Unidad 4 Absorcion

ALMUNA:

FABIOLA DIAZ SANTOS

CATEDRATICO:

MC EDUARDO DE LA FUENTE NARVÁEZ

MATERIA:

OPERACIONES UNITARIAS III

TRABAJO:

UNIDAD III “ABSORCIÓN “

CARRERA:

ING. BIOQUIMICA

SEMESTRE:

7°

13/11/2013 TEAPA; TABASCO

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 3

3.1 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCIÓN DE LA ABSORCIÓN 4

3.2 TIPOS DE COLUMNAS DE ABSORCIÓN 6

3.3 TIPOS DE EMPAQUES PARA ABSORCIÓN 13

3.4 DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN EN COLUMNAS EMPACADAS PARA MEZCLAS BINARIAS 18

3.5 DISEÑO DE TORRES DE ABSORCIÓN EN COLUMNAS DE PLATOS 21

3.5.1 Para mezclas binarias 24

3.5.2 Para mezclas multicomponentes 25

CONCLUSIONES 27

REFERENCIAS 28

INTRODUCCIÓN

La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner un gas en contacto con un líquido para que este disuelva determinados componentes del gas, que queda libre de los mismos.

La absorción puede ser física o química, según el gas que se disuelva en el líquido absorbente o reaccione con él dando un nuevo compuesto químico.

La desorción es la operación contraria a la absorción es la operación unitaria contraria en la cual un gas disuelto en un líquido es arrastrado por un gas inerte siendo eliminado del líquido.

En una columna en la cual estén en contacto un gas y un líquido que no están en equilibrio se realizará una transferencia de materia. La fuerza impulsora actuante es la diferencia entre las presiones parciales del líquido y el gas.

El sentido de la transferencia estará en función del signo de las fuerzas impulsoras.

Los aparatos que pueden para realizar una absorción pueden ser los mismos que en una destilación ya que la fase de contacto es también entre un líquido y un gas. Las columnas no necesitarán ni condensador ni caldera. Se usan normalmente columnas de platos o de relleno.

Algunos dispositivos para facilitar el contacto entre las fases emplean medios mecánicos.

Las torres de pulverización son columnas vacías en las que el líquido entra a presión por un sistema de ducha, circulando el gas en sentido contrario.

Los absorbedores centrífugos se basan en forzar el contacto gas-líquido dando energía cinética de rotación al líquido y haciendo circular gas a través suyo.

Algunas aplicaciones de la absorción: eliminación de gases ácidos como H2S, CO2, SO2.

3.1 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCIÓN DE LA ABSORCIÓN

La absorción es una operación de separación que consiste en la transferencia de uno o más componentes minoritarios de una corriente gaseosa a una corriente líquida, llamada disolvente. El objetivo de esta operación suele ser purificar una corriente gaseosa para su procesamiento posterior o su emisión a la atmósfera, o bien, recuperar un componente valioso presente en la corriente gaseosa.

La absorción del SO2 presente en los gases de combustión mediante soluciones alcalinas y la absorción de CO y CO2 del gas de síntesis de amoníaco son ejemplos de purificación, mientras que la absorción de óxidos de nitrógeno en agua es la etapa final del proceso de fabricación de ácido nítrico.

La absorción se suele llevar a cabo en torres o columnas de relleno.

El proceso donde ocurre una transferencia de masa desde la fase gaseosa hasta líquida se denomina absorción, en el cual uno o más de los componentes de una mezcla gaseosa pasa a un líquido en el que es soluble. El proceso inverso, donde ocurre la separación de uno de los componentes de una mezcla líquida por medio de un gas recibe el nombre de desorción.

Absorción: G L

Desorción: L G

La absorción puede ser química o física, según exista o no interacción química entre el soluto y el absorbente. La absorción es reversible, comúnmente, lo que permite combinar en una misma planta procesos de absorción y desorción, con vistas a regenerar el absorbedor para reutilizarlo y poder recuperar el componente absorbido, muchas veces con elevada pureza.

La absorción se utiliza con diferentes propósitos en la industria, tales como la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa y la purificación de gases tecnológicos. Ejemplos donde se emplea como etapa principal un proceso de absorción están las de obtención de ácido sulfúrico (absorción de SO3 ), la fabricación de ácido clorhídrico, la producción de ácido nítrico (absorción de óxido de nitrógeno), procesos de absorción de NH3, CO2, H2S y otros gases industriales.

