Adsorción

INDICE


Página
1. – Adsorción.
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1.1. – Diferencias entre Adsorción y Absorción.
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1.2. – Fundamentos de la Adsorción.
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1.3. – Tipos de Adsorción.
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1.3.1. – Física.
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1.3.2. – Química.
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1.3.3. – Criterios para distinguir los tipos de Adsorción
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1.4. – Naturaleza de los Adsorbentes
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2. – Equipos de Adsorción.
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2.1. – Equipos por etapas.
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2.2. – Equiposde contacto continúo.
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2.3. – Equipos de lecho fijo.
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3. – Equilibrio de Adsorción e Isotermas.
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4. – Vapor y Gases sencillos.
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5. – Calor de Adsorción
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6. – Mezclas de Vapor y Gas.
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6.1. – Adsorción de un componente.
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6.2. – Mezclas binarias de gases o vapores.
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6.3. – Efectos del cambio de Presión y Temperatura.
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7. – Líquidos
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7.1. – Adsorción a partirde una solución diluida.
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7.2. – Adsorción a partir de una solución concentrada.
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8. – Ecuación de Freundlich y Aplicaciones

9. – Ejercicios.
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9.1. – Cálculo de Número de etapas.

9. 2.– Cálculo de Número de etapas.

9.3 – Cálculo de Diámetro y Altura.
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INTRODUCCIÓN

DESARROLLO

1. Adsorción
Es una operación unitaria que comprende el contacto de solido conliquido o gases y la transferencia de masa en la dirección fluido a solido. Se utiliza para deshumidificar aire y otros gases, para eliminar olores e impurezas desagradables de gases industriales como CO2, para recuperar vapores valiosos de disolventes a partir de mezclas diluidas con aire y otros gases, para fraccionar mezclas de gases de hidrocarburos que contienen sustancias como metano, etileno,etano, propileno y propano y para decoloración de productos de petróleo y soluciones acuosas de azúcar, eliminación de sabor y olor desagradable del agua y el fraccionamiento de mezclas de hidrocarburos aromáticos y parafínicos.

Todas estas operaciones son similares en que la mezcla por separar se pone en contacto con otra fase insoluble, el sólido adsorbente, y en que la distinta distribuciónde los componentes originales entre la fase adsorbida en la superficie solida y el fluido permite que se lleve a cabo una separación.


1.1 Diferencias entre Adsorción y Absorción.
La diferencia principal entre estas dos operaciones unitarias esta en que para la Absorción, generalmente se trabaja con gases y líquidos, donde se utiliza un gas o un vapor como agente absorbente afín alcomponente que se desea extraer del líquido, mientras que la Adsorción se basa en extraer de una solución de una mezcla de líquidos o gases un componente en específico, mediante el uso de un sólido adsorbente afín al componente a extraer.


1.2 Fundamentos de la Adsorción
Modelos de concentración en lechos fijos
En la adsorción en lecho fijo las concentraciones en la fase fluida y en la fasesólida varían con el tiempo y la posición en el lecho. Al principio la mayor parte de la transferencia de materia tiene lugar cerca de la entrada del lecho, donde el fluido se pone en contacto con adsorbente fresco. Si al comienzo el sólido no contiene adsorbato, la concentración en el fluido disminuye exponencialmente con la distancia hasta prácticamente cero antes de alcanzar el extremo tina1del lecho. Este perfil de concentración se representa por la curva t1, de la Figura 24.5a, donde c/co es la relación de concentraciones correspondiente al fluido y a la alimentación. Después de pocos minutos el sólido próximo a la entrada se encuentra prácticamente saturado, y la mayor parte de la transferencia de materia tiene lugar lejos de la entrada. El gradiente de concentración adquiere laforma de S, tal como se muestra en la curva t2. La región donde ocurre la mayor parte del cambio de concentración es la llamada zona de transferencia de materia, y sus límites frecuentemente se toman como c/co = 0,95 a 0,05.
Con el tiempo la zona de transferencia de materia se mueve hacia la parte inferior del lecho, tal como muestran los perfiles t3, y t4. Perfiles similares podrían trazarse...