DIAGRAMA P&ID
EL DIAGRAMA P&ID REALIZADO A MANO ES EL SIGUIENTE:
(Esta foto está en el CD) EXPLICACION DEL PROCESO a) Recepción y acopio azufre sólido El azufre será trasportado hasta la planta vía terrestre, en camiones de contratistas que deberán cumplir con las normas de vialidad y transporte requeridas. La recepción y descarga de azufre se realizará en el centro de almacenamiento de azufre sólido, que corresponde al patio de acopio ubicado al interior de la planta. El azufre en forma de escamas, pellets o prills será descargado a granel en la cancha de acopio, la cual estará constituida por una losa de concreto de 6.400 m2 . La capacidad de almacenamiento máxima de azufre sólido se estima en 10.000 toneladas. El patio de almacenamiento contará con un sistema de humectación del azufre, así como también de un sistema de detección y supresión de incendios, el cual contará además con un sistema de recolección de agua. Desde el patio de acopio, el azufre será transportado mediante cargador frontal hacia la tolva de carga, desde donde una correa transportadora lo depositará en el estanque de fusión de azufre.
b) Fusión de azufre y filtrado La tolva de carga de azufre contará con un alimentador de cal, destinado a neutralizar la acidez propia del azufre sólido. La cantidad de cal a incorporar dependerá de la acidez propia del azufre sólido estimándose en un máximo de 12 kg por hora. El estanque de fusión de azufre estará provisto de un sistema de calentamiento basado en serpentinas de vapor, con las cuales el azufre alcanzará los 119°C necesarios para su fusión. El tanque de fusión contará además con un agitador que mantendrá el azufre fundido en movimiento y ladrillos refractarios resistentes a la abrasión. Una vez fundido, el azufre será filtrado, para ello, una fracción del azufre será bombeada a un estanque de mezcla de azufre fundido con diatomita. Dicha mezcla, será conducida al filtro de azufre (filtro de placas), donde formará una capa filtrante entre las capas del filtro, a través de las cuales pasará el azufre fundido en forma directa desde el estanque de fusión. El azufre filtrado resultante será almacenado en un estanque de almacenamiento de 1,6 toneladas, el cual mantendrá la T° en torno a los 140° C. Los residuos sólidos del filtrado serán depositados temporalmente en el lugar de acopio de residuos temporales, para ser posteriormente retirados por un transportista autorizado.
c) Combustión de Azufre Fundido y Producción de Dióxido de Azufre (SO2)
El azufre fundido dispuesto en el estanque de almacenamiento será trasladado con un sistema de bombas al horno de combustión (revestido con ladrillos refractarios), donde será quemado en presencia de oxígeno, formando SO2, de acuerdo a la siguiente reacción química:
La reacción producida por el azufre líquido en presencia de oxígeno es exotérmica, y el gas resultante contiene de 10 a 11% de SO2, con una temperatura que rodea los 1000º C. El calor de este gas es recuperado, ya que el gas es conducido a una caldera recuperadora de calor conectada al quemador que producirá vapor saturado de alta presión, tras su paso por el recuperador de calor, el gas sale con una temperatura que rodea los 420º C hacia el área de catálisis de Trióxido de Azufre.
d) Producción catalítica de Trióxido de Azufre (SO3) Desde la caldera, el gas caliente con un porcentaje aproximado de 10 a 11% de SO2, es impulsado a un convertidor de oxidación catalítica, donde, en presencia de un catalizador (Pentóxido de Vanadio (V205)) ocurre la conversión de SO2a SO3. El gas (SO2) pasa por cuatro fases sucesivas dentro del convertidor catalítico. A la salida de cada fase, el gas eleva su temperatura hasta 600° C, la que debe ser disminuida mediante un intercambiador de calor hasta unos 400° C antes de ingresar a la fase siguiente, para que la temperatura de la reacción en la fase siguiente del convertidor de oxidación catalítica no supere los 600° C. La conversión SO2a SO3se incrementa en cada una de estas fases, para alcanzar, luego de la última etapa, una eficiencia de conversión acumulada de al menos 99,7%, lo que implica una alta eficiencia de producción de ácido sulfúrico, además de minimizar la cantidad de gas de desecho en forma de SO2.
e) Producción de Ácido Sulfúrico (H2SO4) El SO3es asimilado en un proceso de doble absorción, que consta de dos etapas de absorción (absorción intermedia y absorción final). La absorción intermedia se produce a la salida de la tercera de las cuatro fases del convertidor catalítico, en la torre de absorción intermedia, mientras que la absorción final de SO3, tiene lugar a la salida de la cuarta fase del convertidor catalítico en la torre de absorción final. La absorción de SO3se realiza incorporando ácido sulfúrico con una concentración de 98,5%, concentración que se mantiene agregando agua al sistema. En el proceso de absorción, se produce a partir de la siguiente reacción química:
El ácido que alimenta la absorción intermedia y final de SO3, es mantenido en recirculación mediante el bombeo desde un estanque de ácido común. El nivel del estanque de bombeo de ácido se mantiene automáticamente evacuando el ácido producido con un sistema de bombeo hasta los estanques de almacenamiento de ácido sulfúrico.
f) Producción de Vapor de alta y baja presión El calor producido por la reacción exotérmica de la combustión de azufre fundido, será recuperado, conduciendo el gas a una caldera recuperadora de calor, produciéndose unintercambio de calor de los gases con una temperatura sobre los 1000º C provenientes del horno de combustión de azufre. Dicho intercambio de calor producirá vapor saturado de alta presión (60bar), del cual una fracción será saturada para obtener vapor de baja presión (6 bar).
h) Almacenamiento de Ácido Sulfúrico El ácido sulfúrico con un 98,5% de concentración, es almacenado en un patio de estanques de almacenamiento. Dicho patio contará con un conjunto de estanques totalizando un volumen máximo de almacenamiento de 9.600 m3. El patio de estanques contará con todos los sistemas de seguridad, tales como detección de incendios y contención de derrames destinados a impedir que un eventual filtrado de ácido llegue al suelo.
i) Despacho de Ácido Sulfúrico Desde el área de estanques de ácido sulfúrico, este será conducido a dos estaciones de carga, destinadas a abastecer a los camiones transportistas. Dichas estaciones de carga contarán con una red de canales perimetrales destinados a contener eventuales derrames de H2SO4. Finalmente y tras un doble control de volumen a partir del pesaje de los camiones en una romana y la medición digital de su carga, los camiones abandonarán la planta rumbo a los destinos de consumo. Respecto al despacho de ácido, es importante señalar que el transporte no forma parte de la presente DIA y dependerá de empresas transportistas debidamente acreditadas ante la autoridad sanitaria.
Residuos Industriales Peligrosos (RESPEL) Los residuos industriales peligrosos generados durante la etapa de operación del proyecto, tales como lubricantes, restos de pintura y/o solventes, serán acopiados temporalmente al interior de la faena, en contenedores adecuados a la naturaleza del residuo a almacenar, siendo debidamente etiquetados y considerando la segregación de sustancias incompatibles. La generación de RESPEL asociada a labores de mantenimiento, se estima en un máximo de 200 kg mensuales. En cuanto a RESPEL asociados al proceso productivo, es atingente referirse al polvo proveniente del harneo del catalizador. El material inicial del catalizador se estima en 140 m3 , y el catalizador será harneado por lo menos una vez cada dos años, sufriendo una pérdida del 5 % (7 m3) por concepto de a brasión equivalente a 146 litros mensuales. Este residuo será devuelto al fabricante de origen, en tambores etiquetados, acopiados temporalmente en el área de acopio de residuos industriales peligrosos.
Piping Transporta los fluidos líquidos a través de las diferentes etapas.
TABLA DESCRIPTIVA SISTEMA
MATERIAL DE CONSTRUCCION
Acido débil
FRP
Circuito ácido concentrado
Hierro ductil Mondi
Tomas de muestra
Acero inoxidable. Alloys 20 o
316 L Agua Enfriamiento
Acero carbono
Agua proceso/Aire planta
Acero carbono
Agua potable/Aire instrumentación
Acero galvanizado
Acido producto
Acero Inoxidable 316 L
Válvulas Servicio: Cerrar, by pass, control y drenaje para sistemas de aire, gas, ácido y agua.
Válvulas en Ductos Válvulas de Pivote
Instaladas mediante soldadura a los ductos.
Fabricante
Shan-Rod and Bachmann. Compuestas en acero fundición.
Material Eje en acero inoxidable.
Válvulas en Piping Todas las válvulas para ácido concentrado estarán construidas en aleación 20 o hierro fundido.
Tipo de válvula
Fabricante
Aguja
Tufline
Compuerta
Aloyco, Alloy 20
Bola
Hills Mc Canna
Globo
Aloyco, Alloy 20
Mariposa o Pivote
Lewis
Las válvulas para ácido débil serán de polipropileno o PVC.
Aislación Térmica y de Interperie INSTALACION
DESCRIPCION Techo, 150 mm bloques de fibra mineral.
Convertidor
Paredes y fondo, 127 mm de manta de fibra mineral. Cubierta exterior de aluminio. Techo, 100 mm bloques de fibra mineral.
Intercambiador de calor gas-gas
Techo, 100 mm bloques de fibra mineral.
Lado bajo, 127 mm fibra mineral. Cubierta exterior de aluminio. Ductos
Lámina de fibra mineral con cubierta de aluminio.
Intercambiador de gas frío Servicio
Calienta el gas SO2 que pasa por la carcaza, con el gas SO3 proveniente de la cuarta etapa de catalísis. Tipo: Tubos y carcaza, flujo en contra corriente.
Características
Construcción: Cilindro vertical, carcaza y tubos en acerocarbono. Nº de tubos: 1.489. Aislación exterior: Fibra mineral (libre de asbesto), espesor 102 mm, cobertura en placa de aluminio. Flujo lado carcaza: 110.000 Nm3/h de SO2.
Condiciones de operación
Temp. ent/sal: 143/166ºC.
Flujo lado tubos: 112.961 Nm3/h gas proceso. Temp. ent/sal: 431/389ºC.
Intercambiador de gas caliente E261 Servicio
Transfiere el calor del gas SO3, que circula por los tubos desde la 1ª capa del convertidor catalítico, hacia el SO2 que pasa por la carcaza. Tipo: Tubos y carcaza, flujo en contra corriente.
Características
Construcción: Cilindro vertical; tubos y carcaza en acero inoxidable 304. Nº de tubos: 547. Aislación exterior: Fibra mineral (libre de asbesto), espesor 102 mm, cobertura en placa de aluminio. Flujo lado carcaza: 110.000 Nm3/h gas SO2.
Condiciones de operación
Temp. ent/sal: 236/420ºC. Flujo lado tubos: 106.194 Nm3/h gas de proceso.
Temp. ent/sal: 618/438ºC.
Convertidor Catalítico TWR-203 Servicio
Conversión del gas SO2 a SO3 por medio de cuatro pasos de Pentóxido de Vanadio como catalizador. Cilindro vertical construido en acero inoxidable 304.
Aislación en fibra mineral, espeso 150 mm, con cobertura de aluminio. Catalizador repartido en 4 etapas separadas por platos con el catalizador soportado por una parrilla con tamiz. Características
Carga de catalizador: 1º Paso 40,7 m3 2º Paso 45,8 m3 3º Paso 50,9 m3
4º Paso 58,5 m3 Cuatro accesos para carga, ocho escotillas de registro. Flujo gas: 110.000 Nm3/h
Temp.: 420ºC Presión diseño: 0,27 Kgf/cm2 Condiciones de operación
Temp. ent/sal por capa 1ª 420/618ºC 2ª 438/505ºC 3ª 440/453ºC 4ª 429/431ºC
Sistema de Combustión Combustión/Ventilador aire temperado. Caraterísticas
Tipo ventilador: Centrífugo.
Relación quemador: 10:1 Accesorios:Gas piloto. Tren válvulas de gas. Sistema control de temperaturas. Sistema de seguridad. Panel de Control. Junta Expansión. Fluido: Aire o gas de proceso.
Flujo: 44.000 Nm3/h Condiciones de operación
Temp. ent/sal: 30/480ºC Caída de presión: 150 mm c.a. Combustible: Nº 2 P.C.: 11.000 Kcal/Kg Temperatura gas combustión: Salida cámara/salida intercambiador 870/330ºC
Torre de Absorción
TWR-202 Servicio
Absorción del gas SO3, producido en la etapa de conversión, mediante ácido sulfúrico concentrado en flujo contra corriente a través de un relleno cerámico.
Características Configuración
Cilindro vertical
Construcción
Carcaza en acero-carbono
Revestimiento
Sistema: Ladrillo antiácido
Mortero: Silicato de potasio Relleno
Monturas cerámicas INTALOX
Soporte relleno
Bloques de parrilla antiácido
Distribucción de ácido
A través del packing o rellenohacia abajo.
Distribuidor de hierro fundido. 2 acceso (techo). Nº de escotillas
1 para instalar distribuidor ácido.
1 acceso a los filtros de neblina. 1 en el tope de la torre. Tipo velas Eliminador de neblina ácida
Cantidad: 26 Material de construcción: En fibra especial de vidrio y acero inoxidable 316. Eficiencia/tamaño partículas: 99%/3 micrones. Tipo velas
Eliminador de neblina ácida
Cantidad: 26 Material de construcción: En fibra especial de vidrio y acero inoxidable 316. Eficiencia/tamaño partículas: 99%/3 micrones.
Condiciones de operación Flujo de gas después de los filtros velas
102.000 Nm3/h
Temperatura gas entrada
260ºC
Temperatura gas salida
82ºC
Flujo ácido al 98,5%
786 m3/h
Temperatura entrada/salida
82/118ºC
Servicios
A continuación se enumeran los diferentes sistemas de servicio: Sistema de enfriamiento por agua. Aguas industriales. Agua potable. Aire comprimido. Petróleo combustible. Sistema eléctrico. o
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