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En una torre de
absorción la corriente de gas entrante a la columna circula en
contracorriente con el líquido. El gas asciende como consecuencia
de la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la
columna. El contacto entre las dos fases produce la transferencia del
soluto de la fase gaseosa a la fase líquida, debido a que el soluto
presenta una mayor afinidad por el disolvente. Se busca que este contacto
entre ambas corrientes sea el máximo posible, así como que
el tiempo de residencia sea suficiente para que el soluto pueda pasar
en su mayor parte de una fase a otra.
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Para favorecer
el proceso de absorción es preciso en principio que la presión
de operación de la columna sea alta y que la temperatura
no sea muy elevada. Sin embargo, en la práctica, debido a que la
compresión y la refrigeración son bastante costosos, lo
que se hace es operar a la presión de alimentación (normalmente
mayor que la presión atmosférica) y a temperatura ambiente.
Lo contrario ocurre
para la desorción o stripping donde la temperatura debe ser alta
y la presión baja. Pero como el mantenimiento de una columna a
vacío es caro, se suele optar por operar los strippers a una presión
ligeramente superior a la atmosférica y la temperatura no debe
exceder aquellos valores que den lugar a reacciones químicas indeseables.
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| En todo
proceso de separación que implica el contacto entre dos fases existe
una cierta resistencia a la transferencia de materia por parte de cada fase.
Sin embargo y de acuerdo con la teoría de la
doble película de Whitman, se supone que la interfase entre
dos fases fluidas no ofrece ninguna resistencia adicional a la transferencia
de materia , y que las fases se encuentran en equilibrio en la interfase.
Esta teoría es aplicable tanto para flujo laminar como turbulento,
aunque la suposición de equilibrio en la interfase no puede hacerse
cuando las velocidades de transferencia de materia sean muy elevadas o si
se acumulan espumas en la interfase. |
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| La
cantidad de soluto absorbido depende del número de etapas de equilibrio
y del factor de absorción A
= L/KV para dicho componente, donde el valor de K puede ser calculado
de varias maneras: |
| - por la
ley de Raoult: |
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| - por la
ley de Raoult modificada: |
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| - por la
ley de Henry: |
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| Este
factor de absorción, A, se ve afectado
por la presión, la temperatura y el flujo de disolvente para una
velocidad de gas y un disolvente fijo.
Si el valor de A es mayor que 1 se puede alcanzar cualquier grado de absorción,
a medida que A aumenta se requiere un menor número de etapas para
lograr la absorción especificada. |
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| Además,
para un buen funcionamiento de la columna es preciso que el disolvente sea
estable en las condiciones de operación dadas, que no sea corrosivo,
que no forme espuma y que tenga baja viscosidad para que la pérdida
de carga sea baja y las velocidades de transferencia de materia y energía
elevadas. |
