Se ha informado de un estudio experimental de absorcin de gas no isotrmico en columnas de platos, junto con una comparacin de los resultados con los valores calculados por el procedimiento desarrollado en la Parte I. Los experimentos se caracterizan por la integridad de las mediciones, con lo cual no hay parmetros ajustables libremente permanecieron durante la comparacin con la teora. Esto exige, adems de los datos fisicoqumicos usuales, los tres eficiencias placa Murphree y stos se determinaron como funciones de las variables de funcionamiento en un absorbedor de una placa. Las condiciones utilizadas en los experimentos de absorcin incluyen alimentar a las concentraciones de gases de 0 a 12% "3, humedades gas de alimentacin de 0 a 80%, diversos ratios de L / G,y, o bien 5 placas casquete de burbujeo o 11 bandejas de tamiz. Tras un anlisis de los errores experimentales, mtodos estadsticos se han utilizado .para evaluar el grado de acuerdo entre las variables medidas y calculadas. Estas comparaciones han considerado principalmente las concentraciones y temperaturas de lados corrientes que salen de los absorbedores, y tambin la temperatura y, en cierta medida los perfiles de composicin desarrollados dentro de ellos. El alto grado de acuerdo entre todos los experimentos y computacionalmtodo propuesto en la primera parte demuestra la fiabilidad y flexibilidad de este mtodo y tambin muestra la precisin requerida de los datos necesarios para su implementacin. La debilidad de los mtodos ms antiguos se demuestra claramententroduccinJohn R. Bourne, * Urs von Stockar,Technisch-Chemisches Laboratorium ETH, CH-8006 Zurich, Suiza y George C. Coggan Gamma Associates Ltd., Nottingham, Gran Bretaa Un estudio experimental de absorcin de gas no isotrmico en columnas de platos se informa, junto con uncomparacin de los resultados con los valores calculados por el procedimiento desarrollado en la Parte I. Los experimentos se caracterizan por la integridad de las mediciones, con lo cual no hay parmetros ajustables libremente se mantuvieron para la comparacin con la teora. Esto exige, adems de los datos fisicoqumicos usuales, los tres eficiencias placa Murphree y stos se determinaron como funciones de las variables de funcionamiento en un absorbedor de una placa. Las condiciones utilizadas en los experimentos de absorcin incluyen alimentar a las concentraciones de gases de 0 a 12% "3, humedades gas de alimentacin de 0 a 80%, diversos relaciones L / G, y, o bien 5 placas casquillo de burbuja o 11 bandejas de tamiz. De acuerdo con un anlisis de la errores experimentales, mtodos estadsticos se han utilizado .para evaluar el grado de acuerdo entre las variables medidas y calculadas. Estas comparaciones han considerado principalmente las concentraciones y temperaturas de lados corrientes que salen de los absorbedores, y tambin la temperatura y, en cierta medida los perfiles de composicin desarrollados dentro de ellos. El alto grado de acuerdo entre todos los experimentos y el mtodo de clculo propuesto en la primera parte demuestra la fiabilidad y flexibilidad de este mtodo y tambin muestra la precisin requerida de los datos necesarios para su implementacin. La debilidad de los mtodos ms antiguos se demuestra claramente.En la parte I de este estudio (Bourne, et al., 1974), un procedimiento de clculo, sobre la base de una simulacin dinmica, se propuso que permite un tratamiento riguroso de la absorcin de gases en columnas de platos con la consideracin de todos los efectos del calor. La relevancia y ms importantes consecuencias de estos efectos se demostraron computacionalmentealiado. El objetivo es ahora para mostrar con la ayuda de datos experimentales que la diferencia de concentracin desarrolla travs de una columna de absorcin, el nmero de platos reales, y el perfil de temperatura en la fase lquida se pueden predecir con exactitud adecuada. Tambin ser indicandoed que a menudo inaceptablemente grandes errores se producen cuando el riguroso, el procedimiento se sustituye por una de las aproximaciones anteriormente reportados en la literatura, con lo que se descuidan algunos o todos los efectos del calor. Tambin se considerarn los datos necesarios para un clculo exacto, su medicin, correlacin, y su precisin requerida. Muy pocos resultados experimentales de la exactitud e integridad necesarias han sido reportados en la literatura para permitir una comparacin adecuada entre la teora y la experimentacin. Las primeras mediciones que muestran claramente los efectos del calor en columnas de platos fueron publicados en 1971 (Stichlmair y Mersmann, 1971). Al elegir un sistema de prueba para nuestros experimentos, un solvente voltil era baratobusc y fue elegido el agua. Los gases posibles incluyen NH3, CH30H, HC1, y HCOOH. Los datos de presin parciales para CH30H son demasiado incierto, y los de HC1 y HCOOH son ms caractersticos de la absorcin con reaccin qumica, siendo excepcionalmente pequea y la temperaturaindependiente hasta altas concentraciones de gas disuelto. El sistema elegido fue aire Nha-H2O.El absorbedor ExperimentalLa columna. Se emplearon columnas de vidrio comerciales, lo que podra ser fcilmente cambiados de acuerdo a los objetivos particulares de los experimentos,. Cinco placas de tapa de burbuja siempre se utilizaron, dejando de ese modo suficiente NH3 en el gas producto para permitir el anlisis qumico preciso. El Diameterof interior de la columna y la separacin entre.dos placas eran 0,05 m (Figura 1). La columna estaba rodeado de un manto de vaco, que fue plateado con excepcin de dos bandas verticales. Las precauciones para asegurarestrictamente operacin adiabtica habra sido innecesaria para un dimetro ms grande, columna de absorcin fuera del laboratorio, debido a su superficie de enfriamiento significativamente menor por unidad de volumen. Algunas de las columnas investigados estaban equipados con un bolsillo de temperatura para cada plato; Se utilizaron los termoelementos de precisin. La parte fija del aparato. Cada columna fue acompaado por dos conectores de vidrio aislante-con camisa de vaco con la parte fija del aparato. Figura 2 es un diagrama de flujo del aparato completo. Cualquier humedad relativa deseada entre 0 y 80% podra seralcanzado mediante la mezcla de dos corrientes de aire, el haber sido completamente seca sobre gel de slice(3) y el otro parcialmente saturado con vapor de agua en una columna de pared mojada (2). Unclula de medida elctrica (HR 1) registr la humedad del gas de alimentacin continua. Los flujos de aire se midieron con rotmetros calibrados (4 y 5); su suma se mantuvo constante a aproximadamente 7,7 x 10-4 m3 sec-1, que TO-juntos con una concentracin de NH3 12% en el gas de alimentacin corresponda a una velocidad del gas superficial de 0,16 m seg-1 en el absorbedor.El, agua destilada disolvente, pas a travs de un sistema de rotmetros, vlvulas y una bomba dosificadora (11-14). Luego fue llevado a la temperatura de entrada se requiere en un calorintercambiador (16) y finalmente bombeada a la columna a lo largo de una tubera con camisa termostatizada.Concentracin y Medidas de temperatura. La base del anlisis de NH3 era titulacin. Flujos pequeos se retiraron continuamente desde cada una de las principales corrientes de gas y pasan a travs de soluciones de HCl (9), que fueron ms tarde valora por retroceso. La extraccin de estos dos flujos sehecha simultneamente durante un perodo de alrededor de1 hr. El pH de la solucin del producto se registr de forma continua y el contenido de NH3 se determin por valoracin peridica deEl producto de la humedad del gas de alimentacin se midi por la clula humedad rH 1. La segunda clula rH 2 monitoreado el gas producto y tuvo que ser calibrado y especialmente

