O documento descreve o processo de absorção, no qual um gás é removido seletivamente de uma mistura gasosa ao entrar em contato com um solvente líquido no qual é solúvel. Detalha os tipos de colunas usadas no processo, incluindo colunas de pratos perfurados e colunas com enchimento estruturado, e fatores a serem considerados na escolha do solvente e do tipo de coluna.

1. Fernando Sayal

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

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. 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. PRATOS PERFURADOS
Colunas de Pratos

12. PRATOS DE CAMPÂNULAS

13. Colunas de Enchimento
1-Dispositivos:
Distribuidores de liquido
no topo da coluna
Alimentadores de líquido
Suporte
de
Enchimento

15. Selas de Berl
Anéis Pall
Anéis Raschig
Estruturado
2-Enchimento

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.

20. Visão
Geral
de
uma
coluna

21. B- Torre centrífuga de pulverização

22. FIM