UNIVERSIDAD NACIONAL“JOSÉ FAUSTINO SANCHEZ CARRIÓN” ESCUELA DE PRE-GRADO FACULTAD DE INGENIERIA AGRARIA, INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Y AMBIENTAL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Absorción de Gases: Equipos de Contacto, Sistema de Multicomponentes y Absorción con Reacción Química Autores: Blas García, Daniel Antonio Castillo Zavaleta, Carlos Orlando Córdova Meléndez, Gabriela Georgette Quezada Pacheco, Brian Stephano Presentado a: Ing. Jhon Herbert Obispo Gavino Curso: Procesos Unitarios II HUACHO – PERÚ 2017 2 Dedicatoria: A nuestros padres por apoyarnos y permitirnos seguir nuestro sueño de convertirnos en Ingenieros Ambientales. Los autores. 3 Agradecimiento: Nuestro agradecimiento sincero a los docentes de la Unidad de Pregrado de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión, en especial al Dr. Juan Manuel Santos Bazo, por su apoyo al brindarnos todos los saberes intelectuales y morales tanto a nosotros como a nuestros compañeros. 4 Presentación En el presente trabajo se realizará una explicación general de la absorción de gases, y de manera más específica de los equipos de contacto continuo, sistema multicomponentes y absorción con reacciones químicas. Para una mejor compresión de este exhaustivo informe se le recomienda tener claro la revisión de definiciones, manejar las leyes de la termodinámica, así como el balance de materia y energía, al cual se recurrirá para la solución de los diferentes temas presentados. 5 ÍNDICE Dedicatoria ................................................................................................................................. 2 Agradecimiento .......................................................................................................................... 3 Presentación ............................................................................................................................... 4 ABSTRACT:.............................................................................................................................. 6 I. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 7 1.1. Definiciones ................................................................................................................ 8 1.1.1. Absorción de gases .............................................................................................. 8 1.1.2. Equipo .................................................................................................................. 9 1.2. Deseos humanos en la absorción .............................................................................. 9 II. EQUIPO DE CONTACTO CONTINUO ........................................................................ 11 2.1. Altura equivalente para una etapa ideal (plato teórico).......................................... 12 2.2. Absorción de un componente ..................................................................................... 12 2.3. Operación no isotérmica............................................................................................. 17 2.4. Absorción y desorción adiabáticas ............................................................................ 17 III. SISTEMAS DE MULTICOMPONENTES .................................................................. 19 3.1. Uso de los absorberdores por intercambio de calor-reflujo.................................... 23 IV. ABSORCIÓN CON REACCIÓN QUÍMICA .............................................................. 24 V. