2. Processo com o qual se pretende
remover preferencialmente um ou mais
componentes de uma mistura gasosa
por contacto com uma corrente líquida
(solvente) onde esses componentes se
dissolvem.
3. Os processos de Absorção e Desabsorção são muito usados
para produção, separação e purificação de misturas gasosas
e concentração de gases,
produção de ácidos :sulfúrico –absorção de SO3 em água
nítrico – absorção de óxidos de azoto em água
clorídrico, fosfórico.
amónia,
formaldeído,
tratamento de gases de combustão do carvão e de
refinarias de petróleo,
remoção de compostos tóxicos ou de odor desagradável
(como o gás H2S),
purificação de gases industriais e separação de
hidrocarbonetos gasosos.
4. Selecção do Solvente
O processo de Absorção explora diferenças na solubilidade gás/líquido dos
diferentes componentes de uma mistura que se pretende tratar.
Por isso, um dos pontos críticos para se obter uma eficiente separação é a
escolha do solvente
A solubilidade do soluto deve ser elevada para se obter uma maior velocidade
de absorção e para necessitar de menor quantidade de líquido.
• A natureza química do soluto e do solvente deve ser semelhante.
O solvente pode ser um líquido não reactivo e a solubilização do soluto
é apenas um processo físico (forças de interacção de Van der Waals),
ou pode ser um líquido que produz uma reacção rápida com o soluto o
que faz aumentar a velocidade de absorção e a quantidade a ser absorvida.
5. Em geral, a solubilidade do gás diminui com a temperatura.
• Para uma concentração de 25% de NH3 em água, a pressão
parcial de equilíbrio de NH3 é
• 227 mmHg a 20ºC
• 352 mm Hg a 30 ºC
Na produção de amónia, uma corrente gasosa contendo ar e
amoníaco é colocada em contacto com água onde o amoníaco é
preferencialmente absorvido, uma vez que o ar é muito pouco
solúvel em água.
No controlo da poluição os vários óxidos de azoto podem ser
removidos por absorção com água, ácido sulfúrico ou soluções
orgânicas.
6. O solvente também deve ter baixa pressão de vapor (baixa
volatilidade) para reduzir a perda de solvente para a corrente gasosa.
O solvente deve ter baixa viscosidade para a velocidade de absorção e
a transferência de calor serem elevadas e os custos de bombagem
serem baixos.
Por fim, o solvente deve ser
barato e acessível,
não tóxico,
não inflamável,
estável quimicamente
não corrosivo para não encarecer o material de construção do
equipamento.
A maioria dos solventes físicos são solventes orgânicos com elevado
ponto de ebulição e baixa pressão de vapor, baixa viscosidade e não
corrosivos em contacto com metais comuns.
7. Solubilidade de gases em água
A- Variação da solubilidade com a temperatura
B- Variação da solubilidade com a pressão
Quando se
aumenta
a pressão de um
gás,
a temperatura
constante, a
solubilidade
aumenta
8. Objectivo:
Aumentar a área para
transferência de massa, ou área de
contacto gás/líquido, através da
divisão das correntes líquida e/ou
gasosa em pequenas porções pela:
passagem de gás pelos
espaços vazios de um leito
poroso cheio de material
inerte (o enchimento),
banhado pelo líquido.
utilização de pratos com
orifícios por onde passam
pequenas bolhas de gás que
estabelecem contacto com a
corrente líquida no topo do
prato
A- Colunas de Absorção
10. O solvente
líquido é
introduzido pelo
topo da coluna
A Alimentação da
coluna é um gás
introduzido no
fundo da coluna
Os constituintes
não absorvidos
saem pelo topo
O gás absorvido e
o solvente saem
pelo fundo
Como funciona?
16. • Boa
distribuição de
fluxos na
coluna.
• Baixo custo.
• Elevada
resistência à
corrosão e
resistência
mecânica.
• Boa
durabilidade
• Baixa
resistência à
passagem do
vapor
• São dispostos
aleatoriamente na
coluna
• Elevada superfície
por área mollhada
Características
do
Enchimento
17. 3-Funcionamento
Bombagem de gás: o gás deve entrar sob pressão. Naturalmente se
vier do processo ou então com ajuda de um ventilador
Caudal de líquido:
•Se for baixo não molha completamente a superfície do
enchimento.
•Se for elevado provoca situações de inundação.
18. •Depende de:
• caudal de gás a tratar,
• grau de separação a obter,
• razão entre os caudais de líquido e de gás,
• facilidade da remoção de calor,
• simplicidade de construção,
• resistência hidráulica,
• impureza dos fluidos,
• propriedades físicas do sistema,
• corrosividade.
4-Escolha do tipo de coluna: pratos ou
enchimento?
19. ASSIM:
•A diferença de custo entre as colunas de pratos e de
enchimento não é grande embora as últimas sejam mais
caras.
•Nas colunas com enchimento é possível operar tanto
em contra-corrente como em co-corrente,
•As colunas de enchimento são escolhidas quando o
diâmetro é inferior a 2 m.
•Nas colunas de pratos só é possível operar em contra-
corrente (fluxos de gás e de líquido em direcções
opostas).
•As colunas de pratos são escolhidas quando se tem de
usar caudais de líquidos altos e permitem maiores
tempos de residência do líquido,
•As colunas de pratos são mais fáceis de limpar.
•Como regra, a coluna de pratos deve ser escolhida
quando o diâmetro é elevado e quando é necessário
mais de 20 andares.
