CUESTIONARIO GUIA 4

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(1)CUESTIONARIO 9 GUIA 4. 1¿Que técnicas se emplean para la desulfuración de una corriente gaseosa? • • • • • • • •. •. Calderas de carbón pulverizado: Calderas de lecho fluidizado: Ciclos combinados: Ciclo combinado híbrido Reactor de lecho móvil en contracorriente o updraft Reactor de lecho móvil en corrientes paralelas o downdraft: Reactor de lecho fluidizado Flujo arrastrado: Desulfuración de gases:. 2. ¿CUAL ES LA QUIMICA DE LA DESULFURACION DE GASES?. El proceso químico de la desulfuración, puede representarse en forma general por las siguientes reacciones:. Consiste en hacer reaccionar el óxido de azufre, formado en la combustión, con un producto que lo descompone. Los reactivos más utlizados son caliza, óxido de calcio, carbonaro sódico, hidróxido cálcico, óxido de magnesio o amoníaco Cuando la desulfuración se realiza por vía húmeda, haciendo borbotear el gas por una solución de productos desulfurantes o utilizando una torre de lavado, lo principales inconvenientes que se presentan son el enfriamiento de los gases, el gran tamaño e inversión de la instalación y la generación de unos residuos en forma de lodos cuya resulta difícil y cara; por el contrario tiene la ventaja de eliminar junto con los óxidos de azufre el resto de los compuestos ácidos que pudieran formar parte del gas. La desulfuración por vía semi-seca es un proceso en el cual se inyecta una disolución o suspensión del reactivo desulfurante en los conductos de gases posteriores a la cámara de combustión. Para mejorar el contacto entre el reactivo y el gas, se lleva a cabo una atomización en el punto de entrada del reactivo en la instlación para que, en las gotas pulverizadas, se produzca una fijación del dióxido de azufre. Seguidamente se evapora el agua obteniéndose un residuo sólido pulverulento, que resulta más fácil de manejar que.

(2) los lodos que se obtienen con los tratamientos húmedos. Los productos de la reacción son sulfito cálcico, una pequeña fracción de sulfato cálcico y una cantidad muy importante de reactivo sin reaccionar lo que obliga a reciclar a proceso un porcentaje muy alto de residuo sólido formado.El sulfito en presencia de oxígeno y de humedad se transforma en sulfato que es el producto residual del proceso (yeso). Los rendimientos de este proceso alcanzan del 80 al 90 % y las principales ventajas frente a la vía húmeda son unas inversiones y un tamaño mucho menores, la operación es más sencilla, los consumos son más bajos y, sobre todo, que puede realizarse directamente a la temperatura a la que salen los gases de la combustión.. 3. ¿CUAL SON LOS SISTEMAS NO REGENERATIVOS PARA LA ELIMINACION DE DIOXIDO DE AZUFRE? La clasificación de los sistemas de remoción de SOX pueden ser o no regenerativos en los sistemas no regenerativos el reactivo preparado no es recuperado y los productos finales son sales de calcio y de magnesio remueven en general el dióxido de azufre por absorción en un álcali de sodio calcio o de magnesio con carbón de origen animal o vegetal o con granos de alúmina el producto resultante es recuperado.. 4 ¿QUE COMPUESTOS SON LOS MAS EMPLEADOS PARA LA DESULFURCION DE UNA CORRIENTE GASEOSA • • • • • •. Óxidos de calcio Amoniaco Óxido de hierro; Soda cáustica. Potasa cáustica; Acido sulfúrico. 5. ¿CUALES SON LA REACCIONES DE LA DESULFURACION CON CAL VIVA?. Desulfuración con Cal (CaO) o Caliza (CaCO3). Si se utiliza cal, se hidrata previamente para formar hidróxido cálcico: CaO + H2O ----> Ca(OH)2 + calor En fase líquida se produce una serie de reacciones que podemos resumir en : SO2(g) --> SO2(l) SO2 + H2O --> H+ + HSO3- --> 2H+ + SO3=.

(3) cal: SO2(g)+Ca(OH)2(s)+H2O --> Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l) Carbonato cálcico: SO2 (g) +CaCO3(s) +1/2 H2O --> Ca SO3. 1/2 H2O (s) + CO2 Si hay suficiente O2, posterior oxidación del sulfito de calcio a sulfato de calcio. Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l)+ 1/2 O2 (g) <=> Ca SO4 . 2 H2O (s) Pueden generar problemas de corrosión en las instalaciones. Se generan importantes volúmenes de residuos de sulfito/sulfato de calcio. Otro problema importantes es la formación de costras de sulfito de calcio en el lavador (en los inyectores, en el separador, etc.). Se pueden mejorar la eficacia de colección del SO2 a la vez que se evita la formación de costras añadiendo óxido de magnesio a la lechada de cal.. 6 ¿COMO FUNCIONA UNA TORRE DE ABSORCION CUALES SON SUS PRINCIPIOS?. Basan su funcionamiento en el hecho de que los gases residuales están compuestos de mezclas de sustancias en fase gaseosa, algunas de las cuales son solubles en fase líquida. En el proceso de absorción de un gas, el efluente gaseoso que contiene el contaminante a eliminar se pone en contacto con un líquido en el que el contaminante se disuelve. La transferencia de materia se realiza por el contacto del gas con el líquido en lavadores húmedos o en sistemas de absorción en seco.. El gas conteniendo el componente a absorber se introduce por la parte inferior y atraviesa el relleno, consistente en un lecho de partículas de un determinado tamaño, forma, y material. Al mismo tiempo, se introduce la corriente de disolvente por la parte superior y cae por gravedad, lamiendo la superficie externa de las partículas del relleno. Esto crea, por un lado, una amplia superficie de interface y, por otro, un contacto intenso y turbulento entre ambas fases. La disposición de flujos que acaba de describirse se denomina "contracorriente", ya que el sentido de circulación de ambas fases es opuesto. La columna de relleno consta además de otros elementos auxiliares, como los sistemas de distribución de gas y líquido, una parrilla para soportar el relleno y un separador de nieblas para captar las gotas que pudiera arrastrar el gas a la salida del lecho. La transferencia del componente de la corriente de gas a la corriente de disolvente se produce porque en cualquier sección de la torre, a cualquier altura, no hay equilibrio entre ambas fases. La concentración del componente en la fase líquida es inferior a la que le correspondería si estuviera en equilibrio con la fase gas; es.

(4) decir, existe una fuerza impulsora para la transferencia del componente a la fase líquida. La figura 11.6 muestra cualitativamente cómo son los perfiles de concentración a ambos lados de la interfase en cualquier sección de la torre de absorción.. La absorción es una operación de separación que consiste en la transferencia de uno o más componentes minoritarios de una corriente gaseosa a una corriente líquida, llamada disolvente. El objetivo de esta operación suele ser purificar una corriente gaseosa para su procesamiento posterior o su emisión a la atmósfera, o bien, recuperar un componente valioso presente en la corriente gaseosa..

(5) 8. ¿CUALES SON LAS TECNICAS PARA LA SEPARACION DE OXIDOS DE NITROGENO? Para el control de las emisiones de NOx se utilizan técnicas que pueden agruparse en dos tipos principales: Técnicas de control de la combustión, denominadas “primarias” por las que se actúa sobre el quemador o sobre la cámara de combustión, para reducir la formación de NOx en caldera. Técnicas de tratamiento de los gases de combustión o también denominadas “secundarias” que, a su vez, pueden efectuarse en húmedo o en seco. Entre las técnicas de tratamiento en seco de los gases de combustión, la más utilizada, por su elevada eficacia y selectividad, es la reducción catalítica selectiva (SCR) de los NOx, utilizando como agente reductor amoníaco, en presencia de un catalizador apropiado. Este método se basa en reducir los NOx mediante la obtención de nitrógeno y agua como productos finales. Configuración del proceso. El reactor catalítico se coloca detrás del economizador, porque permite aprovechar el hecho de que los gases de combustión abandonan el economizador a una temperatura cercana a la de Además, el abatimiento de las partículas se efectúa en frío mediante precipitadores electrostáticos situados después del precalentador del aire de combustión. En consecuencia, para evitar obstrucciones por las cenizas y minimizar la erosión, deberán utilizarse catalizadores que presenten una apertura de canal suficientemente grande y disponer del flujo en forma vertical descendente. Por otra parte, para evitar la formación de depósitos de sulfato de amonio en las partes frías del reactor, el amoníaco sin reaccionar debe quedar en un nivel bajo y la oxidación de SO2 a SO3 debe ser mínima. Configuración del proceso de SCR. Catalizadores. En los procesos de NOx-SCR se utilizan diversos tipos de catalizadores que difieren en su composición química. Uno de los más empleados es el catalizador a base de óxidos metálicos, debido a que presentan una mayor resistencia al envenenamiento por azufre. 9.¿ CUAL ES LA QUIMICA DEL FORMACION DEL NOX? FORMACION DE NOx. Existen tres fuentes de NOx en el proceso de combustión: - NOx térmico, proveniente de la disociación y reacción del nitrógeno atmosférico. - NOx instantáneo ("prompt"), producido en la presencia de radicales CH. - NOx del combustible proveniente del nitrógeno contenido en él. NOx TERMICO El NOx térmico resulta de la disociación del nitrógeno atmosférico en las zonas de alta temperatura de la llama, de acuerdo a las siguientes reacciones:.

(6) N2 + O ----------> NO+N N + 02 ----------> NO+O. Primeramente se produce una reacción entre el nitrógeno molecular proveniente del aire requerido para la combustión y el oxígeno atómico y, posteriormente, la reacción entre el nitrógeno atómico y, posteriormente, la reacción entre el nitrógeno atómico, formado previamente, con el oxígeno molecular. Especialmente la primera de estas reacciones es altamente dependiente de la temperatura y el tiempo de residencia, tal como se muestra en la figura Nº 1. En un menor grado la formación de NOx es dependiente del contenido de nitrógeno y oxígeno. Incluso, para el caso de tiempos de residencia breves de los productos de la combustión en zonas de alta temperatura (superior a 1500º K), se producirá un aumento importante en la cantidad de NOx formado. Las zonas de alta temperatura de una llama serán por lo tanto centros en los que se favorecerá la formación de NOx. NOx INSTANTANEO El NOx instantáneo se forma en las primeras etapas de la llama resultante de la combustión de hidrocarburos en presencia de radicales de hidrocarbonos. Es decir, en la combustión de combustibles que no poseen radicales CH no se producirá la formación de NOx instantáneo. Las fórmulas que rigen la reacción son las siguientes: N2 + CH ----------> N N + O2 ----------> NO. + HCN +O. 10 ¿QUE TECNICAS EXISTEN PARA LA DESULFURACION DEL NOX?. • • • • • • •. Reducción catalítica selectiva (RCS) Reducción no catalítica selectiva (RNCS) Requemado del Combustible (RC). El plasma no térmico) Sorcion (absorción y adsorción) Oxidación Recirculación del gas de chimenea (RGC). 11¿QUE ES LA REDUCCION CATALITICA SELECTIVA? Los sistemas de Reducción Catalítica Selectiva (SCR) se utilizan para tratar emisiones de óxido nitroso creadas por los motores y turbinas de combustión ricos y delgados de gas natural y motores diesel..

(7) El proceso de la SCR reduce químicamente la molécula de NOx a nitrógeno molecular y vapor de agua. Un reactivo a base de nitrógeno tal como el amoníaco o la urea se inyecta en los ductos, corriente abajo de la unidad de combustión. Los gases de combustión se mezclan con el reactivo y entran a un módulo reactor que contiene un catalizador. Los gases de chimenea calientes y el reactivo se difunden a través del catalizador. El reactivo reacciona selectivamente con el NOx dentro de un rango de temperatura específico y en presencia del catalizador y oxígeno. La temperatura, la cantidad del agente reductor, el diseño de la rejilla de inyección del amoníaco y la actividad del catalizador son los factores principales que determinan la eficiencia de remoción real. El uso del catalizador resulta en dos ventajas principales del proceso de la SCR sobre la SNCR : eficiencia de control de NOx más alta y reacciones dentro de un rango más amplio y más bajo. Los beneficios se acompañan por un incremento significativo en los costos de capital y de operación. El catalizador está compuesto de metales activos o cerámicas con una estructura altamente porosa. Las configuraciones de los catalizadores son generalmente de diseños de panal y de placa de metal plisada (monolito). La composición del catalizador, el tipo y las propiedades físicas afectan el funcionamiento, la confiabilidad, la cantidad de catalizador requerido y el costo. El proveedor del sistema de SCR y el proveedor del catalizador generalmente garantizan la vida del catalizador. Los diseños más nuevos de catalizadores aumentan la actividad del catalizador, el área de superficie por unidad de volumen y el rango de temperatura para la reacción de reducción. 12 ¿COMO FUNCIONA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA CUALES SON SUS EMISIONES Y COMO LAS PODRIA CONTROLAR? Los vehículos utilizan motores en los que se quema gasolina o diesel mezclado con aire en unos cilindros la explosión genera desplaza un pistón que obliga a mover un cigüeñal que forma parte del eje del motor las introduce y los gases que resultan de la combustión entran y salen respectivamente por una válvula que se abren y cierran de forma coordinada al giro del cigüeñal. La parte fundamental del motor de automóvil es el cilindro, vaciado en el bloque de forma que quede cerrado en su parte superior. Dentro del cilindro hay un pistón o émbolo estrechamente ajustado que actúa como cierre de la parte inferior del cilindro, de manera que la fuerza de la combustión quede completamente encerrado. Al mismo tiempo, el pistón tiene libertad para moverse hacia abajo y hacia arriba. Cada vez que se produce la combustión, el pistón es impulsado hacia abajo, y su movimiento se transmite por medio de una biela a un cigüeñal rotatorio. El movimiento pasa desde éste, y a través del cambio y la transmisión, a la rueda o ruedas motrices. Sin embargo, la parte superior del cilindro no está cerrada totalmente en todas las ocasiones. Dos aberturas (a veces cuatro) permiten la entrada de combustible y la expulsión de los gases resultantes de la combustión. Para que la combustión produzca trabajo, su fuente debe estar encerrada, y su energía, Encauzada. Las principales emisiones de un motor de combustión son los.

(8) •. Óxidos de Nitrógeno NOx. •. Oxigeno O2. •. Nitrógeno N2. •. Hidrocarburos no quemados HxCy. •. Vapor de Agua H2O. •. Monóxido de Carbono CO. •. Dióxido de Carbono CO2. Control por medio de RCS reducción catalítica selectiva..

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