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 24 VI. BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 24 6 RESUMEN: La absorción de gases es una operación en la cual una mezcla gaseosa se pone en contacto con un líquido, a fin de disolver de manera selectiva uno o más componentes del gas y de obtener una solución de éstos en el líquido. El equipo de contacto continuo, es aquel dispositivo en el que el fluido está en permanente contacto con los gases, es así que las composiciones cambian continuamente en la torre de empaque según la altura del empaque. Por otro lado, se analizará los procesos de absorción en los que más de un componente del gas de entrada es miscible en el líquido, sistemas de multicomponentes. Y finalmente se analizara lo que pasa cuando se generan las reacciones químicas en un proceso de absorción. Palabras clave: torres de empaque, absorción, multicomponentes. ABSTRACT: Gas absorption is an operation in which a gaseous mixture is brought into contact with a liquid, in order to selectively dissolve one or more components of the gas and to obtain a solution of these in the liquid. Continuous contact equipment is a device in which the fluid is in permanent contact with the gases, so that the compositions continuously change in the packing tower according to the height of the package. On the other hand, we will analyze the absorption processes in which more than one component of the incoming gas is miscible in the liquid, multicomponent systems. Finally, we will analyze what happens when the chemical reactions are generated in an absorption process. Key words: Packing towers, absorption, multicomponents. 7 I. INTRODUCCIÓN 8 1.1. Definiciones 1.1.1. Absorción de gases: Operación de transferencia de materia cuyo objetivo es separar uno o más componentes (el soluto) de una fase gaseosa por medio de una fase líquida en la que los componentes a eliminar son solubles (los restantes componentes son insolubles). Se produce una transferencia de materia entre dos fases inmiscibles. Por ejemplo, la eliminación de amoníaco a partir de una mezcla de amoníaco y aire por medio de agua líquida. Posteriormente se recupera el soluto del líquido por destilación u otra técnica y el líquido absorbente se puede desechar o reutilizar. xA yA yA yAi xAi A xA Fase Y Fase X Interfase z Ilustración 1: Interfase de absorción de gases A veces un soluto se recupera de un líquido poniendo éste en contacto con un gas inerte. Tal operación, que es inversa de la absorción, recibe el nombre de desorción de gases, desabsorción o stripping. Aplicación de la absorción: - Recuperación de productos de corrientes gaseosas con fines de producción. 9 - Control de emisiones de contaminantes a la atmósfera, reteniendo las sustancias contaminantes (compuestos de azufre, clorados y fluorados). 1.1.2. Equipo Los aparatos utilizados para poner en contacto una corriente gaseosa con una líquida en forma continua pueden ser una torre empacada, rellena con material de empaque sólido regular o irregular, una columna de platos que contiene varios platos perforados o de burbuja y tapón, una torre o cámara vacía, donde se rocía el líquido, una columna de paredes húmedas o un recipiente con agitación o rocío. Por lo general, las corrientes de gas y líquido se hacen pasar a contracorriente a través del equipo para obtener la máxima velocidad de absorción. 1.2. Deseos humanos en la absorción El fin que se persigue con esta operación es el de recuperar un soluto que forma parte de una corriente gaseosa, debido a que este soluto es valioso o porque es nocivo. En el primer caso están el amoniaco, el ácido clorhídrico, el trióxido de azufre, etc. En el segundo caso están los contaminantes atmosféricos tales como el bióxido de azufre, el monóxido de carbono, el ozono, etc. En algunos casos, el soluto es dañino en una corriente pero valioso en otra tal como en el caso del ácido sulfhídrico que contiene el gas natural, ya que si se concentra se puede convertir en azufre. Esta operación nació en el siglo pasado a partir de la fabricación del ácido sulfúrico y el ácido clorhídrico. En el proceso de la fabricación del ácido sulfúrico mediante métodos de contacto, el SO3 producido se absorbe en ácido sulfúrico diluido en torres de absorción llamadas Gay Lussac para dar ácido concentrado. El ácido clorhídrico se fabricaba en un principio haciendo