DISEO DE COLUMNAS DE PISOS

Calculados previamente Vn, Ln, Vm, Lm, M, N

Faltan por calcular D, H

Eficacias de pisos: (M+N)real

Capacidad de los pisos: D, espaciado entre pisos, H

CAPACIDAD DE LOS PISOS

ea

v

g

h

h

h

++

cesh ph

nP

g

PPh

L

nng

= 1

cesh

esh

1nP

gL

CAPACIDAD DE LOS PISOS

gh + nP

Corriente gaseosa

ea

v

h

h +

cesh ph

esh

1nP

lcg hhh +=

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hc

2

0

=

A

QKh G

L

Vc

0,9

Espesor piso Dimetro perforacin 1,2

0,8

1,0

Coe

ficie

nte

de d

esca

rga,

Cv

2

051,0

vCK =

Pisos perforados

0,05 0,10 0,15 0,200,6

0,7

0,8

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hc

2

=

c

G

L

Vc A

QKh

Tipo de vlvula Kc Ka

Estndar

2

097,0

sc

c

A

A 5,05,0

42,040,0

eea

2 A 24,020,0

Pisos de vlvulas

Orificio Venturi 097,0

sc

c

A

A 5,05,0

24,020,0

eea

e: espesor del piso, mm Ac: rea total de las perforaciones del piso, m

2 Asc: rea total vertical de paso del vapor a travs de las vlvulas menos el rea obstruida

por los pies de las vlvulas, m2

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hc

Pisos de campanas de burbujeo

rcsc hhh += 0,20rcsc hhh +=

2

V Gcs

L ch

Qh K

A

=

hcs campanas de burbujeo secas

( )

+=34797,0

exp45895,10976,0 chanAA

K1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

0,10

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

0,19

0,20

K (

s2 .m

-1)

rea anular / rea chimenea

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hc

Pisos de campanas de burbujeo

rcsc hhh += 60

80

100

Fr = 1,0 0,5

Fr = 0,0

).100

(%

)

rcsc hhh +=

hr ranuras de campana

2

=

r

G

VL

Vrr A

QCh

0 20 40 60 80 1000

20

40(hr/H

r).10

0

(QG/Q

G,max).100 (%)

Ranura Fr Cr

Triangular 0,00 1,204

Trapezoidal 0,50 1,404

Rectangular 1,00 1,504

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hl l esph h=

( ) ( )

0,28

max max

1 0,03 0,9s s

s s

F F

F F

= <

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hl l esph h=

Pisos perforados: Ec. Bennett

+=

32

Lesel W

QChh

+= e

esel WChh

=

91,05,0

55,12expVL

Vse U

)8,137(exp438,050,0 eshC +=

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente gaseosa: hl l esph h=

Pisos de vlvulas: Ec. Dhulesia

31

5,067,042,0

= LLQhh

Vlvulas V1 de Glitsch67,042,0

=

V

L

s

Lesl UW

Qhh Sistema aire agua

0,025 m < hes< 0,075 m

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente lquida

Vertedero: hv

2

151,0

= LQ

h 151,0

=v

Lv A

h

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente lquida

Esclusa de acceso: hea

2

165,0

= LQ

h 165,0

=ea

Lea A

h

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente lquida

Pisos perforados: hp

2esp

Lp UR

Z

g

fh = espesp

h Dh

DhR

++

==2mojadopermetro

pasodeseccin

hRg espesph Dh +2mojadopermetro

lesp

hh

=L Lesp

l esp esp esp

Q QU

h D h D= =

L

Lesphesp

UR

=Re 06,14 Re107 = espeshf

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente lquida

Pisos campanas de burbujeo: hp

'pp hKh =

1E-3 0,010,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,004

0,005

0,006

hes+h

ces+(h

p/2) (m) 0,1520,1270,1020,0760,051

h p

(m)

QL / W (m2/s)

0,1270,1020,0760,051hes+hces+(hp/2) (m)

