CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCION

CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LA ABSORCION

La absorción es una operación unitaria que consiste en separar de una mezcla gaseosa uno o más componentes con la ayuda de un solvente líquido, con el cual el o los componentes separados forman una solución.

La absorción es un proceso en el cual las moléculas o átomos de una fase inter penetran casi uniformemente en los de otra fase constituyéndose una "solución" con esta segunda. Se diferencian tres partes importantes en el proceso de absorción: el gas portador el cual va a ser limpiado o purificado, el líquido lavador, que sirve a disolver las impurezas, y el componente gaseoso a separar.

Dentro de la transferencia de materia ocupa un lugar importante la absorción que consiste en el intercambio de materia entre una fase gaseosa y una liquida. Esta operación se puede desarrollar en columnas de etapas (o pisos) o en columnas de relleno.

Ejemplos importantes del uso de la absorción los tenemos en:

La recuperación de compuestos amónicos y aromaticos (benceno, tolueno y xileno) que acompañan al gas del alumbrado obtenido en coquerías por destilación seca de hulla. Primero se hace pasar el gas a travez de agua para separarle los compuestos amónicos y luego por un aceite para absorber los aromaticos.

Otro de los ejemplos son: la recuperación de SO2 producido en la tostación de piritas y la separación de SH2 mezclado con otros gases (generalmente hidrocarburos) por absorción con soluciones acuosas alcalinas.

Tipos de columnas de absorción

EQUIPOS DE ABSORCIÓN

Los equipos más corrientes en las operaciones de absorción son las torres rellenas y las columnas de platos, preferentemente las primeras, por presentar menor caída de presión.

Las torres rellenas usadas como absorbedores no son equipos estandarizados, se diseñan con diámetros desde 20 hasta 600 cm y con 1 a 24 m de altura. En general, las torres muy altas son poco eficientes.

Atendiendo al método de creación de la superficie de contacto desarrollada en las torres de absorción pueden clasificarse del modo siguiente:

- Superficiales

- Peliculares

- De relleno

- De burbujeo (De platos)

- Pulverizadores

Las superficiales son poco utilizadas debido a su baja eficiencia y grandes dimensiones.

Son específicos para gases muy solubles en el absorbente como es el caso del HCl en agua.

Las peliculares son equipos en los cuales la superficie de contacto entre las fases se establece en la superficie de la película de líquido, que se escurre sobre una pared plana o cilíndrica. Los equipos de este tipo permiten realizar la extracción del calor liberado en la absorción.

Los equipos más utilizados en la industria química son las torres rellenas y las de burbujeo.

TORRES RELLENAS

El equipo consiste esencialmente en una columna que posee un conjunto de cuerpos sólidos, que descansan sobre una rejilla con agujeros, los cuales permiten el paso de los fluidos.

La figura muestra una torre rellena típica, el flujo es a contracorriente, el gas entra por la parte inferior de la torre y se mueve ascendentemente y pasa a través de las capas de empaquetaduras o rellenos (1). El líquido entra por la parte superior de la torre y se distribuye uniformemente por toda la sección transversal de la torre con ayuda del distribuidor (3). La rejilla de soporte (2) se construye con un material resistente.

Generalmente el equipo no se llena por una capa de empaquetadura continua, sino que se divide el relleno en bloques de aproximadamente 1,5 a 3 m, con el propósito de evitar que el líquido se mueva preferentemente cerca de la pared y deje de mojar la zona central de la capa de empaquetaduras. Este fenómeno, perjudicial para la transferencia de masa, se denomina efecto pared y está motivado porque al existir una mayor densidad del relleno en la parte central que en la zona próxima a las paredes del aparato, la resistencia hidráulica cerca de las paredes es menor por lo que el líquido se desplazará preferentemente hacia esa región. En la figura puede observase un relleno en dos secciones. Para redistribuir el líquido entre las capas de empaquetadura, se colocan los conos de redistribución. Las torres muy altas o de gran diámetro se dividen en varias secciones. Durante el trabajo de la torre empacada el líquido corre por la superficie de la empaquetadura en forma de película fina, por lo cual la superficie de contacto entre las fases es, en lo fundamental, la superficie mojada del relleno. Al pasar el líquido de uno 35 a otro elemento del empaque la película mencionada se quiebra y se forma una nueva en el elemento inferior.

También existe descenso de líquido en forma de gotas y en pequeños chorros. Generalmente, una parte de la superficie del relleno está mojada por una capa de líquido estancado, por lo que el gas burbujea en dicha capa inmóvil.

TORRES DE ABSORCIÓN DE PLATOS (TORRES DE BURBUJEO O BORBOTEO)

En estos equipos, el gas burbujea dentro de una capa de líquido, de modo que la superficie de contacto entre las fases es la superficie de todas las burbujas formadas.

Las torres de platos son columnas dentro de las cuales están instalados platos igualmente espaciados. Los platos poseen perforaciones, a través de las cuales pueden ascender los vapores procedentes de los platillos inferiores, lo que posibilita la interacción gas-líquido. Según sea el diseño del plato, en lo que respecta a la configuración del orificio y a la existencia o no de tubos bajantes para el descenso de líquido, las torres de platos se clasifican en:

- Platos con sombrerete o campana (cazoleta)

- Platos cribados o perforados

- Platos de válvulas.

Las características comunes de los diferentes tipos de platos son el gran contacto entre las fases, la facilidad de limpieza y la posibilidad de evacuación del calor, evolucionado en el proceso, con la introducción de serpentines en el espacio interplatos

La figura muestra el esquema de una torre de platos, en la misma, la transferencia de masa se efectúa de forma escalonada, según asciende el gas de uno a otro plato a contracorriente con el flujo de líquido, que se desplaza con una trayectoria con zigzag en el interior de la torre.

El elemento fundamental de los dos primeros platos son las cazoletas, el gas burbujea en el líquido al salir de las cazoletas. Las cazoletas se distribuyen de forma regular en el plato, dejando una zona libre de las mismas

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