Ensayo Absorción

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Introducción

La absorción es un proceso de transferencia de masa en el que el vapor de un soluto en una mezcla de gases es absorbido por un líquido en el que el soluto es más o menos soluble. Para lograr un contacto estrecho entre las fases líquida y gaseosa, ambas operaciones utilizan los mismos tipos de equipos que la destilación, a saber, columnas de platos, columnas empaquetadas, torres de aspersión y torres de burbujeo. Una columna o columna es un recipiente cilíndrico alargado en el que se colocan empaquetamientos o placas y se hacen circular gases y líquidos por el interior de la columna, generalmente en contracorriente. Se colocan dispositivos internos para promover el contacto entre fases, aumentando así el área interfacial donde ocurre la transferencia de masa.

Estas operaciones se pueden realizar en torres de placas, torres empacadas y torres de aspersión, que son torres vacías a las que se alimenta líquido a presión a través de un sistema de aspersión que hace circular el gas en sentido contrario. La absorción se utiliza en la industria para eliminar gases ácidos (CO2, SO2) de corrientes gaseosas utilizando diferentes corrientes líquidas como: agua, soluciones de soda y aminas. Los equipos de absorción, al igual que los equipos de compresión de vapor, se basan en el principio de condensación y evaporación del refrigerante para obtener refrigeración o calor. En los sistemas de absorción, el uso de refrigerantes es crucial. Este tipo de sistemas utilizan sustancias refrigerantes orgánicas que no afectan la capa de ozono.

Los dispositivos de absorción funcionan con energía solar y tienen un impacto ambiental muy bajo: no destruyen el ozono estratosférico, no generan ningún potencial de efecto invernadero directo y minimizan el potencial de efecto invernadero indirecto.

Cuando se utilizan métodos húmedos para eliminar gases contaminantes, el problema inicial de contaminación por gases se convierte en un problema de contaminación del agua. Suponiendo que la planta de tratamiento municipal tenga la capacidad adecuada para manejar el flujo adicional generado, las aguas residuales de lavandería se tratan adecuadamente y luego se reciclan o se descargan al sistema de alcantarillado municipal.

Para analizar el impacto ambiental de los equipos de absorción se considerarán los siguientes parámetros:

• Potencial de agotamiento del ozono

Potencial de agotamiento del ozono. Medida de la capacidad que posee una sustancia para destruir el ozono estratosférico, que se basa en su duración en la atmósfera, estabilidad, reactividad y contenido de elementos que pueden atacar al ozono. Todos los PAO se basan en una medida de referencia, que es 1.

Es un número que se refiere a la cantidad de destrucción de ozono estratosférico causado por una sustancia. Es la razón entre el impacto sobre el ozono causado por una sustancia determinada y el impacto causado por una masa similar de CFC11 (el potencial de agotamiento del CFC-11 está definido como 1).

• Potencial de calentamiento global

el efecto de calentamiento integrado a lo largo del tiempo que produce una liberación instantánea de 1kg de un gas de efecto invernadero, en comparación con el causado por el CO2 está basado en un tiempo horizonte de100 años.

El GWP es medido con base en el potencial de daño del refrigerante R-744 o mejor conocido como dióxido de carbono (CO2). El GWP es medido con base en el potencial de daño del refrigerante R-744 o mejor conocido como dióxido de carbono (CO2). Con altos índices de ODP y GWP, los fluidos CFCs (clorofluorocarburos) están prácticamente extinguidos y, actualmente, se buscan nuevas alternativas para los HCFCs hidro clorofluorocarburo) y HFCs (hidrofluorocarbonos).

• Consumo y coeficiente de rendimiento COP

El coeficiente de rendimiento (COP) es una expresión de la eficiencia de una bomba de calor. Al calcular el COP para una bomba de calor, la salida de calor del condensador (Q) se compara con la potencia suministrada al compresor (W). Se define como la relación entre la potencia (kW) que se extrae de la bomba de calor como refrigeración o calor, y la potencia (kW) que se suministra al compresor. Razón por la que hablar de tal coeficiente es equivalente a hablar del consumo energético.

El COP de un dispositivo de absorción de efecto simple es de aproximadamente 0,65 a 0,75 y el COP de un dispositivo de absorción de doble efecto es de aproximadamente 1,3 a 1,35. El COP del conjunto de compresión mecánica puede ser 2-4.

En principio se puede argumentar que los equipos de compresión mecánica son mucho mejores que los equipos de absorción en este sentido, pero hay que tener en cuenta que el cálculo del COP se realiza de forma diferente, en un caso se realiza en función de la energía térmica suministrada, el otro se basa en la energía eléctrica consumida. Si el COP se calcula en una planta de compresión mecánica en función de la energía térmica aportada para producir la energía eléctrica que consume, su COP debe multiplicarse por el rendimiento de la central de combustibles fósiles que produce la energía eléctrica (dicho rendimiento, que depende de la tecnología utilizada oscila aproximadamente entre el 30% y el 50%). Del cálculo se puede ver que, aunque el COP de los equipos de compresión mecánica es mayor en algunos casos, la diferencia de COP entre estos y los equipos de absorción se ha reducido considerablemente, y la diferencia es muy pequeña.

En este caso, el consumo de energía del dispositivo de absorción no se tiene en cuenta ya que representa sólo un porcentaje muy pequeño del consumo del dispositivo de accionamiento por compresión. Otro aspecto que considerar es que en algunas plantas de absorción el consumo energético no se consume explícitamente en la producción de refrigeración como en las plantas de compresión mecánica, lo que de por sí representa un desempeño de ahorro energético. En cualquier proceso de definición de posibles soluciones a un problema específico de uso consuntivo de energía, las consideraciones que tienen mayor impacto en las decisiones de los diseñadores y de la propiedad están relacionadas principalmente con consideraciones económicas, fundamentalmente por el impacto en el medio ambiente.

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