DISEÑO DE
TORRES EMPACADAS EN EXTRACCIÓN
Las
ecuaciones que se utilizan son similares a las de desorción. Se utilizan para
soluciones diluidas y mezclas totalmente inmiscibles, utilizando coeficientes
globales.
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ALTURA DE
UNA ETAPA DE EQUILIBRIO TIPO
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HETS (m)
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Torre de aspersión
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3-6
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Torre empacada
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0.4-1.5
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Torre con empaque
estructurado
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0.5-1.6
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Torre de platos
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0.8-1.2
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Torre empacada con pulsación
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0.15-0.30
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Torre de Scheibel
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0.1-0.3
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Torre de Karr
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0.2-0.6
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Estas columnas son las más simples y sencillas.
•Presentan
baja eficiencia debido al escaso mezclado y como consecuencia su uso es
reducido en la industria.
El líquido
pesado entra por la parte superior de la torre de rocío, llena la torre, lo que
constituyendo la fase continua y fluye hacia fuera, por el fondo. El líquido
ligero entra a través de un distribuidor de tobera en el fondo, que lo dispersa
hacia arriba en forma de rocío de gotas pequeñas.
TORRE DE
EXTRACCIÓN POR ASPERSIÓN
El líquido
ligero fluye por las perforaciones de cada plato, y de ese modo, se dispersa en
gotas se elevan por la fase continua. El líquido pesado fluye horizontalmente
por cada plato y pasa al plato inferior por el tubo de descenso.
Las gotas del
disolvente ligero líquido tienden a elevarse.
Las gotas
dispersadas se aglutinan debajo de cada plato y se vuelven a formar por encima
de éste al pasar las perforaciones.
COLUMNA DE
PLATOS PERFORADOS
El líquido
acuoso pesado fluye hacia abajo en los platos, donde se pone en contacto con
las gotas flotantes y después pasa por la bajada del plato hacia el plato
inferior.
EXTRACTORES
AGITADOS
Columnas con agitación mecánica asistida.
•Se utilizan
cuando la tensión superficial es alta, y/o la diferencia de densidades es baja,
y/o viscosidades de los líquidos altas.
•Una serie de agitadores de paletas montados sobre un eje
giratorio central, proporcionan la agitación para ambas fases.
•Operan a
contracorriente.
Cada agitador
está separado del siguiente por una sección en calma constituida por un tamiz
de alambre que promueve el aglutinamiento de las gotas y la separación de las
fases.
CONTACTORES
DE DISCOS GIRATORIOS
Este aparato utiliza impulsores de turbina de disco con hoja
plana para dispersar y mezclar los líquidos y platos con compartimientos
horizontales para reducir el mezclado axial.
•Se utilizan
en la industria petroquímica para el furfural.
La torre está
dividida en compartimentos mediante desviadores horizontales y dentro de cada
compartimento se proporciona agitación mediante un disco horizontal giratorio,
situado en posición central
COLUMNA
SCHEIBEL
Es uno de
los extractores más eficaces debido a la disposición interna de los deflectores
que controlan el mezclado en las etapas. Es apropiada para aplicaciones en las
que se requiera un gran número de etapas.
En la torre
de Scheibel una serie de agitadores rotatorio de turbina forman dispersiones
que se aglomeran o coalescen al pasar a través de la malla tejida. Después la
mezcla pasa por la zona de sedimentación externa. Así la torre opera como una
serie de unidades de extracción de mezclado y sedimentación.
COLUMNA DE
PLATOS RECIPROCOS DE KARR
En el caso de
la columna de Karr las placas perforadas se mueven hacia arriba y hacia abajo
para aumentar la agitación y provocar pulsación en los líquidos. Esto da lugar
a una distribución más uniforme en cuanto al tamaño de gota, porque las fuerzas
de cizalla sobre la sección transversal de la torre son muy semejantes.
Columnas
agitadas que imparten su energía por medio de placas afectadas con movimientos
recíprocos o con flujos pulsantes de los líquidos.
COLUMNA DE
PULSOS
Son extractores en los cuales se aplica al contenido líquido
un movimiento rápido de vaivén de poca amplitud.
•Se ha
descubierto que la agitación producida de ese modo hace mejorar las velocidades
de extracción.
Una bomba con
émbolo reciprocante, bomba de fuelle o pulso de aire a alta presión se conecta
por el exterior al espacio que contiene el fluido continuo, para que todo el
contenido de la torre se mueva hacia arriba o hacia abajo. Los flujos de
entrada de las fases dispersa y continua entra y salen de la torre.
Se pueden
utilizar una torre empacada común o una torre con platos de tamizado especiales
pueden someterse a pulsaciones.
EXTRACTOR
CENTRÍFUGO DE PODBIELNIAK
Es el más importante del grupo.
•La rotación tiene lugar sobre un eje horizontal.
•El cuerpo del
extractor es un tambor cilíndrico que contiene cilindros perforados
concéntricos.
Los líquidos se introducen por el eje giratorio.
•El líquido ligero se conduce por el interior hacia la
periferia del tambor.
•El líquido
pesado hacia el eje del tambor.
FACTORES QUE
AFECTAN LA SELECCIÓN DEL EQUIPO
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
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EQUIPO
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VENTAJAS
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DESVENTAJAS
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CAMPO DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
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MEZCLADOR - SEDIMENTADOR
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BUEN CONTACTO ALTA EFICIENCIA
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ALTA INVERSIÓN GRAN ESPACIO
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PETROQUÍMICA, METALURGIA Y FERTILIZANTES
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CONTACTORES CONTINUOS SIN AGITACIÓN (DE PLATOS –
EMPACADAS)
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BAJO COSTO INICIAL BAJO COSTODE OPERACIÓN
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BAJA EFICIENCIA NO PUEDE MANEJAR ALTOS FLUJOS
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PETROQUÍMICA QUÍMICA Y ALIMENTOS
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CONTACTORES CONTINUOS CON AGITACIÓN (DE PULSOS)
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BUENA DISPERSIÓN POSIBILIDAD DE VARIAS ETAPAS
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NO PUEDE MANEJAR ALTOS FLUJOS
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PETROQUÍMICA NUCLEAR Y METALURGIA
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EXTRACTORES CENTRÍFUGOS
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REQUIERE POCO ESPACIO
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ALTOS COSTOS INICIALES Y DE OPERACIÓN
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PETROQUÍMICA QUÍMICA FARMACÉUTICA Y NUCLEAR
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EQUIPOS
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MÁXIMO DIAMETRO (m)
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CAUDAL ESTIMADO DE PRODUCCIÓN (m3/h)
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MEZCLADOR - SEDIMENTADOR
|
10
|
2400
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COLUMNA DE PLATOS
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5
|
1200
|
|
COLUMNA EMPACADA
|
5
|
1000
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CONTACTOR DE DISCO ROTATORIO
|
4
|
450
|
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COLUMNA DE KUHNI
|
3
|
280
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COLUMNAS DE PLATOS RECIPROCANTES
|
3
|
280
|
|
COLUMNA SCHEIBEL
|
3
|
200
|
|
COLUMNA DE PLATOS Y BAFFLES
|
5
|
1200
|
|
COLUMNA DE SPRAY
|
4
|
900
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