Absorcion Tutorial

GUIA TUTORIAL DE ABSORCIÓN
OPERACIONES UNITARIAS. USACH . LOPU
CAROLINA PARODI

Antecedentes Generales
La absorción de gases es una operación en el cual una mezcla gaseosa se pone en contacto con un líquido, a fin de disolver en forma selectiva uno o más componentes del gas y de obtener una solución de éstos en el líquido.
Todas las absorciones envuelven las siguientes etapas básicas:1. El gas y el líquido se ponen en contacto en un aparato adecuado.
2. Las dos fases se aproximan al equilibrio.
3. Las fases gas-líquido se separan.
El material deseado se transfiere desde el gas al líquido en el paso 2 y la velocidad con que esto sucede depende de las concentraciones en el gas y en el líquido, los coeficientes de transferencia de masa en cada fase, la solubilidad delmaterial en el líquido y el área interfacial provista por el dispositivo de contacto.
En la industria se emplean básicamente dos tipos de equipo de contacto: por etapas y
continuos. Los equipos por etapas son generalmente columnas de platos similares a las utilizadas en destilación y los continuos se conocen como columnas o torres empacadas.

Columnas empacadas
Consisten en columnas cilíndricasverticales, rellenas con pequeñas piezas llamadas empaque. Estas piezas sirven para aumentar el área de contacto entre la fase gaseosa y la líquida. Las principales cualidades que debe tener un buen relleno son las siguientes: ser inerte a las corrientes de operación, proporcionar un área de transferencia de masa grande en relación al volumen, mínima retención de líquido, mecánicamenteresistente, ligero y uniforme.
Los arreglos de los empaques pueden ser de 2 formas:
• Empaques al azar: Consiste en empaques, que no se disponen bajo ningún orden, sino simplemente se arrojan dentro de la torre. Como ejemplo anillos Rasching, sillas Berl, sillas Intalox, entre otros.
• Empaques regulares: como su nombre lo indica, los empaques siguen patrones regulares dentro de la torre.Generalmente, su instalación es más costosa, pero ofrecen la ventaja de una caída de presión mucho menor.
2. Balance de materia en una torre de absorción empacada

El balance de masa para la absorción en contracorriente en una torre empacada, el cual esta representado en la figura 2.2, queda de la siguiente forma:

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En base a componentes inertes seobtiene:
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y: Fracción molar de A en la fase gas
x: Fracción molar de A en la fase liquida
G: Flujo molar de gas por unidad de área
L: Flujo molar de líquido por unidad de área

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Figura 2.1: Esquema de una torre de absorción empacada

Podemos relacionar los flujos inertes del líquido y del gas y las composiciones absolutasmediante las siguientes ecuaciones:
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3. Caída de presión en una torre empacada con flujo en contracorriente


La caída de presión de un gas que fluye hacía arriba por un empaque, a contracorriente del flujo del líquido, se representa gráficamente en la siguiente figura.

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Figura 2.2: Características de caída de presión en columnas de relleno

A unavelocidad fija de gas, la caída de presión del gas aumenta al aumentar el flujo del líquido, debido principalmente a la sección transversal libre reducida que puede utilizarse para el flujo del gas como resultado de la presencia del liquido. La región bajo B indica la retención del líquido, siendo este constante con respecto a los cambios en la velocidad del gas, aunque aumenta con el flujo dellíquido. La región entre C y B, la retención del liquido aumenta rápidamente con el flujo del gas, el área libre para el flujo del gas se reduce y la caída de presión aumenta mas rápidamente; esto se conoce como recargo. Sobre el punto B el arrastre del líquido por el gas aumenta con rapidez y la torre se inunda. Entonces la caída de presión del gas aumenta muy rápidamente. No es práctico operar...