Absorción adiabática de cloruro de hidrógeno

Columnas de absorción

Como su nombre indica, el funcionamiento de estos absorbedores no provoca la extracción de calor de la zona de reacción. El cloruro de hidrógeno es absorbido fácilmente y casi totalmente por el agua alimentada que fluye a través de la columna. El flujo de gas máximo posible para un diámetro de columna determinado depende principalmente del tipo de material de relleno utilizado en la columna. El caudal mínimo del agua de alimentación se alcanza cuando una cantidad inadmisible de HCl abandona la columna por la salida de gas.

Perfil de temperatura en el interior de la columna

Dependiendo de la cantidad de HCl absorbido, el calor de disolución generado puede vaporizar el agua, con lo que el vapor ascenderá a la cabeza de la columna junto con cualquier otro componente insoluble de la corriente de gas. A continuación, estos componentes se condensarán y serán reconducidos conjuntamente al agua de absorción. La mayor parte del calor de disolución generado se elimina por este proceso de condensación, y por tanto separadamente del proceso de absorción. Si tiene lugar el proceso de condensación, la temperatura descendente por la columna estará definida por el punto de ebullición del ácido y aumentará a través de la columna en sentido descendente hasta un valor máximo en el que se alcance la concentración azeotrópica. A partir de entonces la temperatura volverá a disminuir en sentido descendente hacia la salida de la columna, con un aumento de la concentración de HCl. Este perfil de temperatura en el interior de la columna puede utilizarse para controlar el flujo de alimentación de líquido con el fin de lograr la máxima eficacia de absorción, según se muestra en el esquema siguiente. Este esquema indica los perfiles de temperatura correspondientes a distintas cantidades de gases inertes. La curva derecha representa el caso de un gas alimentado sin componentes de gas inerte. 

Concentración de ácido alcanzable

La concentración de HCl en la salida de líquido varía en función de la proporción agua-HCl total, pero no puede ser mayor que el valor de solubilidad de HCl en agua a una temperatura dada. Por tanto, la concentración de ácido máxima alcanzable en el flujo de salida de líquido depende de la temperatura del ácido líquido en la base de la columna. Cuanto menor sea la temperatura en este punto de salida, tanto mayor será la concentración máxima alcanzable de HCl en el agua. Esta temperatura está determinada por el punto de ebullición de la solución acuosa de HCl en la base de la columna. Este punto de ebullición varía en función del contenido de HCl en la base, el cual es a su vez el resultado de la proporción de gas alimentado que contiene HCl y el agua de absorción a una presión determinada.

A condiciones de funcionamiento normales, los absorbedores adiabáticos producen ácido clorhídrico con una concentración del 30 al 31 %. Este valor es equiparable al máximo teórico del 35 % a tales condiciones de funcionamiento.

Naturalmente, el contenido de agua en el gas de alimentación también influye en la proporción de agua-HCl total y por tanto en la concentración máxima de HCl alcanzable. Cuanto menor sea el contenido de H₂O en el gas de alimentación, tanto mayor será la concentración máxima de HCl alcanzable en el ácido líquido debido al equilibrio de masas resultante.

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