2 absorçãodegases-tecnologiaquimica

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2 absorçãodegases-tecnologiaquimica

  1. 1. Fernando Sayal
  2. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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
  9. 9. Colunas Pratos Perfurados Campânulas Para colunas de diâmetro >2m Para fluidos pouco corrosivos Enchimento Anéis Raschig, Lessi ng, Pall, Selas de Berl, Enchimento estruturado Para colunas de diâmetro <2m Fuidos mais corrosivos 1-Tipos de Colunas
  10. 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?
  11. 11. PRATOS PERFURADOS Colunas de Pratos
  12. 12. PRATOS DE CAMPÂNULAS
  13. 13. Colunas de Enchimento 1-Dispositivos: Distribuidores de liquido no topo da coluna Alimentadores de líquido Suporte de Enchimento
  14. 14. Selas de Berl Anéis Pall Anéis Raschig Estruturado 2-Enchimento
  15. 15. • 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
  16. 16. 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.
  17. 17. •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?
  18. 18. 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.
  19. 19. Visão Geral de uma coluna
  20. 20. B- Torre centrífuga de pulverização
  21. 21. FIM

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