TORRES CON CAMPANAS DE BURBUJEO

Producción

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V= Caudal de vapor.

L= Caudal de líquido

*Se condensará mayor número de moléculas del componente no volátil

*El número de moléculas del componente más volátil se evaporará en mayor número.

TORRES CON CAMPANAS DE BURBUJEO

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Consta de un tubo ascendente con una caperuza en la parte superior.

Ventaja: Proporciona la seguridad de que habrá un total contacto entre el vapor y el líquido y así lograr una mejor transferencia de calor.

Desventaja: Complejo diseño de las caperuzas, presentan una obstrucción al paso del líquido, en particular en torres cargadas con gran cantidad de líquido. Se desperdicia buena parte de la caída de presión en la fase de vapor. No mejora la transferencia de materia.

TORRES EMPACADAS

Contiene capas de elementos llamados “empaques”.

Existen distintos tipos de empaques, entre ellos se encuentra:

Secciones rellenas con anillos cilíndricos (Anillo Raschig).

Silla Berl.

Se logra una mayor área superficial y esto mejora el contacto líquido-vapor e incrementa la transferencia de calor del vapor al líquido.

Los empaques se pueden realizar de diferentes materiales, por ejemplo, porcelana, cobre , aluminio y hierro.

El material de construcción debe ser compatible con el líquido en la torre y las condiciones en las cuales se opera la torre.

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COLUMNAS DE DESTILACIÓN DE PARED DIVISORIA

La destilación es una operación unitaria ampliamente utilizada para separar mezclas de líquidos, cuyo funcionamiento se basa en el equilibrio líquido–vapor; esto considerando que en la fase gaseosa existe un alta concentración de componentes ligeros y en la fase líquida alta concentración de componentes pesados. Su objetivo es la separación de una mezcla para obtener alguno de los compuestos de la mezcla con un grado de pureza determinado. A mediados del siglo pasado debido a las grandes cantidades de energía que consumían las industrias lo cual se veía ilustrado en los altos costos energéticos, comenzaron a proponerse sistemas de secuencias de destilación no convencionales con acoplamientos térmicos, entendiendo por acoplamiento a todos aquellos sistemas que presentan múltiples alimentaciones o salidas laterales, y/o intercambiadores de calor intermedios. Sin embargo, el estudio de estos arreglos comenzó hace apenas tres décadas, durante las cuales se ha realizado la mayoría de las investigaciones existentes sobre estos novedosos sistemas. La gran mayoría de estos estudios está referida principalmente a dos secuencias: Secuencia Térmicamente Acoplada Directa (STAD) y Secuencia Térmicamente Acoplada Indirecta (STAI) (Fig. 1). El ahorro energético en las secuencias de destilación con acoplamiento térmico ha sido explicado en términos del remezclado. Si se considera la secuencia de destilación convencional directa mostrada en términos del perfil de concentración del componente intermedio (B) en la primera columna de la secuencia directa, la concentración de (B) empieza a aumentar hasta un valor máximo en algún plato intermedio y después disminuye hasta alcanzar el fondo de la columna, mostrado en la Fig. 2, esto se conoce como remezclado y está asociado con la ineficiencia energética de la secuencia de destilación convencional directa, ya que para alcanzar nuevamente esta separación se deberá de adicionar más energía (Triantafyllou y Smith, 1992). Para el caso de las secuencias de destilación con acoplamiento térmico a columnas laterales, la corriente lateral que se extrae de la primera columna y se alimenta a la segunda, se extrae de la máxima concentración en el perfil del componente (B), con lo cual se elimina el efecto del remezclado sobre el consumo de energía (Banda–Belmonte y Hernández–Castro, 2004). En las secuencias de destilación convencionales la carga térmica que debe retirarse del condensador es elevada, y la carga térmica que debe suministrarse al rehervidor es bastante grande; es por esto que en décadas recientes se han buscado maneras de hacer acoplamientos térmicos en secuencias de destilación, con el objetivo reducir las cargas térmicas. A pesar de que se ha predicho un ahorro de energía del orden del 30% en las secuencias de destilación con acoplamiento térmico en comparación con las secuencias de destilación convencionales, no ha sido sino hasta en los últimos años que se han comenzado a utilizar con mayor frecuencia en la industria (Kaibel, 2002). Hernández y Jiménez (1999), Jiménez y col. (2001), Segovia–Hernández y col, (2002), entre otros, han explorado las propiedades de control de las secuencias de destilación con acoplamiento térmico, llegándose a la conclusión de que las secuencias de destilación térmicamente integradas en verdad no eran más difíciles de controlar que los esquemas convencionales, más aún las propiedades dinámicas de las secuencias integradas podían ser mejores que las de los esquemas convencionales. En referencia con el control de los esquemas integrados de destilación se continúa en dos direcciones: estudiar las propiedades dinámicas de las secuencias acopladas (Segovia–Hernández y col, 2004; Segovia–Hernández y col., 2005a; Hernández y col., 2005) y mejorar las respuestas dinámicas bajo la acción de diferentes controladores (Segovia–Hernández y col, 2005b). Segovia–Hernández y col. (2007) han demostrado que las columnas acopladas con equipos laterales pueden presentar un mejor desempeño dinámico si se operan en regiones diferentes a los flujos de interconexión óptimos.

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