Fundamentos de Procesos Industriales: Equipos y Fenómenos de Transferencia

Impulsores y Propulsores Marinos

Los propulsores de tipo marino operan a velocidades relativamente elevadas, particularmente en líquidos con baja viscosidad. Son especialmente útiles por su gran capacidad para la circulación del líquido, facilitando procesos industriales y de transporte.

Lavadores Venturi: Principios y Aplicaciones

En los lavadores Venturi, la corriente gaseosa que contiene partículas es acelerada hacia una sección central de paso variable o fijo. En este punto, el gas entra en contacto con el líquido limpiador y, simultáneamente, absorbente (en el caso de lavado). De este contacto, el líquido lavador se atomiza finamente en gotas, que atrapan el material particulado con gran eficiencia. Al desacelerarse, estas gotas se unifican, dando lugar a formaciones mayores que pueden ser dirigidas a una zona de captura, como una sección de sedimentación.

La caída de presión a través del paso del Venturi es una medida de la energía necesaria para llevar a cabo la operación de limpieza o captura. Cuanto mayor sea la caída de presión, mayor será la eficiencia de captura.

Ventajas de los Lavadores Venturi

• Relativa compacidad del equipamiento.
• Posibilidad de depurar flujos gaseosos con particulado adhesivo.
• Ausencia de problemas de particulado secundario en el manejo.
• Relativamente bajo costo inicial.

Desventajas de los Lavadores Venturi

• Transferencia de un problema de fase gas a un problema de fase líquida, es decir, la necesidad de gestionar el efluente de la torre lavadora.
• Aumento en las instancias de corrosión.
• Costos de mantenimiento.
• Acumulación de sólidos.
• Generación de plumas de vapor.
• Recuperación de producto en condiciones húmedas.

Torres de Platos para Destilación Fraccionada

Las torres de platos son aparatos que permiten realizar una destilación fraccionada. La destilación fraccionada es una técnica que posibilita una serie completa de destilaciones simples en una sola operación, sencilla y continua.

La principal aplicación en el laboratorio es la separación de sustancias con puntos de ebullición próximos. A nivel industrial, su uso más importante es la destilación fraccionada del petróleo o del gas natural.

La eficiencia de la separación depende de múltiples factores, como la diferencia de puntos de ebullición de los componentes de la mezcla, la presión de trabajo y otros parámetros fisicoquímicos.

Torres de Aspersión: Captura de Partículas y Disolución de Gases

Las torres de aspersión consisten en cámaras vacías de forma cilíndrica o rectangular por donde el gas asciende, pasando a través de uno o varios bancos sucesivos de tuberías de aspersión. En su ascenso, el gas se encuentra con las gotas del líquido disolvente generadas por las tuberías. Estas gotas arrastran las partículas contenidas en el gas y disuelven algunos componentes gaseosos.

Operaciones de Humidificación: Transferencia de Masa y Energía

Las operaciones de humidificación se ocupan de la transferencia de masa interfacial y de energía, que resulta cuando un gas se pone en contacto con un líquido puro en el cual es prácticamente insoluble.

Equilibrio Vapor-Líquido y la Ecuación de Clausius-Clapeyron

Cada líquido ejerce una presión en el equilibrio, conocida como presión de vapor, la cual depende de la temperatura. Cuando la presión de vapor de un líquido se grafica contra las temperaturas correspondientes, se obtiene una curva característica, como la del agua.

El equilibrio dinámico se alcanzará más rápidamente cuanto mayor sea la superficie de contacto entre el líquido y el vapor, ya que esto favorece tanto la evaporación del líquido como la condensación del vapor. El equilibrio se alcanza en ambos casos para una misma presión.

La Ecuación de Clausius-Clapeyron es una herramienta fundamental para caracterizar una transición de fase de primer orden que tiene lugar en un sistema monocomponente.

Entalpía: Calor de Equilibrio Vapor-Líquido

La entalpía es la cantidad de calor que absorbe una sustancia líquida para que se encuentre en equilibrio con su propio vapor a presión constante.