Determinação da Altura da Coluna Recheada

Balanço de Massa

Vamos fazer aqui dois balanços de massa para o soluto, um para a fase vapor e outra para fase líquida olhando para o pedaço infinitesimal da coluna.

Balanço de Massa para o soluto na fase vapor:

Podemos aqui dividir a equação por e aplicar

Com isso obtemos,

Balanço de Massa para o soluto na fase líquida:

Aqui vamos seguir a mesma linha de raciocínio de dividir a equação por e aplicar

Repara que basicamente o que muda é que antes era e agora é dentro da derivada. 😉

Dimensionamento para Destilação

Para isso vamos considerar sistemas binários com vazões molares constantes e assumir que o soluto é o componente mais volátil, beleza?

Manipulando algumas fórmulas, que não vai ser necessário sabermos as etapas na hora da prova, encontramos que a altura da coluna é,

Calma, não se assuste com essa fórmula, normalmente é fornecida para você na hora da prova! \o/

Para simplificar podemos também usar,

Onde é a altura relativa a uma unidade de transferência (FG) e é equacionado como,

Por consequência, que é o número de unidades de transferência da coluna é,

Ahhh e para fase líquida teríamos,

Onde,

Considerações importantes

Em soluções gasosas ideais é equivalente ao número de estágios teóricos e é equivalente a altura do prato teórica,

Além disso, temos também que é igual para as fases vapor/gasosa e líquida, porém, não necessariamente os valores de e dessas duas fases serão idênticos

E também, para fazermos as equações acima assumimos que a transferência ocorre da fase gás para líquida.

Agora partiu exercitar. 😉