reaccionar sal común con ácido sulfúrico concentrado y calentando. El ácido clorhídrico se desprendía como 10 gas y se hacía burbujear en agua para que se disolviera en ella y tenerlo como una solución de ácido clorhídrico líquido. En el proceso cierta cantidad de gases se escapaba a la atmosfera con gran perjuicio a las comunidades vecinas. Para aliviar esto se construían chimeneas muy altas para que pudieran dispersar el gas, más adelante se descubrió que si la chimenea se rellenaba con piezas de cerámica y que si se hacía caer agua sobre esta piezas, la eficiencia de la absorción aumentaba y se reducía notablemente la emisión de gases perjudiciales. Hoy en día, la absorción se emplea para la obtención industrial de bióxido de carbono, en la producción del hidróxido de amonio y en la industria petrolera para la recuperación de porciones ligeras de hidrocarburos. También se emplea ampliamente para reducir la emisión de gases contaminantes. En esta operación, lo más deseable sería obtener una separación perfecta de la mezcla gaseosa, ya sea para obtener un gas puro o para concentrar posteriormente el gas soluble. Pero como se puede observar a parte de las leyes físicas esto no es posible, ya que el potencial químico no lo permite. Al efectuar los cálculos de diseño esto se hace evidente, puesto que si se deseara una separación perfecta se requeriría un equipo de proporciones gigantescas. Debido a las limitaciones de costos, tiempo y espacio, con esta operación lo que se pretende es lograr la máxima separación posible dentro de los límites especificados. 11 II. EQUIPO DE CONTACTO CONTINUO 12 Las torres empacadas y de aspersión en contracorriente funcionan en forma distinta de las torres de platos, ya que los fluidos están, no en contacto intermitente, sino en contacto continuo durante su trayectoria a través de la torre. Por lo tanto, en una torre empacada las composiciones del líquido y del gas cambian continuamente con la altura del empaque. Por esta razón, cada punto sobre una línea de operación representa las condiciones que se encuentran en algún lugar de la torre, mientras que en las torres de platos, tienen significado real los puntos aislados sobre la línea de operación correspondiente a los platos. 2.1. Altura equivalente para una etapa ideal (plato teórico) Un método simple para diseñar torres empacadas, introducido hace muchos años, ignora las diferencias entre el contacto por pasos y el continuo. En este método el número de platos teóricos que se necesitan para un cambio dado en la concentración se calcula mediante los métodos de la sección previa. Luego, este número se multiplica por la altura equivalente para un plato teórico (HETP), a fin de obtener la altura necesaria de empaque para efectuar el mismo trabajo. La HETP debe ser una cantidad determinada experimentalmente y característica de cada empaque. Desafortunadamente, se encuentra que la HETP varía, no sólo con el tipo y el tamaño del empaque, sino que también varía -y demasiado- con los flujos de cada fluido; además, en cada sistema varía con la concentración. En consecuencia, se debe acumular una gran cantidad de datos experimentales para poder utilizar este método. La dificultad estriba en explicar la acción fundamentalmente distinta de las torres de platos y de las empacadas; actualmente el método ha quedado bastante abandonado. 