Absorción

LECCIÓN 4.
ABSORCIÓN
INTRODUCCIÓN

En el proceso de absorción se transfiere uno o varios compuestos de una fase
gaseosa a un líquido. La operación inversa se llama desorción o stripping.

El equipo utilizado en la absorción son esencialmente torres de platos y columnas de
relleno, si bien se emplean así mismo columnas de pared mojada, torres de
pulverización, absorbedores centrífugos,etc.

En todos ellos se busca una superficie interfacial grande y una elevada velocidad de
renovación de la misma para lograr unas óptimas condiciones de transferencia de masa.

Los datos de partida para el diseño del equipo de absorción son:

-

Datos de solubilidad determinantes de la curva de equilibrio.

-

Capacidad de flujos a manipular que permite calcular el diámetro de latorre.

-

Datos de equilibrio y balances de materia que traen como consecuencia el poder
calcular la longitud del equipo (altura del relleno o número de platos).

EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD

La velocidad a la que el constituyente gaseoso de una mezcla se disolverá en un
líquido depende de los datos de equilibrio para el sistema determinado. En el caso de un
sistema de tres componentesaplicando la regla de las fases se tiene que: F + L = C + 2.
En el caso considerado quedan tres libertades: presión del sistema, temperatura y
composición. Fijadas las dos primeras se tiene y = f (x) ó p = f (x) ; expresiones, como
se ve, que relacionan las composiciones de un constituyente en ambas fases.

Así por ejemplo se tienen las curvas de equilibrio de la figura 1
Existen diversas formasde presentar los datos de equilibrio según los distintos
sistemas y las diferentes condiciones de presión y temperatura.

ln X

T

FIGURA-1

En la figura anterior se observa que la cantidad de gas disuelto (NH3 ) disminuye al
aumentar la temperatura, según afirma la ley de Vant’Hoff. Igualmente se llega a la
misma conclusión examinando la ecuación de Clapeyron:

d lnx − ? H
=
; porlo que
dT
RT 2

este proceso se verá favorecido por temperaturas bajas de operación. Normalmente, la
disolución de un gas tendrá lugar con desprendimiento de calor y de aquí se sigue que
su solubilidad decrecerá al aumentar la temperatura, teniendo como temperatura límite
el punto de ebullición del disolvente.

En el caso de sistemas multicomponentes si una mezcla de gases se mantiene encontacto con un líquido bajo ciertas condiciones, las solubilidades de equilibrio de cada
gas serán independientes de las otras ya que el equilibrio se describe en términos de
presiones parciales en la mezcla gaseosa. Si todos menos uno de los componentes del
gas-mezcla son substancialmente insolubles sus concentraciones en el líquido serán tan
pequeñas que no influenciarán la solubilidad delcomponente relativamente soluble. Si
algunos componentes de la mezcla gaseosa son apreciablemente solubles, la
generalización se aplicará sólo suponiendo que los gases disueltos son indiferentes a la
naturaleza del líquido lo cual servirá sólo para disoluciones ideales. En general, el
equilibrio de solubilidad se operará cuando se formen disoluciones no ideales.

Como se recordará lasdisoluciones ideales son aquellas que verifican la ley de
Raoult (p* = pº X).

Las disoluciones no ideales son aquellas que presentan desviaciones positivas o
negativas de la ley de Raoult. En este caso de no idealidad se acude al empleo de la ley
de Henry. Las limitaciones de esta ley pueden venir dadas por interacciones químicas
con el líquido o por disociación electrolítica en la fase gas.DIAGRAMA DE FLUJOS Y SISTEMAS DE ABSORCIÓN MÁS FRECUENTES

La absorción tiene por campo de aplicación tanto la recuperación de componentes
valiosos presentes en una mezcla gaseosa como la eliminación de materias no deseables
en corrientes gaseosas residuales.

Normalmente toda unidad de absorción consta también de una torre de desorción o
stripping tal como se ve en la figura 2....