Control de Contaminación: Óxidos de Azufre - Tema 7
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Questions and Answers

Cuál es la ventaja principal de recalentar los gases de salida?

  • Disminuye el consumo de energía del proceso.
  • Elimina por completo los óxidos de azufre.
  • Reduce la cantidad de ácido en los gases.
  • Aumenta la flotabilidad y mejora la dispersión. (correct)

    • Qué reacción química se utiliza en la desulfuración con cal o caliza?

  • Producción de dióxido de carbono.
  • Conversión de vapor de agua en gas.
  • Descomposición de los gases de combustión.
  • Absorción de óxidos de azufre por el CaO. (correct)

    • Cuál es la temperatura óptima para el proceso de absorción en la desulfuración húmeda?

  • 80ºC (correct)
  • 50ºC
  • 60ºC
  • 100ºC

    • Cómo se enfrían los gases de combustión en el proceso de desulfuración?

    <p>Cediendo calor a los gases de salida.</p> Signup and view all the answers

    Cuál de los siguientes factores no se menciona como parte del proceso de desulfuración?

    <p>Tipo de combustible utilizado.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes representa una técnica común para el control de óxidos de azufre?

    <p>Desulfuración por vía húmeda</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué problema representa la emisión de óxidos de azufre en la atmósfera?

    <p>Formación de lluvia ácida</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes procesos NO está relacionado con la desulfuración de los gases de combustión?

    <p>Condensación en cámaras frías</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es un aspecto general importante en el proceso de desulfuración por vía húmeda?

    <p>Control de la temperatura en el proceso</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca de la problemática de los óxidos de azufre es incorrecta?

    <p>No afectan la salud humana.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una consecuencia directa del control ineficaz de óxidos de azufre en la industria?

    <p>Aumento de la acidificación de cuerpos de agua</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de la combustión, ¿qué proceso se utiliza para reducir la emisión de óxidos de azufre?

    <p>Optimización de la temperatura de combustión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué reacción se produce al quemar combustibles fósiles que contienen azufre?

    <p>S + O2 ⟶ SO2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es un efecto ambiental causado por la emisión de SO2 en la atmósfera?

    <p>Lluvia ácida</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de sustancias pueden actuar como catalizadores en la reacción de SO2 en la atmósfera?

    <p>Óxidos metálicos</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se produce cuando SO2 reacciona con agua en presencia de un catalizador metálico?

    <p>H2SO4</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una de las fuentes de azufre en la combustión de combustibles fósiles?

    <p>Azufre</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes reacciones representa la formación de SO3 a partir de SO2?

    <p>SO2 + O2 ⟶ SO3</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué productos se obtienen al reaccionar 4 moles de MgO con 4 moles de SO2?

    <p>3 moles de MgSO4 y 1 mol de MgS</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes condiciones favorece la formación de H2SO4 a partir de SO2?

    <p>Alta humedad</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de contaminación se forma como resultado de la reacción de SO2 con otros contaminantes en la atmósfera?

    <p>Smog 'gris' o de invierno</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el producto formado cuando el SO2 reacciona con la cal hidratada?

    <p>CaSO3·1/2 H2O</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sustancia se necesita hidratar para la desulfuración utilizando cal?

    <p>Cal</p> Signup and view all the answers

    En presencia de suficiente oxígeno, ¿cuál es el producto final de la reacción de CaSO3·1/2 H2O?

    <p>CaSO4·2 H2O</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué reacción se produce cuando el SO2 se mezcla con caliza y agua?

    <p>CaSO3·1/2 H2O + CO2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el rango de rendimiento de desulfuración para carbones con un contenido en azufre de 0,3 a 5%?

    <p>60 a 90%</p> Signup and view all the answers

    Además del SO2, ¿qué otros reactivos participan en la reacción con cal para formar sales adicionales?

    <p>Cal y agua</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se forma el hidróxido cálcico durante el proceso?

    <p>Por hidratación de cal</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el primer producto intermedio en la formación de ácido sulfuroso (H2SO3)?

    <p>SO2</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ion se forma como parte del proceso de desulfuración a partir de H2SO3?

    <p>HSO3-</p> Signup and view all the answers

    Durante la desulfuración, ¿cuál es el papel del agua en las reacciones químicas?

    <p>Reaccionar para formar sales</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el tipo de absorbente utilizado en la desulfuración húmeda?

    <p>Disolución acuosa de material alcalino</p> Signup and view all the answers

    ¿En qué condición se opera la oxidación de SO2 a SO3 para favorecer el equilibrio hacia la derecha?

    <p>Disminuir la temperatura</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de procedimientos se utilizan en la desulfuración húmeda no regenerativa?

    <p>Acumulan residuos en campos o piscinas</p> Signup and view all the answers

    ¿Dónde se emplea comúnmente la desulfuración de gases de combustión con alta concentración de SO2?

    <p>En calderas industriales y incineradores</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el producto final generalmente obtenido en la desulfuración húmeda?

    <p>Lodo</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué catalizador se utiliza en el proceso de oxidación de SO2 a SO3?

    <p>V2O5 sobre zeolitas</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la consecuencia de utilizar absorbentes en forma de polvo en la eliminación de óxidos de azufre?

    <p>Crea problemas de partículas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de gases se tratan empleando la desulfuración húmeda?

