Control de Emisiones de Óxidos de Azufre - Tema 7

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Questions and Answers

¿Cuál es el primer producto formado en el proceso de desulfuración con sosa cáustica?

  • Sulfito de sodio (correct)
  • Sulfito de calcio
  • Carbonato de sodio
  • Ácido sulfúrico

¿Qué compuesto se precipita al mezclar la solución de sulfito de sodio con lechada de cal?

  • Carbonato de calcio
  • Hidróxido de sodio
  • Sulfato de sodio
  • Sulfito de calcio (correct)

¿Cómo se comporta la solución alcalina de sodio en el proceso de desulfuración húmeda?

  • Se evapora rápidamente
  • Se destruye tras cada uso
  • Se regenera continuamente (correct)
  • Se pierde completamente

¿Qué ventaja se menciona sobre el método de desulfuración con doble álcali?

<p>Baja formación de costras (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el agente químico que reacciona inicialmente con el SO2 en la desulfuración?

<p>Sosa cáustica (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes técnicas está asociada con la desulfuración de combustibles?

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

¿Cuál de los siguientes métodos no se utiliza para el control de óxidos de azufre?

<p>Combustión de residuos sólidos (B)</p> Signup and view all the answers

En el contexto de la eliminación de óxidos de azufre, ¿qué aspecto se considera fundamental en la desulfuración por vía húmeda?

<p>Empleo de reactivos líquidos (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es un resultado esperado del control de óxidos de azufre en procesos industriales?

<p>Reducción de la contaminación atmosférica (D)</p> Signup and view all the answers

Dentro de los procedimientos para la desulfuración por vía húmeda, ¿cuál es una técnica comúnmente utilizada?

<p>Absorción en columnas de packed bed (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes procesos está destinado a controlar los óxidos de azufre durante la combustión?

<p>Control de excesos de aire (D)</p> Signup and view all the answers

La problemática de los óxidos de azufre en la atmósfera se relaciona principalmente con:

<p>Efectos en la salud humana (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el estado físico del absorbente utilizado en la eliminación de óxidos de azufre?

<p>Polvo (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede al disminuir la temperatura en el proceso de oxidación de SO2 a SO3?

<p>El equilibrio se desplaza a la derecha (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el catalizador utilizado en el proceso de desulfuración?

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

¿En qué tipo de instalaciones se suele emplear la desulfuración húmeda?

<p>Centrales térmicas (B)</p> Signup and view all the answers

Los productos finales en la desulfuración húmeda están generalmente en forma de:

<p>Lodo (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los procedimientos no regenerativos es correcta?

<p>Los residuos acumulados se suelen almacenar en piscinas apropiadas (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de gases se aborda principalmente en la eliminación de óxidos de azufre mediante desulfuración?

<p>Gases con alta concentración en SO2 (C)</p> Signup and view all the answers

El proceso de eliminación de óxidos de azufre en calderas industriales suele requerir:

<p>Un absorbente en forma de polvo (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de la concentración de SO2 en el tipo de desulfuración aplicado?

<p>Concentraciones bajas requieren desulfuración húmeda (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es un problema asociado a la desulfuración con cal o caliza?

<p>Formación de precipitados en superficies sólidas (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se añade a la lechada de cal como solución a los problemas de precipitación?

<p>Sulfato de magnesio (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una consecuencia de la mala utilización del reactivo en el proceso de desulfuración?

<p>Deposito de reactivos sobre partículas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la temperatura a la que se enfrían los gases de combustión tras el tratamiento?

<p>50°C (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de corrosión es un problema en los gases de escape provenientes de la combustión?

<p>Corrosión por cloruros (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de productos se obtienen después del tratamiento en el proceso de desulfuración?

<p>Sulfito y sulfato de calcio (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué problema provoca la formación de condensaciones en los conductos de salida?

<p>Enfriamiento de los gases a 50°C (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por 'depósito de sólidos' en el proceso de desulfuración?

<p>Incrustaciones y taponamientos (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una de las soluciones recomendadas para evitar los problemas generados por los claros productos obtenidos?

<p>Agregar sulfato de magnesio (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta acerca de los gases de combustión después del tratamiento?

<p>Se enfrían, lo que puede causar condensación (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la ventaja principal de recalentar los gases de salida en el proceso de desulfuración?

<p>Aumenta la flotabilidad del gas para una mejor dispersión (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué materiales se utilizan en el proceso de desulfuración húmeda mencionados en el contenido?

<p>Cal y caliza (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la temperatura óptima alcanzada tras el enfriamiento de los gases de combustión en el proceso de absorción?

<p>80ºC (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función cumple el intercambiador de calor regenerativo en el proceso de desulfuración?

<p>Mejora la eficiencia energética del proceso (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto del enfriamiento de los gases de combustión en la temperatura del proceso de absorción?

<p>Permite alcanzar la temperatura óptima para la absorción (C)</p> Signup and view all the answers

La cal que se utiliza en el proceso de desulfuración, ¿cuál de las siguientes fórmulas químicas representa?

<p>CaO (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel de los gases de combustión en el sistema de desulfuración húmeda?

<p>Proporcionar calor al proceso de absorción (C)</p> Signup and view all the answers

En el proceso de desulfuración con caliza, ¿qué compuesto se forma generalmente al reaccionar con los óxidos de azufre?

<p>Sulfato de calcio (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con los gases de combustión después de ceder su calor en el proceso?

<p>Se enfrían (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué propiedad del gas se mejora como resultado del recalentar en el proceso de desulfuración?

<p>Flotabilidad (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Desulfuración con doble álcali

Un proceso que utiliza tanto sosa cáustica como cal para eliminar el dióxido de azufre (SO2) de los gases de combustión.

Formación de sulfito de sodio

Se produce cuando se hace reaccionar el dióxido de azufre (SO2) con sosa cáustica (NaOH).

Precipitación del sulfito de calcio

La reacción del sulfito de sodio (Na2SO3) con la lechada de cal (Ca(OH)2) produce sulfito de calcio (CaSO3) y regenera la sosa cáustica.

Regeneración de la sosa cáustica

La sosa cáustica se regenera durante el proceso y se recicla al absorbedor.

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Ventajas de la desulfuración con doble álcali

Este método es altamente eficiente y se caracteriza por una baja formación de incrustaciones.

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Desulfuración

Un proceso que elimina el dióxido de azufre (SO2) de los gases de combustión.

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Desulfuración en fase sólida

Un método de desulfuración donde el absorbente es un polvo que se añade a la zona de combustión.

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Oxidación de SO2 a SO3

Los gases de combustión con una alta concentración de dióxido de azufre (SO2) se oxidan a trióxido de azufre (SO3) y se convierten en ácido sulfúrico (H2SO4).

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Catalizador de V2O5

Un proceso que utiliza un catalizador para acelerar la reacción de oxidación de SO2 a SO3.

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Desulfuración húmeda

Una técnica de desulfuración donde el absorbente es una disolución acuosa o una suspensión de un material alcalino.

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Procedimientos no regenerativos

Métodos de desulfuración donde el absorbente no se recupera y se gestionan como residuos.

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Baja concentración de SO2

Los gases de combustión con una baja concentración de dióxido de azufre (SO2) requieren desulfuración.

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Productos finales de la desulfuración húmeda

Los productos finales de la desulfuración húmeda son lodos.

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Aplicaciones de la desulfuración húmeda

La desulfuración húmeda se utiliza comúnmente en centrales térmicas.

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Recalentamiento de gases de salida

Calentar los gases de salida para aumentar su flotabilidad y mejorar la dispersión.

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Desulfuración con cal o caliza

Un tipo de desulfuración que utiliza cal (CaO) o caliza (CaCO3) como reactivo.

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Preparación del reactivo en desulfuración con cal o caliza

La preparación de la cal o caliza para su uso en la desulfuración.

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Intercambiador de calor regenerativo

Un dispositivo que utiliza el calor de los gases de combustión para recalentar los gases de salida del absorbedor.

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Funcionamiento del intercambiador de calor en desulfuración

Los gases de combustión ceden su calor para calentar los gases de salida del absorbedor y se enfrían a la temperatura óptima para la absorción.

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Temperatura óptima para la absorción en desulfuración

La temperatura ideal para el proceso de absorción en la desulfuración es de 80°C.

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Absorción de óxido de azufre

El óxido de azufre se absorbe en los gases de combustión a través de un proceso químico.

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Gases de chimenea

Gases que se han liberado de los óxidos de azufre y se envían a la chimenea.

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Gases de combustión

Los gases de combustión que se someten a la desulfuración.

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Problemática de los óxidos de azufre

Los óxidos de azufre (SOx) son compuestos químicos que se liberan a la atmósfera principalmente por la quema de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. Representan un grave problema ambiental debido a su impacto en la salud humana y el medio ambiente.

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Corrosión en la desulfuración

Los gases de escape de la combustión pueden contener químicos como los cloruros que pueden corroer los equipos de desulfuración.

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Depósitos y taponamientos

Durante la desulfuración se forman sulfito y sulfato de calcio, que son poco solubles en agua y se depositan en las superficies.

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Técnicas de control de óxidos de azufre

Las técnicas de control de óxidos de azufre se enfocan en minimizar las emisiones de SOx mediante diferentes métodos. Estos métodos pueden ser aplicados antes de la combustión, durante la combustión o después de la combustión.

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Solución para depósitos y taponamientos

La adición de sulfato de magnesio a la lechada de cal ayuda a prevenir los depósitos y taponamientos en la desulfuración.

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Procesos basados en la desulfuración del combustible

La desulfuración del combustible consiste en la eliminación del azufre antes de la combustión. Los métodos de desulfuración pueden ser físicos, químicos o biológicos, dependiendo del tipo de combustible y del nivel de eliminación deseado.

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Mala utilización del reactivo

Los precipitados formados durante la desulfuración pueden cubrir las partículas de reactivo, impidiendo su interacción con la solución.

