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Alumno. Alberto Borjas Celaya
Grupo. BI-BOU1-2202-B1-001
Matrícula. ES202100596
Unidad 3. Operaciones unitarias de transferencia de masa
Evidencia de Aprendizaje.  “Determinación y cálculo de altura de una columna empacada".
Docente. Carlos Arturo Carrasquedo Peñaloza.
Fecha. 18 de Agosto de 2022.

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A una columna de absorción entran 40 m3/h de una mezcla gaseosa de composición de 35% en volumen de amoniaco y 65% en volumen de aire. La absorción se verifica en contracorriente con agua que contiene 2% de peso de amoniaco a 20 °C y 1 atm, y se ha de recuperar el 90% de amoniaco contenido en la mezcla gaseosa.

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Cantidad de gas que entra al sistema: 40 m3/h
Composición del gas: 35% amoníaco y 65% aire
Contracorriente del agua: agua en 2% peso amoníaco con temperatura de 20°C y presión a 1 atm
Cantidad de amoníaco necesaria a recuperar: 90%

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Tabla de datos sobre la presión parcial del NH3

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Utilizando una tabla de datos de la cantidad de Amoníaco por cada 100 Kg de H2O se tiene los siguientes datos acomodados en esta tabla.

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A. Calcular la cantidad mínima necesaria de agua (Parte 1)

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A. Calcular la cantidad mínima necesaria de agua (Parte 1)

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Ahora se deberá realizar el cambio de fracción molar a relación, para ello utilizaré una tabla realizada en la actividad 2 de esta misma unidad.

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A. Cantidad mínima necesaria de agua (Parte 2).

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A. Cantidad mínima necesaria de agua (Parte 2).

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Utilizando la ecuación X = x/1-x & Y = y/1-y se obtiene la siguiente tabla de valores. Dichas ecuaciones se realizaron en Excel.

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Imagen de los cálculos realizados en word.

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A. Cantidad mínima necesaria de agua (Parte 3)

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A. Cantidad mínima necesaria de agua (Parte 3)

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Realizando los cálculos mostrados en la imagen, se obtienen los siguientes resultados.
Composición de la entrada de gas: y1 = 0.35    Y1 = 0.538
Composición de la salida del gas: Y2= 0.1    Y1 = 0.0538
Composición de la entrada de líquido: x2 = 0.0211  X2 = 0.0216
Gas de entrada por flujo molar: G1 = 1.665 mol Kg/h
Flujo inerte de gas: Gs = 1.082 mol Kg/h

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Absorcion-enfriamiento ESIQIE. (2020). Simulación de una columna de Absorción (Aire-Amoniaco-Aire). YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=kjMqRF6T9Ig&ab_channel=ABSORCION-ENFRIAMIENTOESIQIE

Fernández, G. (2015). Bases: Ingeniería Química. Academia Minas. https://www.industriaquimica.net/sites/industriaquimica.net/files/libros/bases-ingenieria.pdf

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B. Calcular la cantidad de etapas necesarias.

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B. Calcular la cantidad de etapas necesarias.

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Calcule la cantidad de etapas necesarias para efectuar la separación indicada en los requerimientos, si la cantidad de agua es 35% superior a la mínima y la eficacia de cada etapa es del 30%.

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Cálculo de la cantidad de etapas necesarias

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B. Calcular la cantidad de etapas necesarias (Resultado)

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B. Calcular la cantidad de etapas necesarias (Resultado)

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N teórico = 2.9
Número de procesos reales = 9.66 = 10

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Operaciones realizadas en word para obtener la cantidad mínima de agua necesaria.

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A. Cantidad Mínima necesaria de agua (Resultado)

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A. Cantidad Mínima necesaria de agua (Resultado)

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Resultado obtenido:
Ls(min) = 1.908 kgmol/h
34.35 kg/h

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Gráfica para estimar la cantidad de procesos.

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B. Gráfica para estimar la cantidad de procesos necesarios

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B. Gráfica para estimar la cantidad de procesos necesarios

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A través de esta gráfica se puede observar que la cantidad de procesos trazados son aproximadamente 3, es decir, 2.9 por lo que se considera como una N teórica, debido a que no está comprobada de forma aritmética.

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Para finalizar esta actividad es importante mencionar la importancia de las tablas de valores de presión parcial que son cruciales para poder realizar de forma plena dichas operaciones, también me gustaría mencionar que el cálculo de la cantidad mínima de agua necesaria nos ayuda a comprender de que forma puede funcionar una columna para la absorción de amoníaco aire, esto es realmente necesario para guardar amoníaco de muchas fuentes y así utilizarlo en la producción de fertilizantes y demás productos de gran importancia. Anteriormente se canalizaba el nitrógeno en el aire para crear amoníaco (algo sucedido durante la primera guerra mundial), sin embargo en la actualidad con el avance tecnológico ha permitido a la ciencia poder canalizar y obtener el amoníaco de diversas fuentes, entre ellas los microorganismos y aquellos encargados de dicho proceso son los Biotecnólogos profesionales, por ello dicha actividad es claro desarrollo profesional de manera personal.