ES2203462T3 - Procedimiento para la concentracion de acido diluido. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la concentración de ácido diluido que contiene sulfatos metálicos en una instalación evaporadora de circulación forzada de tres etapas, en el que se alimenta el ácido diluido a la primera etapa (A) y se evacua ácido sulfúrico (32) concentrado de la tercera etapa (C), en el que se usa vapor de agua (7) y/o vapores (18) como medio de calefacción, se ajusta una presión de 0, 4 a 1, 0 bar, así como una temperatura de 80 a 140ºC en el recipiente evaporador (5) de la primera etapa (A), una presión de 0, 02 a 0, 1 bar, así como una temperatura de 50 a 120ºC en el recipiente evaporador (21) de la segunda etapa (B), y una presión de 0, 02 a 0, 1 bar, así como una temperatura de 80 a 140ºC en el recipiente evaporador (25) de la tercera etapa (C), se condensan los vapores (26) y (27) no usados como medio de calefacción, y se alimenta entre un 30 y un 100 % de la corriente de ácido diluido (1) continuamente al recipiente evaporador (5) de la primera etapa (A), caracterizado porque enel recipiente evaporador (5, 21, 25) de al menos una etapa (A, B, C) las gotitas de ácido diluido a concentrar arrastradas del fondo del recipiente evaporador (36, 37, 38) se separan del vapor formado mediante un sistema de separación de gotas y se retornan al fondo del recipiente evaporador, estando formado el sistema de separación de gotas por un separador de láminas que trabaja según el principio de superficies de rebote.

Description

Procedimiento para la concentración de ácido diluido.

La invención trata de un procedimiento para la concentración de ácido diluido en una instalación evaporadora de circulación forzada de tres etapas, en el que se alimenta el ácido diluido a la primera etapa y se evacua ácido sulfúrico concentrado de la tercera etapa, en el que se usa vapor de agua y/o vapores como medio de calefacción, se ajusta una presión de 0,4 a 1,0 bar, así como una temperatura de 80 a 140ºC en el recipiente evaporador de la primera etapa, una presión de 0,02 a 0,1 bar, así como una temperatura de 50 a 120ºC en el recipiente evaporador de la segunda etapa, y una presión de 0,02 a 0,1 bar, así como una temperatura de 80 a 140ºC en el recipiente evaporador de la tercera etapa, se condensan los vapores no usados como medio de calefacción, se alimenta entre un 30 y un 100% de la corriente de ácido diluido continuamente al recipiente evaporador de la primera etapa y se alimenta, dado el caso, la cantidad restante del ácido diluido continuamente al recipiente evaporador de la segunda etapa.

Un procedimiento de este tipo empleado en la práctica está descrito en el documento EP-B 0 476 744. En este procedimiento, se extrae una parte del agua del ácido diluido conducido en un circuito a través de un intercambiador de calor en un recipiente evaporador mediante vaporización rápida. El vapor así liberado se retira en la cabeza del recipiente evaporador y se alimenta a la siguiente etapa de condensación. Cada una de las etapas del dispositivo evaporador de circulación forzada de tres etapas está formada por un recipiente evaporador, con el que está conectada una tubería de circulación con bomba de circulación y un intercambiador de calor de haz tubular. El ácido diluido a concentrar circula en el circuito evaporador correspondiente en una concentración que corresponde a la etapa en cuestión, sobrecalentándose ligeramente el ácido diluido en el intercambiador de calor de haz tubular, respectivamente, y evaporándose una parte del agua en el recipiente evaporador mediante expansión. La presión del vapor de agua que se usa como medio de calefacción se sitúa por regla general entre 1 y 6 bares. Gracias a este procedimiento, se evita la formación de depósitos de yeso de efecto desfavorable, difíciles de eliminar en el circuito del ácido de la primera etapa. Por las gotitas arrastradas del ácido diluido, el vapor contiene una parte elevada de ácido sulfúrico y sales de metales pesados. Las sales de metales pesados se presentan de forma no disuelta y de forma disuelta y conducen a aglomeraciones en las partes del dispositivo dispuestas a continuación. Otro inconveniente está en que el condensado del vapor contiene aún partes de metal pesado y/o de ácido sulfúrico.

