Absorcion es una operación unitaria de transferencia de materia entre fases,

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

UNI

Facultad de Ingeniería Química

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Asignatura:

Balance de Materia y Energía

Trabajo:

-Proceso de Absorción

Catedrático:

ING. Rolando Antonio Guevara Arróliga.

Trabajo Realizado Por:

•Ángel Alfonso García.

•Mercedes Elizabeth  Bojorge.

•Eddy Gonzales García

•Halima Lizzie Jiménez Polanco

Grupo 3T1Q

MANAGUA, NICARAGUA     ________       28/ Junio / 2012.

Índice.

Introducción

1. Objetivos…………………………………………………………………………………1

2. Concepto de Absorción…………………………………………………………….2-3

3.Diseño de torres de relleno……………………………………………………….3-4

4.Estado de Equilibrio………………………………………………………………….4-5

5. Aplicación de la operación unitaria……………………………………………6-7

6. Impacto ambiental del uso del carbón activado……………………………8-11

7. Aspectos Financieros de  prevención y control de la contaminación……………11-12

8. Bibliografía………………………………………………………………………………………………….13

Introducción.

Desde tiempos remotos los egipcios descubrieron que el carbón de madera podía utilizarse para purificar otros Productos e incluso usarse con fines medicinales. En la actualidad, el carbón activado es utilizado para remover color, olor y sabor de una infinidad de productos, por lo cual lo podemos encontrar en aplicaciones tan sencillas como peceras o filtros de refrigerador, hasta complejos sistemas industriales como modernas plantas de tratamiento de aguas residuales o delicados sistemas de elaboración de antibióticos.

En este trabajo se describe la importancia del carbón activado en tanques agitados en una operación unitaria. Así mismo se destaca las definiciones del uso de este, en un proceso de absorción. Es conveniente analizar primero el proceso de adsorción, para así comprender mejor como es que el carbón activado realiza su función. La adsorción es un proceso por el cual los átomos en la superficie de un sólido, atraen y retienen moléculas de otros compuestos. Estas fuerzas de atracción son conocidas como " fuerzas de Van Der Waals". Por lo tanto al ser un fenómeno que ocurre en la superficie mientras mayor área superficial disponible tenga un sólido, mejor adsorbente podrá ser.

1. Objetivo General.

1) Explicar  el proceso de absorción y así mismo aplicado en una operación unitaria industrial.

Objetivos específicos:

1) Destacar los aspectos más  importantes de acuerdo la definición del proceso de absorción.

2) Describir de forma precisa y  coherente, los pasos para llevar a cabo el proceso de absorción con reacción química.

3) Aplicar  un proceso de absorción, en un tanque agitado con el uso del carbón, para el tratamiento de aguas residuales.

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2.  Absorción.

La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia entre fases, utilizada para la separación de uno o más componentes de una mezcla de gases por absorción (disolución) de los mismos en un líquido adecuado esta operación, basada en la transferencia de materia en una interface, está controlada en gran parte por las velocidades de difusión. Es decir que dicho proceso puede ser un fenómeno puramente físico, en donde los gases se disuelven; así por ejemplo, el dióxido de carbono de una mezcla de gases puede eliminarse haciendo pasar la mezcla de gas a través de agua, en la que el anhídrido carbónico se disuelve, obteniéndose agua carbónica.

Ejemplos de absorción con reacción química.

 Sin embargo, existen otros casos en los que además de disolución del gas o gases en el disolvente, tiene lugar una reacción química que influye sobre la velocidad de absorción, aunque en general esta no es la etapa controlante. Ejemplos de esta son la eliminación de dióxido sulfuroso mediante absorción del mismo en agua, o bien la absorción de dióxido de carbono en una solución de hidróxido sódico.

La operación contraria, en la que un soluto pasa de la fase liquida a la gaseosa, se le denomina desorción (scripting) en la industria alimentaria suelen utilizarse procesos de desorción cuando se desea eliminar hidrocarburos presentes en aceites que han sido obtenidos por extracción con disolventes.

3. Equipos de Absorción.

A veces la absorción puede llevarse a cabo en columnas de pulverización de borboteo de paredes mojadas, aunque también se utilizan tanques agitados y otros tipos de equipos. A pesar de la gran variedad de aparatos que se pueden utilizar en los procesos de absorción.

3.1 En los absorvedores de lechos fijos ocurre una absorción de vapores de disolventes. Es decir que las partículas del absorbente se colocan en el lecho de 0,3 a 1,2, entonces la alimentación gaseosa circula en sentido descendente a través de un lecho, mientras en el otro ocurre una regeneración.

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3.2 El equipo para el secado de gases a diferencia del anterior este se produce con gas caliente para la regeneración, en donde el gas húmedo procede del lecho que se está regenerando en donde puede separar el agua en un condensador, salir hacia la atmosfera y recircular el gas al lecho por calefacción.

3.3 Eficiencia de control.

Se puede esperar que un sistema de adsorción bien diseñado alcance entre el 95% y el 98% de eficiencia de control a concentraciones de entrada entre 500 y 2000 ppm en aire. Esto es independientemente de los sistemas posteriores a la unidad, tales como un incinerador o un condensador. Por lo tanto, la eficiencia de control de una unidad de adsorción y un incinerador combinados pudiera ser:

Eficiencia de la unidad de adsorción x eficiencia del incinerador = 95%x98% = 93.1%

Mientras que la eficiencia de una unidad de adsorción y un condensador combinados pudiera ser:

Eficiencia de la unidad de adsorción x eficiencia del condensador = 95% x 99% = 94.05%

La eficiencia real de control de ambos, la unidad de adsorción y el dispositivo posterior, están relacionadas. Ni la eficiencia de la unidad de adsorción ni la eficiencia del dispositivo posterior es más dominante, pero cualesquiera que tenga la menor eficiencia causará más pérdida en la eficiencia total.

3.4 Diseño de torres de relleno.

Un aparato frecuentemente utilizado en absorción de gases y en algunas otras operaciones es la torre de relleno, un ejemplo de ésta se representa en la Figura 22.1. El dispositivo consiste en una columna cilíndrica, o torre, equipada con una entrada de gas y un espacio de distribución en la parte inferior; una entrada de líquido y un distribuidor en la parte superior; salidas para el gas y el líquido por cabeza y cola, respectivamente; y una masa soportada de cuerpos sólidos inertes que recibe el nombre de relleno de la torre. El soporte ha de tener una gran fracción de área libre de forma que no se produzca inundación en el plato de soporte. La entrada del líquido, que puede ser disolvente puro o una disolución diluida del soluto en el disolvente, y que recibe el nombre de  líquido agotado, se distribuye sobre la parte superior del relleno mediante un distribuidor y, en la operación ideal, moja uniformemente la superficie del relleno.

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El gas que contiene el soluto, o gas rico, entra en el espacio de distribución situado debajo del relleno y asciende a través de los intersticios del relleno en contracorriente con el flujo de líquidos. El relleno proporciona una gran área de contacto entre el líquido y el gas.

[pic 2]Figura .4.9

4. Estados en equilibrio.

Equilibrio liquido-gas

El principio en el que se fundamentan los procesos de absorción y desorción es la diferencia de la concentración que existe entre las fases, del componente que se transfiere, respecto de la de equilibrio. Esto se refiere a la mezcla de un gas y un líquido en donde uno es soluble, cabe destacar que durante este proceso el componente se disuelve en el líquido hasta que deje de producirse la transferencia de este. Al final del proceso se produce una variación de ambas concentraciones, y se obtienen mejores condiciones en el equilibrio.

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