cambiado peridicamente, debido a la influencia de la presente NH3. Las temperaturas de las corrientes de alimentacin y de productos se midieron con termmetros calibrados mercurio-en-vidrio. Termopares de precisin (10) se utilizaron para medir las temperaturas en fase lquida sobre cada placa y se alimentaron las tensiones UIA un interruptor selector especial a un voltmetro digital, y paraun plotter. Exactitud. Todas las cantidades necesarias para los balances de masa y energa alrededor de la columna se midieron directamente.Sus errores absolutos y relativos se muestran en la Tabla I. Los errores medias relativas de los balances de energa y de amonaco fueron, respectivamente, + 0,65% (media de 18 carreras)y + 0,42% (media de 28 experimentos). Las desviaciones estndar de los errores en los saldos de amonaco y de energa para una sola carrera fueron 2,32 y 2,82%. Test (Studentst) no mostr errores estadsticamente significativas en ninguno de los balances. Esto demostr la ausencia de errores sistemticos y tambin que la columna est mantenido adiabticamente,simplificando de este modo los clculos posteriores.Evaluacin de los experimentos. Un programa ALGOL, que contiene todas las constantes de calibracin para el aparato, tom en las mediciones experimentales primas y preparadoNH3 y energa saldos. Las mediciones no fueron sin embargo directamente comparados con los resultados de la simulacin por ordenador de absorcin de gas no isotrmico. Esto habra implicado la comparacin de mediciones primas, cuyos saldos mostr errores de unos pocos por ciento, con resultados informticos internamente consistentes, resultando en unrepresentatively grandes desviaciones. Con elayuda de un programa ALGOL ms iterativo, la entrada y salida de los flujos de NH3 se ajustan por cantidades proporcionales a sus respectivas desviaciones estndar hasta elNH3 balance de masa estaba satisfecho. (En este caso los errores relativos fueron aproximadamente iguales (Tabla I) y as cada flujo de NH3 se cambi por el mismo porcentaje.) Latrmino ms incierta en el balance de energa se refiri al contenido de vapor de agua del gas producto Y2,1 El material celular LiCl interacta con vapor de agua en la presencia deNH3 de una manera diferente, dependiente del tiempo como cuando estaba ausente y NH3, incluso con la comprobacin frecuente de la calibracin, una cierta prdida de exactitud resultado. Por consiguiente, el balance de entalpa se corrigi mediante el ajuste del contenido de vapor de agua del gas producto. Estos cambios fueron normalmente una humedad relativa pequeo porcentaje.