    <p>Gases con baja concentración en SO2</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede al operar en etapas al enfriar los gases de una etapa a otra?

    <p>Se logra una mejor oxidación de SO2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la temperatura de operación preferida para el equilibrio de la reacción de oxidación de SO2 a SO3?

    <p>Bajo</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Control y Tratamiento de la Contaminación Atmosférica - Tema 7

    • Tema: Técnicas específicas de control de emisión de gases contaminantes (Parte 1): Óxidos de azufre.
    • Curso: 4º Curso del Grado en Ingeniero Químico Industrial.
    • Profesora: Yolanda Fernández Nava.

    Problemática de los Óxidos de Azufre

    • El azufre es un componente de los combustibles fósiles, con un contenido que varía entre 0.1% y más del 5%.
    • La combustión de estos combustibles (ej. centrales térmicas) genera dióxido de azufre (SO2) según la reacción: S + O2 → SO2.
    • En la atmósfera, el SO2 reacciona con otros contaminantes atmosféricos. Esta reacción puede catalizar la formación de SO3 en presencia de óxidos metálicos y partículas, incluyendo óxidos de nitrógeno.
    • En presencia de humedad, se forma ácido sulfúrico (H2SO4), contribuyendo a la lluvia ácida y la formación de smog (gris o de invierno).

    Técnicas de Control de Óxidos de Azufre

    • Métodos generales de control: -Tratamientos previos a la combustión (desulfuración del combustible) -Tratamientos durante la combustión (inyección de reactivos alcalinos en el horno) -Tratamientos post-combustión (desulfuración de los gases de combustión)
    • Métodos de control previos a la combustión: -Cambio a combustibles con menos azufre (gas natural, combustibles con bajo contenido en azufre, carbones con bajo contenido en azufre). -Uso de combustibles desulfurizados (carbón con S en forma de pirita, métodos físico-químicos; petróleo: oxidación o reducción; gas natural con eliminación de SH2 mediante absorción).

    Control de Óxidos de Azufre en el Proceso de Combustión

    • Utilización de absorbentes en polvo en la zona de combustión, para capturar los óxidos de azufre.
    • Este método se emplea en calderas industriales e incineradores.

    Procesos de Desulfuración de los Gases de Combustión

    • Desulfuración húmeda: -Gases con alta concentración en SO2: Oxidación a SO3 y obtención de H2SO4 (SO2 + 1/2O2 → SO3; con proceso exotérmico). Utilización de catalizadores como V2O5 sobre zeolitas para mejorar la reacción. Esta reacción es en varias etapas, dependiendo de la temperatura. -Gases baja concentración en SO2: Absorción mediante un disolvente alcalino (disolución acuosa o lechada de material alcalino). Los productos finales se acumulan en forma de lodos, generando problemas de gestión de residuos. -Procedimientos regenerativos: Recuperación continua del reactivo usando un circuito cerrado, a la par que el SO2 reacciona en subproductos: compuestos de azufre (H2SO4 o SO2 concentrado) o azufre elemental. (Usando dos sistemas colectores: uno para partículas y otro por SO2)
      • Parámetros de la desulfuración húmeda:
        • Relación líquido/gas: Cuanto menor sea, menor cantidad de líquido necesario, menos gasto y menor el tamaño de las instalaciones.
        • pH: Debe mantenerse en un rango específico para asegurar la máxima solubilidad de SO2 y evitar formación de costras.
        • Velocidad del gas: Para minimizar costes, se diseña a la máxima velocidad del gas posible.
        • Tiempo de residencia: El tiempo que el gas permanece dentro de la vasija debe ser suficiente para maximizar la absorción del SO2.

    Desulfuración con Cal (CaO) o Caliza (CaCO3)

    • Hidratación previa de la cal para formar hidróxido cálcico (CaO + H2O → Ca(OH)2).
    • Reacciones químicas con el SO2 para generar sales de sulfitos y sulfatos.
    • Procesos regenerativos de la cal o caliza.
    • Rendimiento alto del 60% - 90% para carbones con 0.03 - 5% de azufre.
    • Separación contínua de sólidos de la lechada del líquido del lavador.

    Desulfuración con Sulfito de Sodio (Na2SO3)

    • Reacciones químicas con SO2 usando bisulfito.
    • Generación de vapor de agua y sulfito sódico.
    • El gas purificado no presenta problemas de costras.

    Desulfuración con Doble Alcali

    • Primer tratamiento con sosa cáustica (SO2 + 2Na(OH) → Na2SO3 + H2O)
    • Mezcla con lechada de cal para precipitar sulfito de calcio regenerando la sosa (Na2 SO3 + Ca (OH) → Ca SO3 (S) + 2Na(OH)
    • Regeneración continua de la solución alcalina de sodio y recirculación al absorbedor.
    • Alto rendimiento y poca formación de residuos.

    Desulfuración con Óxido de Magnesio (MgO)

    • Método similar al de lechada de cal, utilizando MgO en lugar de CaO.
    • El sulfito o sulfato de MgO, se puede calcinar, regenerando MgO y liberando SO2 para usarse en la elaboración de ácido sulfúrico.

    Equipamiento de Desulfuración Húmeda

    • Se describe el funcionamiento de las columnas de absorción tipo spray para el proceso húmedo.
    • Se identifica los múltiples niveles de duchas, así como la recirculación de la lechada, y la eliminación de neblina para este tipo de proceso.

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