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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA
FAC. CS. NATURALES, MAT. Y DEL MEDIO AMBIENTE DEPARTAMENTO DE QUIMICA

ABSORCIÓN DE GASES

OBJETIVOS: Contactar una mezcla gaseosa con un líquido con el fin de disolver de manera selectiva uno o más componentes del gas y de obtener una solución de estos líquidos. TEORÍA: Al poner en contacto un gas con un líquido en el que es soluble, las moléculas delgas pasan al líquido formando una disolución con aquél, y al mismo tiempo las moléculas disueltas en el líquido tienden a volver a la fase gaseosa, estableciéndose un equilibrio dinámico entre las moléculas del gas que pasan a la disolución y las que retornan a la fase gaseosa. Las solubilidades de gases líquidos se expresan de diferentes modos: En forma numérica, por medio de tablas, en formagráfica, representando presiones parciales o relacione molares frente a concentraciones; y es frecuente expresarlas por la ley de Henry. Ley de Henry: Esta ley se aplica para disoluciones líquidas no ideales, según la cuál la concentración de un componente en una fase es proporcional a su concentración; es decir, p * = Hc , dónde H es el coeficiente de la ley de Henry, el valor depende del sistemaconsiderado, de la temperatura y de las unidades que se expresan las variables p (presión parcial del soluto en la fase gaseosa) y c (concentración del líquido). Velocidades límite del flujo; carga e inundación: En una torre que contiene un determinado relleno y está irrigada con un flujo definido de líquido, existe un límite superior para la velocidad de flujo de gas. La velocidad correspondientes aeste punto recibe el nombre de velocidad de Inundación . Se puede encontrar observando la relación entre la caída de presión a través del lecho de relleno y la velocidad del flujo del gas, a partir de la observación de la retención del líquido y también a partir de la apariencia visual del relleno. La velocidad de inundación, identificada, por estos tres distintos efectos, varía algo con el métodode identificación y corresponde más a un intervalo de velocidades de flujo que a una constante perfectamente definida. Para velocidades moderadas de gas, la línea de relleno irrigado se hace cada vez más pendiente debido a que el gas impide el flujo de gas. El punto en que la retención de líquido comienza a aumentar que se aprecia por un cambio de la pendiente de la línea de la caída de presiónrecibe el nombre de punto de carga . Cuando en determinadas regiones de la columna el líquido se transforma en una fase continua se dice que la columna se encuentra inundada .
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FUNDAMENTOS DE LA ABSORCIÓN: Existen características de la torre de relleno que se ven afectadas por otrasvariables cómo concentración, flujo de gas y líquido tratadas. Por ello los cálculos como de velocidad de absorción, y los coeficientes de transferencia. De materia se basan en balances de masa. En estos balances de masa, no hay cambios discretos bruscos de composición como en el caso de una planta de etapas. Las variaciones de composición son continuas de un extremo a otro equipo. En el balancede masa tenemos ecuaciones de los balances globales de materia, basadas en las siguientes corrientes: Materia total Componente Donde: L1 + Gn +1 = Ln + G1 L1 x0 + Gn +1Yn +1 = Ln x n + G1Y1 (Ec.1.1.a) (Ec.1.1.b)

L1 = Flujo de líquido que entra a lo largo de la torre (mol / s ) Gm +1 = Flujo de gas ( CO2 + aire )a la entrada de la columna( mol / s ) Ln = Flujo de líquido a la salida de la torre( mol / s ) G1 = Flujo de gas ( CO2 + aire ) a la salida de la columna ( mol / s ) x0 = Fracción de CO2 en agua a la entrada. Yn +1 = Fracción de CO2 en el gas ( CO2 + aire ) a la entregada x n = Fracción de CO2 en agua a la salida. Y1 = Fracción molar de CO2 en el gas a la salida.
A partir de estas ecuaciones se obtiene la línea operación:

Y = ( L ) X + G1Y1 − L1 X 0 / G ; G
de donde X e...