Figura 2. Diagrama de flujo de todo el aparato: (1) vlvula de control para la alimentacin de gas, (2) la cada columna de pelcula para la humidificacin del aire, (3) de la torre de gel de slice para el secado de aire, (4) rotmetro para aire seco, (5) rotmetro para el aire hmedo, (6) rotmetro para el amonaco, (7) termostato, (torre 8.mixing, (9) para el anlisis de gases NH3 (10) termopares para medir la distribucin de temperatura en la columna, (11) rotmetro para el agua, (12) rotmetro para el agua, (13) depsito de nivel (presin atmosfrica), (14) bomba de dosificacin, (15) espacio de amortiguacin de aire , (16) bao de agua termostatizado como intercambiador de calor.

Comparacin entre experimento y clculo

Base de comparacin. La comparacin cubierto 37 experimentos con cinco columnas de platos, de los cuales ocho fueron llevadas a cabo sin NH3 con el fin de aislar y estudiar lala evaporacin del disolvente-agua. Las siguientes cantidades se cambiaron: alimentacin concentracin de gas Y1, N + 1, 0 aproximadamente5%, aproximadamente 10 a 12% en moles; caudal de agua L1,0 04.10 A 7 * 4.10 KG / SEG; agua para la relacin aire L / G, 0,26 a 4,6 mol / mol; humedad relativa del gas de alimentacin que corresponde a y2, N + 1 0 a 8O%, 0 a aproximadamente 2% en moles Con el fin de comparar los resultados con el mtodo riguroso computacional propuesto en la parte I, los datos fisicoqumicos y caracterstico de una placa de tapa sola burbuja eran necesario.

