2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.3. Columnas de platos

2.3.4. Eficacia de los platos y de los platos reales necesarios

Para poder determinar la eficacia se debe tener en cuenta las siguientes funciones:

- Diseño de los platos.

- Propiedades del fluido.

- Modelo de flujo.

Si los platos están bien diseñados y la velocidad del flujo esta aproximada al límite de la capacidad entonces la eficacia depende principalmente de las propiedades físicas de los fluidos.

Se suelen seguir los siguientes métodos para estimar la eficacia de una determinada columna:

- Por comparación de datos con otras columnas que se encuentren en operaciones en plantas industriales que contengan los mismos sistemas o que sean similares.

- Utilizando modelos empíricos obtenidos a partir de los datos obtenidos.

- Utilizando modelos semiteóricos basados en la transferencia de materia y de calor.

Por lo tanto la eficacia se puede definir como la aproximación fraccionaria etapa en el equilibrio que se obtiene con un plato real.

Se puede calcular la eficacia a partir de la eficacia global de una columna mediante la ecuación siguiente:

Donde:

Nt: es el número de platos teóricos.

Na: es el número de platos reales.

Otro método para calcular la eficacia es mediante la eficacia de todo el plato según Murphree, la cual se realiza con la siguiente ecuación:

Donde:

EMV: es la eficacia de Murphree para el vapor en la etapa n.

yn *: es la composición del vapor en el equilibrio con el líquido que sale de la etapa n.

También existe la opción de calcular la eficacia de Murphree gráficamente. Para ello gráficamente es suficiente hacer estos cálculos en tres o cuatro puntos y entonces se traza un línea, entra la línea de operación y la de equilibrio, en la gráfica, a una distancia vertical fraccionaria desde la línea de operación que sea igual a la eficiencia de Murhpree del gas predominante.

El valor de la eficacia del vapor, EMV, por el plato inferior es la relación entre las líneas AB / AC.

La nueva línea formada será la que se utilizará para calcular el número de platos reales, en vez de utilizar la línea de operación, como en el caso de los platos teóricos.

Figura 2.10: Ejemplo del cálculo gráfico para encontrar la eficacia de una columna de platos.

Fuente: www.plantasquimicas.iespana.es.

En el caso de que la eficacia de Murphree es constante en todos los platos y en condiciones en el que la línea de operación y las curvas en el equilibrio sean rectas, esta eficacia se puede calcular analíticamente mediante la ecuación:

Donde:

A: el factor de absorción.