2.2. Absorción de un componente Un proceso de una sola etapa es aquel en el cual dos fases diferentes se ponen en contacto íntimo y posteriormente se separan. Durante el tiempo de contacto, se lleva a cabo un mezclado, en el cual los diversos componentes entran en contacto unos con otros 13 difundiéndose y distribuyéndose entre ambas fases. Si el tiempo de mezclado es lo suficientemente adecuado, los componentes quedan en equilibrio en las dos fases después de la separación y el proceso se considera en equilibrio de una sola etapa. En la siguiente figura se observa una etapa de equilibrio n. Las dos fases de entrada son: Ln+1 corriente líquida (composición Xn+1) Vn+1 corriente gaseosa (composición Yn-1) Las dos fases de salida son: Ln corriente líquida (composición Xn) Vn corriente gaseosa (composición Yn) Ilustración 2: Etapa de equilibrio “n” En el caso de la absorción la transferencia de materia se efectúa de la fase gaseosa a la líquida y en la desabsorción en sentido inverso. Efectuando un balance global de materia, obtenemos: 𝐿𝑛+1 + 𝑉𝑛−1 = 𝑉𝑛 + 𝐿𝑛 = 𝑀 − − − − − − (1) 𝑉𝑛−1 − 𝐿𝑛 = 𝑉𝑛 − 𝐿𝑛+1 − − − − − − (2) Realizando el balance de masa por componente, obtenemos: 𝐿𝑛+1𝑥𝑛+1 + 𝑉𝑛−1𝑦𝑛−1 = 𝑉𝑛𝑦𝑛 + 𝐿𝑛𝑥𝑛 − − − − (3) 𝑉𝑛−1𝑦𝑛−1 − 𝐿𝑛𝑥𝑛 = 𝑉𝑛𝑦𝑛 − 𝐿𝑛+1𝑥𝑛+1 − − − − − (4) dónde: 𝑥𝑛+1 – Fracción molar del componente transferible en la fase líquida que sale de la etapa 𝑛 + 1. 14 𝑥𝑛 - Fracción molar del componente transferible en la fase líquida que sale de la etapa 𝑛. 𝑦𝑛−1 – Fracción molar del elemento transferible en la fase gaseosa que sale de la etapa 𝑛− 1. 𝑦𝑛 - Fracción molar del elemento transferible en la fase gaseosa que sale de la etapa 𝑛. En los sistemas gas-líquido encontrados comúnmente en la industria, se tiene que el soluto A se encuentra en la fase gaseosa V, junto con el aire inerte B y la fase líquida L junto con el componente inerte C (comúnmente agua). Se supone que el agua es insoluble en la fase gaseosa y que además no se vaporiza para incorporarse a la fase gaseosa (la fase gaseosa es un sistema binario A-B y la fase líquida es un sistema binario A-C). En el caso en el que el caudal del componente portador tanto en la fase líquida, L’, como en la fase gaseosa, V’, permanezca constante, la ecuación (4) se transforma de acuerdo: 𝑉′𝑌𝑛−1 − 𝐿′𝑋𝑛 = 𝑉′𝑌𝑛 − 𝐿′𝑋𝑛+1 − − − − − − − (5) Realizando un arreglo a la ecuación anterior, tenemos: 𝑉′(𝑌𝑛−1 − 𝑌𝑛) = 𝐿′(𝑋𝑛 − 𝑋𝑛+1) − − − − − − (6) 𝑌𝑛−1 − 𝑌𝑛 𝐿′ 𝑌𝑛 − 𝑌𝑛−1 𝐿′ = ∴ =− 𝑋𝑛 − 𝑋𝑛+1 𝑉′ 𝑋𝑛 − 𝑋𝑛+1 𝑉′ La representación gráfica es un diagrama Y frente a X, en el caso de que la línea de equilibrio fuera una recta, se tendría una figura como la mostrada a continuación. 15 Ilustración 3: Diagrama y vs x Ejemplo: Una mezcla gaseosa a 1.0 atm de presión absoluta que contiene aire y CO2, se pone en contacto en un mezclador continuo de una etapa con aire puro a 293 K. Las dos corrientes de salida de gas y líquido alcanzan el equilibrio. El gasto del gas de entrada es 100 kg∙mol/h, con una fracción Ilustración 4: Estapa de equilibrio "n" mol de CO2 de 𝑦𝑛−1 = 0.20. El gasto del líquido de entrada es de 300 kg∙mol de agua/h. Calcule las cantidades y composiciones de las dos fases de salida. Suponer que el agua no se vaporiza a la fase gaseosa. Solución: En este caso se realiza el diagrama correspondiente es: El flujo de agua inerte en este caso es: 16 𝐿′ = 𝐿𝑛+1 = 300 𝑘𝑔 ∙ 𝑚𝑜𝑙/ℎ El flujo de aire inerte 𝑉′ se obtiene de la ecuación: 𝑉′ = 𝑉𝑛−1 ∙ (1 − 𝑦𝑛−1) = 100(1 − 0.2) = 80𝑘𝑔 ∙ 𝑚𝑜𝑙/ℎ Realizando ahora un balance de CO2 (A), de la ecuación (3), tenemos: 𝐿𝑛+1 ∙ 𝑥𝑛+1 + 𝑉𝑛−1𝑦𝑛−1 = 𝐿𝑛𝑥𝑛 + 𝑉𝑛𝑦𝑛 − − − (7) (300)(0) + (100) (0.2) = (300) (𝑥𝑛) + (100) (𝑦𝑛) A 293 K, la constante de la ley de Henry del apéndice del libro de Geankoplis es 𝐻 = 0.142𝑥104𝑎𝑡𝑚/𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙. De esto, se tiene que: 𝑦𝑛 = 0.142𝑥104𝑥𝑛 Sustituyendo esta relación de equilibrio de la ley de Henry en el balance anterior, tenemos: (300)(0) + (100) (0.2) = (300) (𝑥𝑛) + (100) (1.42𝑥103𝑥𝑛) Realizando las operaciones y despejando 𝑥𝑛, obtenemos: 0 + 20 = [300 + (100)(1.42𝑥104)]( 𝑥𝑛) ∴ 𝑥𝑛 = 1.41𝑥10−4 Por lo tanto: 𝑦𝑛 = 0.142𝑥104𝑥𝑛 = (0.142𝑥104) (1.41𝑥10−4) = 0.20 Calculando el gasto total de salida, tenemos: 𝐿𝑛 𝑚𝑜𝑙/ℎ 1 − 𝑥𝑛 1 − 1.41𝑥10−4 𝑉𝑛 1 – 0.20 𝑚𝑜𝑙/ℎ 1 − 𝑦𝑛 En este caso, puesto que la solución líquida está muy diluida, 𝐿𝑛+1 ≅ 𝐿𝑛, es por ello que supusimos que 𝐿𝑛 = 𝐿𝑛+1 al sustituir en la ecuación (7). 