(a) los datos fisicoqumicos consistan en (1) el equilibrio presiones parciales de NH3 y H20 como funciones de la temperatura y composicin; (2) el calor integral de la solucin deNH3 como una funcin de la temperatura y la composicin, junto con el calor de evaporacin de H2O; y (3) los calores especficos de todas las sustancias, en parte, como funciones de la temperatura. Estos datos fueron obtenidos a travs del anlisis y el examen crtico de todas las fuentes de la literatura (Stockar1972) y se expresaron en el programa principal, ya sea como ecuaciones de regresin o como valores tabulares.(b) Caractersticas de una placa nica burbuja casquillo consistan en (1) la cada de presin como una funcin de la tasa de flujo de gas; y (2) la informacin sobre la cintica de los tres fenmenos de transporte. Estos se expresaron en eq 4-7 de 1 parte a travs de tres eficiencias placa Murphree que, debido a la presencia del gas portador inerte, eran mutuamente independientes. Mientras que el resto de la informacin disponible en la literatura o sea accesible a travs de mediciones simples,las eficiencias en el mejor de Murphree pueden estimarse aproximadamente. Esta incertidumbre era inaceptable para la presente investigacin; que haba sido mostrado en la Figura 9 de la parte I, por ejemplo, que laValor E2 determina significativamente el perfil de temperatura en fase lquida. Tendrasido trivial para llevar nuestras mediciones en excelente acuerdo con los resultados de nuestro procedimiento de clculo mediante el ajuste de las tres eficiencias Murphree. De hecho esto se ha hecho en los estudios anteriores de noniso-absorcin de gas trmico, ya que en ningn caso eran las tres eficiencias conocidas con suficiente precisin (Stichlmair, 1971; Nagel y Thielen, 1972). Al examinar crticamente la exactitud y utilidad de un procedimiento de clculo, uno puede no PROCEDE ajustando parmetros desconocidos. El diseador de un absorbedor debe obviamente tambin estar en la posicin para disear sin experimentos en la columna final. Por lo tanto, mediciones se realizaron en una placa sola burbuja-cap del mismo diseo que las placas en los absorbedores de cinco etapas.Por tanto, el mtodo de diseo es el PROCEDEpor esta va y se qued para establecer el nivel de precisin necesario en los datos de diseo. Los resultados de muchas pruebas en una columnacon una placa mostr que los tres eficiencias dependan de diferentes maneras en(mg / L) ,, y de la concentraciny niveles de temperatura. Estos experimentos y su correlacin en forma de modelos matemticos se describen en el Apndice (disponible como microfilm; vase el prrafo enfin del papel con respecto a material complementario). Las expresiones matemticas de las eficiencias fueron implementados en una subrutina de la absorcin de gas principalprograma, que ser convocado para cada clculo plato. Los tres eficacias se determinaron localmente a partir de elementosque representa las condiciones que prevalecen sobre cualquier plato. Interpretacin de los experimentos. Diferentes variables pueden considerarse independientes, dependiendo de la formadel experimento. Aqu las comparaciones entre los resultados de los experimentos y varios clculos tericos (rigurosa, aproximado) estn hechos para un fiveplate, columna dada, burbuja-cap para los que se conocen todos los datos y funciones relevantes. Las concentraciones de NH3 finales alcanzados en el gas producto bajo diversas condiciones de funcionamiento a continuacin, se pueden comparar. La Figura 3 muestra el topo medido por ciento NH3 en el gas productocomo abscisa, que va de 0,7 a 8%, dependiendo de las condiciones de absorcin. Las ordenadas muestran la correspondiente calculado por ciento NH3 en el gas producto; Se emplearon tres modelos computacionales. Unopretende, por tanto, el modelo que siempre ofrece la concentracin correcta de gas de salida,es decir, cuyos valores siempre caen en el45 "diagonal, que se muestra como la lnea continua. Otra forma de comparar los resultados es sobre la base del nmero de placas reales necesarios para una separacin dada (clculo de diseo), mediante el cual el valor correcto es5. El nmero de placas predichos por los tres principales teoras para tres experimentos seleccionados al azar se representan en la Figura 4. El parmetro de los experimentosfue la relacin L / G y los resultados experimentales completos figuran en el Cuadro 11. isotrmica Absorcin. Los tringulos en la Figura 3 se refieren a aquellas concentraciones de salida de NH3 en el gas producto que

Figura 3. Comparacin de las concentraciones de gases de productos medidos y calculados: (CIRCULO) solucin exacta, (TRIANGULO) aproximacin isotrmica, (RECTANGULO) el simple modelo adiabtico.

igura 4. Concentracin de NH3 en el gas producto como funcin del nmero de platos reales: (- - -) aproximaciones, (-) solucin exacta: curva superior, simple modelo adiabtica; curva inferior, modelo isotrmico; lnea horizontal, Y1.1 medido.resultara de absorcin isotrmica a la temperatura del agua que entra. Al dejar de lado la cada de NH3 solubilidad causada por el calor de solucin, los valores calculados ofy1,1 convertido en algunos 100% demasiado pequeo, en un alto grado de absorcin (el caso industrialmente importante). La isoterma de McCabe-Thiele construccin de la figura 5 conduce a una concentracin de salida que es un factor de 3 demasiado pequeo. El valor medido (No.84 experimento) est representado por el cuadrado de la escala de ordenadas. Clculo isotrmica conduce naturalmente a grandes errores en las otras cantidades, por ejemplo, gas de producto y la temperatura de la solucin: los errores hasta 13 K

Figura 5. Diagrama de McCabe-Thiele para la corrida no. 84; aproximacin isotrmica: (cuadrado) y1,1 medido

Figura 6. Diagrama de McCabe-Thiele para la corrida no. 84; modelo simple adiabtica: (cuadrado) y1,1 medido, (triangulo) y1,1 isotrmicase habran necesitado placas, de acuerdo con el modelo adiabtica simple, para alcanzar la concentracin de NH3 de salida medida (Figura 4). Figura 4 tambin predice un nmero infinito de placas para las concentraciones de los experimentos no. 84 y 86. En los tres casos, sin embargo fueron utilizados ac- tualmente cinco placas.Cuando se emplean las dos aproximaciones simples para la absorcin de gas, se obtiene dos valores, entre los cuales elverdadera respuesta se encuentra. Con un nmero dado de placas, estas dos concentraciones de gases de salida a menudo difieren por un factor de 3. CuandoSin embargo se da el grado de separacin, el diseador obtiene valores para el nmero de placas, que puede caer entre un nmero pequeo y el infinito. Estos procedimientos sonde poco valor en la definicin de resolver rpidamente y econmicamente las demandas para ser colocado en una columna de absorcin de gas.La solucin rigurosa. La Figura 7 es el diagrama de McCabe-Thiele determinado por el mtodo de clculo descrito en la parte I y teniendo en cuenta correctamente todos los efectos del calor.La temperatura mxima se desarrolla dentro del absorbedor, produciendo una curva de equilibrio convexa. Tabla I11 contiene las concentraciones y temperaturas de ambas fases como funciones de la posicin en la columna. La figura 7 muestra una buena concordancia entre la calculada (punto negro) y los valores medidos (cuadrados) de y1,1. Del mismo modo buen acuerdo es mostrado por todos los valores y1,1, resumidos en la Figura 3, donde los puntos negros coinciden bien con la lnea continua. Las otras variables tambin podran ser predichas por el mtodo de simulacin dinmica, con las desviaciones promedio mostrados en la Tabla IV. Para cualquier pi propiedad medida (m) y calculado (c) para las condiciones de funcionamiento i, la desviacin media absoluta sobre n experimentos es D = sumatoria de i = 1 ^ n (PCI-PMI) / ni la desviacin relativa se obtiene de manera similar, excepto que cada desviacin se divide por la tarde

