3. PLANTA PILOTO DE ABSORCIÓN DE GASES
3.1. Partes principales de la planta piloto
3.1.4 Columna
En el montaje de la columna, no sólo hay que tener en cuenta la columna, sino que también está la parte del relleno, los puntos de toma de muestra, el silenciador, la válvula de regulación de la presión, el separador de agua, entre otros elementos.
En la figura siguiente se muestran los elementos más importantes que están unidos al montaje de la columna.
Figura 3.17: Columna de absorción.
1- Punto toma de muestra a la salida de la columna (PUNTO 3).
2- Rellenos.
3- Válvula de regulación de la presión de la columna.
4- Punto toma de muestra en medio de la columna (PUNTO 2).
5- Parte superior de la columna.
6- Silenciador.
RELLENO DE LA COLUMNA
De rellenos hay de muchas formas y dimensiones. Se pueden situar de forma ordenada, si el volumen del relleno es grande (5-20cm) o desordenada si el volumen del relleno es pequeño (5-50mm). Lo que suelen utilizar en las industrias, son los anillos Rasching mayores de 5-8cm de diámetro y se sitúan de forma ordenada, en forma de pack.
En esta columna se utilizan los anillos Rasching, y están colocados al azar, eso quiere decir que tienen unas dimensiones pequeñas.
Las características de los rellenos son:
- Deben ser químicamente inertes.
- Deben tener una cierta resistencia mecánica elevada.
- Deben permitir el paso adecuado de las dos corrientes.
- Deben permitir un buen contacto entre las dos fases.
- Deben ser de bajo coste, es decir, económicos.
La mayoría de los rellenos son hechos de materiales baratos, inertes y ligeros. Como por ejemplo la arcilla, grafito, porcelana, plástico ... los rellenos de la planta piloto son de plástico. Se pueden utilizar tanto las formas irregulares como las regulares.
Figura 3.18: Columna de relleno.
PARTE SUPERIOR DE LA COLUMNA
Tal y como se puede observar en la siguiente figura la entrada del agua se tiene por la parte superior de la columna. Esta agua es impulsada por la bomba de agua que se encuentra situada en la parte inferior del aparato. El agua cae dentro de la columna de manera que se mezcla con el aire que entra por la parte inferior. El contacto es a contracorriente y así se obtiene un mayor contacto de las dos fases. La función del relleno es proporcionar una superficie de contacto mayor, entre las dos fases, ya la vez hacer una separación mejor.
También en la parte superior está la salida del aire, esta salida de aire es cuando ya está limpio, o casi, de CO2.
Figura 3.19: Parte superior de la columna.
1- Salida de aire.
2- Salida de purga de la presión.
3- Entrada del agua en la columna.
4- Grifo de paso de presión de la parte superior de la columna.
DISTRIBUIDOR DEL AGUA
El distribuidor del agua se encuentra situado dentro de la columna, en la parte superior como se muestra en la figura 3.20.
El objetivo de este instrumento es dispersar el agua por toda la columna, de modo que proporcione un buen contacto entre la fase gas (el aire mezclado con el CO2) y la fase líquida, mediante el relleno, el cual proporciona una superficie de contacto mayor.
Figura 3.20: Distribuidor del agua.
FILTRO DE CO2 I AIRE
Como se puede observar en la siguiente figura este filtro se encuentra presente dentro de la columna, en la parte inferior. Este tiene una cierta porosidad, para dejar pasar el aire y el dióxido de carbono, pero no, las posibles partículas que puedan arrastrar los gases.
El objetivo es filtrar las posibles partículas que pueda arrastrar el aire hacia dentro de la columna, para no taponar la salida del aire, de la columna.
Figura 3.21: Filtro de dentro la columna.
SEPARADOR DE AGUA
El separador de agua se encuentra situado en la parte trasera de la columna. Sirve para separar el agua que sale del punto de muestreo 2 (del medio de la columna), ya que debido a la presión de la circulación del agua, en este punto, el agua sale de forma instantánea. El aparato de medida Oxybaby. Se utiliza para medir qué tanto por ciento hay de dióxido de carbono en la columna, éste no se puede mojar, porque si se moja entonces da resultados erróneos y además se puede dañar. Por este motivo se hace necesaria la utilización del separador de agua.
