DIAGRAMA P&ID
DIAGRAMA P&ID
(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.
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.
Material
Compuestas en acero fundición.
Eje en acero inoxidable.
Válvulas en Piping
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
Convertidor
Techo, 150 mm bloques de fibra mineral.
Paredes y fondo, 127 mm de manta de fibra
mineral.
Cubierta exterior de aluminio.
Intercambiador de
calor gas-gas
Techo, 100 mm bloques de fibra mineral.
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.
Características
Tipo: Tubos y carcaza, flujo en contra corriente.
Construcción: Cilindro vertical, carcaza y tubos en
acero-carbono.
Nº de tubos: 1.489.
Aislación exterior: Fibra mineral (libre de asbesto), espesor
102 mm, cobertura en placa de aluminio.
Condiciones de operación
Flujo lado carcaza: 110.000 Nm3/h de SO2.
Flujo lado tubos: 112.961 Nm3/h gas proceso.
Temp. ent/sal: 431/389ºC.
Intercambiador
de gas caliente
E-261
ServicioTransfiere 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.
Características
Tipo: Tubos y carcaza, flujo en contra corriente.
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.
Condiciones de operación
Flujo lado carcaza: 110.000 Nm3/h gas SO2.
Temp. ent/sal: 236/420ºC.
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.
Características
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.
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.
Condiciones de operación
Flujo gas: 110.000 Nm3/h
Temp.: 420ºC
Presión diseño: 0,27 Kgf/cm2
Temp. ent/sal por capa
1ª 420/618ºC
2ª 438/505ºC
3ª 440/453ºC
4ª 429/431ºC
Sistema de
Combustión
CaraterísticasCombustión/Ventilador aire temperado.
Relación quemador: 10:1
Accesorios:Gas piloto.
Tren válvulas de gas.
Sistema control de temperaturas.
Sistema de seguridad.
Panel de Control.
Junta Expansión.
Condiciones de operación
Fluido: Aire o gas de proceso.
Flujo: 44.000 Nm3/h
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
TWR-202
ServicioAbsorción 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.
Nº de escotillas
2 acceso (techo).
1 acceso a los filtros de neblina.
1 en el tope de la torre.
Eliminador de neblina ácida Tipo velasCantidad: 26
Material de construcción: En fibra especial de vidrio y acero
inoxidable 316.
Eficiencia/tamaño partículas: 99%/3 micrones.
Eliminador de neblina ácida
Tipo velas
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
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:
oSistema de enfriamiento por agua.
o