Figura 7. Diagrama de McCabe-Thiele para la corrida no. 84; solucin exacta: (triangulo) aproximacin isotrmica, (negro cubo) el simple modelo adiabtica, (circulo) solucin exacta, (blanco cubo) mide la concentracin de gas producto Pruebas t estadsticos mostraron que las desviaciones entre la miden. y los valores de la temperatura del gas de producto y el contenido de NH3 y H20 del ducto computarizadagas y pro- solucin esparcidos al azar alrededor de cero. Una desviacin estadsticamente significativa de cero (99% con 36 grados de libertad) se indica para el TL, el valor de N (la temperatura de la solucin de producto), que en promedio se calcul 0,36K demasiado bajo (Stockar, 1972). el error en la prediccin de la columna en la Tabla IV se refiere a la desviacin estndar de medida acerca de los valores calculados, es decir, la raz cuadrada desumatoria de i = 1 ^ n * ((PCI -Pmi) ^ 2) / n, Que cuenta con n grados de libertad, o el valor relativo correspondiente. Una estadsticaTest F a continuacin, permite una comparacin de lavarianza entre los valores calculados y medidos de cualquier propiedad con la varianza de los errores en la medicin de esta propiedad. La ltima columna de la Tabla IV muestra quelas varianzas de error aparecen a menudo para ser ms grande que las varianzas de medicin. Esta declaracin tiene mayor importancia para las temperaturas; las concentraciones fueron,sin embargo, predicho por el ordenador casi dentro de sus rangos de medicin. Hay que recordar incluir en este contexto no slo los errores de medicin de la TablaI, sino tambin las influencias de los errores potenciales en el calor de solucin, las presiones parciales de agua y NH3 las tres eficiencias Murphree, etc. Las desviaciones y errores en consecuencia la Tabla IV de todas estas fuentes. Otra manera de juzgar la exactitud del mtodo de clculo se propone en parteI es concentrarse en el nmero de platos reales necesarios para alcanzar una separacin dada.Para la mayora de carreras, el valor conocido de cinco aos se calcul, como, por ejemplo, en la figura4 de carreras no. 81 y 84. Ejecutar no. 86utilizado un L mucho menor / G (Tabla 11) como uno tendra para un absorbedor de prctica y la desviacin en y1.1 fue relativamente alta; expresado de otra forma entre seis y sieteplacas reales fueron demandados por el clculo. Una suma error medio fue construido, que contena los errores de prediccin de todas las cantidades medidas para esta ejecucin, y esto pas a travs de un mnimo enN = 5 (Stockar, 1972). La desviacin se muestra en la Figura 4 debe haber sido debido a unaerror en la ofyl medicin, l durante la marcha no. 86.Perfiles de temperatura. Las figuras 8 y 9 muestran algunos perfiles de temperatura calculados y medidos para la fase lquida, que tambin sirven para evaluar nuestro procedimiento. El parmetro principal es la relacin L / G, que es alto para correr no. 81, moderada por carreras no. 83 y 84, y baja para la corrida no. 86 (Cuadro 11). La comparacin de todos los experimentos sobre esta base mostr que no slo la forma del perfil de temperatura se podra predecir de forma fiable, sino tambin que las desviaciones de temperatura eran del orden de unas pocas dcimas de grado. Influencia de diversos parmetros de funcionamiento. La Figura 3 demuestra no slo que el procedimiento de clculo riguroso siempre predice de manera fiable el con- gas productocentracin, pero permite tambin algunas conclusiones sobre la importancia relativa de los efectos del calor individuales. Los puntos en el lado izquierdo de la Figura 3 (con la excepcin de los dos valores rodeadas) tienen una alta relacin L / G y un alto grado de absorcin de NH3; estas cantidades son correspondientemente pequea en el lado derecho. La investigacin en la parte I de la influencia de L / G sobre los efectos del calor predijo que, bajo alta L / G ratios de lacalor de disolucin era dominante, por lo que el modelo sencillo adiabtico debe ser aproximadamente verdadera. Figura 3 confirma la utilidad de este modelo en esta regin, al menos como una aproximacin, mientras que la absorcin isotrmica definitivamente no tiene lugar. La evaporacin del solvente y la transferencia de calor directa entre las fases son cada vez ms insignificante abaja relacin L / G. Los pequeos cuadrados (sencillo modelo adiabtica) se apartan cada vez ms de la verdadera situacin en la mitad derecha de la figura 3. Los perfiles de temperatura en el absorbedor (Figuras 8 y 9) el cambio en la direccin

