Fundamentos Teóricos de la Absorción
La absorción es el proceso por medio del cual, se realiza la separación selectiva de un componente de una mezcla gaseosas utilizando un solv solven ente te líqu líquid ido o. Se pued pueden en dist distin ingu guir ir la abso absorrción ción físi física ca y la absorción química. Cuando se da la absorción física se disuelve el gas en el líquido líquido,, esta, no se acompa acompaña ña de una reacci reacción ón química química.. La absorción tiene hasta la presión parcial del componente absorbible en una fase gaseosa vapor! se mantiene por encima de la presión de equilib equilibrio rio por encima encima de la soluci solución. ón. "n quimis quimisor orció ción n absor absorció ción, n, seguido por una reacción química! componente absorbible entra en una una reac reacci ción ón quím químic ica a irre irreve vers rsib ible le con con el abso absorb rbed edor or y form forma a un compuesto químico. La absorción física suele ser reversible. "sta asignación basada en procesos de absorción características del gas en solución absorbida # desorción. "l gas de desorción se lleva a cabo por destilación en un gas inerte o vapor en un sistema de calefacción absorbente o reducir la pres presió ión n sobr sobre e el abso absorb rben ente te.. $uim $uimis isor orci ción ón desp despu% u%s s de oper operar ar absorbentes normalmente regenerados por m%todos de calentamiento o químicos. La combinación de absorción y desorción permite el uso m<iple, y asignar eliminador de gas absorbido en forma pura. 'recuentes de desorción no es obligatorio, ya que la solución de absorción absorción resultante es el producto (nal, adecuado para su uso posterior. posterior. La ocurrencia de procesos de absorción se caracteriza por sus est)tica y cin%tica. *bsorción est)tica, es decir, el equilibrio entre las fases líquida y gaseosa, determina el estado, que se (+a en una fase de con contact tacto o muy prolo olongado gados s. La cin% cin%ttica ica de la abso absorrció ción est est) determinada por la fuerza impulsora del proceso, es decir, grado de desvia desviació ción n de las propi propieda edades des de equili equilibrio brio del absorb absorbedo edor, r, y un componente de gas inerte, y el m%todo de contacto de las fases. "n la industria, la absorción se utiliza para las siguientes tareas clave -! para obtener el producto (nal por e+emplo, la absorción en )cido sulf&rico, absorbancia para dar )cido clorhídrico, absorción de agua de los los óido idos s de nitr nitróg ógen eno o en )cid )cido o nítr nítric ico, o, etc! etc!// en el que que la desorción no es obligatorio/ 0! para aislar los componentes valiosos de las mezclas de gas por e+emplo, la absorción de benceno de gas de coquería, la absorción de los gases de acetileno de pirólisis o de craqueo de gas natural, etc!/ en el que la absorción se lleva a cabo en combinación con desorción/ 1! para la puri(cación de las emisiones de gases de contaminantes por e+emplo, la limpieza de los gases de combustión procedentes, depuración de gases de compuestos de 2&or liberados durante la producción de fertilizantes minerales, etc! La puri(cación de los gases de imp impurez urezas as nociv ocivas as de abso absorrció ción tamb tambi% i%n n se util utiliz iza a en la puri(cación de gases de proceso, cuando la presencia de impurezas inaceptable para su posterior procesamiento de gas por e+emplo, la limpieza de la coca y de los gases de aceite de limpieza mezcla nítrico se utiliza para la síntesis de amoníaco, etc!. "n estos casos, se utilizan
por lo general los componentes etraíbles a partir de mezclas de gases, por lo que se aíslan por desorción/ 3! para los gases de secado, cuando los procesos de absorción implican dos fases # líquidos y gases # y la transición de una sustancia gaseosa en una fase líquida por absorción!, o viceversa, de la fase líquida a la gaseosa para la desorción!, y el gas inerte y el absorbedor son sólo componente nativo, respectivamente, en la fases gaseosa y líquida y en este sentido en la transferencia de masa no est) involucrado. *paratos en los que los procesos que se llevan a cabo el traslado, absorbentes de llamadas. 4ara llevar a cabo el proceso de absorción se utiliza amortiguadores, el elemento principal de los cuales es el aparato de absorción. "l aparato de absorción se clasi(can en función de las aplicaciones tecnológicas, y el tipo de dispositivo de presión interna que proporciona el contacto entre el gas vapor! y líquido. 