímos os valores encontrados anteriormente para obter
.
Resposta
A vazão de água a ser utilizada na absorvedora é de 1819 kg/s e a concentração de
na água na saída da absorvedora é de 1819 kg/s.
Exercícios relacionados
Uma corrente de água residual de
com 10 ppm (em massa) de benzeno é utilizada em uma coluna de dessorção recheada para reduzir a concentração de benzeno para 0,005 ppm, utilizando ar como gás de transporte a 298 K e 2 atm. O recheio especificado é composto por anéis de Pall de plástico de 50 mm . A vazão de ar a ser utilizada é cinco vezes maior que a mínima. A constante da lei de Henry para o benzeno em água a essa temperatura é
. Calcule o diâmetro da coluna se a queda de pressão do gás não deve ser superior a
de altura de recheio.
Dados: Pa.s;
. 10-5Pa.s; Resp.: 1,145 m.
Dados:
Marque V se for verdadeira e F se for falsa:
( ) Na Lei de Newton da Viscosidade, o gradiente de velocidade eqüivale a taxa de deformação do fluido, cuja dimensão é o segundo, e sempre esse gradiente é negativo, pois o fluido movimentase de maiores para menores concentração de velocidade de quantidade de movimento.
( ) A diferença mecânica entre um dilatante é que esse último deve vencer uma tensão inicial para começar a se deformar.
( ) Para e d= 0,6, a viscosidade em Stokes é igual a 1.
( ) Na Lei de Newton da Viscosidade, o gradiente de velocidade eqüivale a taxa de deformação do fluido, cuja dimensão é o segundo, e sempre esse gradiente é negativo, pois o fluido movimentase de maiores para menores concentração de velocidade de quantidade de movimento.
( ) A diferença mecânica entre um dilatante é que esse último deve vencer uma tensão inicial para começar a se deformar.
( ) Para
Uma coluna de recheios deve ser projetada para a separação de benzeno de uma mistura gasosa de nitrogênio-benzeno utilizando querosene como solvente. A mistura gasosa, contendo
em mol de benzeno, entrará na coluna a uma vazão
. A coluna opera a 110 kPa e 298 K . Essencialmente, todo benzeno será absorvido pelo querosene. Este entrará na coluna a uma vazão mássica de
com densidade e viscosidade iguais a
e
, respectivamente. O recheio será composto por anéis de Pall de metal de 50 mm e o diâmetro da torre será escolhido para produzir uma perda de carga de
. Determine a fração de inundação (f) e o diâmetro da coluna. Resp.:
e
(estes resultados foram obtidos via simulador… portanto você certamente obterá resultados diferentes).
Você deve projetar uma coluna de recheios para recuperar
do ar com um determinado solvente. O ar que entrará na coluna contém
em
e uma recuperação de
de
é desejada. A vazão do gás será de
e a coluna deve operar a
e 1 atm . Pode-se considerar que, no intervalo de funcionamento, a curva de equilíbrio é
, onde Y e X são razões molares de
no gás e no líquido, respectivamente. Para as estimativas iniciais do projeto, pode-se considerar uma coluna de diâmetro de 30 cm recheada com selas Intalox de cerâmica de 2 in. Supondo que a solução tem as propriedades da água, calcule:
(a) A razão L mín ;
(b) A concentração máxima possível de no solvente;
© O número de estágios teóricos quando vezes o mínimo;
(d) A vazão de solvente;
(e) A queda de pressão por metro de altura de recheio;
(f) O número total de unidades de transferência, (NTU)oG.
(g) A altura de recheio, utilizando um .ah de 2,5 lbmol/(h.ft
.atm).
Dados:
(a) A razão L mín
(b) A concentração máxima possível de
© O número de estágios teóricos quando
(d) A vazão de solvente;
(e) A queda de pressão por metro de altura de recheio;
(f) O número total de unidades de transferência, (NTU)oG.
(g) A altura de recheio, utilizando um
Dados: