Purga Diseño de Plantas Químicas por MSc. Luis Moncada Albitres

Es usualmente necesario sacar afuera una porción de la corriente de reciclo para evitar la sobre concentración de un material no deseado. Por ejemplo, si la alimentación a un reactor contiene componentes inertes que no son separados de la corriente de reciclo en las unidades de separación, estos inertes se acumularían en la corriente de reciclo hasta que la corriente eventualmente consistiría enteramente de inertes. Alguna porción de la corriente tendría que ser eliminada (purgada) para mantener el nivel de inertes dentro de los límites aceptables. Una purga continua debería normalmente usarse. Bajo las condiciones del estado estacionario:

Pérdida de inertes en la purga= velocidad de alimentación de inertes entrando al sistema

La concentración de cualquier componente en la corriente de purga será igual a la de la corriente de reciclo en el punto donde se toma la corriente de purga. De esta manera la velocidad de purga requerida puede determinarse por la relación siguiente:

Ejemplo

En la producción de amoniaco a partir de hidrógeno y nitrógeno, la conversión basada en cualquiera de las materias primas, esta limitada a 15 por ciento. El amoniaco producido es condensado a partir de la corriente de productos del reactor (convertidor) y el material no reaccionado es reciclado. Si la alimentación contiene 0,2 por ciento de argón (del proceso de separación del nitrógeno), calcular la velocidad de purga requerida para mantener el argón en la corriente de reciclo debajo del 5,0 por ciento. Los porcentajes son por volumen.

Solución
Diagrama del proceso: ver figura inicial

Base : 100 moles de alimentación (la velocidad de purga será expresada como moles por 100 moles alimentados, ya que no se da la velocidad de producción).

Porcentajes en volumen son tomados como equivalentes a porcentaje molar.

Argón entrando al sistema con la alimentación = 100 x 0,2/100 = 0,2 moles.

Haciendo a la cantidad de purga por 100 moles de alimentación como F.

Argón saliendo del sistema en la purga = F x 5/100 = 0,05 F

En el estado estacionario:

Argón que sale = Argón que entra

0,05 F = 0,2
F = 0,2/0,05 = 4 moles

Purga requerida: 4 moles por cada 100 moles alimentados


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