Adsorci N P2013

Adsorción
Adsorción es el fenómeno de concentración de una sustancia sobre la
superficie de un sólido. La sustancia atraída hacia la superficie se llama
fase adsorbida (o adsorbato) y aquella a la que se adhiere se llama
adsorbente.
Generalmente, se reconocen dos tipos de adsorción, una física (van der
Walls) y otra química. La primera se caracteriza por una baja energía de
asociación por lo queel equilibrio entre adsorbato y adsorbente es
reversible y se puede establecer rápidamente.
La adsorción es distinta de la absorción.
La segunda es un proceso en el que la
sustancia no se retiene en la superficie
sino pasando a través de un sólido
penetra y se distribuye por todo su
cuerpo. La adsorción es un fenómeno de
retención superficial.

La adsorción es una operación de separación en laque ciertos componentes
de una fase fluida se transfieren hacia la superficie de un sólido, donde quedan
unidos mediante fuerzas de naturaleza física (débiles) o bien mediante
verdaderos enlaces químicos.
Adsorción física

Adsorción química

Fuerzas de van der Waals
Carácter exotérmico (1-10 kcal/mol)
Rápida
Reversible
Formación de multicapas
Ocurre en todos los sólidos y en toda su
superficie
Poca selectividad
 Dependencia lineal con T

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

Enlaces químicos
Carácter exotérmico (10-100 kcal/mol)
Lenta
Irreversible
Sólo monocapa adsorbida
Ocurre en ciertos sólidos y en
determinados puntos
• Gran selectividad
• Dependencia exponencial con T
(Arrhenius)

ADSORCIÓN POR CICLOS

ADSORCIÓN CONTINUA

Ventajas de la adsorción como operación de separación
Bajo consumoenergético
Gran flexibilidad de elección del adsorbente
Elevada selectividad
Frente a la destilación
Pueden separarse componentes con volatilidad relativa menor o igual
a 1,2-1,5. Por ejemplo, la separación de isómeros es mucho más fácil
mediante adsorción con zeolitas.
Si se trata de separar grupos de componentes que presentan rangos
de puntos de ebullición que se solapan, sería preciso utilizarvarias
columnas de destilación, con el consiguiente aumento de los costes
El producto de interés está en concentración relativamente baja. En
estas condiciones se necesitaría una relación de reflujo muy elevada
en destilación, lo que provocaría un gran aumento en los costes
energéticos.

Sólidos adsorbentes
 Elevada superficie específica (1 millón m2/kg)
 Forma granular: 50
μm- 12 mm
 Resistentes,escasa caída de presión, fluyen con facilidad.
Arcillas activadas
Adsorbentes
industriales

Alúmina
Carbón activo
Gel de sílice
Mallas moleculares: zeolitas

Sólidos cristalinos microporosos en los que existen cavidades en las que
pueden adsorberse moléculas de determinadas sustancias, dependiendo de las
dimensiones de las cavidades. Tienen gran interés industrial como adsorbentes
ycatalizadores.

Canales

Aplicaciones de la adsorción
En la industria alimentaria:
Decoloración en la industria azucarera
Decoloración de aceites en la refinación

En Ingeniería Ambiental:
Desulfuración del gas natural (eliminación del H2S)
Eliminación de agua de efluentes gaseosos (secado)
Eliminación de olores e impurezas desagradables de gases
industriales como el dióxido de carbono o del aire
Recuperaciónde compuestos orgánicos volátiles (acetona) de
corrientes gaseosas
Procesos de potabilización de aguas:
- Control de sabor y olor
- Eliminación de microcontaminantes
- Eliminación de exceso de desinfectante (cloro, ozono)
Depuración de aguas residuales: tratamiento terciario

Equipos de adsorción

Modelos de procesos de adsorción
Relación de equilibrio entre la concentración de adsorbato en lafase fluida y
la concentración en las partículas de adsorbente a una temperatura
determinada

Modelos isotermos de adsorción
Diseño de un proceso
de adsorción

Selección del
adsorbente

Transferencia
de materia

Capacidad de
adsorción de soluto
que tiene el sólido

El fluido que contiene el adsorbato se
hace pasar por el sólido adsorbente a
T cte y se mide la concentración de
adsorbato a la...