Absorción Gaseosa

Absorción Gaseosa

Bolaños Jennyfer1; Guano, Danilo2; Mora, Martin3; Sotomayor, Andrés4; Vega, Paulina5

1Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Mecatrónica, Quito, Ecuador

Resumen: La presente práctica tuvo como objetivos realizar un balance de masa en la columna de absorción, determinar el NUT y HTU, además de la eficiencia de la columna y por último el efecto del incremento de la velocidad del gas, CO2 y el Kya. La absorción de gases es una de las operaciones más importantes en la Ingeniería Química que se define como la separación de los elementos de una mezcla gaseosa por la técnica de disolución selectiva de un solvente. Para la práctica se cambiaron las condiciones de flujo y se obtuvieron los valores reportados, además se mantuvo constante el flujo volumétrico inicial del agua en tres casos. A partir de los datos obtenidos se realizaron los cálculos correspondientes de NUT y HTU en cada caso. Para el primer caso el NUT fue de 0,11715, para el segundo fue de 0,05496 y para el tercero fue de 0,03630. Por otra parte, para el HTU se obtuvieron valores de 14,09 m para el primer caso, 29,12 m para el segundo caso y 42,59 m para el tercer caso. La eficiencia de la columna tuvo una tendencia decreciente para cada caso, los valores reflejados se describen a continuación para el primer, segundo y tercer caso: 10,72%, 5,34% y 3,56%, respectivamente.

Palabras Clave: columna de absorción, NTU, HTU, absorción, gas

Abstract:  The objectives of this work were: to carry out a mass balance in an absorption column, to determine the NUT and HTU, to calculate the column efficiency and finally the effect of the increase in gas velocity CO2 and Kya. Absorption of gases is one of the most important operations in Chemical Engineering which is defined as the separation of elements of a gaseous mixture by the technique of selective dissolution of a solvent. In this practice, the flow conditions were changed, and the reported values were obtained. Also, the initial water volumetric flow was kept constant in three cases. From the data obtained, the corresponding calculations of NUT and HTU were made in each case. For the first case the NUT was 0,11715, for the second it was 0.05496 and for the third it was 0.03630. On the other hand, the values of HTU were 14,09 m, 29,12m and 42,59 m for the first, second and third case, respectively. The efficiency of the column had a decreasing trend for each case. The values ​​shown are described below for the first, second and third case: 10,72%, 5,34% and 3,56%, respectively.

Keywords: absorption column, NTU, HTU, absorption, gas.

^[1] 1. INTRODUCCIÓN

La absorción de gases es una de las operaciones más importantes en la Ingeniería Química que se define como la separación de los elementos de una mezcla gaseosa por la técnica de disolución selectiva de un solvente (Coulson, 1991).

La alimentación al equipo de separación ocurre en contracorriente, el gas ingresa por la parte inferior de la columna y el líquido o solvente por la parte superior. Los componentes absorbidos salen por el fondo y los no absorbidos salen en forma de gas por la parte superior (Happel, 1981).

Esta operación se basa en la transferencia de masa en dos fases, liquida y gaseosa. Para que ocurra la separación, debe presentarse un gradiente de concentración entre los componentes de la mezcla y entrar en contacto directo las dos fases. Regularmente se utiliza un relleno en la torre o columna de absorción para mejorar el contacto entre las fases y tener una buena eficiencia (Ríos, 2013).

Existe una gran variedad de rellenos, entre los cuales los más utilizados son los siguientes: Anillos Rasching, Anillos Pal, Sillas Intalox, Tri-Pack. Un relleno es de buena calidad cuando cumple ciertas características:  ser inerte frente al contacto de fluidos en el interior de la torre, ser resistente al movimiento de la columna, no tener un peso excesivo, no permitir una caída de presión ni una retención masiva del líquido (Betancourt, 2003).

Los cálculos de la columna se enfocan principalmente en el balance de masa, y entalpias de las corrientes. Algunas aplicaciones en donde se utiliza la columna de absorción son las siguientes: Control de gases contaminantes en la atmosfera, eliminación o reducción de concentración de amoniaco, eliminación de gases de combustión (Orozco, 1988).

Los objetivos de la presente practica fueron los siguientes puntos: realizar un balance de masa en la columna de absorción, Determinar el NUT y el HUT, la eficiencia de la columna y por último el efecto del aumento de la velocidad del gas, CO2 y el Kya.

2. METODOLOGÍA

Se identificó las partes constituyentes de la columna de absorción y se estableció la ubicación de las termocuplas. Acto seguido se abrió la válvula de ingreso de agua en la parte superior de la columna. El flujo líquido se controló mediante un rotámetro. Se abrió la válvula de conexión con el tanque de CO2 y se realizó la mezcla de gases de acuerdo con la guía de trabajo. Finalmente se registró datos de temperatura obtenidos mediante las termocuplas a la entrada y salida del líquido. A manera de experimentación se varió las condiciones de flujo varias veces de acuerdo con la guía de trabajo.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4. CONCLUSIONES

Los valores obtenidos de NUT para el primer, segundo y tercer caso son 0,11715, 0,05496 y 0,03630 respectivamente.

Los valores obtenidos de HTU para el primer, segundo y tercer caso son 14,09, 29,12 y 42,59 m respectivamente.

La eficiencia de la columna para el primer, segundo y tercer caso equivale a 10,72, 5,34 y 3,56 % respectivamente.

REFERENCIAS

Betancourt, R. (2003). Transferencia molecular de calor, masa y/o cantidad de movimiento. (1ra edición). Manizales, Colombia. Editorial Alneira.

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