10.7.Desorción de gases

10.7. DESORCIÓN DE GASES La desorción es una operación unitaria (área del proceso o equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y ocurre una función determinada) en la cual se pone en contacto una corriente líquida con una corriente gaseosa, con el fin de realizar la transferencia de uno de los los comp compon onen ente tes s de la corr corrie ient nte e líqu líquid ida a a la corr corrie ient nte e gase gaseos osa. a. Es la opera operació ción n contr contrari aria a a la absor absorció ción, n, difer diferenc encián iándos dose e única únicamen mente te en la dirección en la cual ocurre la transferencia transferencia de materia. La transferencia de materia en la desorción tiene lugar porque la presión parcial del componente gaseoso en la fase líquida es menor que la presión que tendría una disolución en fase líquida con ese gas. Esto se basa en la ley de Henry que nos indica la máxima solubilidad de un gas en líquido. Un ejemplo casero es el secado de la ropa: el agua (líquido) pasa de la ropa (sólido) al aire (gas). El análogo industrial sería el secado de madera.

10.7.1. Sistemas para desorción Los aparatos empleados en estas técnicas son columnas en las que no se requiere caldera y tampoco hace falta colocar ningún refrigerante. Dos tipos: 1.

Columnas de relleno rel leno: la operación operaci ón de transferencia transfe rencia de masa m asa se lleva a cabo de manera continua. La función principal del relleno consiste en aume aument ntar ar la supe superf rfic icie ie de cont contac acto to entr entre e el líqu líquid ido o y el gas, gas, aumentar la turbulencia y por tanto mejorar la eficacia. A mayor tamaño del relleno menor eficiencia de la transferencia de materia y mayo mayorr pérdida pérdida de carga carga.. Por Por tanto tanto,, para para deter determin minar ar el tamaño tamaño óptimo de relleno habrá que llegar a un compromiso entre estos dos factores. Es necesario disponer un distribuidor de líquido en la parte superior de la columna para asegurar que el líquido moje de manera unifo uniform rme e todo todo el relle relleno no y no se despla desplace ce hacia hacia las paredes. paredes. La sele selecc cció ión n del del mate materi rial al de rell rellen eno o se basa basa en crit criter erio ios s como como resistencia a la corrosión, resistencia mecánica, resistencia térmica y características de mojado. Además,. Se tienen varios tipos de relleno:

- Al azar: este tipo de relleno es bastante económico. Los materiales empleados son resistentes a la corrosión, como por ejemplo metal, cerámica o plástico. Los rellenos más empleados eran los anillos Rashig y las sillas o monturas Berl. Actualmente han sido desplazados por otros más eficientes como los anillos Pall, las monturas Intalox y los anillos Bialecki. - Estructurado: es bastante más caro por unidad de volumen que el relleno al azar, pero ofrece mucha menos pérdida de carga por etapa y tiene mayor eficiencia y capacidad.

2.

Colu Column mnas as de plat platos os: la oper operac ació ión n se llev lleva a a cabo cabo en etap etapas as.. El comet cometido ido del plato plato es propor proporcio ciona narr una buena buena mezcla mezcla entre entre las

corrientes líquida y gaseosa. El líquido desciende de un plato a otro por gravedad, mientras que el vapor asciende a través de las ranuras de cada plato, burbujeando a través del líquido. El número de platos necesarios para efectuar una separación está influenciado por distintos factores. Por lo general a mayor número de platos de la columna, mayor será la separación conseguida. Se pueden encontrar diferentes tipos de platos: - Platos de campanas de barboteo: ha sido el plato más ampliamente utilizado, las campanas están colocadas sobre unos conductos de subida. - Platos perforados: de construcción es mucho más sencilla. Se requiere la perforación de pequeños agujeros en l a bandeja. - Platos de válvulas: es un intermedio entre los de campanas de barboteo y los platos perforados. La construcción es similar a los de campanas, cada agujero tiene por encima una válvula que se eleva ante el paso del vapor. El tipo de plato más empleado normalmente es el perforado, debido principalmente a su economía. Si se requiere una mayor flexibilidad entonces se hará uso de los platos de válvulas. Hoy en día los platos de barboteo se utilizan únicamente en los casos en que es necesario controlar el tiempo de residencia para que se dé una determinada reacción química o si el flujo de vapor es insuficiente y se produce un goteo del líquido.

10.7.2. Elección del sistema para desorción La elección de una u otra columna se basa en los siguientes factores: - Caída de presión del gas. Generalmente, las columnas de relleno requerirán una menor caída de presión (importante en destilación al vacío). - Retención del líquido. Las columnas de relleno proporcionan una retención menor. Importante si el líquido se deteriora a elevadas temperaturas (a menor tiempo de retención menos probabilidad de que el líquido se estropee). - Relación líquido-gas. En columnas de platos se trabaja con valores muy bajos de esta relación. En las columnas rellenes se prefieren valores altos. - Enfriamiento del líquido. Las espirales de enfriamiento se constituyen más fácilmente en columnas de platos. Además, el líquido puede eliminarse más rápidamente de los platos, para pasarlo a través de enfriadores y devolverlo, que en las columnas rellenas. - Corrientes laterales. Se eliminan más fácilmente en las columnas de platos. - Sistemas espumantes. Son más adecuadas las columnas de relleno porque operan con menor burbujeo del gas a través del líquido.

- Corrosión. Si el proceso produce corrosión son más recomendables las columnas de relleno, ya que son menos costosas. - Presencia de sólidos. Es mejor utilizar tanques con agitación y lavadores Venturi que columnas de cualquiera de los dos tipos, pero no se logra el proceso completo. Si se requiere la acción a contracorriente en varias etapas lo mejor es eliminar los sólidos al principio. El polvo en el gas puede eliminarse con un lavador Venturi en el fondo de la columna. Los líquidos pueden someterse a filtración o clarificación antes de entrar en la columna. - Limpieza. Es más fácil en las columnas de platos. - Fluctuaciones grandes de temperatura. Los rellenos frágiles (cerámica, grafito) tienden a romperse. Los platos o rellenos de metal son más resistentes. - Carga sobre la base. Las columnas rellenas de plástico son menos pesadas que las de platos, que a su vez son más ligeras que las columnas rellenas de metal. En todo caso, siempre debe diseñarse la carga sobre la base pensando en un llenado completo y accidental de líquido. - Costo. Es el factor principal si no hay otras consideraciones importantes.