Procesos de separación

TEMA II

PROCESOS DE SEPARACIÓN O ELIMINACIÓN DE COMPUESTOS.
ABSORCIÓN FÍSICA

INGENIERÍA QUÍMICA AMBIENTAL
PLANTEAMIENTO
La absorción tiene por objeto separar uno o más componentes de una fase gaseosa mediante una
segunda fase líquida en la cual los compuestos a eliminar son solubles; por el contrario, el resto de los
componentes, que pueden o no ser apreciados, son insolubles. Setrata pues de una operación en la que
se produce una transferencia de materia entre dos fases inmiscibles.
Si el compuesto absorbido es valioso, el disolvente tiene un precio importante o por simple atención a no
trasladar la contaminación deberán recuperarse utilizando otra técnica, frecuentemente la técnica es la
desorción, es decir, se eleva la temperatura de la fase líquida a niveles en losque el componente tratado
no es soluble o lo es en pequeña proporción; de este modo se obliga a una eliminación del componente
volátil, se forma una fase gaseosa (en ocasiones se introduce un gas inerte para favorecer el paso del
compuesto volátil), independiente de la fase líquida, y se produce la transferencia desde la fase líquida a
la fase gaseosa .
La absorción se emplea para tratarmezclas gaseosas de las que se desean extraer uno o más compuestos
bien por ser valiosos, bien por ser contaminantes o por cualquier otra causa. En general, estas mezclas no
son tratadas por destilación porque tienen un punto de licuefacción muy bajo, lo que ocasionaría un coste
elevado en refrigeración, no hace aconsejable el empleo de la rectificación. También se emplea la
absorción, en el caso demezclas cuyos componentes tiene presiones de vapor análogas, y por tanto la
destilación no permite su separación ello lleva a buscar un método diferente de la rectificación para su
aislamiento y purificación.
Para el análisis de esta operación, es necesario en primer lugar, fijar el sistema físico en el que tiene lugar
sea éste una conducción, llamada genéricamente torre donde se ponen encontacto las dos fases gaslíquido, ambas circulan en contracorriente. Para facilitar el intercambio de materia se debe conseguir que
ambas fases presenten una superficie común elevada. Una fase puede fluir de forma continua y otra en
forma discontinua, puede ser el gas como burbujas o el líquido como gotas, dependiendo de la relación de
caudales. Tanto las gotas como las burbujas tienden a unirsedando lugar a grandes porciones de fase y es
posible que deban ser redistribuidas varias veces en el interior de la columna Figura 1.
Es frecuente, también que ambas fases circulen sobre lo que se conoce como relleno, para ello, la
columna contiene un material sólido de forma geométrica tal que la relación área/volumen sea alta, este
sólido se conoce como relleno. La forma más simples la de uncilindro hueco cuya altura es igual al
diámetro, se conoce con el nombre de anillo raschig; a otra forma de relleno más sofisticada se conoce
como silla Bert, porque recuerda a una silla de montar. Son frecuentes los cilindros con paredes interiores
lisas o curvas. En ocasiones se utilizan rellenos en forma de red tridimensional, realizados con mallas.
La torre queda definida, en cuanto a sugeometría, por su altura h, sección S, tipo de distribuidores y tipo
de relleno. Y en cuanto al modo de operar por la presión, temperatura, caudal de fases por unidad de
sección transversal de torre (considerada vacía) y concentración de los componentes en cada fase en
diferentes secciones de la torre.
De estas variables unas se fijan y otras se eligen más o menos arbitrariamente. Así elcaudal total de la
fase gaseosa y la concentración de cada componente en ella, dependerá del origen de la corriente a tratar.
La presión y temperatura en la torre se escogen en función de la solubilidad de los compuestos clave en
cada fase y de las relaciones de equilibrio.
El coste de la operación depende de la reducción de concentración del componente clave en la fase
gaseosa y del aumento...