Absorción química

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Absorción química La absorción es química, si el compuesto que se quiere eliminar reacciona con el solvente seleccionado. De esta manera, aunque la etapa limitante suele ser la absorción física, se puede mejorar la solubilidad de determinado compuesto mediante la adición al solvente de sustancias que reaccionen con él. En la industria, se utilizan torres de absorción principalmente para la remoción de gases ácidos (H2S, CO2, SO2, HCl, NH3 etc.) que son emitidos por procesos de combustion o que son generados en el procesamiento de hidrocarburos liquidos y gaseosos. Para limpiar los los gases de un horno de coque, por ejemplo, se emplea como liquido absorbente agua para eliminar vapores de amoniaco y se utilzan aceites para remover vapores de benceno y tolueno. Las cajas de aspersión son equipos donde la disolución solvente se pone en contacto con el gas residual dentro de una cámara mediante aspersión, donde los flujos de gas y líquido pueden ponerse en contacto en contracorriente (sentidos opuestos), en cocorriente (mismo sentido) o en flujo transversal (dirección perpendicular). Lo más adecuado para la máxima eficiencia de separación y la mínima relación líquido/gas es el flujo a contracorriente, ya que se ponen en contacto el gas y el líquido con la mínima concentración de contaminante, de manera que se maximiza la fuerza impulsora. Comúnmente el líquido entra por la parte alta del equipo y se elimina por la parte inferior, y a la inversa circularía el gas contaminado, de la parte baja hacia la superior.

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Absorcin qumicaLa absorcin es qumica, si el compuesto que se quiere eliminar reacciona con el solvente seleccionado. De esta manera, aunque la etapa limitante suele ser la absorcin fsica, se puede mejorar la solubilidad de determinado compuesto mediante la adicin al solvente de sustancias que reaccionen con l.En la industria, se utilizan torres de absorcin principalmente para la remocin de gases cidos (H2S, CO2, SO2, HCl, NH3 etc.) que son emitidos por procesos de combustion o que son generados en el procesamiento de hidrocarburos liquidos y gaseosos. Para limpiar los los gases de un horno de coque, por ejemplo, se emplea como liquido absorbente agua para eliminar vapores de amoniaco y se utilzan aceites para remover vapores de benceno y tolueno.Las cajas de aspersin son equipos donde la disolucin solvente se pone en contacto con el gas residual dentro de una cmara mediante aspersin, donde los flujos de gas y lquido pueden ponerse en contacto en contracorriente (sentidos opuestos), en cocorriente (mismo sentido) o en flujo transversal (direccin perpendicular). Lo ms adecuado para la mxima eficiencia de separacin y la mnima relacin lquido/gas es el flujo a contracorriente, ya que se ponen en contacto el gas y el lquido con la mnima concentracin de contaminante, de manera que se maximiza la fuerza impulsora. Comnmente el lquido entra por la parte alta del equipo y se elimina por la parte inferior, y a la inversa circulara el gas contaminado, de la parte baja hacia la superior.

Las columnas de platos son equipos a contracoriente, en los que el contacto se hace en discontinuo sobre unos platos que tienen orificios para el paso de los gases, y un vertedero para transferir el lquido de plato a plato, de manera que los gases ascienden burbujeando por los orificios.

Los separadores de venturi provocan una aceleracin del gas mediante un estrechamiento, llamado garganta de venturi, en la que se produce la mezcla gas-lquido, siendo la velocidad del lquido la que proporciona la energa para el correcto contacto entre gas residual y solvente, y auque el tiempo de residencia es escaso debido a las altas velocidades, tienen una buena eficiencia en la eliminacin de partculas. Estos equipos presentan una gran prdida de presin y debido a el escaso tiempo de residencia slo es aplicable a gases de alta solubilidad.

Las columnas de relleno a contracorriente, en las que nos centramos en este apartado, son equipos cilndricos que contienen en su interior un relleno cuyo objetivo es maximizar el rea de contacto entre gas y lquido. Las torres empacadas tienen eficiencias de remonicin de gases ms altas que otros equipos manejando caudales de gas residual ms altos y menor cantidad de lquido de limpieza, aunque las prdidas de presin son altas y los costos del equipo, de operacin y de mantenimiento tambin pueden ser bastante altos.Estos sistemas pueden ser usados para la recuperacin del azufre en forma de Acido Sulfurico o SO2 (g) concentrado.

Disoluciones que se pueden usar para mejorar el rendimiento de la desulfuracin, mediante reaccin qumica: Desulfuracin con Cal (CaO) o Caliza (CaCO3).Si se utiliza cal, se hidrata previamente para formar hidrxido clcico:CaO + H2O ----> Ca(OH)2+ calorEn fase lquida se produce una serie de reacciones que podemos resumir en:SO2(g) --> SO2(l)SO2+ H2O --> H++ HSO3- --> 2H++ SO3=

cal: SO2(g)+Ca(OH)2(s)+H2O --> Ca SO3. 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l)Carbonato clcico: SO2(g)+CaCO3(s)+1/2 H2O --> Ca SO3. 1/2 H2O (s) + CO2Si hay suficiente O2, posterior oxidacin del sulfito de calcio a sulfato de calcio.Ca SO3. 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l)+ 1/2 O2(g) Ca SO4. 2 H2O (s)Se pueden producir importante problemas de corrosin en las instalaciones. Se generan importantes volmenes de residuos de sulfito/sulfato de calcio que tendremos que tener en cuenta a la hora de su eliminacin. Otro problema importantes es la formacin de costras de sulfito de calcio en el lavador (en los inyectores, en el separador, etc.). Se pueden mejorar la eficacia de coleccin del SO2 a la vez que se evita la formacin de costras aadiendo xido de magnesio a la lechada de cal.

Desulfuracin con sulfito de sodio (Na2SO3), en este caso la reaccin que tiene lugar es:SO2(g) + Na2SO3(l)+ H2O --> 2NaHSO3(l)Posteriormente el bisulfito se trata en un evaporador, producindose a la vez, dixido de azufre, vapor de agua y sulfito sdico2NaHSO3(l) + calor ---> Na2SO3+ H2O(g)+SO2(g, conc)Este mtodo no plantea problema de costras, pues productos obtenidos son muy solubles. El mayor problema es que el reactivo debe de ser muy puro por lo que se suele emplear en pequeas calderas industriales. El SO2es transformado en azufre.

Desulfuracin con doble lcali:En este caso se hace un primer tratamiento con sosa custica (hidrxido sdico, Na OH) que conduce a la formacin de sulfito de sodio:SO2+ 2 Na(OH) ---> Na2SO3+ H2OY posteriormente el producto se mezcla con lechada de cal para conseguir precipitar el sulfito de calcio y regenerar la sosaNa2SO3+ Ca(OH)2---> CaSO3(s) + 2 Na(OH)Al igual que en el caso anterior este mtodo presenta altos rendimientos y poca formacin de costras.