Absorción.

ABSORCIÓN
I.1 Absorción I.1.1 Introducción a la absorción Una de las áreas de concentración o de estudio de la Ingeniería Ambiental e Ingeniería Química, es el aire como portador de partículas contaminantes, en forma de polvos, gases o vapores. Los procedimientos empleados en la eliminación de gases y vapores contaminantes son: la absorción, adsorción y combustión o incineración. La absorción seaplica en aquellos gases que son completamente solubles en líquidos. Si el gas no es completamente soluble no se aplica este método de lavado con agua. Este método resulta práctico para el cloruro de hidrógeno, dimetilformamida, acetona, fluoruro de hidrógeno, amoniaco, pues la mezcla de estos gases con el agua forma un ácido o una base o mezcla de un compuesto orgánico que se puede recuperar pordestilación o neutralización. La absorción en agua no resuelve el problema de contaminación, ya que el contaminante disuelto tiene que recuperarse o destruirse de alguna manera. La adsorción tiene aplicación si es baja la concentración del contaminante y si cualquier otro método es difícil o arriesgado. Es un fenómeno de superficie molecular en el que las moléculas del fluido se ponen en contactocon la superficie de un sólido y se adhiere a ella. Para que un material sea un buen adsorbente, la relación superficie-volumen debe ser grande, pues el proceso tiene lugar en la superficie del material. Los adsorbentes que se emplean son: carbón activado, sílice, alúmina y bauxita, Siendo el carbón activado el más usado para eliminar vapores orgánicos de las emisiones industriales. El método decombustión se emplea si el gas o sus componentes nocivos o desagradables pueden quemarse en cámaras de incineración a temperaturas de 316 a 1200 ° Entre los gases que pueden quemarse están los hidrocarburos; el C. monóxido de carbono; el ácido sulfhídrico; pero que deja como residuo bióxido de azufre, el que para eliminarlo requiere de un tratamiento posterior. Así el sistema de flama directaconsiste en un quemador o mechero que arde en cámara cerrada o al aire libre como los que se emplean en las refinerías o en las industrias. Concepto y aplicaciones de la absorción La absorción es una operación unitaria de transferencia de masa, en la cual una mezcla gaseosa se pone en contacto con un líquido, a fin de disolver de manera selectiva uno o más componentes del gas y de obtener una soluciónde éstos en el líquido (purificación de una corriente gaseosa). De acuerdo a la Figura 1.1 un soluto

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A o varios solutos se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida por medio de absorción. Este proceso implica una difusión molecular turbulenta o una transferencia de masa del soluto A, a través del gas B, que no se difunde y ésta en reposo, hacia un líquido C, que también esta enreposo.

Fase gaseosa

Fase líquida

Figura 1.1 Diagrama de transferencia de masa entre dos fases Un ejemplo es la absorción de NH3 A del aire B por medio de agua líquida C. En general, la solución amoniaco-agua de salida se destila para obtener un NH3 relativamente puro. Aplicación industrial: Absorción de ácido sulfhídrico (H2S) y bióxido de carbono (CO2) empleando etanolamina. Absorción deácido sulfhídrico (H2 S) y bióxido de carbono (CO2) mediante amoniaco (NH3) en solución acuosa, lo cual forma sulfato de amonio, que una vez recuperado se vende como fertilizante. El SO2 puede separarse por absorción líquida y purificarse para colectarse, comprimirse y venderse. Eliminación del dióxido de nitrógeno y fluoruros solubles, por medio del agua.

I.1.2 Fundamentos de la absorciónEquilibrio gas-líquido Para ilustrar la obtención de datos de equilibrio experimentales de un sistema gaslíquido, considésere el sistema SO2-aire-agua. Una cierta cantidad de SO2, aire y 2

agua, se introducen en un recipiente cerrado y se agita varias veces a una temperatura dada hasta lograr el equilibrio. Se analizan entonces muestras del gas y del líquido para obtener la presión parcial (p*)...