operaciÓn unitaria de la absorcion

OPERACIÓN UNITARIA DE ABSORCIÓN Y DES0RCIÓN GASEOSA

1. DEFINICIÓN:

La absorción de gases involucra la transferencia de un componente soluble,

presente en una fase gaseosa, hacia un líquido absorbente de baja volatilidad. La

desorción es el proceso inverso, es decir eliminación de un componente de la fase

líquida por contacto con una fase gaseosa.

En el caso más simple de absorción de gases, no existe vaporización del líquido

absorbente y el gas contiene sólo con constituyente soluble. Por ejemplo, al poner

en contacto una mezcla de amoníaco y aire con agua líquida a temperatura

ambiente, el agua absorbe amoníaco. Este es soluble en agua, mientras que el

aire es poco soluble en ella. A su vez, el agua no se evapora en cantidades

apreciables a temperatura ambiente. Como resultado, la única masa que se

transfiere es la del amoníaco que pasa de la fase gaseosa a la líquida.

En las operaciones de absorción, es necesario añadir un componente al sistema

(este es, el líquido absorbente).

La desorción o agotamiento es lo opuesto a la absorción. En este caso el gas

soluble se transfiere del líquido a la fase gaseosa.

La absorción y el agotamiento se utilizan con frecuencia en la industria. El ácido

clorhídrico se produce por la absorción en agua de cloruro de hidrógeno gaseoso.

La fermentación aerobia de los sedimentos y lados de aguas negras requiere la

absorción de aire. La carbonatación de refrescos involucra la absorción de dióxido

de carbono.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - DESTILACIÓN

2. EQUIPOS UTILIZADOS EN LA DESTILACIÓN:

2.1 DESCRIPCIÓN DE LAS PARTES DEL EQUIPO


Sensor de nivel

Sensor de caída de presión

Suministro y medidor en

caso gas=CO2(g)

Torre empaquetada

Filtro de aire

Válvula reguladora de presión

Rotámetro(Flujo de aire)

2.1.1 Torre Empaquetada:

La mayoría de empaques de torres son del tipo de anillos

monturas, usualmente los empaques del tipo anillo son valiosos

en el manipuleo de materiales orgánicos, cuando no hay mayor

problema de corrosión. Los empaques tipo montura son

especificados para sistemas acuosos cuando la corrosión es

importante .Aunque los empaques es oxidante por naturaleza, o

cuando se va a trabajar a temperatura elevadas. El equipo consta

principalmente de una torre de vidrio rellena con anillos Raschig

de vidrio de ½”, con una altura de relleno de 48”, diámetro interior

de la columna de 4”, trabajando a condiciones ambientales.

Como equipo auxiliar se conecta con una bomba para el desalojo

del líquido del fondo de la columna, un compresor para insuflar

aire, una válvula reductora de presión y un sistema neumático de

control de nivel de líquido en el fondo de la columna. Se cuenta

además con medidores de flujo tanto del gas como del líquido. La

alimentación del líquido a lacolumna es por gravedad.


Tuberías de desagüe

Rotámetro(Flujo de

amoniaco (ac))

2.1.2 Parte superior

La torre esta rellena con empaques de vidrio que permiten que el

paso del agua sea más lento y tome contacto con el aire. De esta

forma, debido a la mayor afinidad del gas al disolverse en el aire

que en el agua, el gas se disuelve en el aire que va en sentido

contrario al flujo del agua para mejorar el contacto gas-liquido.

2.1.3 Parte de la unión


Con la salida de agua con menor concentración. En esta parte

está instalado un soporte que deja solo el paso del agua a un

cierto caudal.

2.1.4 Parte Inferior

Donde se acumula el líquido con menor concentración. Es aquí

donde se toman las muestras de líquido para saber su concentración

mediante la titulación. Como ya dijimos, se toman hasta tres

muestras de líquido de esta parte de la torre para comprobar que la

desorción haya alcanzado un valor estable.

2.1.5 Válvula Reguladora De Presión Del Gas A Usar:


Se encarga de controlar la presión del sistema establecido, el

cual tiene que ser supervisado continuamente, porque debido al

flujo de líquido que pasaba, la presión varia significativamente lo

que traería consigo la obtención de datos equivocados.

2.1.6 Filtro Del Gas A Usar:

Intercambiador de calor que proporciona la energía a la columna para

mantener las corrientes de líquido y vapor en estado de saturación.


2.1.7 Rotámetro para gas:

Es la llave para control el flujo del aire, y se mide en pies3/min. Para

este experiencia se trató de mantener el flujo de 6 pies 3/min, a una

temperatura de 70ºF y una presión de 14 psi. Tomar en cuenta que

también existe una rota-metro para el control del líquido, el cual era

de menor dimensión y no necesitaba mayor control, debido a que las

variaciones en la presión del aire eran intranscendentes. Su valor se

mantuvo a 40 lbs/hora.

De aire De líquido

2.1.8 Sensor de caída de presión:

Instrumento de medición de presión de aire. Esta calibrada y detrás

está colocado un papel milimetrado para facilitar la medición de

forma visual. El instrumento funciona mediante el empuje del aire que

va a pasar a la desorción.


2.1.9 Filtro de Aire

Sirve para purificar el aire que se toma del medio ambiente ya este

contiene partículas de aceite, agua y polvo y otros elementos extraños que

pueden disminuir la eficiencia del proceso acumulando en los ductos

humedad y polvo que obstruyen los ductos. En la foto vemos la parte de la

salida del aire del filtro que es ancho en la parte superior. Podemos

comprobar que, a acercar cualquier elemento a la salida de aire, a este se

le adhieren pequeñas gotas de agua comprobando así que el aire contiene

elementos que dañarían el equipo


2.1.10 Distribuidor

Por esta tubería se da la salida de los gases contaminantes obtenidos del

agua amoniacada, la cual hemos reducido su concentración. Esta es la

tubería de desagüe de los gases contaminantes, no se liberan al medio

ambiente sino que salen a un concentrador.

2.1.11 Sensor de Nivel:

2.1.12 Zona de control de la solución final:


2.1.13 Equipo de Control y Seguridad

2.1.14 Equipo de alimentación:


Es el dispositivo que nos sirvió para descargar el líquido, utilizando una llave que

empleamos para abrir el conducto por el cual se expulsaba el líquido.

2.1.15 Estructura de recolección:

2.1.16 Estructura de desagüe:


3. FUNCIONAMIENTO:

La operación unitaria de desorción realizada en el equipo está conformado por la siguiente secuencia de pasos:


El aire comprimido ingresa, llega a una

trampa o filtro, baja por una tubería en donde es

regulado el flujo mediante un sistema de

control, para posteriormente subir por

la torre de empaque.

El sistema líquido proveniente de la solución amoniacal se encuentra en un

tanque azul.Dicho tanque azul se encuentra en lo alto del laboratorio, esto para aprovechar el

flujo que generaría su caída.La solución cae por un ducto e ingresa en el otro sistema de control de flujo en este

caso de líquido.

El aire sube y la solución cae todo dentro de la torre empacada, en esta ocurre una transferencia de masa de líquido a gas en un proceso llamado desorción, el

procedimiento inverso se llama absorción.Esto se da por la presencia de fuerzas impulsoras llamadas también potencial químico, para esta operación el valor del potencial químico del amoniaco en

líquido es mayor que el potencial químico del amoniaco en el gas.La solución amoniacal pierde concentración debido a que el amoniaco es

transferido a gas.

Para incrementar la eficiencia de la operación de transferencia intervienen los anillos Rasching contenidos en la torre.Los alrededores del anillo son mojados por la solución

amoniacal generándose de esta manera una mayor área de transferencia que una superficie única, mediante esta técnica se

puede extraer una mayor cantidad de amoniaco..

