Absorcion y desorcion

INTRODUCCIÓN A LA ABSORCIÓN DE GASES
• Definición
– Operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner un gas en contacto con un líquido, a fin de disolver de manera selectiva uno o mas componentes del gas y obtener una solución de éstos en el líquido.

• Fundamentos
– Difusión – Relaciones de equilibrio (solubilidad)

Desorción (Stripping)

• La desorción es laoperación inversa a la absorción • Es la operación unitaria en la cual uno o mas componentes del liquido se transfieren al gas. • También puede conseguirse aumentando la temperatura.

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Absorción y desorción de mezclas
Absorción y desorción son métodos comunes para: a) remover impurezas de un gas (absorción) o b) remover impurezas de un liquido (desorción).

Absorción
L0 (absorbente) 1 2 V1Desorción
LN+1 (liquido a ser separado) N N–1 VN

N–1 N LN VN+1 (vapor a ser separado) L1

2 1 V0 (gas)

Liquido absorbente absorbe ciertos componentes del vapor preferencialmente

Vapor absorbente preferencialmente vaporiza Ciertos componentes del la corriente liquida

Ejemplo
Típico proceso de absorción
Absorbente aceite 90F Gas limpio

L0

lbmol/hr 1 2

n-butano 0.05 n-pentano0.78 Oil 164.17 L0=165.00

V1

lbmol/hr

Metano 155.0 Etano 323.5 Propano 155.4 n-butano 3.02 n-pentano 0.28 V1 =637.3

6 LN lbmol/hr VN+1 lbmol/hr
Metano 160.0 Etano 370.0 Propano 240.0 n-butano 25.0 n-pentano 5.0 LN=800.0 Metano 5.0 Etano 46.5 Propano 84.6 n-butano 22.0 n-pentano 5.5 LN=327.7

Note que casi todo el metano permanece en el gas

Note que casi todo el n-pentano fuetransferido al liquido

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Aplicaciones industriales
• Separación y purificación de corrientes de gas. • Eliminación de contaminantes inorgánicos solubles en agua de corrientes de aire. • Como dispositivos de recuperación de productos valiosos. • Eliminación de impurezas en productos de reacción.

Comparación absorción - rectificación
• La transferencia de masa sólo se da en una dirección (en rectificación en las dos direcciones). • Las temperaturas de trabajo son mucho menores en absorción. • La relación de caudales de líquido a gas es mucho menor en la absorción. • Se utilizan columnas similares. • En absorción siempre se recupera el disolvente

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Equipos de absorción y desorción
Columnas de platos
Líquido in 1 2 Vapor out

Columnas empacadas
Líquido in Vapor outColumnas de aspersión
Líquido in Vapor out

N–1 N Líquido out Vapor in Líquido out Vapor in Líquido out Vapor in

Columnas de burbujeo
Líquido in Vapor out

Líquido out

Vapor in

Equipos de absorción y desorción
Columna de platos
Liquido in 1 2 Vapor out Presa Configuración

N–1 N Liquido out Vapor in plato Presa plato

capucha

leg

Dos tipos de platos: perforados, valvulasPlato

Liquido flechas azules. Vapor flechas rojas.

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Fase de contacto

Presa Espuma

Plato

Corriente de vapor (rejo) burbujea a través de la espuma.

Funcionamiento de las columnas de platos
• Cada plato constituye una etapa, puesto que sobre el plato se ponen los fluidos en contacto intimo, ocurre la difusión interfacial. • El numero de platos teóricos o etapas en equilibriodepende de lo complicado de la separación • El diámetro de la torre depende de las cantidades de liquido y gas que fluyen a través de la columna por unidad de tiempo. • Alta eficacia de transferencia de materia (depende de la calidad y tiempo de contacto). El tiempo de contacto depende de la laguna liquida sobre cada plato la cual debe ser profunda y de velocidades relativamente elevadas del gas5

Funcionamiento de las columnas de burbujeo
• Una corriente de gas en forma de pequeñas burbujas, es introducida en el liquido. Si el diámetro del tanque es pequeño, el burbujeador localizado en el fondo del tanque puede ser un simple tubo abierto. • El propósito del burbujeo es poner en contacto el gas burbujeado con el liquido. • Circulación de las dos fases en contracorriente....