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EQUIPOS INDUSTRIALES DE ABSORCIÓN Y ADSORCIÓN

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KATHERYN MONDRAGÓN

on 16 November 2013

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EQUIPOS INDUSTRIALES
DE
ABSORCIÓN Y ADSORCIÓN

Jhull Matta
Katheryn Mondragón

ADSORCIÓN
Es un proceso en el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie sólida (adsorbente).
Adsorción Cíclica
se utilizan ampliamente en la industria de procesos y se basan en la adsorción diferencial del compuesto de una mezcla (Ej. A) en comparación a los restantes componentes (Ej. B, C, D).
Durante el ciclo de adsorción o producción la corriente que se quiere purificar o concentrar se pasa por el lecho fresco o regenerado donde se produce la adsorción preferencial de A.
Una vez que la capacidad de adsorción del lecho ha disminuido o el frente de masa de A se acerca a la salida, se realiza la conmutación de válvulas y se inicia la desorción de A para regenerar el lecho.
Durante la regeneración de un lecho de adsorbente se utiliza otro lecho regenerado para no cortar la producción. Por ello el numero mínimo de lechos es dos, aunque pueden ser 3 ó 4 si es que el ciclo de adsorción es muy pequeño respecto del de regeneración.
Cuando ocurre al revés, o sea que el periodo de regeneración es mas corto que el adsorción (producción), se interpone un periodo de inacción ó tiempo muerto para esperar a que el otro lecho se termine de usar.
En los procesos PSA (pressure swing adsorption) la adsorción ocurre a alta presión y la desorción a baja presión. En los procesos TSA (temperature swing adsorption) la adsorción ocurre a baja temperatura y la desorción a alta temperatura. En algunos procesos en fase liquida la variación ocurre en la concentración de adsorbato o en el solvente.
Durante el proceso de adsorción se forma un “frente de masa” que es un perfil de variación de la concentración de adsorbato (la molécula que se adsorbe) que se forma al inicio del ciclo de adsorción en el frente de la columna y luego viaja por la misma hasta alcanzar la salida.
SECADOR POR ADSORCIÓN
El principio de los secadores de adsorción sin calor por regeneración mediante el aire de purga, se basa en la propiedad física del disecante (alúmina tamismolecular) en adsorber y desadsorber el vapor de agua.
El secador consta de dos torres de secado, una de las cuales está en servicio de secado mientras que la otra está en tratamiento de regeneración, aprovechando un pequeño porcentaje de aire seco extraído de la corriente de salida que se deriva a la torre de regeneración, y arrastra al exterior la humedad retenida en los microporos del adsorbente, dejándolo finalmente regenerado.
Un sistema de válvulas desvía automáticamente el aire cuando las dos torres deben invertir su función en el proceso de secado de manera continua.


Las presiones de trabajo varían de 4 a 16 bar, siendo la normal de 7 bar, en una temperatura ambiente y de aire no superior a los 50° C.
ABSORCIÓN
La absorción de gases está basada en la transferencia de materia entre dos fases (gaseosa y líquida) entre las que existe un gradiente de concentración del componente que se separa. La transferencia de materia tiene lugar al poner ambas fases en contacto, generalmente por medio del relleno de una columna o torre de absorción.
Características de los rellenos de las columnas de absorción:

1. Químicamente inerte frente a los fluidos de la torre.
2. Resistente mecánicamente sin tener un peso excesivo.
3. Tener pasos adecuados para ambas corrientes sin excesiva retención de líquido o caída de presión.
4. Proporcionar un buen contacto entre el líquido y el gas.
5. Coste razonable.

Objetivo del diseño: conseguir el máximo de transferencia de componentes con el mínimo consumo de energía y de tamaño de columna, es decir, con el mínimo coste.
Otros parámetros del diseño

Diámetro de la columna
Caudales de las dos fases
Tipo de relleno
Diseño
Recuperación de productos de corrientes gaseosas con fines de producción.
Método de control de emisiones de contaminantes a la atmósfera, reteniendo las sustancias contaminantes (compuestos de azufre, compuestos clorados y fluorados, etc.).
Eliminación de amoníaco a partir de una mezcla de amoníaco y aire por medio de agua líquida.
Eliminación de SO2 de gases de combustión con disoluciones acuosas de hidróxido de sodio.
Aplicaciones
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
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.
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.
ELECCIÓN DE LAS EMPAQUETADURAS
O RELLENOS
Los más comunes:
(a) Anillos Rasching
(b) Anillos con tabiques
(c) Relleno Gudloye
(d) Anillos Pale
(e) Relleno Spreypack
(f) Montura de Berl
(g) Relleno de rejilla de madera
Anillos Lessing, Anillos en espiral
Monturas Intalox
Los rellenos se fabrican de diferentes
materiales tales como cerámica,
porcelana, acero, plástico, vidrio, etc.
Los más difundidos son los
Rashing y sus modificaciones.
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.
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.
EQUIPOS DE ABSORCIÓN
DE PULVERIZACIÓN
En los absorbedores de pulverización (atomización), la
superficie de contacto entre las fases se crea por la
pulverización del líquido en la masa del gas en forma de
gotas pequeñas.
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