5ispositivos de absorción de propósito tecnológico se dividen en unidades de plantas, la puri(cación del gas, distribución de gas, etc secado 5ependiendo de la distinguida v)stago estructura interna, columnas de relleno, spray, rotatorio super(cie mec)nica! y en cascada absorbentes. Los tel%fonos envasados m)s etendidas y 6elleville. 5ependiendo de los dispositivos de presión aplicados se dividen en vacío, atmosf%rico y operando a una presión superior a la atmosf%rica. *l seleccionar el tipo de dispositivo debe considerar los requerimientos tecnológicos del proceso y sus resultados económicos. Las c)maras de cine, que tambi%n incluyen absorbentes con una boquilla regular, son indispensables para la realización del proceso en t%rminos de descomposición, ya que su resistencia al 2u+o es el m)s ba+o. 7ambi%n se pre(ere la película y columnas de relleno para el tratamiento de medios corrosivos y líquidos espumantes. Columnas de plato adecuados para la producción a gran escala a un nivel relativamente ba+o caudales de líquido, insu(cientes para humectación uniforme de la boquilla, así como los procesos que implican cambios de temperatura, ya que la epansión y contracción periódica de la carcasa pueden destruir la boquilla fr)gil. "n las placas m)s f)cil de instalar bobinas para el suministro y eliminación del calor. Columnas de plato tambi%n se utilizan en el procesamiento de una aleación sólida o en la asignación de residuo sólido. *bsorbedores de 6elleville normalmente son cilindros verticales # la columna en la que a una cierta distancia el uno del otro a lo largo de la altura de la columna coloca particiones horizontales # placas. Las placas se utilizan para el desarrollo de la super(cie de contacto entre las fases en el movimiento dirigido de estas fases líquido 2uye desde la parte superior hacia aba+o, y el gas 2uye desde la parte inferior hacia arriba! y la interacción repetida de líquidos y gases. *sí, el proceso de transferencia de masa se lleva a cabo en columnas de platos, principalmente en los sistemas de gas#líquido producido en las placas, por lo que aparatos tales proceso es columnas paso a paso
y de la bande+a, a diferencia del ori(cio en el que la transferencia de masa se lleva a cabo de forma continua, pertenecen al grupo de aparatos escalonada. "n cada placa, dependiendo de su diseño, es posible mantener alguna forma de fases de movimiento, por lo general de 2u+o transversal o la mezcla completa del 2uido. *lmuerzos absorbentes es el m)s ampliamente utilizados en la industria. "stos absorbentes son columnas rellenas con embala+e # sólidos de diferentes formas. "n la columna de relleno se coloca en las re+illas de soporte de la boquilla, que tiene ori(cios o ranuras para el paso de gas y descarga de líquido. $ue es bastante uniformemente a trav%s de la boquilla de riego de distribuidor y 2uye sobre la super(cie de los cuerpos envasados en forma de una película delgada hacia aba+o. "n el absorbedor de contacto entre las fases de pulverización se consigue mediante pulverización o atomización del líquido en la corriente de gas. "stos absorbentes se clasi(can en los siguientes grupos -! de los absorbedores de tipo boquilla de pulverización en la que el líquido se atomiza en gotitas de boquillas/ 0! a trav%s de la velocidad de 2u+o del absorbedor de pulverización en el que la atomización del líquido transportado por la energía cin%tica de la corriente de gas/ 1! absorbedores de atomización mec)nica, en la que se pulveriza el líquido a las partes giratorias. "n la industria del petróleo y gas en el proceso de absorción se utiliza para la separación, secado y puri(cación de los gases de hidrocarburos. 5e gas natural y asociado se recupera mediante la absorción de los componentes de etano, propano, butano y gasolina/ absorbancia se utiliza para la puri(cación de gas natural de los componentes de )cido # el sulfuro de hidrógeno para ser utilizado para la producción de dióido de azufre, disulfuro de carbono seroo8sida, tioles mercaptanos!, etc./ los gases por absorción y de pirólisis se separan y craqueo catalítico se lleva los gases de limpieza sanitarias de los contaminantes. Como absorbentes en la separación de gases de hidrocarburos utilizados gasolina o fracción de queroseno, y en los <imos años, y el condensado de gas en el secado # dietilenglicol 5"9! y trietilenglicol 7"9!. 4ara la limpieza de los gases procedentes de la absorción de componentes de )cido se utiliza :#metil#0#pirrolidona, glicol, carbonato de propileno, fosfato de tributilo, metanol/ como un absorbente químico utilizado mono # y dietanolamina. * diferencia de la destilación se produce principalmente unidireccionalmente proceso de absorción, es decir absorbente se puede considerar pr)cticamente no vol)til. "n el caso de la absorción de una mezcla de gas de m<iples componentes en una determinada etapa de sus componentes individuales, pueden ser reemplazados por otros componentes absorbibles. Como resultado, +unto con el proceso de absorción se proceder) proceso de desorción parcial de algunos componentes que conducen a la distribución de los
