Torres de Paredes Mojadas [PDF]

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TORRES DE PAREDES MOJADAS

Descripción Una torre de pared mojada es esencialmente un tubo vertical con dispositivos para admitir líquido en su parte lateral superior y provocar un flujo descendente del mismo a lo largo del interior del tubo por efecto de la gravedad, así como admitir gas por el interior del tubo, fluyendo a través del tubo en contacto con el líquido en contracorriente o a corriente paralela Nota : el gas ascendente presenta problemas ya que puede provocar turbulencias arrastres e inundaciones de la columna El aumento de la viscosidad del líquido a medida que ocurre la conversión hace que sea aconsejable el uso en cocorriente Existen diferentes tipos de diseño con diferente cantidad de tubos

Fig. secciones horizontales de diversos diseños de columnas de paredes mojadas a) Un único tubo b) Varios tubos paralelos c) Dos tubos concéntricos En una torre de pared mojada, el área interfacial es conocida, excepto por lo que respecta a algunas complicaciones debidas a la formación de ondulaciones, y además no hay fricción de forma. Estos aparatos se han utilizado para estudios teóricos de transferencia de masa, debido a que la superficie interfacial entre las fases se mantiene fácilmente bajo el control y puede medirse. Caracteristicas de este aparato de dispersion de liquidos Ventajas   

Tienen una elevada relación entre la superficie y el volumen facilitando la transferencia de calor entre el líquido y la pared en la columna Tienen un bajo tiempo de contacto Accesibilidad del tubo para su limpieza

Desventajas Dificultad para minimizar los efectos finales Formacion de ondas en la superficie para caudales elevados Para pequeños caudales de liquido, para superficies engrasadas o poco mojables o para liquidos de muy alta tension superficial puede ocurri un mojado defectuoso es decir puede romperse la pelicula y circular el liquido por arroyos disminuyendo la transferncia de calor

Absorción química con una reacción química rápida A partícula del gas B partícula del líquido no volátil C partícula del producto (no volátil y más viscoso) Reacción exotérmica Reacción química rápida

Los fluidos se encuentran puros Al principio la velocidad del proceso solo va a estar limitada por la difusión del seno del líquido hacia la interface y la velocidad de reacción al reaccionar el calor de reacción sera transferido a la pared que normalmente está expuesta aun liquido de enfriamiento y hacia el gas El producto al ser más viscoso se va a difundir hacia la pared y el contacto con el gas a medida que se descienda por el tubo el grosor de la película va a ir aumentando y la resistencia a la difusión va hacer apreciable en el cálculo de la velocidad de proceso y en las partes del final de tubería al haber una menor concentración de partículas de A y una mayor resistencia a la difusión la reacción se hará mucho más lenta e incluso se puede despreciar.

Aplicaciones Industriales Industrialmente se han utilizado como intercambiadores de calor y también como para gases un caso son los absorbedores para ácido clorhídrico, en donde la absorción va acompañada por una gran evolución de calor (exotérmica). En este caso, la torre de paredes mojadas está rodeada por agua fría que fluye rápidamente. Los aparatos de varios tubos también se han utilizado para la destilación, en aquellos casos en que la película del líquido se genera en la parte superior por condensación parcial del vapor. La caída de presión del gas en estas torres es probablemente menor que en cualquier otro aparato de contacto gas-líquido, para un conjunto dado de condiciones de operación. Su uso como reactor químico es el de utilización como reactor de sulfatación de compuestos orgánicos para la síntesis de tenso activos debido a que la torre mojadas puede eliminar la gran cantidad de energía que libera esta reacción

TORRES Y CÁMARAS DE ASPERSIÓN

Torres de aspersión y cámaras de aspersión. Consisten en recipientes cilíndricos vacíos o rectagulares de acero o de plástico y boquillas la aplicación de líquido en los vasos. Que el ascenso de su flujo puede ser a contracorriente, como en las torres verticales con el líquido atomizado hacia abajo, o paralelo como en las cámaras horizontales de aspersión En las cámaras de aspersión de flujo a favor de corriente. Debido a que la corriente de gas no "empujar" contra los aerosoles líquidos, las velocidades de los gases a través de los vasos son más altos que en las torres de aspersión de flujo en contracorriente. Flujo de contracorriente expone al gas de salida con la concentración de los contaminantes más bajo hasta el líquido de lavado más actualizado. Muchas boquillas se colocan a través de la torre a diferentes alturas para pulverizar todo el gas a medida que se mueve hacia arriba a través de la torre. Las razones para el uso de muchas boquillas es maximizar el número de finas gotitas que impactan las partículas contaminantes y para proporcionar una gran área superficial para la absorción de gas. En una torre de pulverización, la absorción se puede aumentar al disminuir el tamaño de las gotitas de líquido y/o el aumento de la relación de líquido a gas. Sin embargo, para llevar a cabo cualquiera de éstos, se requiere un aumento tanto de la energía consumida y el costo operativo. Además, el tamaño físico de la torre de pulverización limitará la cantidad de líquido y el tamaño de las gotitas que se pueden utilizar

Estos aparatos tienen la ventaja de una baja caída en la presión del gas. La principal ventaja de las torres de aspersión sobre otros depuradores es su diseño completamente abierta; que no tienen partes internas excepto para las boquillas de pulverización. Esta característica elimina muchos de la acumulación de sarro y problemas de taponamiento asociados con otros depuradores. Los principales problemas de mantenimiento son por aspersión boquilla de conectar o erosión, especialmente cuando se utiliza líquido lavador reciclado. Para reducir estos problemas, un sistema de sedimentación o filtración se utiliza para eliminar las partículas abrasivas desde el líquido de lavado reciclado antes de bombear de nuevo en las boquillas;

pero, por otra parte, tienen ciertas desventajas. El costo de bombeo para el líquido es relativamente elevado, debido a la caída de presión a través de la boquilla atomizadora. La tendencia del líquido a ser arrastrado por el gas saliente es considerable, y los eliminadores de neblina son necesarios casi siempre. A menos que la relación diámetro/longitud sea muy pequeña, el gas se mezclara bastante con el atomizado; además, no se puede obtener completa ventaja del flujo a contracorriente. Sin embargo, la relación diámetro/longitud no puede, generalmente, hacerse demasiado pequeña, puesto que entonces el atomizado alcanzará rápidamente las paredes de la torre y no servirá como atomizado. Aplicaciones Las torres de aspersión pueden ser muy eficaces en la eliminación de contaminantes si los contaminantes son altamente solubles, o si un reactivo químico se añade al líquido. Por ejemplo, las torres de aspersión se utilizan para eliminar el gas HCl a partir de los gases de escape de cola en la fabricación de gas de ácido clorhídrico.

En la producción de superfosfato utilizado en la fabricación de fertilizantes, SiF4 HF y los gases se ventilan desde varios puntos en los procesos. . Las torres de aspersión también se utilizan para la eliminación de olores en las industrias de fabricación de sebo harina de hueso y por la depuración de los gases de escape con una solución de KMnO4. Debido a su capacidad para manejar grandes volúmenes de gas en atmósferas corrosivas, torres de aspersión se utilizan también en un número de sistemas de desulfuración de gases de combustión como la primera o segunda etapa en el proceso de eliminación de contaminantes.