La transferencia de masa de un proceso de absorción se realiza a través de la superficie de contacto entre las fases. La velocidad de la transferencia de masa depende directamente de esta superficie interfacial, por lo tanto, los equipos utilizados en tales operaciones deberán garantizar la dispersión de un fluido en el otro, estableciendo una superficie de contacto desarrollada, para posibilitar una contacto intenso entre las fases. 

3.2 TIPOS DE COLUMNAS DE ABSORCIÓN

Columna de absorción de gas de pared húmeda - CES

Las columnas de pared húmeda pueden utilizarse para determinar coeficientes de transferencia de masa gas/líquido, esencial a la hora de calcular el diseño de las torres de absorción. Dichos coeficientes forman la base de las correlaciones usadas para desarrollar torres de relleno. El CES examina la absorción en agua desoxigenada (preparada por aspersión de nitrógeno) de oxígeno del aire. Éste es un ejemplo de absorción controlada por película líquida. Puede determinarse el coeficiente de transferencia de masa de película líquida para diversos caudales másicos de agua.

Descripción del Equipo

Los componentes del sistema están montados en un bastidor de suelo de acero pintado. La columna de pared mojada es una columna de vidrio con secciones de entrada y salida de agua, y está montada sobre cardanes con el fin de asegurar su verticalidad.

La columna de desoxigenación tiene un tamaño global similar al de la columna de pared mojada, y está situada en posición vertical junto a aquélla. Al lado de las columnas hay una consola de control con caudalímetros, controles de bomba y analizador de oxígeno. Entre las columnas hay dos alojamientos especiales, que contienen las sondas de análisis de oxígeno que monitorizan el contenido de oxígeno en el agua que entra y sale de la columna de absorción. El aparato utiliza como medio de trabajo agua, contenida en un tanque de almacenamiento en la parte de atrás de la unidad. Las bombas que suministran agua al desoxigenador y la columna de absorción están situadas en la base de la unidad.

Durante la operación, el agua es aspersada con nitrógeno en el desoxigenador antes de entrar por la parte superior de la columna de pared mojada. Una bomba de aire integral tipo diafragma bombea aire en la base de la columna. El aire asciende por la columna, entregando el oxígeno al agua.

El oxígeno disuelto en la entrada y la salida puede medirse en rápida sucesión. El agua se drena al tanque de almacenamiento para su reciclaje al desoxigenado.

Especificaciones tipo Pliego

La unidad se utiliza para experimentos de coeficientes de transferencia de masa de película líquida y variaciones del coeficiente con el caudal másico. En segundo lugar, el estudio de la absorción de oxígeno del aire en agua desoxigenada. El aparato consta de una columna de pared mojada de vidrio y otra, independiente, de desoxigenación, de material acrílico. El equipo incluye un tanque de almacenamiento de agua, bombas de alimentación (2), analizador de oxígeno y bomba de aire.

Columna de absorción de relleno

La columna de absorción de relleno está construida está rellenada de anillos Raschig de 10mm x 10mm, también de vidrio, que son representativos del tipo de relleno usado para la absorción de gas. El líquido usado en el proceso se almacena en un tanque de alimentación rectangular de y se utiliza una bomba centrífuga para suministrar el líquido a la cabeza de la columna, desde donde desciende por el relleno y vuelve al tanque. Un medidor de flujo de área variable instalado en la línea de recirculación da una lectura directa del caudal.

El gas a absorber es extraído de un cilindro presurizado (no suministrado), colocado junto a la columna. Este gas pasa a través de un medidor de flujo de área variable calibrado, y se mezcla con un flujo de aire, también de caudal conocido, que proviene de un compresor giratorio situado en el bastidor. La relación de gas a aire de la mezcla que entra en la columna es por tanto conocida y es fácilmente variable. La mezcla de gas entra por el fondo de la columna, asciende a través del lecho denso y se contrae en contracorriente con el líquido que desciende por la columna.

Unos puntos de muestreo de presión en la base, el centro y la cabeza de la columna permiten registrar la caída de presión en la columna usando manómetros. Estos puntos de muestreo también ofrecen un medio para extraer muestras de gas de la columna.

Columna de platos

Las columnas de platos son equipos de contracorriente en los que el contacto se hace en discontinuo sobre los platos que tiene orificios para el paso de los gases, y un vertedero para transferir el líquido de plato a plato, de manera que los gases ascienden burbujeando por los orifcios.

El líquido pasa de un plano a

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