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Propuesta para reducir las fallas en los serpentines de los fundidores J501A/B
ANTECEDENTES
Históricamente los serpentines de los fundidores y las líneas de envío de azufre han presentado repetidas fallas. Por la gran cantidad de recursos y materiales que se invierten en su reparación, tienen un impacto económico importante en los costos de mantenimiento de la Planta de acido.
La principalrazón por la que fallan los serpentines es la presencia de acidez en la capa superior del líquido en el fundidor. Esta acidez es generada básicamente por dos razones:
Acidez producida por la presencia de bacterias que degradan el azufre en el tiempo.
Acidez producida por la presencia de cloruros en el azufre. Aunque el azufre viene contaminado con cloruros desde su origen y en el transporte se lepueden incrementar el contenido por contaminación con agua de mar (cuando se le riega agua para disminuir los polvos); en KPV también podríamos estar contribuyendo a que se incrementen los cloruros por la presencia de ellos en el ambiente y por el uso de la pala del cargador contaminada con KCl.
El estado del arte actual para eliminar la acidez del azufre, es neutralizarla con cal y filtrarlapara retirarla. A través del memorando 514, el MPQ presentó una propuesta para actualizar el sistema de fundición de azufre al estado del arte actual. Por el monto de la propuesta (U$634.342) y por las condiciones actuales del negocio, hasta el momento, esto no ha sido considerado viable.
El diseño de la civil de los Fundidores de azufre J501A/B es idéntico al de los fundidores utilizados por unaplanta de acido sulfúrico ubicada en Baroto (Valle del Cauca). Pero hay algunas diferencias en la operación de los dos equipos, como:
La adición del azufre en Baroto se hace con carretillas y en KPV se hace con cargadores.
En Baroto se funden 5 TMD y en KPV se funden 125 TMD.
Es importante mencionar que en Baroto, no se tienen problemas por fallas repetitivas de los serpentines, por lo que esimportante caracterizar técnicamente las diferencias, para tratar de identificar oportunidades de mejoramiento, que nos permitan reducir los costos de mantenimiento de la Planta de acido.
Normalmente, en el Fundidor de azufre hay dos fases de líquido inmiscibles. En la fase superior hay una capa acuosa acida (CAA) y en la fase inferior se encuentra el azufre liquido. Al ser adicionado el azufrepor la parte superior del fundidor, arrastra la CAA dentro del azufre líquido, lo que facilita que la acidez entre en contacto con los tubos superiores de los serpentines, corroyéndolos.
Aunque los fundidores de Baroto y KPV son idénticos civilmente, se puede identificar algunas variables de proceso que deben ser diferentes, como: la velocidad seccional del azufre solido al momento de la adición yel tiempo de residencia del azufre en el fundidor.
Entre más alta sea la velocidad seccional del azufre solido adicionado, mayor será el arrastre de CAA hacia el interior del azufre liquido, incrementando la posibilidad de contacto con los tubos superiores. En contraposición, entre más lejos se encuentren los tubos de los serpentines de la fase superior (CAA), menos posibilidades tienen de seralcanzados por la acidez al momento de la adición de azufre.
Otra diferencia que podría tener el fundidor de Baroto con el de KPV, es que probablemente tengan menos área de transferencia de calor (esto no se pudo verificar) por que manejan una menor carga de azufre, lo que haría que los tubos superiores de los serpentines estén más alejados de la CAA.
PLANTEAMIENTO
Por la experiencia einformación con que contamos acerca del manejo del fundidor de azufre instalado en KPV, podríamos hacer las siguientes aseveraciones:
El arrastre de la CAA que se genera al momento de adicionar el azufre solido, y la cercanía que hay entre la CAA y los tubos superiores de los serpentines del fundidor (5-30 cm), facilitan que entren en contacto con la acidez y se corroan (Figura 1). Esta condición se...