17 2.3. Operación no isotérmica Todas las relaciones desarrolladas hasta ahora para torres empacadas, son válidas tanto para operaciones isotérmicas como no isotérmicas; sin embargo, no abarcan todo lo relativo a las no isotérmicas. Durante la absorción, la liberación de energía que ocurre en la interfase debido al calor latente y al calor de disolución, hace que la temperatura en la interfase se vuelva mayor que la del líquido. Este hecho cambia las propiedades físicas, los coeficientes de transferencia de masa y las concentraciones en el equilibrio. Pueden entrar en el problema efectos laterales más sutiles, asociados con cambios en el volumen y difusión térmica. En la práctica, cuando la energía liberada es mucha (como en la absorción de HCl u óxidos nitrogenados en agua), el aumento en la temperatura limita la concentración final de la solución que se va a producir, a menos que se haga un gran esfuerzo para suprimir el calor. Para soluciones relativamente diluidas, se puede hacer una aproximación moderada suponiendo que todo el calor producido durante la absorción es atrapado por el líquido; de esta forma se desprecia el aumento en la temperatura del gas. Esto induce una temperatura del líquido mayor de la probable, lo cual lleva a una torre más elevada de lo necesario. Un procedimiento ligeramente más correcto, pero aún aproximado, desprecia la resistencia térmica y la resistencia a la transferencia de masa del líquido. El método que se da a continuación considera dichas resistencias y también la transferencia simultanea de masa del solvente, el cual se evapora en las paredes templadas de la torre y se vuelve a condensar en las partes más frías. Se ha confirmado experimentalmente. 2.4. Absorción y desorción adiabáticas La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner en contacto un gas con un líquido, para que este se disuelva determinados componentes del gas, dejándolo libre de los mismos. La absorción puede ser física o química, según que el gas se disuelva en el líquido absorbente o reaccione con él dando un nuevo compuesto químico. 18 Debido a la posibilidad de tener efectos sustanciales de temperatura, se debe tomar en cuenta la evaporación y la condensaci6n del disolvente líquido. Por lo tanto, para este problema, los componentes se van a definir en la siguiente forma: A: soluto principal transferido presente en la fase gaseosa y líquida B: gas acarreador, que no se disuelve, presente sólo en el gas C: disolvente principal del líquido, que se puede evaporar y condensar, presente en la fase gaseosa y líquida. En la resolución de este tipo de problemas, es necesario considerar que no hay pérdida de calor fuera del sistema. Así que con este principio, la resolución del problema es conforme a lo desarrollado anteriormente, pero sin la pérdida calorífica 19 III. SISTEMAS DE MULTICOMPONENTES 20 Excepto la evaporación del disolvente considerada en el análisis anterior de las torres empacadas adiabáticas, hasta ahora se ha supuesto que sólo uno de los componentes de la corriente gaseosa tiene una solubilidad apreciable. Cuando el gas contiene varios componentes solubles, o cuando el líquido contiene varios componentes solubles para la deserción, se necesitan algunas modificaciones. Desafortunadamente, la falta casi completa de datos de solubilidad para los sistemas de multicomponentes (excepto cuando se forman soluciones ideales en la fase líquida y cuando las solubilidades de los distintos componentes son, por lo tanto, mutuamente independientes), hace que los cálculos, aun en los casos más comunes, sean muy difíciles. Sin embargo, algunas de las aplicaciones industriales más importantes pertenecen a la categoría de soluciones ideales; por ejemplo, la absorción de hidrocarburos a partir de mezclas gaseosas en aceites de hidrocarburos no volátiles, como en la recuperación de la gasolina natural. En principio, el problema para las torres de platos debe poderse solucionar mediante los métodos de cálculo plato a plato para la absorción de un componente. Ciertamente, estas expresiones son válidas. Si los cálculos