componentes entre las fases de líquido y de gas, causadas por estos dos procesos. *bsorbancia desorción! # proceso de difusión, que implica dos fases de gas y líquido. La fuerza impulsora del proceso de absorción desorción! es la diferencia de presión parcial del componente absorbido en las fases gaseosa y líquida, que tiende a moverse en esa fase donde su concentración es menor que la requerida por la condición de equilibrio. 5enotemos presiones parciales componente absorbible en la fase gaseosa por pi, y la presión parcial de ese componente en la fase gaseosa en equilibrio con un material absorbente a trav%s de p'. Si p; pp, a continuación, el gas pasa componente en el líquido, es decir, proceso de absorción se produce v%ase la (g. <=#-a!. Si p >rc se absorbe componentes de gas transferido desde el absorbente en la fase gaseosa, es decir el proceso de desorción. Cuanto mayor sea el valor de p # pp, m)s intenso un componente de transición de la fase de gas en el líquido. Cuando el sistema se aproima al equilibrio de conducción fuerza disminuye y el componente de velocidad de transición de la fase de gas al líquido se ralentiza. 4uesto que la presión parcial de un componente es proporcional a su concentración, la fuerza impulsora del proceso de absorción o desorción se puede epresar tambi%n por la diferencia de concentración entre el componente de gas en el 5: ? y # ur o fase líquida * ? p # . Cantidad de sustancia @ absorbida por unidad de tiempo para la absorción o liberado durante la desorción es directamente proporcional a la super(cie de contacto de las fases gaseosa y líquida ', la fuerza impulsora del proceso y el coe(ciente de proporcionalidad, que depende del r%gimen hidrodin)mico del proceso y las propiedades (sicoquímicas del sistema. 5urante la absorción del contenido de gas de la solución depende de las propiedades de gas y líquido, la temperatura, presión y composición de la fase gas. Como resultado de la disolución en el líquido de una mezcla binaria de gas componente * proporcionado, portadora! la reacción de dos fases ' ? 0!, el n&mero de componentes igual a tres A ? 1!, y de acuerdo con la regla de las fases, el n&mero de grados de libertad es de tres. "l sistema de gas # líquido son variables de temperatura, presión y concentración en ambas fases. 4or lo tanto, en el equilibrio ba+o condiciones de temperatura constante y la presión total de la relación entre la presión parcial de gas o concentración! y la composición de la fase líquida es inequívoca. "sta relación se epresa por la ley de Benry, seg&n el cual la presión parcial del gas disuelto es proporcional a su fracción molar en la solución, o la solubilidad del gas componente absorbible! en un líquido a una temperatura dada es proporcional a su presión parcial en el líquido
Los valores para el coe(ciente de Benry de gas depende de la naturaleza del absorbedor y el gas y la temperatura, pero es independiente de la presión total del sistema. 4ara soluciones ideales en el diagrama de la dependencia de la concentración de equilibrio de la presión representada por una línea recta con una pendiente igual a la relación de Benry. Con el aumento de temperatura incrementa coe(ciente de Benry y, correspondientemente, disminuye la solubilidad del gas en el líquido. 4or lo tanto, la solubilidad del gas en el líquido aumenta con el aumento de la presión y disminución de la temperatura. Cuando en equilibrio con el líquido es una mezcla de gases, la ley de Benry pueden seguir cada componente de la mezcla por separado. La ley de Benry es aplicable a las soluciones de los gases, la temperatura crítica superior a la que la temperatura de la solución, y es v)lido sólo para soluciones ideales. 4or lo tanto, con su(ciente precisión sólo es aplicable a muy diluir soluciones reales, acerc)ndose a sus propiedades con el ideal, que se observa a ba+as concentraciones de gas disuelto o su ba+a solubilidad. 4ara gases altamente solubles en altas concentraciones en la solución, la solubilidad de menos que la de la Ley de Benry. 4ara los sistemas que no obedecen a esta ley, la línea de equilibrio es una curva, que normalmente se construye a partir de los datos eperimentales.