Finalmente se recolecta el amoniaco, que mediante

titulación se puede corroborar la disminución

de su concentración inicial..

4. APLICACIONES

4.1 Eliminación de gases atrapados o disueltos no deseados con

destreza

El Proceso GDT es un medio eficiente y confiable para tratar aguas urbanas y

puede ser usado en forma independiente o en conjunto con otras tecnologías. Ha

probado ser sumamente eficiente en transferir dinámicamente los gases a una

solución mientras elimina gases atrapados o disueltos no deseados. Requiere

poco espacio de ocupación. Los costos de equipo, instalación y operación son

relativamente bajos. Es un sistema fácil de instalar no contaminante el cual

proporciona al usuario la capacidad de contener y tratar emisiones de gas de

proceso.

El Proceso GDT ofrece flexibilidad de diseño a los profesionales de tratamiento de

aguas urbanas para cualquier velocidad de flujo en un sistema compacto, no

contaminante, y de bajo mantenimiento. Disponible en sistemas montados en

unidades deslizables.

4.2 Tratamiento de aguas ácidas - eliminación de CO2

La relación de dióxido de carbono a ion de bicarbonato afecta directamente el pH

del agua. Entre mayor es la relación más naturalmente acídica es el agua. El agua

acídica es un problema debido a su naturaleza corrosiva. La corrosión de los

materiales de tubería resulta en altos costos de mantenimiento y la adición de

contaminantes al agua. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de EE.UU.

estableció estándares de Nivel Máximo del Contaminante (MCL) de plomo y cobre

en agua potable. La corrosión es la principal causa de niveles elevados de

plomo/cobre en sistemas de distribución de aguas. El Proceso GDT ofrece control

de corrosión mediante la desorción de CO2 de la solución y reduciendo la relación

CO2/HCO3. Los costos operativos, de instalación y de capital son bajos gracias al

diseño operativo y al poco espacio ocupado por este sistema.


4.3 Eliminación de metano

El metano es fácil de eliminar del agua. Con sistemas eficientes se puede

alcanzar más del 80% de eliminación.

4.4 Reducción de radón

El proceso de desorción nos permite también sacar el radón del agua

debido a la constante de la ley de Henry y al diseño operacional


presurizado. La excelente eliminación del radón se logra en espacios

mínimos a bajos costos operativos y de capital

4.5 Control biológico del estireno en aire exhalado y orina mediante la

desorción térmica

El estudio de aplicación de la desorción térmica a la determinación de

estireno en fluidos biológicos se ha concretado en el análisis directo del

mismo en orina, mediante un procedimiento de purga y trampa, que arrastre

el estireno presente en la orina y lo concentre en un tubo relleno con un

adsorbente sólido para su posterior análisis.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

La desorción es una operación unitaria muy importante a nivel industrial

debido a la gran variedad de sus usos y las aplicaciones que tiene en

las diversas actividades industriales, sobre todo en la de purificación

ecológica del agua de procesos.

Los redistribuidores son necesarios para recoger el líquido que baja por

las paredes y redistribuirlo después para establecer un modelo uniforme

de irrigación.

La forma y el tipo del relleno dependen del líquido y gas a utilizar. Hay

que recalcar que el relleno tiene como característica fundamental la no

reactividad (son inertes).

A medida que aumenta el tamaño del relleno disminuye la eficiencia de

la transferencia de materia

5.2 RECOMENDACIONES


Controlar o tener revisados los valores que indican el rotámetro y el

manómetro, para tener control al el proceso, y obtener el resultado

esperado .No perder de vista los controles para que el parámetro se

mantenga en el punto óptimo.

En la transferencia de masas de debe tomar en cuenta la concentración

y para ello las siguientes condiciones, polaridad, viscosidad y densidad.

Se recomienda realizar las titulaciones de manera automática para

mejorar los tiempos en este proceso de operación unitaria de desorción.


operaciÓn unitaria de la absorcion

Documents