al igual que con la absorción de un componente, se comienzan en el fondo de la torre, se deben conocer la temperatura y la composición del líquido saliente; además, con el fin de completar el balance de entalpía, también se necesita calcular al principio la composición total del gas saliente con respecto a cada componente. Aquí es donde reside la dificultad. Las cantidades que de ordinario se fijan antes de empezar el diseño del absorbedor son las siguientes: - Flujo, composición y temperatura del gas entrante. - Composici6n y temperatura del líquido entrante (pero no el flujo) - Presión de operación - Ganancia o pérdida de calor (aun si se fija en cero, como para una operación adiabática). 21 En estas condiciones se puede mostrar que las variables principales que quedan son: - Flujo del líquido (o relación líquido/gas) - Número de platos ideales - Absorción fraccionaria de cualquier componente único. Cualesquiera dos de estas últimas variables, pero no las tres, pueden fijarse en forma arbitraria para un diseño dado. Habiendo especificado dos, la tercera se fija automáticamente, como se fija el grado de absorción de todas las sustancias que todavía no se han especificado y las temperaturas de las corrientes salientes. Por ejemplo, si se especifican el flujo del líquido y el número de platos ideales, el grado de absorción de cada una de las sustancias en el gas se fija automáticamente y no puede escogerse de modo arbitrario. Asimismo, si se especifican el flujo del líquido y el grado de absorción de una sustancia, el número de platos ideales y el grado de absorción de todos los componentes se fijan automáticamente y no pueden escogerse en forma arbitraria. Como resultado, para los cálculos de plato a plato que se sugirieron arriba, se deben suponer no sólo la temperatura de salida del gas, sino también la composición total del gas saliente, las cuales deberán verificarse al finalizar los cálculos. Esto se vuelve un procedimiento de cálculo por prueba y error tan desesperante que no puede realizarse prácticamente sin alguna guía. Esta guía consiste en un procedimiento aproximado, ya sea el ofrecido por las ecuaciones de Kremser, que sólo se aplican cuando se tiene un factor constante de absorción, o en algún procedimiento que considere la variación del factor de absorción con el número de platos. Para establecer el último, primero se necesita conocer una expresión exacta para el absorbedor con respecto a la variación del factor de absorción. Esta fue obtenida inicialmente por Horton y Franklin. Sean N etapas adiabáticas, dispuestas para absorber las especies presentes en el vapor que entra por la base de la columna. Supóngase que estas especies están ausentes en el líquido 22 que entra. Las etapas se numeran de cabeza a cola. Un balance de materia incluyendo las etapas 1 a N-1, para una especie cualquiera que se absorbe, conduce a: …a Donde: ……..b …c y li,0 = 0 ya que se ha considerado que el líquido que se alimenta por la cabeza no contiene ninguna de las especies presentes en el gas de entrada a la columna. A partir de consideraciones de equilibrio, para la etapa N: ….d Combinando b, c y d, se obtiene: Se define el factor de absorción, Aij, para una etapa j y un componente i dados, por: Cuando el término es elevado, el componente i tiende a absorberse más en la fase líquida y el término se denomina “factor de absorción”. Cuando es elevado, i tiende a concentrarse en el vapor y, por tanto, a desorberse de la fase líquida, y el término recibe el nombre de “factor de desorción”, Sij = 1/Aij. Operando, y considerando secciones cada vez más pequeñas para estimar el caudal de líquido que desciende del piso superior se llega a la siguiente expresión: 23 3.1. Uso de los absorberdores por intercambio de calor-reflujo Tomando como ejemplo una torre en donde sólo 3 substancias son absorbidas; en el gas húmedo están aproximadamente en las proporciones C2H6:C3H8:C4H10 = 50:33:17. El aceite