Teoría informe práctica de absorción

TEORÍA

La absorción es una de las operaciones unitarias más importantes, consiste en la separación de uno o varios componentes de una mexcla gaseosa mediante su disolución selectiva en un líquido. A veces un soluto se recupera de un líquido poniendo éste en contacto con un gas inerte. Tal operación, que es inversa a la absorción, recibe el nombre de desorción de gases o stripping.

La absorción de gases está basada en la transferencia de materia entre dos fases (líquida y gaseosa) entre las que existe un gradiente de concentración del componente que se desea separar. La transferencia de materia tiene lugar al poner ambas fases en contacto, generalmente por medio del relleno de una columna o torre de absorción [1]. http://www4.ujaen.es/~ecastro/proyecto/operaciones/materia/absorcion.html

Los sistemas de captura de dióxido de carbono se pueden dividir en 3 categorías dependiendo de la parte de la operación en la que se esté dando la captación del gas.  Si el CO2 se capta en la chimenea cuando el proceso de combustión ha terminado, se denomina captura post-combustión; cuando se elimina el carbono del cumbustible (lo que evita la formación del CO2) antes de la combustión,l se le conoce como pre-combustión; en cambio si la captación del gas es simultánea a la combustión, entonces hablamos de oxi-combustión [2]. http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4355/fichero/ANALISIS+DE+LA+TECNOLOGIA+DE+REDUCCION+EFECTIVA+DE+EMISIONES+DE%252F3.+TECNOLOGIA+DE+CAPTURA+DE+CO2.pdf

También, la absorción aplicada a los procesos de purificación de gases puede clasificarse dependiendo de la interacción entre los componentes del gas y el absorbente:

1. Absorción física: En este proceso el componente a eliminar de la corriente de gas es más soluble en el líquido que los demás componentes, pero no hay reacción químca con el absorbente. La concentración en la fase líquida depende de la presión parcial del componente en la fase gaseosa. Un ejemplo es la absorción de sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono en el dimetil éter de polietilenglicol (Proceso Selexol).
2. Absorción con reacción reversible: Este tipo de absorción implica una reacción química entre el componente gaseoso que absorbe y un componente de la fase líquida. Un ejemplo es la absorción de CO2 con aminas. Con un aumento de la temperatura se puede desorber el componente que pertenecía a la fase gas. Presenta una curva de equilibrio no lineal, y la velocidad de reacción afecta al coeficiente de absorción.
3. Absorción con reacción irreversible: El producto de reacción que se forma no se descompone para regenerar el absorbente. Un ejemplo es la absorción de sulfuro de hidrógeno en una solución de quelato de hierro para formar partículas de azufre elemental. [3] http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/20214/fichero/4-Cap%C3%ADtulo+3%252FCap%C3%ADtulo3.pdf

Existe una amplia variedad de procesos que pueden ser aplicables para la captura post-combustión, pero teniendo en cuenta comparaciones económicas, los sistemas de captura que utilizan absorción con componentes químicos son la mejor opción aplicable. La absorción química ofrece una captura con alta eficiencia y selectividad, y el consumo de energía más bajo en comparación con otras tecnologías de captura[3].

El proceso de absorción en la captura post-combustión hace uso de la naturaleza reversible de una disolución acuosa alcalina absorbente, por lo general aminas. La figura 1 muestra el esquema del proceso comercial de la absorción de CO2. Después de enfriar los gases de combustión, se ponen en contacto con la solución absorbente de MEA (solución pobre), es necesario un sistema de bombeo que impulse el gas para superar la pérdida de carga durante la absorción. La solución rica que contiene el CO2 químicamente combinado es bombeada al stripper (columna de regeneración) mediante la bomba de solución rica, pasando por un intercambiador de calor para aprovechar el calor de la solución pobre de salida del stripper. La regeneración química del solvente es llevada a cabo entre 100 y 140 °C y a una presión no más alta de la atmosférica. El vapor se recupera y es devuelto a la torre de regeneración, el CO2 sale del stripper. El disolvente regenerado, con una mínima concentración de CO2 es bombeado de nuevo a la torre de absorción[3].

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