O documento descreve o processo de absorção gasosa, no qual um componente solúvel é transferido da fase gasosa para uma fase líquida absorvente. Apresenta as aplicações do processo com e sem reação química e descreve o funcionamento de uma coluna de absorção em contracorrente, incluindo balanços de massa.

1. Absorção gasosa
Professor Bento Pereira

2. Introdução
•A absorção gasosa é a
transferência de um
componente solúvel da fase
gasosa para a uma fase liquida
absorvente e não volátil.

3. •Remover o soluto presente no
gás. Este soluto está na fase
gasosa e passará para a fase
líquida devido a diferença de
concentrações.

4. Aplicações
•Sem reação química: recuperação
de acetona de uma mistura ar-
acetona por um fluxo de água.
•Com reação química: fabricação
de ácido nítrico pela absorção de
oxido de nitrogênio em água.

5. Descrição do Processo

6. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE ABSORÇÃO
Gás = Soluto + Inerte
Água pura Inerte
Água + Soluto

7. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE ABSORÇÃO
Gás = Amonia + Ar
Água pura Ar
Água + Amonia

8. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE ABSORÇÃO
Gbase
Ybase
Gtopo
Ytopo
Lbase
Xbase
Ltopo
Xtopo
G = Fluxo molar da fase gasosa;
L = Fluxo molar da fase líquida;
X = Razão molar do soluto na fase
líquida;
Y = Razão molar do soluto na fase
gasosa.

9. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE ABSORÇÃO
Gbase
Ybase
G’
Gtopo
Ytopo
G’
Lbase
Xbase
L’
Ltopo
Xtopo
L’
G’ = Fluxo molar do inerte na fase
gasosa;
L’ = Fluxo molar do inerte na fase
líquida;

10. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE
ABSORÇÃO
Gbase
Ybase
G’
Gtopo
Ytopo
G’
Lbase
Xbase
L’
Ltopo
Xtopo
L’ Balanço de Massa:
Global:
LT + GB = LB + GT
Por componente:
LTXT + GBYB = LBXB + GTYT
Com inerte:
L’XT + G’Y = L’X + G’YT
N
G’
Y
L’
X

11. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE ABSORÇÃO
Gbase
Ybase
G’
Gtopo
Ytopo
G’
Lbase
Xbase
L’
Ltopo
Xtopo
L’ Balanço de Massa:
Com inerte:
L’XT + G’Y = L’X + G’YT
Rearranjando:
L’ (XT - X) = G’ (YT – Y)
N
G’
Y
L’
X
TT YXX
G
L
Y )(
'
'

12. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE
ABSORÇÃO
TT YXX
G
L
Y )(
'
'
XT XB
YT
YB
A linha operacional está acima da
linha de equilíbrio porque para cada
estágio há mais soluto no vapor que
no equilíbrio

13. Para conhecimento:
• Para converter de fração molar para razão
molar:
e
• Calcular o número de estágios:
A
A
A
Y
Y
y
1 A
A
A
X
X
x
1
TB
TB
xx
yy
G
L
*
'
' *
Bx = Calculado pela condição
de equilíbrio

14. EXERCÍCIOS

15. 15
EXEMPLO
Razões econômicas e ambientais indicam a necessidade de recuperar
uma corrente de gás contendo 35% de amônia e 65% de ar, em
volume. Para tal, um engenheiro químico pretende utilizar uma torre
de absorção que opera em contracorrente com água limpa, a uma
pressão de 1 bar. Considerando os dados da figura abaixo, calcule o
número mínimo de moles de água necessário, para cada 100 moles de
gás de entrada, para recuperar 99% da amônia.

16. FUNCIONAMENTO DA COLUNA DE
ABSORÇÃO
1) Balanço de Massa:
LTXT + GBYB = LBXB + GTYT
99%

17. EXEMPLO
2) Calcular XB
Tendo o valor de YB (sempre fornecido pelo problema), o
valor de XB é facilmente obtido pelo “diagrama de
equilíbrio”.
Pelo gráfico, temos que:
YB = 0,35
XB = 0,075

18. 2) Calcular a quantidade de amônia que foi
removida
O enunciado disse que 99% da amônia foi
recuperada. Sabendo que para cada 100 moles
de água, 35 moles são de amônia, então:
99% de 35 moles = 35 x 99/100 = 34,65 moles
de amônia recuperado
EXEMPLO

19. 3) Calcular GTXT
Se entraram 35 moles de amônia, onde
34,65 moles de amônia foram
recuperados, então:
GTYT = 35 – 34,56 = 0,35 moles de amônia
EXEMPLO
O valor dessa subtração sempre será o valor de GTXT, pois
consideraos que apenas 1% do soluto está saindo no
topo, onde este valor pode ser desconsiderado.

20. Assim, podemos dizer que:
LB = LT + recuperado
4) Substituindo no balanço de massa:
EXEMPLO
GBYB = LBXB + GTYT
GBYB = (LT + recuperado) XB + GTYT
100 x 0,35 = (LT + 34,65) x 0,075 + 0,35
LT = 427 moles de água

21. Lição12:
Absorçãoe
Stripping
21
Estudo de casos
Um efluente contendo 0.15% em volume de um gás
A, bastante solúvel, é lavado em contracorrente com água
pura, em uma coluna de recheio que opera a pressão
atmosférica. Por questões ambientais sua concentração deve
ser reduzida a 0,01 %. Encontre o número teórico de pratos
da coluna e o fluxo de água para uma condição operacional
de 1,7 vezes o valor de operação mínimo. Assuma os dados
de equilíbrio como sendo y* = 0.03x

22. Yb = 0,15% = 0,0015
Yt = 0,01% = 0,0001
min'
'
7,1
'
'
G
L
G
L
real
xy 03,0
G’
G’
L’
Xt =
0
L’
Xb =

23. EXERCÍCIOSabendo que:
O valor de xb pode ser encontrado pela condição de equilíbrio.
y = 0,03x
Quando yb = 0,0015, entao: xb = 0,0015/0,03
xb = 0,05
TB
TB
xx
yy
G
L
min

24. • Substituindo na fórmula:
• Pelo enunciado:
EXERCÍCIO
028,0
005,0
0001,00015,0
min TB
TB
xx
yy
G
L
0476,0028,07,17,1
min realreal G
L
G
L
G
L
G
L

25. • Tendo o L/G real, basta substituir na
fórmula e achar o verdadeiro xb.
• Calculando o número de estágios
EXERCÍCIO
molesx
xxx
yy
G
L
B
BTB
TB
real
0294,0
0
0001,00015,0
0476,0

26. 1 2 3 4 5
0,03
0,06
0,09
0,12
0,15
0,01
XB
YB
1
2
3
4
Serão necessários 4
estágios de equilíbrio