Coluna de absorção de gás

Tipos de colunas de absorção de gás

Uma **coluna de absorção de gás** é um equipamento de contato gás-líquido que permite a transferência de componentes específicos do gás para o líquido. De acordo com o design e o modo de operação da coluna, as colunas de absorção podem ser classificadas em quatro tipos: a coluna de pulverização, a coluna de chapéu de bolha, a coluna de bandeja de tela e a coluna recheada.

• A coluna de pulverização

  A coluna de absorção de gás por pulverização é uma coluna típica de contracorrente. Nesta coluna, o absorvente é pulverizado na parte superior da coluna na forma de gotículas, enquanto o gás se move para cima. As pequenas gotículas proporcionam uma área de superfície significativa para a transferência de massa. Esta coluna é adequada para absorver pequenos volumes de gás com alta concentração de poluentes.

• A coluna de chapéu de bolha

  A coluna de absorção de gás de chapéu de bolha é um dispositivo típico de contato gás-líquido multitarefa. O gás é forçado a passar pelas aberturas líquidas por meio de cortes subterrâneos nos chapéus de bolha. O líquido é então completamente recoberto sobre a bandeja. Esta borbulhação ascendente e o fluxo descendente inverso do líquido criam grandes superfícies interativas. As colunas de chapéu de bolha são adequadas para aplicações com alta passagem de gás por líquidos e estoques.

• A coluna de bandeja de tela

  A coluna de absorção de gás de bandeja de tela inclui sistemas de placas perfuradas. O gás tem permissão para fluir através do líquido nas placas. A coluna oferece bom contato gás-líquido e fácil operação. As colunas de bandeja de tela são adequadas para correntes de gás em líquido com formação ocasional de espuma.

• A coluna recheada

  A coluna de absorção de gás recheada inclui recheio aleatório e estruturado. O recheio fornece espaço livre, o que reduz significativamente a retenção de líquido. Esta coluna é adequada para o tratamento de gás em correntes de pequeno a médio volume e taxas de fluxo de líquido.

Especificação e manutenção de colunas de absorção de gás

Especificações

• Diâmetro: O diâmetro de uma coluna de absorção de gás geralmente varia de alguns centímetros a vários metros, dependendo da escala e do volume de processamento da engenharia.
• Altura: A altura da coluna é geralmente de vários metros a dezenas de metros. A altura da coluna precisa ser suficiente para fornecer área de contato e tempo de contato suficientes para gás e líquido.
• Materiais: Materiais comuns para colunas de absorção de gás incluem aço inoxidável, aço carbono, vidro e plástico. Materiais duráveis e resistentes à corrosão são escolhidos para garantir a longevidade e confiabilidade do equipamento.
• Fluxo: A taxa de fluxo de líquido refere-se ao volume de líquido que passa pela coluna por unidade de tempo. A taxa de fluxo de líquido afeta a eficiência do contato gás-líquido e a capacidade de absorção da coluna.
• Temperatura e pressão: As colunas de absorção de gás operam dentro de faixas específicas de temperatura e pressão. As colunas podem ser projetadas para resistir a ambientes de alta temperatura e alta pressão ao lidar com gases ou líquidos de alta temperatura ou alta pressão.

Manutenção

• Inspeção regular: Verifique o estado da coluna de absorção de gás para sinais de danos, deformação, vazamento, etc. Também inspecione as partes de conexão relevantes para garantir que estejam em boas condições e não vazem.
• Limpeza do equipamento: Limpe as colunas regularmente para remover impurezas, depósitos e contaminantes. Selecione agentes e métodos de limpeza adequados de acordo com os tipos de gases e líquidos processados pelas colunas para garantir uma limpeza completa e evitar danos ao equipamento.
• Verifique o recheio: O recheio da coluna de absorção de gás é a parte crucial que afeta a eficiência do contato gás-líquido. Verifique a integridade e a distribuição do recheio para garantir que não esteja danificado ou aglomerado e mantenha o bom desempenho do recheio.
• Manutenção da bomba: As bombas que fornecem o líquido nas colunas de absorção de gás precisam ser mantidas regularmente. Isso inclui inspecionar, limpar e reparar as bombas para garantir sua operação normal e desempenho confiável.
• Monitoramento dos parâmetros de operação: Os parâmetros de operação das colunas de absorção de gás, como pressão, temperatura, taxa de fluxo, etc., precisam ser monitorados regularmente para garantir que estejam na faixa adequada. Se forem encontradas quaisquer anormalidades, elas devem ser tratadas prontamente para evitar riscos e problemas potenciais.

Cenários de aplicação da coluna de absorção de gás

• Indústria de alimentos e bebidas: Na indústria de alimentos e bebidas, as colunas de absorção de gás são usadas para capturar e remover gases e odores indesejáveis ​​provenientes de processos de fermentação, cervejarias ou instalações de tratamento de águas residuais. Ao empregar colunas de absorção de gás, as instalações podem minimizar significativamente seu impacto ambiental e melhorar a qualidade do ar dentro das instalações.
• Fabricação de produtos químicos: As colunas de absorção de gás são amplamente utilizadas na fabricação de produtos químicos para remover poluentes e gases tóxicos das correntes de ar produzidas durante os processos químicos. Por exemplo, colunas de absorção química de leito fixo podem ser usadas para remover sulfeto de hidrogênio da corrente de ar passando por um solvente químico que reage com H2S para formar produtos químicos específicos.
• Geração de energia: A dessulfurização de gases de combustão (FGD) na geração de energia envolve a remoção de dióxido de enxofre (SO2) dos gases produzidos durante a combustão de combustíveis fósseis como carvão, óleo ou gás natural. Isso é geralmente alcançado usando colunas de absorção de gás onde o dióxido de enxofre é absorvido em uma lama de calcário por meio do processo de contato co-corrente ou contracorrente. Isso não apenas mitiga a emissão de dióxido de enxofre para a atmosfera, mas também contribui para reduzir a acidez da chuva.
• Indústria petroquímica: As colunas de absorção de gás são amplamente utilizadas na indústria petroquímica, como colunas de destilação, para separar e purificar vários gases e vapores, incluindo hidrocarbonetos, álcoois e aminas. Por exemplo, na separação e purificação de etileno, colunas de absorção que empregam solventes específicos são utilizadas para absorção seletiva, seguida por processos de dessorção subsequentes.
• Tratamento de água: As colunas de absorção de gás também desempenham um papel crucial no campo do tratamento de água. Eles são empregados no processo de remoção de gases dissolvidos da água, como dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4), por meio de técnicas de stripping a vácuo ou stripping a ar. Ao utilizar colunas de absorção de gás, as estações de tratamento de água podem reduzir eficazmente a concentração desses gases, melhorando assim a qualidade da água tratada e prevenindo a poluição ambiental potencial.

Como escolher colunas de absorção de gás

Ao selecionar colunas de absorção de gás para aplicações específicas, os seguintes fatores devem ser considerados.

• Natureza da corrente de gás

  A pressão e a taxa de fluxo devem ser adequadas para a planta existente ou as condições propostas. A coluna de gás deve ser capaz de lidar com a temperatura e a pressão. Se o gás for corrosivo ou contiver material particulado, a coluna pode precisar ser feita de materiais ou projetos especiais.

• Natureza do absorvente líquido

  Algumas reações químicas podem precisar ser consideradas se produtos químicos forem usados ​​como absorventes. A toxicidade e o manuseio do absorvente precisam ser considerados. As propriedades físicas, como densidade e viscosidade, também devem ser compatíveis com o projeto da coluna.

• Requisitos de transferência de massa

  Com base na interação alvo da molécula gás-líquido, selecione os componentes internos da coluna. As colunas de bandeja fixa podem ser adequadas para moléculas grandes, enquanto as colunas recheadas podem ser mais adequadas para gases com pequenas moléculas líquidas.

• Considerações econômicas

  Avalie os custos de capital inicial e as despesas operacionais a serem incorridas. As colunas com componentes internos mais eficientes podem incorrer em custos iniciais mais altos, mas levar a custos operacionais mais baixos.

• Projeto e requisitos operacionais

  Verifique as dimensões das colunas, como altura e diâmetro, para garantir seu encaixe. Os requisitos de manutenção dos componentes internos da coluna também devem ser considerados. Se forem necessárias substituições ou limpezas frequentes, as instalações de manuseio e armazenamento de absorventes devem estar disponíveis.

Perguntas frequentes

P1: Qual a diferença entre uma coluna de absorção de gás e uma coluna de lavagem de gás?

A1: Embora a coluna de absorção de gás e a coluna de lavagem de gás sejam projetadas para remover substâncias de correntes de gás, elas alcançam isso por meio de mecanismos diferentes. Uma coluna de absorção de gás, como discutido anteriormente, é principalmente preocupada com a absorção de gases em um líquido. Por outro lado, uma coluna de lavagem de gás pode utilizar absorção líquida, reações químicas ou técnicas de filtração para remover uma variedade de substâncias, incluindo gases, vapores ou material particulado, da corrente de gás.

P2: Quais são as vantagens das colunas de absorção de gás?

A2: As colunas de absorção de gás oferecem várias vantagens. Eles podem remover poluentes de forma eficiente das correntes de gás, melhorando a qualidade do ar. As colunas de absorção de gás podem recuperar produtos valiosos de correntes de gás por meio da absorção, beneficiando economicamente os processos industriais. Além disso, os projetos das colunas de absorção de gás permitem sua adaptação a diferentes composições de gás e requisitos de tratamento.

P3: Quais são os desafios das colunas de absorção de gás?

A3: Também existem desafios apresentados pelas colunas de absorção de gás. O projeto, a operação e a manutenção da coluna podem incorrer em custos financeiros para as empresas. Além disso, as colunas podem tratar apenas um número limitado de poluentes, o que significa que as empresas podem precisar usar outras tecnologias de tratamento junto com as colunas de absorção de gás. Além disso, as colunas de absorção de gás devem ser mantidas e monitoradas regularmente para evitar falhas de equipamento e garantir o tratamento contínuo de gás.