Adsorción
¿Qué es?
Adsorción es una reacción heterogénea en la que las moléculas de gas se retienen en una superficie sólida o líquida (adsorbente también conocido como tamiz molecular) que prefiere compuestos específicos a otros y, por lo tanto, los elimina de las corrientes efluentes (Figura 1). Cuando la superficie se ha adsorbido tanto como puede, el contenido adsorbido se desorbe como parte de la regeneración del adsorbente. Cuando se desorben, los contaminantes suelen estar en una concentración más alta y pueden recuperarse o eliminarse.
Los adsorbentes típicos incluyen (EIPPCB; 2016):
Los adsorbentes típicos incluyen (EIPPCB; 2016):
- carbón activado granular (GAC), el adsorbente más común con un amplio rango de eficiencia y no restringido a compuestos polares o no polares; El GAC se puede impregnar, por ejemplo, con oxidantes tales como permanganato de potasio;
- zeolitas, propiedades en función de su fabricación, ya sea como meros tamices moleculares, intercambiadores de iones selectivos o adsorbedores de COV hidrófobos;
- partículas de polímero macroporoso, que se utilizan en forma de gránulos o perlas, sin ser muy selectivos con respecto a los COV;
- gel de sílice;
- silicatos de sodio y aluminio.
- adsorción en lecho fijo;
- adsorción en lecho fluidizado;
- adsorción continua en lecho móvil;
- adsorción por cambio de presión (PSA).
Figura 1. Diagrama del sistema de adsorción de carbón activo
Figura 2. Ejemplos de columnas de lecho fijo: en serie (izquierda) y en paralelo (derecha)
Diseño, mantenimiento y eficiencia
Dado que todos los procesos de adsorción son exotérmicos, provocan un aumento de temperatura, lo que no es deseable para la adsorción de compuestos orgánicos. El carbono o los metales en el GAC, así como las zeolitas, pueden catalizar la oxidación de algunos compuestos cuando el adsorbente está caliente, lo que da como resultado incendios de lecho que también consumen parte o todo el GAC, pero no la zeolita. Este es un peligro cuando se adsorben ciertos hidrocarburos (como cetonas o compuestos activos comparables) a temperaturas ambientales cercanas a las que provocan la oxidación del compuesto orgánico. Un incendio de este tipo de lecho GAC puede alterar el tamaño de los poros del resto del lecho u oxidar el lecho a cenizas, lo cual es un incidente grave que puede quemar toda la instalación. Estos incendios pueden suprimirse mediante la humidificación del aire y mediante el enfriamiento intencional del GAC.
Es necesario controlar la temperatura de la salida de gas del adsorbedor GAC para evitar el riesgo de incendio. Otra medida importante es la caída de presión a través del lecho adsorbente. Al otro lado de la cama, la presión debe permanecer aproximadamente constante. Debe haber una alarma de alta presión.
Es necesario controlar la temperatura de la salida de gas del adsorbedor GAC para evitar el riesgo de incendio. Otra medida importante es la caída de presión a través del lecho adsorbente. Al otro lado de la cama, la presión debe permanecer aproximadamente constante. Debe haber una alarma de alta presión.
Aplicabilidad
Tabla 1 muestra los límites de aplicación y las restricciones asociadas con la adsorción (adaptado de EIPPCB, 2016, Tabla 3.166).
Tabla 1. Límites de aplicación y restricciones asociadas con la adsorción.
NI = no hay información disponible
Tabla 1. Límites de aplicación y restricciones asociadas con la adsorción.
| Inconveniente | CAG | Zeolitas |
|---|---|---|
| Flujo de gas (Nm3/marido) | 100 - 100000 | <100000 |
| Temperatura (° C) | 15-80 (idealmente alrededor de 20) | <250 |
| Presión (MPa) | 0.1 - 2 | Atmosférico |
| Caída de presión (mbar) | 10 a 50 | NI |
| Concentración de olor (ouE/m3) | 5000 - 100000 | NI |
| Contenido de polvo (mg / Nm3) | Baja concentración para evitar obstrucciones. | Baja concentración para evitar obstrucciones. |
| Humedad relativa del gas residual | max 70% | NI |
