Adsorción Facultad de Ingeniería
mcam98Trabajo16 de Abril de 2018
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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Universidad Rafael Urdaneta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Cátedra: Operaciones Unitarias III
Periodo: 2018 A
Sección: "A"
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ADSORCIÓN
Maracaibo, 13 de Marzo del 2018
INDICE Pág. Introducción...............................................................................................4 |
1. Adsorción............................................................................................. 5 |
2. Fundamentos de adsorción...................................................................6 |
2.1. Tipos de adsorción.............................................................................6 2.1.1 Adsorción química............................................................................6 |
2.1.2 Adsorción física................................................................................7 2.1.3 Adsorción Iónica...............................................................................8 2.2. Tipos y naturaleza de los adsorbentes…………………………………8 2.3 Cinética de los Adsorbentes……………………………………………...9 3. Criterios y distinción entre adsorbentes químicos y físicos…………….9 |
4. Naturaleza de los adsorbentes............................................................10 5. Variables del proceso y ciclos de adsorción…………………………....13 6. Equilibrio de adsorción……………………………………………………14 6.1 Gases y vapores sencillos………………………………………………15 6.2 Mezcla de vapor y gas…………………………………………………...16 6.2.1 Adsorción de un componente…………………………………………16 6.2.2 Mezcla binarias de gases y vapores…………………………………16 6.3 Liquidos……………………………………………………………………16 6.3.1 Soluciones Diluidas…………………………………………………….17 6.3.2 Soluciones Concentradas……………………………………………..18 |
7. Isotermas de adsorción........................................................................19 7.1Isortema tipo I……………………………………………………………...19 7.2 Isoterma tipo II…………………………………………………………….20 7.3 Isoterma tipo III…………………………………………………………..21 7.4 Isoterma tipo IV………………………………………………………......22 7.5 Isoterma tipo V……………………………………………………………22 8. Operaciones de adsorción………………………………………………..23 8.1 Operaciones por etapas…………………………………………………23 8.2 Operaciones en varias etapas………………………………………….23 9. Ventajas……………………………………………………………………24 10. Desventajas………………………………………………………..........24 11. Equipos de adsorción……………………………………………………25 11.1 Adsorbedores de lecho fijo…………………………………………….25 11.2 Adsorbedores de tanque agitado……………………………………..26 11.3 Adsorbedores continuos……………………………………………….26 12. Aplicaciones……………………………………………………………….27 13. Proceso de desorción…………………………………………………....30 14. Determinación de numero de etapas…………………………………..31 14.1. Método grafico…..…………………………………………………...…31 14.2 Método analítico…………………………………………………………32 15. Calculo de altura………………………………………………………….32 16. Calculo de diámetro………………………………………………………34 Conclusiones……………………………………………………………….....35 Bibliografía…………………………………………………………………….36 |
Introducción
La adsorción es una operación unitaria, la cual se fundamente esencialmente del equilibrio, cuenta con agentes absorbedores para realizar el proceso de separación. Dependiendo de las condiciones en las que el sistema se encuentre, y las aplicaciones que se les dará, la adsorción se puede dividir en diversos tipos, tales lo son la adsorción química, física e iónica; cada una con sus características peculiares, y con un método de aplicación distinto.
La adsorción también cuenta con diversos equipos especializados dependiendo del flujo y las velocidades de flujo a las cuales se operarán, interviniendo también las dimensiones que presente la torre, para lograr mejores resultados, disminuyendo la caída de presión y siempre teniendo en cuenta la inversión del equipo, para no generar un factor económico muy elevado.
Existen gran cantidad de diversos agentes adsorbantes, los cuales presentan características que los diferencian de cada uno; existiendo de uso inmediato y de tratamiento previo. Estas consideraciones dependen del flujo que se vaya a tratar, y el objetivo que se quiera lograr.
Si bien, la adsorción y la absorción son técnicas de separación, la principal diferencia radica en que la adsorción es un proceso físico o químico por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o retenidas en la superficie de un material; y la absorción es un proceso físico o químico en el cual átomos, moléculas o iones pasan de una primera fase a otra incorporándose al volumen de la segunda fase.
Se conocerán los diversos tipos de adsorción, adsorbentes y efectos que se producen en este proceso de separación, al igual que la importancia de determinar la cinética del mismo.
- Adsorción:
La adsorción es una de las operaciones más mediante la adsorción, las moléculas de un soluto se concentran en una superficie sólida por la acción de fuerzas intermoleculares entre el soluto y el sólido. Debido a estas fuerzas el fenómeno es fácilmente reversible. La adsorción es esencialmente un fenómeno de superficie. Es fundamental en procesos químicos que son acelerados por la presencia de catalizadores cuyo estado de agregación es distinto al de los reactivos.
Durante la adsorción de un gas o de un soluto en disolución, sus partículas se acumulan sobre la superficie de otro material. La sustancia que se adsorbe se denomina adsorbato y el material sobre el que lo hace es el adsorbente (el proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción).
La adsorción se basa en el equilibrio, en el momento en que se adhiere un soluto a la superficie, se forman enlaces débiles; este fenómeno es una consecuencia de la energía superficial, la cual se define como el grado de atracción o repulsión que un material ejerce sobre el soluto.
Como resultado de este proceso, se forma una capa de líquido o gas en la superficie de una sustancia sólifa o líquida.
Si se tiene una superficie sólida con nanoporos (centros activos del adsorbente, los cuales tienen fuerzas de enlaze entre sus átomos que no están saturadas), estos poros serán capaces de retener gas de la atmósfera, gracias a la adsorción.
Para que se lleve a cabo el proceso de adsorción, se concretarán una serie de pasos:
1. Contacto del adsorbente y la solución.
2. Al efectuarse la adsorción el soluto se une preferentemente a la superficie del adsorbente respecto a otros solutos.
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