La presente invención parte del conocimiento de que existe una relación estrecha entre el rendimiento de evaporación de agua de los recipientes evaporadores y la cantidad de gotitas arrastradas por el vapor.

La presente invención tiene el objetivo de realizar el procedimiento descrito al principio de tal forma que se aumente el poder vaporizador de al menos un recipiente evaporador de una etapa del dispositivo evaporador de circulación forzada, reduciéndose a pesar de ello claramente la cantidad de gotitas de ácido diluido arrastradas por el vapor.

Este objetivo se consigue porque en el recipiente evaporador de al menos una etapa las gotitas de ácido diluido a concentrar arrastradas del fondo del recipiente evaporador se separan del vapor formado mediante un sistema de separación de gotas y se retornan al fondo del recipiente evaporador, estando formado el sistema de separación de gotas por un separador de láminas que trabaja según el principio de superficies de rebote.

Para evitar depósitos y obstrucciones del sistema de separación de gotas es ventajoso lavar los sistemas de separación de gotas montados en los recipientes evaporadores de forma continua o discontinua, pudiendo realizarse el lavado en la dirección de flujo del gas, en la dirección opuesta al flujo del gas o al mismo tiempo en las dos direcciones.

Aquí es especialmente ventajoso el uso de ácido diluido concentrado del fondo del recipiente evaporador en cuestión, puesto que de esta forma no se perjudica ni el rendimiento ni el poder vaporizador del recipiente evaporador.

No obstante, también es posible limpiar los sistemas de separación de gotas con medios de lavado alimentados desde el exterior del dispositivo evaporador de circulación forzada tales como agua, ácido sulfúrico, ácido diluido o similares.

A continuación, el procedimiento según la invención se explicará más detalladamente y a título de ejemplo con ayuda del dibujo. En el diagrama de flujo del procedimiento de una instalación evaporadora de circulación forzada de tres etapas se deriva una corriente parcial (2) de la corriente de ácido diluido (1), se calienta en un precalentador (3) y se alimenta a continuación a través de la tubería (4) al recipiente evaporador (5) de la primera etapa (A). El intercambiador de calor de haz tubular (6) de la primera etapa (A) se calienta con vapor recalentado alimentado desde el exterior a través de la tubería (7), que se evacua como condensado a través de la tubería (8) del intercambiador de calor de haz tubular (6). El recipiente evaporador (5) de la primera etapa (A) está conectado a través de la tubería de circulación (9) con bomba de circulación (10) con el intercambiador de calor de haz tubular (6). La segunda etapa (B) y la tercera etapa (C) presentan la misma disposición de tubería de circulación (11, 13) con bomba de circulación (12, 14) e intercambiador de calor de haz tubular (15, 16), respectivamente, que la primera etapa (A). El ácido diluido concentrado en la primera etapa (A) se evacua a través de la tubería (17) del recipiente evaporador (5) y llega a continuación a la segunda etapa (B). El vapor que sale por la cabeza del recipiente evaporador (5), que se usa como medio de calefacción en la segunda etapa (B), fluye a través de la tubería (18) al intercambiador de calor de haz tubular (15). Durante este proceso se produce la condensación del vapor y el condensado se evacua a través de la tubería (19) del intercambiador de calor de haz tubular (15). La parte restante de la corriente de ácido diluido (1) se alimenta a través de la tubería (20) directamente al recipiente evaporador (21) de la segunda etapa (B). El ácido diluido que se ha concentrado aún más en la segunda etapa (B) se retira del recipiente evaporador (21) y se conduce a través de la tubería (22) a la tercera etapa (C). El intercambiador de calor de haz tubular (16) de la tercera etapa (C) se calienta con vapor de agua alimentado desde el exterior a través de la tubería (23). El condensado formado se evacua a través de la
tubería (24) del intercambiador de calor de haz tubular (16). Los vapores que se producen en los recipientes evaporadores (21) de la segunda etapa (B) y (25) de la tercera etapa (C) se conducen a través de la tubería (26) o (27) a un condensador (28, 29), respectivamente, se condensa a continuación y el condensado formado se evacua a través de las tuberías (30, 31). El ácido diluido concentrado (ácido sulfúrico) se retira a través de la tubería (32) como producto final del recipiente evaporador (25) de la tercera etapa (C). En la parte superior de los recipientes evaporadores (5, 21 y 25) está dispuesto un separador de láminas (33, 34, 35) que trabaja según el principio de superficies de rebote como separador de gotas, respectivamente, con ayuda de los cuales se separan las gotitas de ácido diluido contenidas en el vapor y se retornan al fondo (36, 37, 38). A través de las tuberías (39, 40, 41) se alimenta desde el exterior un medio de levado que, dado el caso, puede ser el condensado evacuado a través de las tuberías (8, 19, 24) de los intercambiadores de calor de haz tubular (6, 15, 16), para el lavado de los separadores de gotas (33, 34, 35).

