Dióxido de Azufre (SO2)
El dióxido de azufre es un
gas incoloro que resulta irritante a concentraciones elevadas. En ciertos
lugares, la concentración de este gas suele ser las alta, esto se debe a la
combustión de elementos ricos en azufre que se mezclan con el oxígeno del aire.
Para disminuir la cantidad
de SO2 contenido en los gases de escape, la manera más simple de
lograrlo es cambiar la calidad del combustible, utilizando uno que contenga un
bajo contenido de azufre. Si esto no es posible, existen sistemas de post
combustión para estos efectos. La alternativa de incorporar estos sistemas que
utilizan reactivos secos o mojados,
regenerables o no, es utilizarla como técnica para capturar estos gases.
Flue Gas Desulfuration (FGD)
Flue Gas Desulfuration (FGD)
Los sistemas de
desulfurización de gas pueden ser clasificados según como el absorbente es
tratado luego de la absorción de SO2 y se encuentran dos sistemas: Los
regenerables y no regenerables
que pueden ser clasificados a su vez como secos o húmedos. En procesos de
depuradores húmedos, la mezcla de residuos húmedos y el gas de combustión a la
salida del absorbedor, están saturados de humedad. En los procesos en seco, el
material de desecho seco es producido y el gas que sale del absorbedor no está
saturado con humedad. Dependiendo del tipo de reactante, o la posibilidad
o no de regenerar estos reactantes, se tienen las clasificaciones siguientes:
FGD no regenerables
En los sistemas no generables el SO2 es permanentemente sometido a los absorbentes, los cuales deben eliminarse como desecho o pueden ser utilizados como un producto (por ejemplo en la industria cementera). Los procesos no regenerables son los más utilizados hoy en día, dado que el material reactante puede ser recuperado y el SO2 absorbido puede ser fácilmente procesado para convertirse en ácido sulfúrico y ser comercializado.De depuradores húmedos
Funcionan de forma confiable en un modo de oxidación natural bajo ciertas condiciones favorables, es por esto que es necesario controlar dicho grado de oxidación, con el fin de ir mejorando la seguridad operativa del sistema.
El proceso en FGD en el cual a la piedra caliza se le obliga a sufrir un proceso de oxidación mediante el soplado de aire a la mezcla en la mezcla de absorbente (LSFO) se ha convertido en el preferido de todo el mundo la tecnología de desulfuración. Las configuraciones más usadas son el soplar aire dentro del tanque de reacción o bien en un tanque adicional de mantenimiento. Para poder funcionar LSFO requiere compresores/sopladores y tubería adicional.
Una variación de FGD de depuradores húmedos corresponde al proceso de oxidación de la piedra caliza inhibida (LSIO), proceso diseñado para controlar la oxidación en el absorbedor, funcionando particularmente bien cuando el carbón de alimentación de la planta tiene un alto contenido de azufre.
Una última alternativa corresponde a la utilización de agua de mar, cuya natural alcalinidad neutraliza el SO2. La química de este proceso es similar a la de LSFO, salvo que la cal está completamente disuelta en agua de mar, por lo que no se necesita la disolución o precipitación de sólidos.
De depuradores secos
En esta tecnología los gases de escape tienen contacto con un absorbente alcalino (generalmente cal). Como resultado un residuo seco es producido con propiedades de manejo similares a la ceniza. El absorbente puede ser adherido a los gases de escape en una solución acuosa o como un polvo o directamente al horno o circulando en un lecho fluidizado.
FGD Regenerable
En los sistemas de regeneración el SO2 es removido del absorbente durante el paso de regeneración y este SO2 puede ser procesado para producir ácido sulfúrico, azufre elemental, o SO2 líquido. Este proceso es caracterizado por su producto, un concentrado de SO2. Esta tecnología solo es aplicada de manera marginal en el mundo, dado que es más costoso que los sistemas FGD no regenerables dado que demandan mayor cantidad de recursos de operación y mantenimiento. A continuación se presentan los tipos de sistemas de este tipo que existen.
Tecnología húmeda
En estos procesos se ve involucrado el óxido de magnesio, carbonato de sodio y las aminas, entre otros. El trabajo con carbonato de sodio consiste en que el SO2 es puesto en contacto con una solución de carbonato de sodio repartida por aspersión. El producto de la reacción es sulfito de sodio y sulfato de sodio, los cuales se reducen a sulfuro de sodio. Después de una reacción del sulfuro de sodio con dióxido de carbono y agua, el carbonato de sodio se regenera y el sulfuro de sodio es convertido en azufre. Las aminas cumplen un rol de gran importancia, ya que el SO2 es absorbido por una amina acuosa. Las aminas son regeneradas termalmente para liberar un concentrado de agua saturada con SO2, el cual puede ser tratado con tecnologías convencionales para producir ácido sulfúrico.
Tecnología seca
Este proceso involucra carbón activado y consiste en absorber el SO2 en un lecho en movimiento de carbón activado granulado. Este carbón activado es térmicamente regenerado para producir un concentrado de SO2, el cual puede ser tratado con tecnologías tradicionales para producir ácido sulfúrico.
