Reactores Gas Liquido

REACTORES GAS- LIQUIDO

1. Características de las reacciones gas – liquido.

Las reacciones gas-liquido se usan en muchos procesos industriales que por medio de diversos tipos

de reactores gas- liquido pueden llevar a cabo operaciones como las siguientes:

• Absorción de NO2 , SO3 , etc

• Eliminación de CO2 mediante absorción en disoluciones alcalinas

• Oxidación de compuestos orgánicos con oxígeno o aire

• Cloración de dodecano, tolueno o etileno.

• Halogenaciones de alcoholes u olefinas.

• Ozonización de aguas residuales.

Estos tipos de reactores son difíciles de estudiar debido a la existencia de dos fases distintas y a que

ocurren simultáneamente un proceso de difusión y de reacción química, ya que la fase gaseosa se

disuelve en la fase líquida reaccionando con alguno de los componentes de la misma.

La velocidad global del proceso está determinada por las velocidades de transferencia de materia en

el gas y el líquido y por la velocidad de la reacción química.

Dependiendo de la velocidad y de la transferencia de materia se pueden estudiar estos reactores de

dos maneras:

➢ Transferencia de materia sin reacción

➢ Transferencia de materia con reacción no muy lenta

Aunque en ciertos procesos industriales se deben tener en cuenta ambos.

Para realizar el mejor diseño posible de este tipo de reactores hay que tener en cuenta dos factores:

1. Elegir el reactor adecuado

2. Definir correctamente las condiciones de operación y de los parámetros geométricos del

contactor.

2. Tipos de reactores gas – líquido.

Modelo de

flujo

Contactor a (m2 / m3 ) fl = Vl / V (-) Capacidad Características

Flujo

en

contracorriente

Torre

pulverización

- - - - - - - - - - -

Lecho relleno

- - - - - - - - - - -

Torre de platos

- - - - - - - - - -

Columna de

burbujeo de

etapas

6

- - - - - - - - - - -

100

- - - - - - - - - - -

150

- - - - - - - - - - -

200

0.05

- - - - - - - - - - -

0.08

- - - - - - - - - - -

0.15

- - - - - - - - - - -

0.9

Baja

- - - - - - - - - - -

Alta

- - - - - - - - - - -

Media – Alta

- - - - - - - - - - -

Baja

Bueno para

gases muy

solubles (

↑Kg / Kl )

- - - - - - - - - - -

más general

- - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - -

Necesita un

mezclador

mecánico.

Bueno para

gases

ligeramente

solubles

Flujo en

paralelo

Mezclador

estático

200 0.2 – 0.8 Muy alta Muy flexible,

aunque hay

pocos datos

Flujo mezclado

de líquido

Tanque de

burbujeo

- - - - - - - - - - -

Tanque agitado

20

- - - - - - - - - - -

200

0.98

- - - - - - - - - - -

0.9

Media

- - - - - - - - - - -

Media

Barato de

construir

- - - - - - - - - - -

Barato de

construir

aunque

necesita un

agitador

mecánico

Siendo a el área interfacial de contacto por unidad de volumen del reactor y fl la fracción

volumétrica de la fase en la que tiene lugar la reacción.

3.Características básicas y dibujos.

1. Torre pulverización (venturi): el líquido es dispersado con boquillas desde la parte superior

de la columna y el gas circula en dirección opuesta. El área de contacto liquido-gas es muy

pequeña.

2. Lecho o torre relleno: líquido y gas pasan a través de los huecos que deja el material de

relleno. Se usan mucho para la absorción de un constituyente de la fase gaseosa. Son

adecuados para grandes caudales de gas y corrientes corrosivas.

3. Torre de platos: liquido y gas se ponen en contacto en cada plato del reactor y el gas es

dispersado en la fase líquida. El tiempo de contacto es alto y se pueden usar con caudales

grandes. Se usan en operaciones por etapas.

4. Columna de burbujeo: están llenas de líquido y tienen un anillo perforado en su base para

facilitar la entrada y dispersión del gas. El gas asciende a través del líquido agitándolo y

mezclandolo a su paso. Su altura es tres veces mayor que su diámetro. El contacto liquidogas

es bajo. Son económicos.

5. Tanque de burbujeo: funcionamiento similar a las torres de burbujeo aunque su tamaño es

menor.

6. Tanque agitado: La agitación es mecánica y la dispersión del gas se realiza mediante discos

perforados, lo que proporciona burbujas pequeñas. Se producen altas áreas de contacto

liquido-gas. Son apropiados para manejar sustancias corrosivas o trabajar a altas presiones

y/o temperatura. Son los más apropiados para reacciones lentas que requieren grandes

proporciones de fase líquida.

4..Diseño de reactores gas-liquido.

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