Como alternativa es posible lavar los separadores de gotas (33, 34, 35) mediante ácido diluido retirado mediante las tuberías (42, 43, 44) de la tubería (20). Además, los separadores de gotas (33, 34, 35) pueden lavarse alternativamente con el ácido diluido concentrado y, dado el caso, filtrado, conducido en el circuito a través de las tuberías (45, 46, 47) de los recipientes evaporadores (5, 21, 25) en cuestión.

El lavado de los separadores de gotas, que puede realizarse de forma continua o discontinua, se realiza desde abajo a través de las tuberías (39a, 40a, 41a) en la dirección de flujo del vapor o desde arriba a través de las tuberías (39b, 40b, 41b) en la dirección opuesta al flujo del vapor o en la dirección y en la dirección opuesta del flujo del vapor.

Claims (7)

1. Procedimiento para la concentración de ácido diluido que contiene sulfatos metálicos en una instalación evaporadora de circulación forzada de tres etapas, en el que se alimenta el ácido diluido a la primera etapa (A) y se evacua ácido sulfúrico (32) concentrado de la tercera etapa (C), en el que se usa vapor de agua (7) y/o vapores (18) como medio de calefacción, se ajusta una presión de 0,4 a 1,0 bar, así como una temperatura de 80 a 140ºC en el recipiente evaporador (5) de la primera etapa (A), una presión de 0,02 a 0,1 bar, así como una temperatura de 50 a 120ºC en el recipiente evaporador (21) de la segunda etapa (B), y una presión de 0,02 a 0,1 bar, así como una temperatura de 80 a 140ºC en el recipiente evaporador (25) de la tercera etapa (C), se condensan los vapores (26) y (27) no usados como medio de calefacción, y se alimenta entre un 30 y un 100% de la corriente de ácido diluido (1) continuamente al recipiente evaporador (5) de la primera etapa (A), caracterizado porque en el recipiente evaporador (5, 21, 25) de al menos una etapa (A, B, C) las gotitas de ácido diluido a concentrar arrastradas del fondo del recipiente evaporador (36, 37, 38) se separan del vapor formado mediante un sistema de separación de gotas y se retornan al fondo del recipiente evaporador, estando formado el sistema de separación de gotas por un separador de láminas que trabaja según el principio de superficies de rebote.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el recipiente evaporador (5, 21, 25) de al menos una etapa (A, B, C), preferiblemente de la etapa (B), está incorporado un sistema de separación de gotas (33, 34, 35).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el sistema de separación de gotas (33, 34, 35) se lava de forma discontinua o continua.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema de separación de gotas (33, 34, 35) se lava desde abajo (39a, 40a, 41a) en la dirección de flujo o desde arriba (39b, 40b, 41b) en la dirección contraria al flujo del vapor o al mismo tiempo en las dos direcciones desde abajo y desde arriba.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ácido diluido de al menos un recipiente evaporador (5, 21, 25), concentrado y, dado el caso, procesado, conducido en el circuito (45, 46, 47) se usa para el lavado del sistema de separación de gotas (33, 34, 35) correspondiente.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el lavado del sistema de separación de gotas (33, 34, 35) se realiza con medio de lavado (39, 40, 41) alimentado desde el exterior.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el lavado del sistema de separación de gotas (33, 34, 35) se realiza con el ácido diluido (4, 20) alimentado a los recipientes evaporadores (5, 21).