Sistemas de eliminación de contaminantes gaseosos, por Absorción y Adsorción.

1. Ing. Marcelo Rojas V.

2. 
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?

3. 
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:

4. 
Absorción: torre de relleno

5. 
Torre de absorción de Platos

6. 
Ejemplos de la tecnología, de
platos difusores:

7. 

8. 
 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

9. 
Torre de relleno y material de
relleno:

10. 
Formas típicas de relleno:

11. 
 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:

12. 
 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.

13. 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?

14. 
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:

15. 
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:

16. 
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:

17. 
Imágenes de Carbón Activado:

18. 
Planta de eliminación de
impurezas por Adsorción:

19. 
Otro material usado es la
Zeolita

20. 
Estructura cristalina de la
Zeolita:

21. 
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

22. 

23. 
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

24. 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.

25. 
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:

26. 
 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

27. 

28.  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: