1. Humidificación: Es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa; el vapor puede aumentar pasando el gas a través de un líquido que se evapora en el gas. Esta transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene lugar por difusión y en la interfase hay, simultáneamente, transferencia de calor y de materia.
1.1. Tipos de Humidificación
1.1.1. Humidificación Isotérmica: Es un vapor saturado ya suministrado que se encuentra en estado gaseoso debido a la energía provista por el humidificador (corriente eléctrica, gas, carbón, etc.) y por lo tanto se mezcla con el aire sin ninguna dificultad. Durante el proceso de la humidificación, a medida que la humedad relativa aumenta, la temperatura se mantiene constante.
1.1.2. Humidificación Adiabática: consiste a pulverizar el agua con aire comprimido en el aire sin aporte de energía térmica. El aire, que cede su calor durante la transformación del agua en vapor, reduce su temperatura.
1.2. Importancia de la Humidificación
1.2.1. A pesar de que la “humedad” es invisible a nuestros ojos, podemos percibir los efectos de ésta provoca en nuestro organismo con gran facilidad. El ser humano tiene un rango ideal de temperatura y humedad dentro del cual se desempeña mejor y se siente más confortable. La humedad excesivamente alta o baja, provoca cambios significativos en términos ambientales y fisiológicos. Aún cuando la temperatura sea alta, el aire seco se siente más frío. Cuando una persona siente frío, se encuentra incómoda y demostrablemente menos productiva. Cuando los niveles de humedad son ideales, la temperatura del edificio puede ser disminuida realmente sin cambiar la comodidad o los niveles de productividad. Se puede garantizar que el ahorro derivado de la reducción en la temperatura de cuarto, es resultado de un humedecimiento adecuado, el cual compensará directamente el costo de la energía consumida para la producción de la humedad.
1.3. Procesos de la Humidificación
1.3.1. Una corriente de agua caliente se pone en contacto con una de aire seco (o con bajo contenido de humedad).
1.3.2. Parte del agua se evapora, enfriándose así la interfase.
1.3.3. El seno del líquido cede entonces calor a la interfase, y por lo tanto se enfría.
1.3.4. A su vez, el agua evaporada en la interfase se transfiere al aire, por lo que se humidifica.
1.4. Característica de la Humidificación
1.4.1. Mantener una buena calidad de aire interior por medio del manejo de la humedad.
1.4.2. Puede proporcionar un mejor ambiente e incrementar la calidad de vida y de trabajo.
1.4.3. Disminuye el costo de energía.
1.4.4. Incrementa la productividad.
1.5. Equipos de Humidificación
1.5.1. Cámara de Aspersión:
1.5.1.1. Mantienen la velocidad del gas baja y tienen un tiempo de contacto alto.
1.5.2. Torres de Enfriamiento
1.5.2.1. Se encargan de enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y frío que circula en el mismo equipo.
1.5.3. Torres de Circulación Natural
1.5.3.1. Atmosféricas:
1.5.3.1.1. Depende de los vientos predominantes para el movimiento del aire y se utilizan en pequeñas instalaciones.
1.5.3.2. Tiro Natural:
1.5.3.2.1. Utilizan chimeneas de gran altura para lograr el tiro deseado, construidas de cemento reforzado de forma hiperbólica.
1.5.4. Torres de Tiro Mécanico
1.5.4.1. Tiro Forzado:
1.5.4.1.1. Presentan problemas de recirculación de aire caliente y húmedo que es descargado, lo que reduce la efectividad de la torre y el aire se fuerza por un ventilador situado en el fondo de la torre y se descarga por la parte superior.
1.5.4.2. Tiro Inducido:
1.5.4.2.1. El aire se succiona a través de la torre mediante un ventilador situado en la parte superior de la torre.
1.5.5. Torres de Platos
1.5.5.1. Consiste de varios platos en los cuales se lleva a cabo el contacto entre las fases líquida y vapor. El vapor es generado por medio de calentamiento del líquido de fondos que se compone básicamente de la sustancia menos volátil del sistema y por tanto está a la mayor temperatura de la torre, mientras que el líquido que va descendiendo a través de la torre desde el primer plato, el cual es más rico en el componente más volátil y está con la menor temperatura de la torre, es obtenido del condensado del vapor más ligero. La alimentación de la torre puede consistir desde líquido subenfriado hasta vapor sobrecalentado, lo cual modifica el número de platos necesarios para la separación deseada.
1.5.6. Tanques de Rocío
1.5.7. Estanques de Enfriamiento
2. Absorción: es la operación unitaria que consiste en la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el cual forma solución (un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida).
2.1. Elección de Disolvente para la Absorción
2.1.1. Solubilidad del gas
2.1.1.1. Debe ser elevada, a fin de aumentar la rapidez de la absorción y disminuir la cantidad requerida de disolvente.
2.1.2. Volatilidad
2.1.2.1. El disolvente debe tener una presión baja de vapor, puesto que el gas saliente en una operación de absorción generalmente está saturado con el disolvente y en consecuencia, puede perderse una gran cantidad.
2.1.3. Corrosión
2.1.3.1. Los materiales de construcción que se necesitan para el equipo no deben ser raros o costosos.
2.1.4. Costo
2.1.4.1. El disolvente debe ser barato, de forma que las pérdidas no sean costosas, y debe obtenerse fácilmente.
2.1.5. Viscosidad
2.1.5.1. Se prefiere la viscosidad baja debido a la rapidez en la absorción, mejores características en la inundación de las torres de absorción, bajas caídas de presión en el bombeo y buenas características de transferencia de calor.
2.2. Objetivos de la Absorción
2.2.1. Recuperar un componente gaseoso deseado.
2.2.2. Eliminar un componente gaseoso no deseado. Se puede tratar, por ejemplo, de la eliminación de una sustancia nociva de una corriente de gases residuales.
2.2.3. Obtención de un líquido; un ejemplo sería la de ácido clorhídrico por absorción de HCl gaseoso en agua.
2.3. Tres partes Importantes en la Absorción
2.3.1. El gas portador, el cual va a ser limpiado o purificado
2.3.2. El líquido lavador, que va a disolver las impurezas
2.3.3. El componente gaseoso a separar
2.4. Características
2.4.1. Pueden utilizar los mismos tipos de aparatos descritos en la destilación
2.4.2. Sus fases en contacto serán también un líquido y un gas
2.4.3. Utilizan normalmente columnas de platos o de relleno
2.4.4. Sus contactos pueden ser discontinuos o por etapas.
2.5. Equipos de Absorción
2.5.1. Torres de Platos
2.5.2. Torres de Empacada
2.5.3. Torre de Spray
2.5.4. Columna de Burbujeo
2.5.5. Contactor Centrifugo
2.6. Equipos Internos de Absorción
2.6.1. Empaques
2.6.1.1. Son cortos y se utilizan con ácidos y otros materiales corrosivos, tienen una mayor eficiencia de separación y también manejan mayores caudales de platos, líquidos y gas. Los empaques tienen un mayor costo de mantenimiento debido al relleno.
2.6.2. Platos
2.6.2.1. Son de menor coste de instalación, operación, obstrucción, y ensuciamiento también tienen menor potencia de bomba y ventilador los platos tienden a soportan mayores fluctuaciones de T por tener una menor caída de presión del sistema