Espaciado desde el faldn de la campana al piso = 0,0254 m

Espaciado desde el faldn de la campana al piso = 0,0127 m

1,4

1E-3 0,010,000

0,001

0,002

0,003

0,004

1E-3 0,010,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,152

0,1270,102es ces p

h p

(m)

QL / W (m2/s)

0,152

0,1270,1020,0760,051hes+hces+(hp/2) (m)

Espaciado desde el faldn de la campana al piso = 0,0381 m

QL / W (m2/s)

h p

(m)

0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,0140,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,342

1,220

0,976

0,610

1,464

F = 1,708 (kg0,5.s-1.m-0,5)

K

QL / W (m2.s-1)

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente lquida

Esclusa de salida: hes+hces

1,20

1,25

W/D = 0,5

32

664,0

=W

QFh Lesces

1E-3 0,01 0,1

1,00

1,05

1,10

1,15

0,70,8

1,0

0,9

0,6

W/D = 0,5

F es

QL/W 2,5 (m0,5.s-1)

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Corriente lquida

Esclusa circular de salida: hes+hces

esces Dh 2,0 2,1 MPa), aminas,glicerina

0,06-0,075 0,06-0,075 0,06-0,09

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Dimetro de la columna

Capacidadespumante

Ejemplos Tiempo de residencia,s

Ligera Destilacin de hidrocarburos 3Ligera Destilacin de hidrocarburosde bajo peso molecular,alcoholes

3

Media Destilacin de hidrocarburosde perso molecular medio

4

Elevada Absorcin en aceitesminerales

5

Muy elevada Aminas y glicoles 7

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Diseo de la columna

1. Se localizan los pisos tericos que impliquen los mximos caudales molares de ambas fases en cada uno de los sectores de la columna: L, V.

2. Se supone un espaciado entre pisos, HT. Generalmente se elegir un valor estndar de 0,61 m (24 pulgadas), o en casos excepcionales 0,46 m (18 pulgadas).

3. Se estiman las densidades de lquido y gas en las condiciones de presin y temperatura de los pisos seleccionados y los pesos moleculares medios, mediante la de los gases perfectos y los datos bibliogrficos que resulten necesarios.

4. Se estima la velocidad de anegamiento mediante la correlacin de Fair, ecuacin [8.91] y la figura 8.24.

5. Se estima el dimetro de la columna a partir de la velocidad lmite de anegamiento y se corrige en funcin de la capacidad espumante del sistema: para sistemas poco espumantes utilizar el 80% del valor calculado, mientras que para sistemas espumantes utilizar el 70% del valor calculado.

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Diseo de la columna

6. Se calcula el rea neta de paso del gas An dividiendo el caudal volumtrico del vapor por la velocidad del vapor suponiendo una aproximacin del 80% a la velocidad de anegamiento para sistemas con poca capacidad espumante, o del 70% para sistemas espumantes.poca capacidad espumante, o del 70% para sistemas espumantes.

7. Se selecciona el tipo de piso, en funcin del caudal volumtrico de lquido: con vertedero o sin vertedero; nmero y tipo de vertederos por piso, etc.

8. Se selecciona un valor del rea del vertedero como porcentaje del rea transversal total de la columna, en funcin del dimetro estimado de la columna y del tipo de flujo del lquido sobre el piso.

9. Se calcula el rea transversal de la columna dividiendo el rea neta para el flujo del gas por el porcentaje que le corresponde de rea total de la columna.

CAPACIDAD DE LOS PISOS

Diseo de la columna

10. Se calcula el dimetro de la columna de seccin circular a partir del rea transversal de la columna acabada de calcular.

11. Se comprueba que el espaciado entre pisos supuesto est dentro de los lmites recomendados, para el dimetro de la columna calculado.lmites recomendados, para el dimetro de la columna calculado.

12. Se selecciona el tipo de piso, basndose en las recomendaciones.