predicho en la parte I. La Figura 3 muestra que la aproximacin isotrmica tiene cierta validez a baja relaciones L / G y bajos grados de absorcin. La interpretacin es que, en primer lugar latransporte de calor a travs de la fase de gas grande trae las temperaturas en la columna de ms cerca a los valores isotrmicas. Ms importante es, sin embargo, el hecho de que la concentracin verdaderapara la absorcin de la fuerza de conduccin cerca de la base de una columna puede superar el valor para la operacin isotrmica. El de la derechalateral de la Figura 3 muestra que la aproximacin isotrmica puede comenzar a descomponerse de nuevo a baja, y tambin en alto, grados de absorcin. Los dos tringulos encima del "show diagonal 45 cmo los efectos de calor permiten una mayor absorcin que en el caso isotrmico.Los efectos del calor son en general menos importante cuando se lava diluir las mezclas de gases. Los resultados anteriores se referan a un 12% en moles de NH3 en el gas de alimentacin. La Figura 10 se refiere, sin embargo,algunos 5 mol 70 NH3 en la alimentacin y dos de alto L / G ratios de 4,7 y 2,5. Aqu la capacidad calorfica del lquido es lo suficientemente alta para absorber el calor de la solucin sin significativamentela temperatura no puede aumenta. Todos los procedimientos de clculo y luego dan el mismo resultado paray1,1 como se muestra. A medida que el flujo de lquido cae, con el mismo por ciento NH3 en la alimentacin, slo elclculo isotrmica, como se explic anteriormente, conserva cierta validez. Dos experimentos con L / G proporciones de 0,95 y 1,1 aparecen en el lado izquierdo de la Figura 3, debido a laLa concentracin de gas de alimentacin 5%, y se rode para su identificacin. Ingenio Obviamente estos dos puntos no se pueden con los dems, que tenan una concentracin de gas de alimentacin de 11 a 12% de NH3 Parece que, cuando el gas de alimentacin es suficientemente dilad, el clculo exacto se puede aproximar por el isotrmica uno sobre una amplia gama de relaciones L / G. La Figura 11, que es un extracto de la Figura 3, representacuatro grupos, cada uno de los dos o tres experimentos, donde theprincipal parmetro es la humedad del gas de alimentacin. La serie de carreras no.17, 18, y 19 se llev a cabo con una relacin L / G aumentando lentamente y la cada de temperatura de entrada del agua. Las dos aproximaciones predijeron por lo tanto, una salida de y1,1 concentracin de gas que cae en la secuencia 17, 18, 19. Es claro, sin embargo, que las concentraciones de NH3 aumento de salida eran

medido. La interpretacin es que del 17 al 19 hubo un aumento sistemtico en la humedad relativa del gas de alimentacin de 10 a80%. El efecto del calor resultante, Le., Unlimitacin de la capacidad de la fase de gas para agua evaporada, ha demostrado ser dominante en este caso. La solucin exacta dio concentraciones de salida correctas. Algunas influencias de la humedad del gas de alimentacin sobre los perfiles de temperatura y vapor de agua en el absorbedor se pueden veren la Figura 12. La humedad ascendente de la alimentacin en la secuencia 87, 88, 89 se muestra en la parte derecha del diagrama superior. JPerfiles de temperatura inestable estatales. Los efectos competitivos del calor de la solucin y el calor de vaporizacin del disolvente se pueden rastrear con claridad en el momento de-pendencia de los perfiles de temperatura de un absorbedor, durante el arranque y la parada.Las figuras 13 y 14 representan, respectivamente, los perfiles de temperatura despus de un cambio de paso en la concentracin NHs del gas de alimentacin de 0 a 10 mol 70 y de 10 a 0%. Estos perfiles se midieron con un plotter multicanal; que corresponden a la puesta en marcha y parada. La columna estaba operando como una torre de enfriamiento antes de la stepup en la concentracin NHJ y el perfil montonamente cada fue resultado de la evaporacin del agua y la transferencia directa de calor sensible

Perfil cayendo el resultado de la evaporacin del agua y la transferencia directa de calor sensible. L / G era 1,64 y el gas de alimentacin seca. El calor liberado de la solucin se calent rpidamente la placa inferior y ms lentamente eleva las temperaturas de las placas anteriores, debido a que la onda de la temperatura y la concentracin de NH3 en la fase gaseosa fueron viajando en contracorriente con el disolvente. El perfil monotnicamente creciente despus de 2 min comenz a experimentar un retraso en la placa inferior en el prximo 2 min (Figura 13), lo que indica los efectos de la evaporacin del disolvente. Esto condujo finalmente a una temperatura mxima dentro de la columna, que se traslad desde la placa 4 hasta el absorbedor a la placa 3 en este caso.En detener el NH3 en la alimentacin (Figura 14), todas las temperaturas de la placa cayeron. El enfriamiento fue ms fuerte en la placa inferior, donde se produjo la evaporacin rpidamente, y estoefectuar transmitida en s hasta el absorbedor,de modo que la temperatura mxima fue finalmente establecido en la parte superior de la columna.Prueba de perfiles de concentracin. Debido a las pequeas dimensiones de nuestra absorbedor de prueba, result imposible para medir los perfiles de otros que el perfil de temperatura del lquido. Para demostrar que la simulacin dinmicade una parte tambin puedo determinar correctamente los perfiles de otros, se tomaron los resultados de Stichlmair y Meersmann (1971). Estos thors au estudiaron una columna de platos perforados de alto X 2,75 m 0,15 m de dimetro, equipado con 11 platos, y haban sido capaces de medir, para cada plato, las temperaturas del lquido y gas, la concentracin de lquido, y, en algunos casos. incluso la concentracin de gas. Los autores generosamente comunicados a nosotros todos los detalles de sus mediciones. Las carreras que aqu se consideran utilizados "3-aire HZO como el sistema, junto con las siguientes condiciones de funcionamiento

