sistemas de eliminación de contaminantes gaseosos

Ing. Marcelo Rojas V.

Absorción es la operación unitaria que

consiste en la separación de uno o más

componentes de una mezcla gaseosa,

con la ayuda de un solvente líquido,

con el cual forma una solución (un

soluto A, o varios solutos, se absorben

de la fase gaseosa y pasan a la

líquida).

¿Qué es la absorción?

Basan su funcionamiento en el hecho de que los

gases residuales están compuestos de mezclas

de sustancias en fase gaseosa, algunas de las

cuales son solubles en fase líquida. En el

proceso de absorción de un gas, el efluente

gaseoso que contiene el contaminante a

eliminar, se pone en contacto con un líquido, en

el que el contam. se disuelve. La idea por lo

tanto, es promover el mayor contacto posible.

Procesos de Absorción:

Absorción: torre de relleno

Torre de absorción de Platos

Ejemplos de la tecnología, de

platos difusores:

En las columnas de relleno la transferencia de materia se

hace de forma continuada. Estas columnas también son

llamadas columnas empaquetadas. La torre de relleno

más común es la que consiste en una carcasa cilíndrica

que contiene el material inerte en su interior. Este

material inerte es el que recibe el nombre de relleno.

El objetivo principal del relleno es proporcionar una

superficie de contacto más amplia entre el gas y el líquido

extractor, de esta manera aumenta su turbulencia y por lo

tanto, mejora su eficacia.

Columnas de relleno

Torre de relleno y material de

relleno:

Formas típicas de relleno:

Hay rellenos de muchas formas y dimensiones

diferentes. Se pueden situar de forma ordenada, si el

volumen del relleno es grande (5 – 20 cm) o

desordenada si el volumen del relleno es pequeño (5

– 50 mm). Lo que se suele utilizar, son los anillos

Rasching mayores de 5 – 8 cm de diámetro. A

medida que aumenta el tamaño del relleno, la

eficacia de la transferencia de materia, va

disminuyendo y por lo tanto aumentan las

pérdidas de carga.

Respecto de los rellenos:

En conclusión, para poder determinar cuál es el

tamaño óptimo del relleno se deben tener en cuenta

dos factores:

- La selección del material del relleno.

- La ordenación del material de relleno.

La adsorción es un proceso por el cual

átomos, iones o moléculas son atrapados

o retenidos en la superficie de un material

sólido, en contraposición a la absorción.

Es decir es un proceso en el cual un

contaminante soluble (adsorbato) es

eliminado del agua, por contacto con una

superficie sólida (adsorbente).

¿Qué es la adsorción?

Considérese una superficie limpia

expuesta a una atmósfera gaseosa. En

el interior del material, todos los

enlaces químicos de los átomos

constituyentes están satisfechos. En

cambio, por definición la superficie

representa una discontinuidad de esos

enlaces, que busca mayor estabilidad.

Adsorción:

Una alternativa a los sistemas de

absorción por líquido, lo constituye la

adsorción de los contaminantes sobre

sólidos. En los procesos de adsorción los

gases, vapores y líquidos se retienen

sobre una superficie sólida, como

consecuencia de reacciones químicas y/o

fuerzas superficiales.

Procesos de adsorción:

Los sólidos más adecuados para la

adsorción son los que presentan grandes

relaciones superficie/volumen, es decir,

aquellos que tienen una elevada porosidad y

área superficial, para facilitar el contacto

sólido-gas, Ejemplo: tierra de Fuller, bauxita,

carbón activado, alúmina activada, tamices

moleculares, etc.

Sólidos más usados:

Imágenes de Carbón Activado:

Planta de eliminación de

impurezas por Adsorción:

Otro material usado es la

Zeolita

Estructura cristalina de la

Zeolita:

Aquí el carbón activo se dispone en un lecho fijo y el contacto sucede en contracorriente entre el carbón activo y el flujo de gas. Cuando el sólido se sature del gas adsorbido, hay que sustituirlo o regenerarlo. Algunas referencias sobre incineración de residuos sólidos urbanos indican rendimientos de eliminación de dioxinas para estos sistemas, mayores del 98%.

Adsorbedor a contracorriente

Paso de vapor a baja presión, a través del

lecho de carbón, para evaporar y eliminar el

disolvente ocluido. Si el carbón usado sólo

ha adsorbido algunos productos muy

volátiles, puede practicarse la regeneración

del mismo mediante vapor, que además es

útil para quitar la obstrucción de la superficie

de los gránulos y esterilizar el carbón.

Métodos para regenerar el

carbón activado

Extracción del adsorbato mediante un

disolvente, un ácido o un álcalis. Se citan

desarrollos que emplean un disolvente a

100°C y a pH elevado, con pérdidas de

carbón del orden del 1 %.

Regeneración por vía térmica.

Tratamiento del carbón con gases oxidantes.

Este sistema utiliza una mezcla de carbón

activo y caliza, la cual se inyecta al gas.

Se transporta a una T de 100 - 120ºC. Las

dioxinas se adsorben sobre el carbón

activo en su camino hasta el filtro de

mangas, donde se retienen junto al

carbón.

Reactor de Transporte:

Este sistema es intermedio entre el lecho fijo y el

reactor de transporte. El gas se introduce en un

lugar y se mezcla con carbón activo y material inerte

(tierra, caliza, etc.) similar al del reactor de

transporte, pero con una mayor concentración de

carbón activo. Igual que en los reactores de

transporte, la separación de los contaminantes del

flujo gaseoso se realiza junto con el carbón activo,

mediante un filtro de mangas.

Lecho fluido circulante

http://www.estrucplan.com.ar/Servicios/EfluGas-Tratamiento.htm

http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=467

http://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)

http://www.sc.ehu.es/iawfemaf/archivos/materia/industrial/libro-13a.pdf

http://epsem.upc.edu/~plantapilot/castella/model%20matematic_2.4.html

http://www.sulzer.com/es/Products-and-Services/Separation-Technology/Column-Internals

http://www.textoscientificos.com/quimica/carbon-activo/regeneracion-carbon-activo

Bibliografía Digital: