Acido sulfúrico H2SO4. Descripción del circuito de los ácidos

ACIDO SULFÚRICO H2SO4

1. Descripción de la instalación de depuración húmeda de gases

A la entrada de la instalación de depuración húmeda, los gases procedentes de la tostación y que están a una temperatura de 350° C contienen polvos, anhídrido sulfúrico, compuestos fluorados, ácido clorhídrico y mercurio.

La depuración húmeda tiene por objeto eliminar aquellas impurezas de los gases y enfriarlos a la temperatura necesaria para el secado posterior.

El circuito de gas de la instalación comprende una torre vacía, una torre de enfriamiento con cuerpos de relleno, electrofiltros húmedos y un "demister".

El circuito del líquido de riego comprende un tanque de bombeo, una torre de desgasificación, un decantador, una fosa de colecta de los efluentes, intercambiadores para el enfriamiento en placas y bombas de agua acidulada.

1.1. Descripción del proceso

En la torre vacía los gases se riegan a contracorriente por pulverización fina de una solución de ácido sulfúrico débil, cuya concentración varía en función del SO2 libre contenido en los gases. El contacto íntimo del gas y de los polvos con el líquido dividido en gotitas finas asegura la fijación de una gran parte de las partículas sólidas y el enfriamiento de los gases por evaporación parcial del agua. Los gases salen de la torre vacía a unos 60º - 62° C.

El líquido de lavado fluye por gravedad fuera de la torre en un tanque de bombeo y recircula en la torre mediante bombas horizontales. Una toma permanente de líquido (conteniendo al menos la cantidad de polvos llevados por los gases) se efectúa antes del tanque de bombeo y es dirigida hacia el decantador donde los polvos sedimentan formando un lodo concentrado.

El líquido clarificado rebosando del decantador retorna en el tanque de bombeo.

El techo de la torre vacía se enfría por circulación exterior de agua que luego se envía a la torre de enfriamiento.

Después de pasar en la torre vacía, los gases sulfurosos se dirigen hacia la parte inferior de la torre refrigerante donde también se riegan a contracorriente por pulverización fina de solución de acido sulfúrico débil. Esta torre se guarnece con cuerpos de relleno tipo "sillas Intalox 3" destinados a aumentar la superficie de contacto entre gases y solución de ácido, asegurando así un buen enfriamiento y lavado de los gases. El flúor presente en los gases se fija sobre los cuerpos de relleno en arenisca y los corroe muy lentamente. Al enfriarse, los gases condensan una cantidad de agua superior a la evaporada a la torre vacía. Se manda el rebose de la torre de enfriamiento hacia el tanque de bombeo de la torre vacía.

Continuamente se recircula la solución de ácido de riego en la torre por medio de dos bombas centrífugas horizontales y se la enfría por pasaje en refrigerantes ó enfriadores de placas Alfa Laval.

Luego, los gases lavados y enfriados a unos 35° C atraviesan un grupo de filtros electrostáticos fríos en los cuales las finas gotitas de ácido sulfúrico y los polvos residuales se eliminan por pasaje del flujo gaseoso en un campo electrostático creado por corriente continua de alto voltaje. Los condensados fluyen continuamente hacia el tanque de bombeo de la torre vacía.

Finalmente, los gases que salen de los electrofiltros atraviesan un "demister" destinado a captar las ultimas gotas del líquido recogido. A la salida de este, los gases aparecen claros a la vista y listos para ser tratados en la instalación de contacto.

El circuito de las aguas de lavado presenta un balance de agua excedente, constituido por el agua condensada durante el enfriamiento de los gases, por el agua de enfriamiento del techo de la torre vacía y por el agua inyectada a las empaquetaduras mecánicas y a las juntas de agua. Esta agua excedente, saturada en S02, deja el circuito por el rebosadero del tanque de bombeo y se desgasifica en la torre 108 por corriente de aire fresco aspirada gracias a la depresión existente a la entrada de los electrofiltros antes de llegar a la fosa de colecta de los efluentes.

1.2. Descripción de equipos:

Torre de vacío

La torre de vacío es una estructura vacía en láminas de plomo laminado, sostenida por una estructura metálica. El fondo y la pared de la torre están revestidos de ladrillos antiácidos y de ladrillos en carbono. Los ladrillos de carbono resisten muy bien al ataque del flúor.

El techo no enladrillado de la torres se enfría por riego exterior al agua, a fin de proteger el plomo. Se envía a continuación el agua de riego hacia la torre de enfriamiento.

Se efectúa el riego interior mediante dos tubos de riegos independientes provistos de pulverizadores en polipropileno cada uno alimentado por una bomba, flujo: 240 m3/h.

A fin de proteger el plomo, se instala en la torre vacía un tercer tubo de riego constituyendo un riego independiente de socorro el cual funciona cuando la temperatura de salida de los gases excede la consigna de seguridad indicada (set point).

TORRE DE VACIO

Torre de enfriamiento

La torre de enfriamiento es de la misma construcción que la torre vacía, pero ella contiene además cuerpos de relleno sostenidos por una reja asentada sobre pilares de sostén.

La parte inferior de la torre sirve de tanque de circulación para el circuito de riego.

El relleno está constituido sucesivamente de:

 dos camas de anillos en carbono duro, tamaño 150 x 120 x 60.

 de una cama de anillos en carbono duro, tamaño 80 x 60 x 60.

 de un apilado de 4,5 m de alto compuesto de rellenos tipo "sillas intalox 3" en arenisca, dispuestos en desorden.

Se construyen la reja y los pilares de sostén con ladrillos en carbono.

La parte superior de la torre se equipa de dos tubos de riego, cada uno llevando nueve pulverizadores en polipropileno.

Cada tubo de riego se alimenta independientemente por bomba resistente a los ácidos, flujo 210 m /h.

TORRE DE ENFRIAMIENTO

El Tanque de Bombeo

El tanque de bombeo se compone de una estructura en plomo laminado, sostenido por una estructura metílica, capacidad: 3,5 m .

El Decantador

El decantador es de la misma construcción que el tanque de bom¬beo, diámetro interior: 5,7 m.

La Torre de Desgasificación del S02

La torre de desgasificación del S02 es de la misma construcción que el tanque de bombeo. Altura cilíndrica: 2,4 m; diámetro: 1 ,2 m.

La torre se rellena a 1 ,42 m con anillos alveolados PALL en polipropileno, tamaño: 35 x 35 x 1,5 sobre una chapa perforada en polipropileno. Se colocan las tres primeras camas de anillos, el resto se echa en desorden.

TANQUE DE BOMBEO, DECANTADOR Y DESGASIFICADOR

Las Bombas de Acido Débil

Las bombas utilizadas son centrífugas, horizontales y construidas por WERNET.

Todas las partes en contacto con el fluido son en polietileno de peso molecular elevado, resistiendo muy bien a la corrosión y a la abrasión.

Cada bomba se dota con un sistema de inyección continuo de agua limpia que penetra en el fluido bombeado.

Electrofiltros Húmedos

La instalación de depuración de los gases dispone de cuatro electrofiltros dispuestos en paralelo,

Cada electrofiltro se compone de un cajón de entrada inferior y de un cajón de salida superior, reunidos por un haz tubular comprendiendo 132 tubos en plomo de 244 mm de diámetro interior y 4,57 m de longitud.

Los cajones se componen de una estructura en acero revestida en el interior de plomo laminado. Todas las piezas en contacto con los gases se revisten de plomo,

En el centro de cada tubo se dispone un electrodo emísivo en hilo de acero inoxidable "Uranus B.6" de 2,5 mm de diámetro, fijando en un marco portante colocado en el cajón superior y tendido por un contrapeso en plomo.

Un marco guía colocado en el cajón inferior mantiene los electrodos en el centro de los tubos.

Los aisladores del marco portante y del marco de guía, así como el aislador superior sirviendo a la alimentación de alta tensión están encerrados en cajones en chapa para evitar todo contacto accidental y todos se calientan a fin de evitar la humedad.

Cada electrofilro se equipa de su propio grupo transfo-rectíficador suministrando la alta tensión continua requerida. Esta se regula automáticamente al valor máximo posible.

En servicio, cada electrofiltro puede aislarse del circuito de los gases gracias a una junta hidráulica, al lado de entrada y a una válvula mariposa, al lado de la salida. La puesta fuera de servicio de un electrofiltro se hace sin perturbar ni la marcha de la instalación ni la calidad del desníeblado.

Cada electrofiltro dispone además de un dispositivo de lavado comprendiendo un tubo interior de riego llevando 17 pulverizadores de chorro de agua.

ELECTROFILTRO

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