Unidad
03

Bienvenida

En esta unidad se aborda a las operaciones de transferencia de materia conocidas como absorción o desorción de gases, en las que se lleva a cabo un contacto de dos fluidos en contracorrientes dentro de una columna de acrílico, rellena de anillos rashing u otro tipo de material; el componente que nos interesa conocer es la fase gaseosa la cual se transfiere a la fase líquida.

Conoceremos el diseño y manejo de las columnas de absorción, así como es necesario dominar las características del flujo y la transferencia de masa dentro de la columna. El objetivo de la operación de transferencia de materia es separar uno o más componentes (el soluto) de una fase gaseosa por medio de una fase liquida en la que los componentes a eliminar son solubles; el resto son componentes insolubles.

Utilizaremos el método matemáticos para calcular la altura, el número de etapas teóricas y la selección de empaques. Durante el desarrollo te darás cuenta que se involucra la acumulación o concentración de sustancias en una superficie o interface. La transferencia de masa más conocida es aquella en la que el proceso ocurre en la interface de un sistema bifásico como el líquido-líquido o líquido-sólido.

Una de las aplicaciones más comunes de la adsorción es la que se desarrolla mediante carbón activado en el tratamiento de aguas residuales municipales, ya que es la reducción de la concentración de aquellos compuestos que contienen olor, fundamentalmente cuando se absorbe una vez que ha sido sometida a diferentes procesos.

Competencia específica

Resuelve ecuaciones de los fenómenos y procesos involucrados en la transferencia o transporte de masa a través del análisis de los modelos matemáticos, sus parámetros y variables para determinar resultados aplicables a situaciones reales de operaciones unitarias.


Logros

  • Analizar y deducir el concepto de gradiente de concentración.
  • Aplicar el método para obtener el número de platos de una columna de absorción o desorción.
  • Resolver problemas de absorción o desorción.

Contenido

Unidad 3. Operaciones unitarias de transferencia de masa

  • 3.1. Fundamentos

    3.1.1. Definición de absorción y desorcion

    3.1.2. Equilibrio líquido gas

    3.1.3 Ecuaciones básicas de transferencia de materia

  • 3.2. Columna de platos

    3.2.1. Contacto discontinuo

    3.2.2. Línea de operación

    3.2.3 Numero de etapas teóricas

    3.2.4 Relación mínima liquido – gas para absorbedores

    3.2.5 Relación máxima liquido – gas para desorbedores

  • 3.3. Columnas empacadas

    3.3.1. Contacto continuo

    3.3.2. Selección del empaque

    3.3.3 Cálculo de la altura de la columna

    3.3.4 Problemas resueltos

Material de estudio

Da clic en el ícono para descargar el contenido de la unidad 3.

Cierre

La absorción es el proceso mediante el cual un contaminante gaseoso se disuelve en un líquido. El agua es el absorbente más usado. A medida que el flujo de gas pasa por el líquido, éste absorbe el gas de la misma manera como el azúcar es absorbido en un vaso de agua cuando se agita. La absorción se usa comúnmente para recuperar productos o purificar gases con alta concentración de compuestos orgánicos. Un problema potencial con la absorción es la generación de aguas residuales, dado que convierte un problema de contaminación del aire en un problema de contaminación del agua.

El equipo de absorción está diseñado para obtener la mayor cantidad de mezcla posible entre el gas y el líquido. Los absorbedores son frecuentemente llamados lavadores de gas y existen varios tipos de ellos. Los más usados son las torres rociadoras, columnas de relleno, cámaras rociadoras y lavadores Venturi.

Es importante que puedas diferencias entre absorción y la operación inversa se denomina desorción, desorción o "stripping" y su finalidad es eliminar o recuperar uno o varios componentes minoritarios de una corriente líquida por transferencia a una corriente gaseosa.

Fuentes de consulta

Básica

  • Arnaiz Franco, C. et al (2012). Operaciones Básicas Ingeniería Química. España: Escuela Universitaria Politécnica, Universidad de Sevilla.
  • Barrios, O., Berroterán, P., Da Silva, V y Roca, E. (2011)). Simulación y control de una columna de absorción continua rellena con anillos Rasching a través del software simulatrol 6000. Revista INGENIERÍA UC, vol. 18, núm. 2, mayo-agosto. Venezuela: Universidad de Carabobo.
  • Barbour, W., Oommen R. y Sagun Shareef, G. (1995). Controles para SO2 y para gas ácido. Capítulo 1. Torres de Limpieza Húmeda para Gas Ácido. Estados Unidos. Agencia para la Protección Ambiental de los EE.UU.
  • Chávez R.H, Suástegui, A.O. y Guadarrama, J.J. (1999). Evaluación de un modelo de absorción en columnas con rellenos estructurados. México: Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares.
  • Feal Veira, A. (2004). Absorbedores de gas. Criterios de diseño. España: Ingeniería Química. Editorial Alción.
  • Garfias V., F. J. et al, (1992). Diseño de columnas de absorción adiabática. México: Facultad de Química. Universidad Nacional Autónoma de México.
  • Geankoplis C. J. (2010). Proceso de Transporte y Operaciones Unitarias. Universidad de Minnesota. Estados Unidos: Cecsa.
  • Gibrán Santa-Cruz, W., et al (2006). Optimización de una torre de absorción en una torre de absorción en una planta de endulza miento de gas natural. México: Universidad Autónoma de Yucatán.
  • Mc Cabe, W. et al (2003). Operaciones Básicas de Ingeniería Química. España. Reverte.
  • Quispe Solano, R. (2011). Diseño de un sistema de producción de CO2 para consumo humano a partir de las emisiones generadas en relleno sanitario. Perú: Revista Peruana.
  • Valiente Barderas, A. (2010). Absorción. México: Facultad de Química. Universidad Nacional Autónoma de México.
  • Velázquez Limón, N. y Best y Brown, R. (2012). Estudio de sistema de absorción avanzados para operar con gas natural y asistidos por energía solar. Mexico: Instituto de Ingeniería. Universidad Autónoma de Baja Calfiornia, Centro de Investigación en Energía, Universidad Nacional Autónoma de México.

Complementaria