Diseño de una torre de bandeja perforada para la absorción de amoniaco

Design of a perforated tray tower for ammonia adsorption

Las torres de bandejas son esencialmente cilindros verticales en los que el líquido y el gas se ponen en contacto de forma escalonada sobre placas, y son útiles para procesos de destilación y absorción. En el presente trabajo se llevó a cabo el diseño de una torre de bandejas de tamiz para la absorción física de amoníaco utilizando agua como disolvente. Los valores calculados para el diámetro de la torre, la caída de presión de gas por bandeja, el caudal másico de arrastre y la eficiencia de la bandeja de Murphree corregida por arrastre fueron 0,962 m; 0,683 kPa/bandeja; 0,102 kg/s y 0,796 respectivamente. Los valores calculados tanto para la caída de presión del gas por bandeja como para el caudal másico de arrastre son inferiores a los límites establecidos por el proceso; por lo tanto, la torre de bandejas de criba diseñada puede emplearse con éxito para el servicio de transferencia de masa requerido.

INTRODUCCIÓN

El proceso de transferir un material desde una fase gaseosa hacia una fase líquida se denomina absorción. El dispositivo en el cual el proceso de absorción tiene lugar se denomina torre de absorción, columna de absorción o absorbedor. Las torres se clasifican de acuerdo a la función realizada (destilación, separación o extracción) y también mediante el tipo de dispositivo instalado en su interior para que la torre pueda efectuar la operación deseada. Los dispositivos internos de la torre pueden ser bandejas o empaques [1].

En la absorción (también llamada absorción gaseosa o lavado de gas) una mezcla gaseosa es puesta en contacto con un líquido (el absorbente o solvente) con el objetivo de disolver selectivamente uno o más componentes a partir de su transferencia desde el gas hacia el líquido. Los componentes transferidos hacia el líquido se denominan solutos. La operación de absorción puede categorizarse sobre la base de la naturaleza de la interacción entre el absorbente y el soluto dentro de los siguientes tres tipos generales: (1) absorción física; (2) reacción reversible; y (3) reacción irreversible.

En el caso de la absorción física, el componente que está siendo absorbido es más soluble en el líquido absorbente que en los demás gases en los cuales está mezclado, pero no reacciona químicamente con éste. Como resultado, la concentración de equilibrio en la fase líquida es principalmente una función de la presión parcial en la fase gaseosa y la temperatura [2].

Generalmente el propósito comercial de los procesos de absorción puede ser dividido en purificación de gas o recuperación de producto, en dependencia de si la porción absorbida o no absorbida del gas de alimentación tiene el mayor valor.