29.8 Determinar el valor de la constante de la ley de Henry, en mmHg / (g mol/ litro) de cloro para el sistema cloro-agua. En el Chemical Engineering Handbook se registran los siguientes datos de equilibrio a 293 K: Presión parcial de 5 10 30 50 100 150 Cl2, en mm Hg Solubilidad en g 0.438 0.575 0.937 1.210 1.773 2.27 de Cl2 / litro Concentración, en 0.00618 0.00811 0.01321 0.01706 0.02500 0.03201 mol / litro Pa vs CA 160 140 y = 5646.4x - 38.099 R² = 0.9847 120 100 PA 80 60 40 20 0 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 CA 29.11 una torre de adsorción que trabaja a 20°C y 1 atm se utilizó para absorber en agua el S02 presente en una mezcla con aire. En un punto en el equipo la presión del SO2 en la corriente de gas fue de 30 mm Hg y la concentración de la corriente de líquido con que hace contacto fue de 0.0344 mol SO2/pie3 de solución. Los coeficientes individuales de transferencia de masa en la película a 20°C y 1 atm, fueron KL=1.3 lb mol/hr (pie2) (lb mol/pie3 de solución) y kG=0.295 lb mol/hr pies2 atm. Los datos de equilibrio a 20°C son los siguientes: Presión parcial de SO2, en 0.5 3.2 8.5 26 59 mm Hg Concentración en lb mol 0.0191 0.0911 0.1738 0.388 0.681 SO2/pie3 de solución a) Evaluar las concentraciones interfasiales, cA,i y Pa,i b) Anotar los valores que faltan en las siguiente tabla, correspondientes a los diversos coeficientes y las fuerzas impulsoras asociadas a ellos Coeficientes Fuerza impulsora kG = pA,G – pA,i = kL = cA,i – cA,L = KG = pA,G – pA*= KL = cA*- cA,L = c) ¿Qué porcentaje de la resistencia total a la transferencia de masa corresponde a la película gaseosa? 29.12 En una torre de pared húmeda se extrajo amoniaco, NH3, de una solución de amoniaco- agua absorbiéndolo en una corriente de aire; el coeficiente liquido total, KL, fue de 0.05 lb mol / (hr) (pie2) (lb mol pie3). En un plano en la torre, la concentración aparente de la corriente descendente de líquido fue de 0.25 lb mol NH3/pie3 de solución y la presión parcial del amoniaco en la corriente de gas fue de 0.03 atm. Para soluciones diluidas de amoniaco en agua a la temperatura de operación, la presión parcial en el equilibrio puede evaluarse por medio de la expresión pA,i = 0.125 cA,i Donde pA,i es la presión parcial en atmosferas y cA,i es la concentración de equilibrio de amoniaco en agua en lb mol de amoniaco por pie cubico de solución. Si la fase gaseosa ofreciera el 75% de la resistencia total a la transferencia de masa, calcular a) El coeficiente individual de la película gaseosa, kG; b) El coeficiente total de transferencia gaseosa, KG; c) Las concentraciones interfasiales, pA,i y cA,i. 29.21 Una torre de absorción empacada se utilizó para absorber el compuesto A de una mezcla de gases al disolvente B. En un punto en la torre, la presión parcial de A en la corriente de gas fue de 0.15 atm y la concentración de A en la corriente líquida con que hace contacto fue de 6.24 x 10-5 lb mol / pie3. La transferencia de masa entre la corriente de gas y la corriente de líquido en ese punto en la torre fue de 0.0295 lb mol / (hr) (pie2). Se encontró que el coeficiente individual de transferencia en la película de gas, kG, era de 0.295 lb mol/ (hr) (pie2) (atm). Un experimento de laboratorio verifico que el sistema satisface la ley de Henry y que la composición del líquido, 6.24 x 10-5 lb mol / pie3, estaba en equilibrio con una presión parcial de0.03 atm. a) completar los valores que faltan en la siguiente tabla: Coeficientes Fuerza impulsora kG = pA,G – pA,i = kL = cA,i – cA,L = KG = pA,G – pA*= KL = cA*- cA,L = b) ¿Qué porcentaje de la resistencia total a la transferencia de masa se encontraba en la película de gas? 31.9 El benceno libre de gas de hulla en un lavador se recupera haciendo pasar solución de benceno y aceite para lavar a través de una torre en contacto con vapor. La corriente de líquido que entra contiene 8% en mol de benceno. Se desea recuperar 80% del benceno utilizando una relación de vapor que sea 1.4 veces la proporción mínima. Se utilizara un gasto en el aceite de lavado (disolvente liquido libre de benceno) de 6.94 mol/s. determinar los moles requeridos de vapor por segundo si a) se utiliza una torre a contracorriente b) se utiliza una torre con corrientes paralelas Los datos de equilibrio para el sistema benceno-aceite de lavado son los siguientes: 𝑚𝑜𝑙 𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜 𝑋 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑣𝑎𝑑𝑜 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 𝑚𝑜𝑙 𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜 𝑌 𝑚𝑜𝑙 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 0.00 0.07 0.14 0.22 0.31 0.405 0.515 0.65 31.19 se va a diseñar una torre de transferencia de masa para reducir la concentración de materia orgánica de 0.0394 a 0.0131 mg mol/litro. Se alimentaran cinco mil galones por hora de agua de desecho a la torre de 2 pies de diámetro, en contracorriente con una corriente de aire para lavado que entrara a la torre totalmente libre de materia orgánica. Si se utiliza una relación 1.4 entre el valor del gasto caudal volumétrico, QL, en litros / hr y el gasto o caudal de gas, G en mg mol/hr, el coeficiente total de capacidad, KLa, es igual a 36 lb mol/(hr) (pie3) (lb mol/pie3). Los datos de equilibrio son CA X 103 mol de materia orgánica / litro 0.014 0.0240 0.0349 0.0495 yA fracción mol de materia orgánica 0.018 0.030 0.042 0.053 Determinar a) El flujo mínimo de gas, G que podría usarse; b) La altura de la torre. En un absorbedor se hace pasar aire que contiene 4.5% de NH3 a contracorriente de agua, la rapidez del gas en la entrada es de 135 mol / s m2 esto proporciona una relación (LS/GS) Real = 1.4 (LS/GS) Mínimo si las condiciones de operación del sistema sigue la ley de Henry y/x=1.075 y si el gas en la salida contienen 0.4% de NH3 . Determinar: a) Los Kg/ s m2 de NH3 que se absorbe b) La altura del absorbedor si KYa= 7.9 x 10-4 mol/s m3 Pa