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• Carlos López

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Empaques estructurados Los empaques estructurados son dispositivos internos o contactores líquidogas para columnas de separación, los cuales son coloca- dos geométricamente. Estos materiales han demostrado su efectividad en los procesos de separación, debido a sus características geo- métricas lo que permite obtener mayor eficiencia en los procesos de transferencia de masa y mayor capacidad, con respecto a los mate riales aleatorios o irregulares, o los del tipo plato. La eficiencia de separación y la capa-cidad de manejo de flujos son función del comportamiento hidrodinámico del empaque (Chávez et al., 1999;Kister y Gill, 1992; Schmit et al., 2001). El objetivo del presente trabajo es modelar hidrodinámicamente un empaque estructurado construido en el Instituto Nacional de Investiciones Nucleares (ININ), de gasa de alambre, fabricado en latón y comparar su comporta- miento con un tipo comercial Sulzer BX, fabricado en acero inoxidable, partiendo de valores experimentales generados y de un modelo hidrodinámico (Stilchmair et al., 1989). METODOLOGÍA La metodología se dividió en cuatro partes: i) Empleo del modelo hidrodinámico, para determinar las caídas de presión, en los distintos re gímenes de operación, ii) Manejo del equipo experimental, iii) Uso de dos empaques estruc turados para comparar su comportamiento hidrodinámico e iv) Ajuste del modelo hidrodinámico. i) Modelo Hidrodinámico El modelo de caída de presión (Stilchmair et al., 1989) ha sido ampliamente usado para predecir caídas de presión y valores de inundación en columnas empacadas (Chávez et al., 1999; Schmit et al., 2001), donde el gas y el líquido fluyen a contracorriente. La expresión matemática describe todos los regímenes de flujo: gas seco, flujo de gas irrigado en la región de precarga, región de carga e inundación; para empaques aleatorios y estructurados. (1)

(2)

(3)

Donde

,

es la caída de presión irrigada por unidad de longitud (Pa/m),

es la caí- da de presión seca por unidad de longitud (Pa/m), son las , 3 densidades del gas y líquido (kg/m ), respectivamente, es la constante 2 gravitacional (m/s ), es la altura em- pacada de la columna (m), es la porosidad o fracción vacía (m3/m3), es la retención líquida por volumen empacado en la región de carga (m3/m3) y c es una constante que depende de:

(4)

El factor de fricción para una particular es: (4)

Siendo y los parámetros de ajuste del modelo hidrodinámico y número de Reynolds del flujo gas.

es el

ii) Equipo Experimental Se contó con una columna de absorción empacada de 0.075 m de diámetro interno D y 1.7 m de altura empacada, con instrumentos de medición y equipo periférico. Se trabajó ba jo las condiciones de temperatura de 10 °C y de presión atmosférica de 523 mmHg, manteniéndose prácticamente constante a lo largo del proceso experimental, con una precisión de +1.5 mmHg para la caída de presión en la zona de precarga y 2 mmHg en la de carga y de +1.5 °C para la temperatura. La Figura 1 muestra el sistema experimental empleado, con sus componentes.