Control de Gases: Tecnologías Eficientes para la Depuración del Aire

Tecnologías para el Control de Gases

Al elegir un sistema depurador, es importante considerar las siguientes propiedades:

• Características del gas contaminante: Peso molecular (Pm), solubilidad, límite inferior de inflamabilidad, presión de vapor (Pv), características de adsorción.
• Características del gas portador: Propiedades termodinámicas (PHET), concentración del contaminante, caudal (Q), corrosividad.

Procesos de Depuración

Absorción

La absorción es un proceso de transferencia de masa que ocurre cuando un gas contaminado entra en contacto con un líquido limpiador que absorbe el contaminante.

Adsorción

La adsorción es un proceso de separación basado en la capacidad de ciertos sólidos para remover selectivamente componentes gaseosos o líquidos de una corriente gaseosa.

Tipos de Adsorción

• Adsorción física: Unión por fuerzas intermoleculares, proceso reversible.
• Adsorción química: Interacción entre adsorbente y adsorbato, proceso irreversible.

Adsorbentes Comunes

Algunos adsorbentes comunes incluyen: carbón vegetal o carbón activo, óxido de calcio, gel de sílice, alúmina activada y zeolitas sintéticas.

Adsorción en Lecho Fluidizado

En este proceso, una columna de relleno circula gas (ascendente) a cierta velocidad. A partir de cierta velocidad (velocidad de fluidificación), el comportamiento del sólido se asemeja a un fluido, favoreciendo la transferencia de calor y materia entre ambos.

Adsorción en Lechos Fijos

En este proceso, el adsorbente permanece fijo y el gas pasa a través de él.

Zona de Adsorción y Punto de Ruptura

En la zona de adsorción, el adsorbato se retiene. A medida que se satura, la zona de adsorción se desplaza hacia el fondo del lecho hasta alcanzar el punto de ruptura.

La adsorción se utiliza cuando:

• El contaminante no es combustible y está a baja concentración.
• El contaminante es valioso y justifica su recuperación.

Desventajas de la adsorción:

• Se generan residuos si el lecho no puede regenerarse.
• Se produce agua contaminada si se recupera con H₂O (vapor) o por calor.

Condensación

La condensación se utiliza para compuestos condensables (COVs). Los contaminantes del gas se llevan hasta la saturación y luego se condensan, ya sea a temperatura constante y aumentando la presión, o disminuyendo la temperatura a presión constante. Muchos COVs pueden condensarse enfriando la corriente gaseosa con N₂ o CO₂ líquido.

Ventajas de la Condensación

• Se recupera el contaminante.
• Ausencia de problemas de residuos.
• Menor espacio requerido.

Aplicaciones Principales

La condensación se utiliza en corrientes concentradas de contaminantes, con una concentración mayor a 5000 ppm. También se utiliza como etapa previa a la adsorción o incineración.

Tipos de Condensadores

• Condensador de Superficie: Los vapores se condensan en el exterior y el refrigerante en el interior. Se utilizan si forman una mezcla miscible.
• Condensador de Contacto: Enfriamiento atomizando líquido frío al gas. Se utiliza para líquidos inmiscibles que se separan fácilmente.

Combustión

La combustión se aplica a corrientes gaseosas que contienen compuestos orgánicos (hidrocarburos) y ciertos compuestos inorgánicos.

• Combustión térmica: Necesita alta temperatura y tiempos de residencia adecuados.
• Combustión catalítica: Utiliza un catalizador y requiere una temperatura más baja.

Ventajas de la Combustión

• Eliminación completa de contaminantes.
• No produce residuos.

Desventajas de la Combustión

• Proceso costoso debido al gasto de energía, catalizadores y equipo.