Reactores

PRODUCCIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO

El ácido sulfúrico se encuentra disponible comercialmente en un gran número de concentraciones y grados de pureza. La fabricación de ácido sulfúrico es barata, ya que el calor que se desaprovecha en una etapa del proceso puede utilizarse en la etapa siguiente.

Existen dos procesos principales para la producción de ácido sulfúrico, el método decámaras de plomo y el proceso de contacto.

Actualmente se usa sólo este último en todas las industrias alrededor del mundo, ya que el primero (proceso de cámaras de plomo) desapareció debido a que se puede producir el ácido sólo en una concentración del 78%.

Proceso de contacto:
La fabricación de ácido sulfúrico consta de tres etapas:
Una vez que ingresa el azufre a laplanta, es depositado en un sitio denominado patio de azufre, labor que realizan ayudantes contratados por el conductor y personal de la planta. Posteriormente se inicia la transformación del azufre. Una persona denominada Operario del Fundidor, tiene la función de trasladar azufre a un compartimiento denominado Fundidor de Azufre, en donde de su estado sólido se torna líquido viscoso, ya que essometido a altas temperaturas (150º). Con ésta iniciación de transformación del azufre se da comienzo al ciclo de producción de Ácido Sulfúrico.
Los pasos principales de proceso son:
Combustión del azufre:
Para generar dióxido de azufre (SO2)
S(s) + O2 (g)( SO2(g)
El azufre para la planta se recibe en forma sólida. El azufre se funde y clarifica antes detransferirlo a una fosa de almacenamiento de azufre limpio. Luego se bombea a un quemador de azufre donde se quema con aire suministrado por un ventilador para formar Dióxido de Azufre. Antes de entrar al quemador, el aire pasa por la torre de secado, donde se lava con ácido para retirarle el vapor de agua que contiene. La humedad del aire, si no se elimina, causará problemas en el proceso. Por ejemplo:problemas de corrosión en conductos y torres.
El aire pre-secado que entra al quemador contiene aproximadamente 21% de Oxígeno (O2) y 79% de Nitrógeno (N2). En el quemador de azufre se utiliza solamente una parte del Oxígeno del aire para quemar el azufre. La composición del gas que sale del quemador varía de acuerdo a la proporción de aire y azufre que se utilice.
Al quemar el azufre segenera una gran cantidad de calor, el cual eleva la temperatura del gas en el quemador. La temperatura alcanzada va en proporción a la concentración del gas (es decir, el porcentaje de SO2 en el gas) y también depende de la temperatura del aire que entra al quemador, así como de la cantidad de calor que se pierde en el quemador de azufre, debido a radiación del casco.
Segunda etapa;“Proceso de contacto”:
Para formar trióxido de azufre (SO3)
2SO2 (g) + ½ O2 (g)( 2SO3 (g)
El SO2 que se encuentra en el gas se combina con parte del Oxígeno remanente para formar Anhídrido Sulfúrico (SO3). Para este paso, el gas debe estar a una temperatura menor que la de salida del quemador de azufre. Es necesario, por lo tanto, enfriar el gas de salida del quemador de azufre. Elenfriamiento se consigue mediante una caldera de recuperación que contiene agua; el gas (SO2) caliente, que sale de la caldera de recuperación, pasa a través del filtro de gas caliente para extraerle el polvo que puede contener. Este se convierte en (SO3) en el convertidor, el cual contiene cuatro capas de catalizador que hace que la reacción química se produzca a velocidad mucho mayor que si no seutilizara el catalizador, éste no se afecta ni se agota.
Esta reacción es exotérmica y también reversible (es decir, que no llega a completarse), la temperatura de entrada del gas a cada a paso del convertidor debe mantenerse en el nivel correcto con el fin de conseguir la conversión requerida. El gas es enfriador entre cada paso para mantener la temperatura correcta de entrada a cada...