O QUESTIONÁRIO SOBRE COLUNA DE PRATOS

QUESTIONÁRIO SOBRE COLUNA DE PRATOS

Membros: Gabriel Lorençoni Fassarella, Ana Carolina Portela Pessoa Coelho, Lorena Ribeiro de Melo

1. Quais os principais tipos de pratos empregados em colunas de destilação?

• Borbulhadores (campânulas): Mais caros, não são mais tão comuns. De acordo com Azevedo, os componentes principais de uma campânula são uma pequena chaminé e a campânula propriamente dita que se encontra perfurada em toda a sua periferia. Ao subir pela chaminé, o vapor é forçado a sair pelos orifícios da periferia da campânula, e assim ele se dispersa em pequenas bolhas antes de entrar em contato com o líquido no prato.
• Perfurados: Formato mais simples e mais comum, são constituídos por orifícios circulares com diâmetros entre 3 e 12mm. A área perfurada ocupa cerca de 5 a 15% do prato.
• Com válvulas: É uma modificação dos pratos perfurados, onde as perfurações são cobertas por placas móveis (válvulas). As válvulas podem ter várias dimensões, as menores apresentam menores perdas de carga e taxas de arrastamento. Nesse modelo, as trajetórias do vapor são orientadas paralelamente ao fluxo de líquido, e o fato de as saídas de vapor serem laterais diminui a altura de espuma e o arrastamento de gotículas de líquido para o prato superior.

2. Qual a função primária de um prato em uma coluna de destilação?

R: Proporcionar o contato estreito entre a totalidade do gás e a totalidade do líquido.

3. Quais as principais vantagens dos pratos dotados de borbulhadores e por que razão estes pratos passaram a ser substituídos pelos pratos perfurados ou valvulados ao longo dos anos?

R: Apresenta excelente dispersão e impede que o líquido escorra para debaixo do prato devido a elevação metálica da campânula. Foi substituído por possuir elevado custo e dificuldade de limpeza.

4. Que tipos de anomalias operacionais podem ocorrer em colunas que operam com pratos perfurados? Em que consiste cada uma destas anomalias?

R:

• Gotejamento: Vazamento de líquido pelos orifícios
• Despejo: Gotejamento elevado, grande quantidade de líquido escoando pelas perfurações do prato
• Arrasto: o vapor arrasta consigo para o prato superior um excesso de gotículas de líquido.
• Inundação: quando um prato fica com excesso de líquido, seja pela vazão muito alta ou vazão de vapor muito elevada impedindo o escoamento do líquido, pois não consegue vencer o gradiente da pressão.
• Coalescência das bolhas: acontece quando a vazão de líquido é baixa, a área de transferência de massa e eficiência do prato são reduzidas.

5. Em um projeto bem executado, como se espera que ocorra o escoamento das fazes vapor e líquida entre dois pratos consecutivos?

De acordo com Foust: Os estágios são construídos em coluna vertical, de modo que o líquido possa fluir descendentemente, por gravidade, de estágio para estágio. O gás escoa para cima em virtude da diferença de pressão mantida por um compressor ou por um soprador ou um refervedor.

6. Atualmente, os pratos perfurados estão começando a perder espaço no mercado, sendo gradualmente substituídos por um outro tipo de prato. Faça uma pesquisa (cite a fonte) e responda que tipo de prato é este que está ganhando mercado e as razões para que este fenômeno esteja ocorrendo.

R: Segundo Azevedo, os pratos perfurados são substituídos pelos pratos de válvulas, pois estes últimos são mais flexíveis por operarem em uma gama maior de caudais de vapor e ser apenas 20% superior em custo com relação aos pratos perfurados.

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