Absorción

Realice un esquema de operación de las siguientes torres, indicando claramente en un diagrama de equilibrio, como sería su línea de operación, además se deben indicar claramente las composiciones de entrada y salida de líquido y gas tanto en el diagrama como en el esquema de la torre:

Torre de absorción contracorriente.

Ilustración 1: Informa tanto el esquema y como el diagrama con las curvas de operación y la curva de equilibrio de una torre de absorción a contracorriente.

Torre de absorción cocorriente.

Ilustración 2: Expone tanto el esquema y como el diagrama con las curvas de operación y la curva de equilibrio de una torre de absorción a co corriente.

Torre de desorción contracorriente.

Ilustración 3: Presenta tanto el esquema como el diagrama con las curvas de operación y la curva de equilibrio de una torre de desorción a contracorriente.

Torre de desorción cocorriente.

Ilustración 4: Muestra tanto el esquema como el diagrama con las curvas de operación y la curva de equilibrio de una torre de desorción a co corriente.

Indique que problemas puede causar el SO2 en contacto con la piel, ojos y una eventual inhalación.

El Dióxido de azufre es un gas corrosivo y tóxico, para los ojos, piel y el sistema respiratorio.

A continuación se presentan los problemas que pueden generar el contacto o la inhalación de este gas:

Inhalación: si el gas se encuentra en bajas concentraciones puede causar irritación en los ojos y nariz. Si se está expuesto por largos periodos de tiempo al gas puede causar tos severa con descarga de sangre o vómitos. Puede llegar a ser mortal.

Contacto con la piel: Corrosivo e irritante a la piel y a todo tejido viviente. Exposición de tejido dérmico a nivel toxico, causa quemaduras tipo acido y lesiones a la piel, resultando en necrosis y cicatrices.

Contacto con los Ojos: Contacto con el líquido o vapor causa quemaduras y ulceraciones dolorosas. Quemaduras a los ojos resultan en lesiones y posible pérdida de la visión.

Es por esto, que las medidas de seguridad para llevar a cabo la experiencia son:

Máscara facial completa

Gafas de seguridad

Zapatos de seguridad

Guantes de plástico o goma

Explique cómo influyen los efectos térmicos en las variables de operación de un sistema de absorción de gases. ¿Qué técnicas se utilizan para controlar esta situación? ¿Es esto un “problema”? Opine.

En la absorción gas-líquido, la temperatura es un parámetro importantísimo a la hora de operar una torre, puesto que la solubilidad del gas que se absorberá depende principalmente de ella (temperatura), influyendo directamente tanto la curva de operación como la curva de equilibrio. Esto, se debe a que al cambiar la solubilidad, también cambia la fracción molar (o concentración). Por lo general, al subir la temperatura, la solubilidad del gas aumenta en líquidos orgánicos y disminuye en agua.

Si la solubilidad aumenta, el gradiente de transferencia aumenta y con ello, los flujos que salen de la operación (líquido y gas) tienen más concentración, variando así la curva de equilibrio y de operación. Por el contrario, si la solubilidad disminuye, los flujos que salen de la torre contienen menos concentración y, como se dijo anteriormente, cambia las curvas (operación y equilibrio).

Para el caso de la absorción, si se aumenta la temperatura en el líquido en el proceso, la solubilidad del gas disminuirá notablemente y por consiguiente, la capacidad de absorber también lo hará y se necesitará más disolvente.

Los efectos térmicos que se pueden dar en la absorción son:

Calor de disolución del soluto, que dependiendo de su naturaleza (exotérmica o endotérmica) puede elevar o disminuir la temperatura dentro de la torre. Estos calores pueden ser de condensación, de mezclado y de reacción.

El calor latente del solvente (vaporización o condensación).

Intercambio de calor sensible entre las dos fases.

Pérdida de calor sensible. Los flujos entregan calor a la atmósfera por medio de las paredes y/o dispositivo de enfriamiento interior o exterior.

El modo de controlar estos efectos térmicos es tratar los flujos por un proceso previo. Algunos de ellos son:

Recuperar el calor que se produce, como en el calor de disolución exotérmico, por medio de un intercambiador de calor (rehervidor, caldera, evaporador).

Enfriamiento de las corrientes de entrada o salida.

Mezclado con aire.

Este tipo de efectos son un problema, debido a que cambian las condiciones de operación, vale decir, las fracciones molares (líquido y/o gas), el flujo de disolvente, el momento que ocurre la inundación y por supuesto, la pérdida de carga. En conclusión, si se llega a producir un cambio de temperatura que no se prevé, el proceso de absorción puede cambiar de forma abrupta, inundándose, teniendo una alta caída de presión y/o que la cantidad de disolvente sea insuficiente (o sentido opuesto, que sobre).

Nombre al menos 4 características que se deben tener en cuenta al momento de elegir qué tipo de solvente será utilizado para la absorción, además explique brevemente el porqué de su importancia.

Como primer criterio, es necesario que el solvente a utilizar para la absorción sea químicamente compatible con el gas, es decir que la elección de este dependerá de la naturaleza del gas a tratar.

El agua es el solvente más común que se utiliza para absorber contaminantes inorgánicos, también puede usarse para absorber contaminantes orgánicos, pero estos deben presentar una solubilidad relativamente alta en agua.

Para los compuestos orgánicos que tienen baja solubilidad en agua, se usan otros disolventes, tales como los aceites de hidrocarburos.

A continuación se presentan algunos criterios que hay que tener en consideración a la hora de la elección del disolvente apropiado.

Solubilidad del gas. Debe ser elevada ya que esto

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