ANÁLISIS DEL PROCESO DE ABSORCIÓN DE LA MEZCLA AIRE-CO2-AGUA USANDO UNA COLUMNA DE ABSORCIÓN DE GASES DEL LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS DE LA UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO ANZOÁTEGUI

Abstract

En el laboratorio de Operaciones Unitarias, del Departamento de Ingeniería Química, de la Universidad de Oriente, Núcleo Anzoátegui, se cuenta con equipos a nivel de planta piloto, que permiten a los estudiantes adquirir experiencia de su funcionamiento. La competencia actual requiere cada vez de una mejor formación de los egresados del departamento. El equipo de absorción de gases pone a disposición de los estudiantes e investigadores una nueva experiencia, donde podrán realizar gran cantidad de estudios y se logrará conocer de modo experimental los principios básicos de esta operación unitaria. La mezcla en estudio consistió en aire-CO2 y se utilizó como solvente separador agua. Inicialmente se realizó una descripción completa del equipo. Seguidamente se estudió el efecto que tiene el flujo de agua en la separación de la mezcla dentro de un rango de 1,5 a 5,5 L/min, obteniéndose los mejores resultados en rangos de trabajo operacional entre 2,5 a 4,5 L/min. Se determinó la efectividad de la torre para concentraciones de CO2 entre 2 a 20 L/min la cual fue beneficiada para los valores entre 6 a 16 L/min; con una máxima efectividad de 97,15% para un flujo de CO2 de 8 L/min. Se estudió la influencia de la temperatura en el proceso de absorción, disminuyendo la misma hasta 10°C y tomando datos cada 5°C hasta alcanzar una temperatura máxima de 25°C, encontrándose que a bajas temperatura la solubilidad del solvente aumenta por lo que la absorción se ve favorecida. Posteriormente se calcularon los coeficientes globales de transferencia de masa para las variaciones realizadas; para el caso del flujo de agua, el mayor Kya (0,0059 gmol/atm.m2.s) fue para un flujo de agua de 3 L/min, por otra parte para la variación de la concentración de CO2, el Kya fue disminuyendo consecutivamente de 0,00019 a 0,00004 (gmol/atm.m2.s) desde flujo de 2 a 20 L/min de CO2, por último para la disminución de la temperatura la variación de Kya es casi imperceptible desde 0,0062 (gmol/atm.m2.s) para 10°C hasta 0,0056 (gmol/atm.m2.s) para 25°C. Para efectos de comparar los resultados experimentales con un ambiente programado, se realizó un modelo simulado del sistema, usando los valores reales con los que se trabajaron experimentalmente, seleccionando tres paquetes termodinámicos (Antoine, SRK y Wilson), obteniéndose la mejor aproximación para la ecuación de Antoine, para la variación de flujo de agua, CO2 y temperatura. Por último, se realizó un manual de trabajo para las prácticas en el laboratorio que les permitirá a los estudiantes aprovechar al máximo el equipo.