Los Murphree placa eficiencia E1 y Et se determinaron como valores medios de 80 y 100% a partir de la medida de NH3 y perfiles de temperatura. La eficiencia para el agua(E2) no se pudo obtener de esta manera. En contraste con nuestras propias mediciones, nos vimos obligados a ajustar el valor de E2, de modo que los distintos perfiles calculados de acuerdo con los resultados experimentales. La mejor reproduccin de los perfiles fue alcanzado por E2 = 80%; se utiliz este valor tambin por Stichlmair(1971). El excelente acuerdo resultante con los experimentos se muestra en la figura15 y 16. La primera diagrama es tpico para el funcionamiento con alta relacin L / G y se aproxima el modelo sencillo de la absorcin adiabtica. La segunda cifra representa una reduccin de la capacidad de absorcin en elmedio de la torre, debido a la tendencia hacia una meseta de temperatura (parte I).

ConclusionesLa investigacin experimental establecido cuantitativamente la importante influencia de los efectos del calor sobre la absorcin de gas fsico. Los cambios de temperatura de unos 20 K fcilmentesurgi en las columnas al absorber el amonaco. La disminucin resultante de la solubilidad podra causar prdidas de soluto en el gas producto, que eran hasta tres vecesgrande como para una operacin isotrmica. Consideracin de los efectos del calor en el diseo y operacin de columnas de absorcines, en general, inevitable. Los experimentos tambin confirmaron la marcada influencia de extraccin de calor de la fase lquida, cuando el disolvente es voltil, por ejemplo, agua. El modelo simple de absorcin adiabtica, descuidando esta evaporacin, no siempre es aplicable y la prdida de soluto en el gas producto es a veces sobreestimada por un factor de2 por este modelo. La evaporacin del disolvente siempre mejora la absorcin. Los rangos de aplicabilidad de la isotrmica y adiabtica modelos simples son limitadas e imprevisible para un nuevo derecho por absorcin. La nica generalizacin parece ser seguraque absorciones con gases de alimentacin suficientemente diluidas pueden ser tratados como isotrmica. Sigue siendo, sin embargo, para definir "suficientemente diluida" en cada caso.El modelo de estado-espacio, desarrollado en la parte 1, se ha aplicado a los datos experimentales recogidos por nosotros y por Stichlmair y Mersmann (1971). Esta aplicacin involucrada, para nuestras mediciones, parmetros no libremente ajustables; los datos fisicoqumicos fueron tomados de la literatura las cadas de presin y las tres y las eficiencias de la placa Murphree se midieron para una sola placa casquete de burbujeo. El acuerdo entre las temperaturas y composiciones (Tabla IV y Figura 3) medidos y calculados para nuestros cinco columnas de platos era bueno y las desviaciones eran, en parte, no es estadsticamente diferente de los errores experimentales (tablei). Las temperaturas y composicionesy clculos del nmero de platos reales eran igualmente satisfactorio. Errores y desviaciones sistemticas fueron casi ausente. Los resultados de estas diversas comparaciones claramente no slo muestran la cual los datos son necesarios para el clculo riguroso de absorcin de gas, sino tambin cmo estos pueden ser obtenidos y los niveles requeridos de precisin. Las influencias de diferentes condiciones de funcionamiento sobre la absorcin de acuerdo tambin con las predicciones computacionales. Significativo en estas investigaciones fueron la relacin L / G, alimentar a la humedad del gas, la concentracin de gas de alimentacin, y el nmero de placas reales. La conclusin general ms importante es que las aproximaciones para el clculo de los procesos de absorcin de gases tienen aplicaciones limitadas y deben reemplazarsepor el modelo de estado-espacio profundo. Este modelo es fsicamente realista, incluyendo todos los fenmenos pertinentes, computacionalmente simples y estables, y ofrece resultados que concuerdan bien con mediciones confiables