La conexión de este aparato es importante. Hay que conectar un tubo de plástico desde el punto de muestra del medio de la columna, hasta la entrada del separador, se debe pulsar bien adentro, porque sino no absorbe bien el agua. La filtración del agua es instantánea, la que hace que el aire mezclado con el CO2 salgan por el otro extremo del separador. A la salida hay que conectar otro tubo de plástico o de goma para poder hacer la lectura con el Oxybaby tal y como se muestra en la figura 3.22.
El agua que queda dentro del separador se puede sacar de la parte inferior donde hay una rueda negra, el agua por gravedad saldrá sin ningún problema.
Figura 3.22: Separador de agua.
1- Tubo conexión punto de muestra del medio de la columna con separador de agua.
2- Salida del aire y CO2 cuando está en exceso de agua el separador.
3- Depósito del separador de agua.
4-Tubo por donde sale el aire y CO2 para hacer la lectura del porcentaje del CO2.
5- Rueda para vaciar.
Figura 3.23: Conexión del separador de agua con el punto de medida.
1- Punto de medida.
2- Separador de agua.
3- Tubo de conexión.
SILENCIADOR
Como muy bien indica su nombre, el silenciador sirve para reducir el ruido que hace el aire al salir al exterior de la columna.
Este aparato se encuentra situado al final de todo el proceso, a la salida del aire, donde está enroscado.
El principal problema que presenta es que pierde agua. En cuanto el agua que circula por dentro de la columna de absorción alcanza una temperatura aproximada de 26-30 º C, es cuando el silenciador pierde agua. Esta agua que pierde, es el aire húmedo de dentro de la columna, que al ponerse en contacto con la temperatura del exterior se condensa y hace que este vapor pase a ser agua líquida.
Por lo tanto, hay que tener en cuenta que este aparato tiene pérdidas de agua, pero en cantidades no significativas. Por eso estas pérdidas no afectan a los valores obtenidos.
Figura 3.24: Silenciador.
Las propiedades del separador de agua son las siguientes:
- Longitud x anchura x altura : 67x78x23,5 mm
- Material: plástico SEK.
- Peso: 10,8g.
VÁLVULA DE REGULACIÓN DE LA PRESIÓN
La válvula de regulación de la presión de la columna se encuentra situada en la parte central del equipo, junto a la columna. Esta sirve para regular la presión que hay dentro de la columna. Esta presión es controlada por un manómetro de presión relativa, el cual se ha mencionado anteriormente.
Esta válvula funciona de manera que hay que hacer girar hacia la derecha si se quiere disminuir la presión total de la columna o hacia la izquierda si se quiere aumentar la presión. Con pequeños movimientos se producen grandes cambios. De modo que a la hora de hacer la regulación de la presión se ha de tener cuidado en no pasarse del límite establecido por el aparato (1 bar).
Figura 3.25: Válvula de regulación de la presión de la columna.
PUNTO DE MOSTREO
En la columna se encuentran situados dos puntos de puntos de muestra, tal y como se indica en la figura 26.3.
Los puntos de muestra sirven para medir qué cantidad de dióxido de carbono absorbe el agua. Para medir la cantidad de CO2 que absorbe se hace con el aparato Oxybaby, con las unidades de tanto por ciento.
Estos grifos deben abrirse poco, ya que por el contrario si se abren mucho la misma presión de dentro de la columna hace que salga agua, en estos puntos, y la lectura con el Oxybaby será errónea.
El punto marcado con el número dos en la figura es lo que pertenece al PUNTO 2; donde mide la cantidad de dióxido de carbono que se absorbe en el agua en la parte inferior de la columna. El punto marcado con el número 1, es lo que le pertenece al PUNTO 3, donde mide la cantidad de dióxido de carbono absorbido en la parte superior más en la parte inferior de la columna.
Figura 3.26: Puntos de tomas de muestras.
1- Toma de muestra PUNTO 3 (salida de la columna).
2- Toma de muestra PUNTO 2 (medio de la columna).