Modelo matemático preliminar de una columna de absorción química de CO₂ con aminas

Resumen

El diseño y optimización de columnas de absorción requieren modelos capaces de representar fenómenos acoplados de transferencia de materia, reacción química, equilibrio líquido-vapor, transferencia de calor e hidrodinámica. En este trabajo se propone una formulación preliminar y teórica de una columna empacada de absorción química de CO₂ con aminas, orientada a su posterior implementación algebraica en el software General Algebraic Modeling System (GAMS). El modelo se construye a partir de balances integrales de materia, cantidad de movimiento, energía mecánica y térmica aplicados sobre un volumen de control. El equilibrio líquido-vapor y la especiación química se calculan mediante el modelo fisicoquímico Electrolyte Non-Random Two-Liquid (e-NRTL) previamente desarrollado y validado para sistemas amina-CO₂-H₂O. Asimismo, se discuten posibles correlaciones disponibles en la literatura para estimar propiedades de las corrientes, coeficientes de transferencia y caída de presión. Finalmente, se plantea que las ecuaciones diferenciales resultantes deben discretizarse transformando el modelo en un sistema algebraico no lineal implementable en GAMS.