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Si un fluido con una concentracin constante de un componente a
eliminar (adsorbato) pasa a travs de un adsorbedor de lecho fijo,
dicho fluido se adsorbe inicialmente en la zona inferior del lecho
fijo (adsorbente). El fluido que sale del adsorbedor no contiene,
por lo tanto, adsorbato durante ese periodo.
Segn transcurre el tiempo, disminuye la capacidad de adsorcin en
la zona inferior del lecho fijo. El adsorbato se va ligando al
adsorbente en zonas cada vez ms altas. Esto equivale a la migracin
de la zona de transferencia de materia (Mass Transfer Zone, MTZ)
con el tiempo. Una vez la MTZ ha migrado completamente a travs del
lecho fijo (ruptura). El adsorbente ya no puede ligar ms adsorbato
a lo largo del lecho fijo. La concentracin del adsorbato en la
salida del adsorbedor equivale entonces a la concen-tracin en la
entrada.
Las curvas de ruptura se emplean para dise-ar adsorbedores de
lecho fijo. Su forma es caracterstica, segn el comportamiento de la
adsorcin.
La adsorcin se utiliza para eliminar de forma individual los
componentes de una mezcla gaseosa o lquida. El compo-nente a
separar se liga de forma fsica o qumica a una superficie slida.
El componente eliminado por adsorcin de una mezcla gaseosa o
lquida puede ser el producto deseado, pero tambin una impureza.
Este ltimo es el caso, por ejemplo, de la depuracin de gases
residuales.
El slido recibe el nombre de adsorbente, y el componente que se
adsorbe en l se denomina adsorbato. El adsor-bente se debera ligar,
en lo posible, slo a un adsorbato, y no los dems componentes de la
mezcla a separar. Otros requisitos que debe cumplir el adsorbente
son: una gran superficie especfica (gran porosidad) y tener una
buena capacidad de regeneracin. Un adsorbente muy utilizado es el
carbn activo.
Dado que la adsorcin se favorece por temperaturas bajas y
presiones altas, para la regeneracin, es decir, para la desorcin,
se emplean temperaturas altas y presiones bajas. De este modo, para
la regeneracin del adsorbente se puede utilizar, por ejemplo, vapor
de agua o un gas inerte caliente.
Curva ideal de ruptura de un adsorbedor de lecho fijo: C0
concentracin de entrada de adsorbato en el fluido, C(t)
concentracin de adsorbato en el fluido en la salida del
adsorbedor
CONOCIMIENTOS BSICOS
ADSORCIN
Segn la naturaleza del compo-nente gaseoso a separar, tiene que
emplearse un disolvente que disuelva selectivamente dicho
compo-nente. En este caso, selectivamentesignifica que el
disolvente absorbe principalmente el o los compo -nentes a separar,
y no el gas porta-dor. Presiones elevadas y tempera-
turas bajas favorecen la absorcin. Dependiendo del tipo del
disolvente, el gas se absorbe por disolucin fsica (absorcin fsica)
o por reac-cin qumica (absorcin qumica).
Para separar los componentes gaseosos del disolvente, la etapa
de absorcin va seguida, en la mayora
de los casos, de una etapa de desor-cin para regenerar el
disolvente. En la etapa de desorcin se reduce, por efecto de
temperaturas elevadas o presiones bajas, la solubilidad de los
gases en el disolvente, eliminndolos del mismo. Por tanto, se puede
reuti-lizar el disolvente, que se devuelve al circuito.
Sistema de absorcin: 1 corriente de gas bruto, con el componente
a separar y gas portador, 2 compresor, 3 disolvente, cargado con el
componente a separar, 4 disolvente regenerado, 5 calefaccin, 6
columna de desorcin, 7 componente gaseoso separado, 8 vlvula de
expansin, 9 enfriador, 10 bomba, 11 gas portador, 12 refrigeracin,
13 columna de absorcin
CONOCIMIENTOS BSICOS
ABSORCINLa absorcin se utiliza para eliminar uno o varios
componentes de una corriente gaseosa utilizando un disolvente. La
absorcin puede perseguir diversos objetivos: Recuperar un
componente gaseoso deseado.
Eliminar un componente gaseoso no deseado. Se puede tratar, por
ejemplo, de la eliminacin de una sustancia nociva de una corriente
de gases residuales.
Obtencin de un lquido; un ejemplo sera la produccin de cido
clorhdrico por absorcin de HCl gaseoso en agua.
En la absorcin participan por lo menos tres sustan-cias: el
componente gaseoso a separar (absorbato), el gas portador y el
disolvente (absorbente).
Absorcin(presin , temperatura )
Regeneracin(presin , temperatura )
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INGENIERA DE PROCESOS TRMICOS ABSORCIN Y ADSORCIN
