Enseñanza de Ingeniería Armfield
OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y DE MASA
Unidad de adsorción de lecho fijo UOP15 de Armfield - versión 1
El equipo UOP15 demuestra la adsorción de un soluto, el dióxido de carbono, desde una mezcla binaria de gases hasta la superficie de un adsorbente sólido, el carbón activado. El proceso tiene lugar en una columna de adsorción de lecho fijo. Los procesos de adsorción y desadsorción/regeneración son monitorizados usando sensores de temperatura situados a intervalos a lo largo de la columna, y midiendo el contenido de dióxido de carbono en el gas de salida usando un detector de infrarrojos (IR).
ESPECIFICACIÓN PARA PEDIDOS
• Una unidad de banco que consta de un plinto de plástico ABS conformado al vacío con consola eléctrica integrada, sobre el cual está montada la columna de adsorción de lecho denso fijo de acero inoxidable, un sistema de circulación de agua caliente y un detector de infrarrojos.
• El sistema de circulación de agua caliente conectado a la camisa de la columna permite el control automático de la temperatura de la adsorción según el valor establecido.
• El caudal de alimentación del gas puede variarse entre 0 y 5 l/min.
• La columna de adsorción tiene las siguientes especificaciones:
- Altura 325 mm, diámetro 58 mm
- Camisa de acero inoxidable para controlar la temperatura
- Placa de distribución de gas en la entrada de la columna
- Lecho de cuentas de vidrio para una buena distribución del gas y para mantener una temperatura estable
- Seis termopares distribuidos de forma homogénea a lo largo de la columna
• Todos los circuitos eléctricos están protegidos por dispositivos de seguridad apropiados.
• La consola de control incorpora una pantalla electrónica: Lectura del controlador PID, incluyendo la temperatura establecida
• Incluye un interfaz USB y un sofisticado software de registro de datos
Posibilidades de demostración
Se incluyen ejercicios didácticos para familiarizar a los estudiantes con los siguientes aspectos de la tecnología pertinente:
> Estudio de los procesos de adsorción/desadsorción en diferentes condiciones: temperatura, caudal, fracción molar y presión
> Estudio de las curvas de rotura de los perfiles de temperatura durante el proceso de adsorción/desadsorcíón
> Estudio del régimen cuasi isotérmico a baja concentración y presión, y de cómo pueden afectarlo estas variables
> Estudio del modelo de la Teoría del movimiento de solutos, que describe el proceso de adsorción/desadsorción
> Familiarización con la formación de frentes de compresión y dispersión en los procesos de adsorción
> Análisis de las curvas de rotura del CO2 durante los procesos de adsorción y desadsorcíón/regeneración
> Obtención del isotermo de equilibrio de adsorción del CO2 a partir de la curva de desadsorción (onda dispersiva)
Descripción
DESCRIPCIÓN
El UOP15 presenta a los estudiantes los fundamentos de los procesos de adsorción y desadsorción usando un reactor de lecho denso. La unidad consta de una columna de reacción de acero inoxidable rellena de carbón activado, el adsorbente.
Hay seis termopares (T1 - T6) distribuidos de forma homogénea a lo largo de la columna, que permiten monitorizar los frentes de adsorción/desadsorción (la adsorción/desadsorción de CO2 produce cambios de temperatura).
Un sistema de circulación de agua caliente, que también contiene un termopar (T7), está conectado a la camisa de la columna para permitir el control preciso de la temperatura mediante un controlador de temperatura PID, para así mantener con precisión la temperatura de proceso deseada.
El sistema está equipado con todas las válvulas necesarias para controlar la dirección y la tasa de flujo, y, como medida de seguridad, para aliviar la presión.
Unos caudalímetros electrónicos monitorizan el caudal del gas portador, el helio, y del adsorbato, el dióxido de carbono. En combinación con los sensores de temperatura de la columna y el detector de IR para la medición de la concentración de CO2, permiten un estrecho seguimiento de los procesos y la inspección de una amplia gama de variables operativas.
Existe un camino de desvío alrededor de la columna, que se utiliza para calibrar el detector de IR y para configurar las condiciones de proceso antes de iniciar un experimento.
Las variables de operación recomendadas son: caudal de 0-5 litros/minuto y presión de 0-0,3 bar. Estas presiones operativas son seguras y proporcionan unas condiciones ideales para los procesos de adsorción/desadsorción.
La columna UOP15 se carga fácilmente con el carbón activado suministrado, o el operador puede utilizar otra variedad, permitiendo una comparación del rendimiento de diferentes adsorbentes.
Todos los sensores relevantes de la unidad son electrónicos, y disponen de salidas para el registro de datos y su posterior análisis. EL registrador de datos suministrado con la unidad se conecta entre la unidad UOP15 y la computadora del usuario a través de un puerto USB.
El software asociado permite trazar gráficas e incluye instrucciones completas sobre la configuración del equipo y la realización de experimentos.
Se proporcionan textos que sobre la teoría asociada y textos completos de ayuda. El software requiere una computadora con Windows 98 o posterior y un puerto USB.
Software ARMSOFT de Armfield
Para obtener más información sobre todas las prestaciones del software de Armfield, visite: www.armfield.co.uk/armsoft_datasheet.html
Características técnicas
Presión de operación 0-0,5 bar
Caudales de gas 0 < 5 SLPM (He) 0 < 1 SLPM (CO2)
Capacidad de la columna 480 cm3
Gases CO2, He Presión de la válvula de alivio 20 psi
Temperatura operativa de la columna 25 - 45 ºC
Accesorios esenciales
El software requiere una computadora con Windows y un puerto USB.
(Computadora no suministrada por Armfield.)
Requisitos
Suministro eléctrico:
Suministro eléctrico monofásico:
UOP15-A: 220/240V/monofásico/50 Hz a 10A
UOP15-B: 120V/monofásico/60 Hz a 15A
UOP15-C: 220V/monofásico/60 Hz a 10A
Gases:
Gases:
CO2 5 SLPM, 1 bar máx.
Helio 1 SLPM, 1 bar máx.
NOTA: El equipo debe utilizarse en una habitación bien ventilada.
Especificación de transporte
Volumen 0,44m3
Peso bruto: 45kg
Dimensiones totales
Altura: 0,60m
Longitud: 0,50m
Profundidad: 1,00m
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