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Control de óxidos de azufre en el proceso de combustión

El control de los óxidos de azufre durante la combustión se basa en la optimización del proceso de combustión para reducir la formación de SOx. Se logra mediante la optimización de la temperatura, la cantidad de aire y otros parámetros clave.

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Procesos de desulfuración de los gases de combustión

La desulfuración de los gases de combustión consiste en la eliminación del SOx de los gases emitidos después de la combustión. Los procesos de desulfuración se dividen en dos categorías: desulfuración húmeda y desulfuración seca.

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Enfriamiento de los gases

El proceso de desulfuración enfría los gases de combustión hasta 50ºC, lo que puede provocar condensaciones y formación de plumas visibles.

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Desulfuración por vía húmeda

La desulfuración por vía húmeda es el proceso más común para eliminar el SOx de los gases de combustión. Se basa en el uso de un agente absorbente (líquido) que reacciona con el SOx para formarlo sulfato.

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Recalentamiento del gas

El gas residual purificado debe recalentarse para evitar problemas relacionados con la condensación.

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Otros métodos

Otros métodos de control de SOx incluyen procesos de desulfuración seca, adsorción, catálisis y biofiltración. Cada método tiene sus ventajas e inconvenientes, y la elección del método depende de las características específicas de la fuente emisora.

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Aplicación de la desulfuración

La desulfuración con cal o caliza se utiliza en centrales eléctricas para reducir las emisiones de dióxido de azufre.

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Problemas asociados con la desulfuración

Los problemas asociados con la desulfuración incluyen corrosión, depósitos y taponamientos, mala utilización del reactivo y la necesidad de recalentar el gas residual.

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Importancia de la desulfuración

La desulfuración con cal o caliza es un proceso común para eliminar el dióxido de azufre de los gases de escape.

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Study Notes

Control y Tratamiento de la Contaminación Atmosférica - Tema 7

  • Objetivo: Técnicas específicas de control de emisiones 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).
  • El SO2 en la atmósfera reacciona con otros contaminantes atmosféricos, en presencia de catalizadores (óxidos metálicos, partículas u otros óxidos) formando trióxido de azufre (SO3) y otros compuestos.
  • En presencia de humedad, el SO2 reacciona formando ácido sulfúrico (H₂SO₄), un componente clave de la lluvia ácida.
  • La formación de smog "gris" o de invierno también es consecuencia de la reacción de los óxidos de azufre.

Técnicas de Control de Óxidos de Azufre

  • Métodos generales de control:
    • Tratamientos previos a la combustión: Desulfuración del combustible (cambio a combustibles con menor contenido en azufre, uso de combustibles desulfurizados como carbón o petróleo, con procesos físico/químicos, gasificación o conversión).
    • Tratamientos durante la combustión: Inyección de reactivos alcalinos en el horno (reactivos entregados al hogar o al humo).
    • Tratamientos post-combustión: Desulfuración de los gases de combustión (eliminación de óxidos de azufre de los gases de escape).

Desulfuración de los Gases de Combustión

  • Gases con alta concentración en SO₂: Oxidación a SO₃ y obtención de H₂SO₄.
  • Gases con baja concentración en SO₂ (Desulfuración húmeda):
    • El absorbente suele ser una disolución acuosa de un material alcalino.
    • Se suelen emplear en centrales térmicas.
    • Los productos finales suelen quedar en forma de lodo.
    • Se clasifican en regenerativos y no regenerativos.
    • La desulfuración húmeda convierte el SO₂ en subproductos o azufre elemental.
    • Usan dos sistemas colectores: uno para partículas y otro para el SO₂.
  • Parámetros a tener en cuenta en la desulfuración húmeda: Relación líquido/gas, pH, velocidad del gas, tiempo de residencia.

Desulfuración Con Cal (CaO) o Caliza (CaCO3)

  • Hidratación previa: Si se utiliza cal, se hidrata previamente para formar hidróxido cálcico (Ca(OH)₂).
  • Reacciones: El SO₂ reacciona con la lechada para formar sales de sulfitos y sulfatos, dependiendo de si hay suficiente oxigeno.

Desulfuración con Sulfito de Sodio (Na₂SO₃)

  • El bisulfito reacciona con el SO₂ formando bisulfito e hidróxido de sodio.
  • Este método no presenta problemas de costras por su alta solubilidad.
  • El reactivo (sulfito de sodio) debe ser puro, su uso se suele emplear en pequeñas calderas industriales y es muy caro si hay alto contenido de S.

Desulfuración con Doble Alcali

  • Se realiza un tratamiento inicial con sosa cáustica para formar sulfito de sodio.
  • Luego se mezcla el producto con lechada de cal para precipitar y regenerar la sosa.
  • Este método tiene altos rendimientos y poca formación de costras.

Desulfuración con Óxido de Magnesio (MgO)

  • Similar al método con lechada de cal, pero reemplaza el óxido de calcio con óxido de magnesio.
  • Ofrece la ventaja de una fácil calcinación del sulfito/sulfato resultante para recuperar el óxido de magnesio y dióxido de azufre.
  • Lodos poco significativos se producen.

Equipamiento

  • Columnas de absorción tipo spray: para la desulfuración húmeda.

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