ABSORCIÓN Y AGOTAMIENTO (DESORCIÓN) La absorción es una operación unitaria de transferencia de masa donde se pone en contacto un gas con un líquido que disuelve uno de los componentes del gas. Por otra parte, la desorción es el proceso contrario, donde un gas inerte en un líquido es arrastrado por otro gas, el cual está en contacto con el líquido. Cualquiera de los dos procesos se puede llevar a cabo en una torre de empaques o de platos.
COLUMNAS EMPACADAS Es un equipo utilizado en la industria para la absorción y destilación debido al contacto que genera entre la fase líquida y la fase vapor. Se genera el contacto continuo de las dos fases poniéndolos a contracorriente, generando el desplazamiento d esplazamiento de uno o más componentes compone ntes de la fase vapor a la fase fase líquido. Consiste en un cuerpo cilíndrico de un tamaño específico, el cual contiene:
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La
Una entrada del gas y un espacio de distribución en la parte inferior Una entrada del líquido y un distribuidor distribuidor en la parte superior. superior. Salida del líquido y el gas, en la parte inferior y superior, respectivamente. Una masa soportada llamada torre empacada
sección
empacada está compuesta por los diversos empaques. Un empaque es un dispositivo que funciona como medio de contacto gas-líquido en torres de absorción o destilación. Su uso principalmente fue para mejorar la eficiencia de separación y reducir la caída de presión del gas, lo que generó un uso cotidiano del tipo de columna. Los empaques se pueden dividir de la siguiente manera:
Colocados de forma aleatoria: Son empaques con dimensiones de 6 a 75m en su dimensión mayor.
Colocados a mano: son tamaños entre 50 a 200mm. Empaques estructurados: Hechos con láminas perforadas que distribuyen el líquido sobre la superficie mientras que el vapor pasa a través de los canales formados por los corrugados.
Los empaques también se pueden clasificar según su forma de relleno. Dentro de los empaques más comunes tenemos los siguientes:
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Anillos Raschig: Son utilizados en la industria Química reuniendo baja pérdida de presión, buena eficiencia y economía. Anillos Pall: Los anillos Pall, una variación de los anillos raschig, ofrecen mayor área de contacto entre las substancias de bloqueos, además de menor perdida de presión. Anillos Lessing: Los anillos Lessing son ideales para cargas de rellenos mas pesadas. Debido a su diseño especial y su espesor de paredes, permiten soportar grandes esfuerzos. Sillas Celenox: En la forma de sillas asimétricas. Superan en rendimiento los otros tipos por presentar mayor capacidad de carga y superior eficiencia de separación, con baja perdida de presión.
La mayoría de los empaques están construidos con materiales económicos como arcilla, porcelana o diferentes plásticos. En algunas ocasiones se utilizan anillos metálicos de pared delgada, de acero o aluminio.
El uso de columnas empacadas puede generar que estás se diseñen con materiales diferentes. Use columnas de vidrio para aplicaciones donde se requiera una inercia muy alta, como por ejemplo análisis de analitos activos. Las columnas metálicas, de menor costo, deberán ser usadas para aplicaciones menos demandantes, donde la inercia del vidrio no sea requerida. Para aplicaciones de baja temperatura, las columnas de PTFE ofrecen la flexibilidad del metal con una inercia que se aproxima a la del vidrio.
DESHUMIDIFACION La deshumidificación es una reducción de la humedad específica, del agua, en el aire; en general para proporcionar una condición más confortable. La deshumidificación del aire puede llevarse a cabo poniendo en contacto el aire con una superficie fría, que puede ser solido (contacto indirecto) y liquido (contacto directo). Si la temperatura de la superficie es menor a la de rocío del gas, la condensación tiene lugar y la temperatura del aire desciende. La temperatura de la superficie tiende a aumentar debido a la transferencia de calor sensible y latente procedente del gas. El aire en contacto con la superficie se enfría por debajo de su temperatura de rocío, y la condensación de vapor ocurre por tanto antes de que el aire más alejado de la interfase se haya enfriado. La humedad puede también reducirse por compresión del aire, permitiendo su enfriamiento a su temperatura original, y eliminando el agua que va condensando. Durante la compresión, la presión parcial del vapor aumenta y la condensación tiene lugar tan pronto como se alcanza el valor de saturación. Por tanto, si el aire se comprime a una presión elevada, el aire se saturará de vapor. TORRES DE ENFRIAMIENTO Las torres de enfriamiento son sistemas mecánicos destinados a enfriar masas de agua en procesos que requieren una disipación de calor. El principio de enfriamiento de estos equipos se basa en la evaporación, el equipo produce una nube de gotas de agua bien por pulverización, bien por caída libre que se pone en contacto con una corriente de aire. La evaporación superficial de una pequeña parte del agua inducida por el contacto con el aire, da lugar al enfriamiento del resto del agua que cae en la balsa a una temperatura inferior a la de pulverización. TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO - Atmosféricas de circulación cruzada - Tiro natural - Tiro forzado Las torres atmosféricas con circulación de aire cruzada son torres de relleno en las que el aire circula naturalmente de forma transversal. El coste de operación es reducido, ya que se evitan los costes de impulsión de aire, pero su eficacia es reducida y está sujeta a las condiciones climatológicas.
Las torres de tiro natural tienen forma de chimenea, con gran altura por encima del relleno para favorecer la circulación del aire (50-100 m). Con este mismo fin tienen un Figura 3 a). Enfriamiento de agua. tts, zona inferior de la columna Figura 2. Deshumidificación de aire. Perfiles de humedad y temperatura; flujos de materia y calor José Luis Sotelo Sancho 3 perfil hiperboloideo, con un diámetro en la base que puede alcanzar hasta 60 m. Tienen una gran capacidad de enfriamiento, tratando caudales superiores a 60.000 m3 .h-1, y se utilizan en centrales de producción de energía eléctrica. Sus principales inconvenientes son la condensación en incluso lluvia que se produce a la salida y que se consigue una aproximación a la temperatura húmeda del aire de entrada (diferencia entre la temperatura de salida del agua y esta temperatura húmeda) de 8ºC, mientras que en las torres de tiro forzado se alcanzan aproximaciones menores (de hasta 4ºC). Las torres de tiro forzado pueden ser de impulsión (ventiladores en la zona inferior, que introducen el aire a la torre) o de aspiración (ventiladores situados en la parte superior, que extraen aire de la torre). Estas últimas tienen como ventajas que logran una mejor distribución del aire, presentan menor recirculación del aire húmedo y que existe menos probabilidad de formación de hielo sobre los ventiladores. Suelen ser rectangulares, compactas y modulares, de modo que puede interrumpirse el funcionamiento de algún módulo si disminuye el caudal de agua a tratar o en caso de avería. Para una capacidad de enfriamiento dada, permiten un flujo de agua de dos a tres veces superior al de las torres de tiro natural. Por ello, su uso es obligado si existe poco espacio disponible. Los costes fijos son inferiores a los correspondientes a las torres de tiro natural, siendo mayores los costes de operación (energía de impulsión de los ventiladores).