enriquecido que sale de la torre contiene las mismas sustancias en la relación aproximada 21:36:37. A pesar de su baja solubilidad, la proporción de gas absorbido que corresponde al etano es alta, debido a la proporción relativamente elevada de esta sustancia en el gas húmedo original. Si se desean reducir las proporciones relativas de etano en el aceite enriquecido, el gas, en el momento en que abandona la torre, debe ponerse en contacto con un gas relativamente escaso o en etano y rico en propano y butano. Este gas puede obtenerse calentando una parte del aceite enriquecido, el cual desprenderá un gas del bajo contenido en etano requerido. Este gas que se desprende puede devolverse a una prolongación del absorbedor debajo de la entrada del gas húmedo, en donde al ascender a través del aceite desorberá el etano (y también parte del metano que pueda haberse absorbido). Entonces, el etano que no se haya absorbido saldrá con el gas empobrecido. El intercambiador de calor, en donde se calienta una parte del aceite enriquecido, se conoce como rehervidor y puede utilizarse el arreglo de la ilustración 5. Se poseen métodos de cálculo para multicomponentes. Se llama reflujo a una corriente devuelta a una cascada de etapas, representada por los platos en el absorbedor, con el fin de obtener un enriquecimiento mayor al obtenido mediante el contacto a contracorriente alimentando la cascada. Este principio se utiliza bastante en la destilación, extracción líquida y adsorción, pero se puede aplicar a cualquier operación de enriquecimiento a contracorriente. 24 Ilustración 5: Absorbedor rehervidor 25 IV. ABSORCIÓN CON REACCIÓN QUÍMICA 26 Muchos procesos industriales de absorción van acompañados de una reacción química. Es especialmente común la reacción en el líquido del componente absorbido y de un reactivo en el líquido absorbente. Algunas veces, tanto el reactivo como el producto de la reacción son solubles, como en la absorción del dióxido de carbono en una solución acuosa de etanolaminas u otras soluciones alcalinas. Por el contrario, los gases de las calderas que contienen dióxido de azufre pueden ponerse en contacto con lechadas de piedra caliza en agua, para formar sulfito de calcio insoluble. Hay otros muchos ejemplos importantes, para los cuales debe consultarse el libro de Kohl y Riesenfeld. La reacción entre el soluto absorbido y un reactivo produce dos hechos favorables a la rapidez de absorción: (1) la destrucción del soluto absorbido al formar un compuesto reduce la presión parcial en el equilibrio del soluto y, en consecuencia, aumenta la diferencia de concentración entre el gas y la interfase; aumenta también la rapidez de absorción; (2) el coeficiente de transferencia de masa de la fase líquida aumenta en magnitud, lo cual también contribuye a incrementar la rapidez de absorción. Estos efectos se han analizado bastante desde el punto de vista teórico, pero se han verificado experimentalmente poco. 27 V. CONCLUSIONES 28 Los equipos de contacto continuo, son aquellos que poseen empaquetaduras y en lo que respecta a la solución de problemas en los que este tipo de dispositivo interviene se tiene que desarrollar como una torre de “un solo plato” o tomando platos sobre platos. Los sistemas de multicomponentes son casos ideales que muy pocas veces se evidencian en situaciones reales; pero estos son tomados como referencia para un cálculo aproximado en el diseño y eficacia de diferentes dispositivos. Las reacciones químicas que se dan en el proceso de absorción de gases son beneficiosos para los propósitos de la industria ya que este acelera la velocidad del proceso, y disminuye la presión parcial lo que genera a su vez una reducción en los posibles fallos que podrían haber en el sistema. 29 VI. BIBLIOGRAFIA 30 Barderas, A. V. (2010). Absorción. México D.F.: UNAM, C.U. Treybal, R. E. (1990). Operaciones de Transferencia de Masa. Rhode Island: McGraw-Hill. (Treybal, 1990) (Barderas, 2010)