EXPERIMENTO UTILIZANDO COLUNA DE ABSORÇÃO COM REAÇÃO QUÍMICA
Por: Evandro.2016 • 13/3/2018 • 1.389 Palavras (6 Páginas) • 397 Visualizações
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(4)[pic 23]
(5)[pic 24]
Na titulação, 2 mols de hidróxido de sódio devem reagir com o 1 mol de ácido carbônico para neutralizá-lo totalmente e formar carbonato de sódio , conforme a Eq. (7).[pic 25]
(6)[pic 26]
(7)[pic 27]
Para determinar o coeficiente de transferência de massa é utilizado a Equação 8.
(8)[pic 28]
Onde é a vazão molar do gás inerte (ar), é a altura da unidade de transferência e é a área da seção transversal da coluna. Temos então:[pic 29][pic 30][pic 31]
(9)[pic 32]
(10)[pic 33]
(11)[pic 34]
(12)[pic 35]
Sendo a vazão mássica, é a massa molecular do ar, igual à vazão de ar e d o diâmetro interno da coluna. Consideramos uma vez que a pressão referente à perda de carga do leito para o experimento foi desprezível, já que não houve alteração do nível do líquido de referência no tubo em U.[pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]
Uma vez determinado os valores de S e V, basta determinar a altura da unidade de transferência () pela Equação 13. [pic 40]
(13)[pic 41]
Sendo z igual à altura de recheio da coluna e é o número de unidade de transferência.[pic 42]
(14)[pic 43]
Onde é a fração de por ar sem na base da coluna, é a fração de por ar sem no topo da coluna, é uma relação de soluto por gás sem soluto obtida através da lei de Henry e é uma equação de uma linha de operação obtida através do balanço de massa de na coluna de absorção.[pic 44][pic 45][pic 46][pic 47][pic 48][pic 49][pic 50][pic 51][pic 52]
(15)[pic 53]
Temos que L representa a fase líquida, V a fase gás e é a fração de por água sem no topo da coluna.[pic 54][pic 55][pic 56]
Para determinar é necessário utilizar os dados obtidos na titulação do absorvido nas amostras de água coletadas no topo e na base da coluna. Estes dados podem ser vistos na Tabela 2 conforme a variação da vazão de água na coluna.[pic 57][pic 58]
Tabela 2: Volume de NaOH 0,01N gastos na titulação das amostras do topo e da base da coluna
Experimento
Vazão de água (L/min)
Amostra do topo (mL de NaOH)
Amostra da base (mL de NaOH)
1º
1,0
3,2
15,8
2º
1,6
3,2
19,4
3º
2,0
3,2
23,8
Com a determinação do número de unidade de transferência e consequentemente da altura de altura da unidade de transferência é possível avaliar o coeficiente de transferência de massa conforme mostrado na Tabela 3.[pic 59][pic 60]
Tabela 3: Coeficiente de transferência de massa X vazão de água.
Ponto
Vazão de água (L/min)
Coef. de transferência de massa[pic 61]
1º
1,0
3,51
2º
1,6
11,74
3º
2,0
18,70
O cálculo de porcentagem de recuperação do pode ser feito pela Equação 9.[pic 62]
(9)[pic 63]
Os resultados obtidos de acordo com a variação da vazão de água estão apresentados na Tabela 4.
Tabela 4: Porcentagem de recuperação X vazão de água
Ponto
Vazão de água (l/min)
Porcentagem de recuperação (%)
1º
1,0
0,17
2º
1,6
0,35
3º
2,0
0,57
Como pode ser observado nas Tabelas 3 e 4, conforme aumentou-se a vazão de água de 1 para 2 L/min os coeficientes de transferência de massa e a porcentagem de recuperação do também aumentaram mesmo mantendo as vazões de e ar constantes. Isso demonstra que em um processo de absorção gás-líquido o coeficiente de transferência de massa é diretamente influenciado pela vazão de água na coluna, pois aumentando-se a vazão de água, aumenta-se a área superficial disponível para transferência de massa. Como a área superficial se torna maior, e a quantidade de CO2 é a mesma, a diferença de concentração se torna maior, logo poderia-se transferir uma maior quantidade de massa. Outro fator que contribuiu para o aumento da absorção do CO2 deve-se ao fato de que, com o aumento da vazão de água, o número de colisões efetivas entre as moléculas também aumentou. [pic 64][pic 65]
Com
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