ES2300201B1 - Procedimiento de depuracion de gases residuales que contienen metil mercaptano, particulas solidas y tetrafluoruro de silicio, con produccion de un efluente revalorizable. - Google Patents
Procedimiento de depuracion de gases residuales que contienen metil mercaptano, particulas solidas y tetrafluoruro de silicio, con produccion de un efluente revalorizable. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento de depuración de gases residuales
que contienen metil mercaptano, partículas sólidas y tetrafluoruro
de silicio, con producción de un efluente revalorizable. Comprende
varias etapas en serie compuestas por las fases de: hacer pasar los
gases residuales por al menos un lavador-venturi
(1,2,3); hacer pasar los gases por al menos un ciclón (4,5,6),
situado aguas abajo del lavador-venturi, con
obtención de ácido fluosilícico, a partir del tetrafluoruro de
silicio (SiF_{4}); reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua desde el ciclón
a la entrada del lavador-venturi; y someter el gas
tratado final a un proceso de absorción en un dispositivo tipo
"scrubber" (7), para realizar la absorción química del metil
mercaptano. Diferentes reenvíos de fracciones de ácido fluosilícico
desde cada ciclón a otro ciclón anterior o a un
lavador-venturi anterior, así como diferentes
purgas, permiten el ajuste y la regulación del procedimiento, para
obtener ácido fluosilícico concentrado (100) revalorizable como
atacante de la roca fosfática para la obtención de fertilizantes
SSP y TSP.
Description
Procedimiento de depuración de gases residuales
que contienen metil mercaptano, partículas sólidas y tetrafluoruro
de silicio, con producción de un efluente revalorizable.
Sector técnico de la invención La invención se
refiere a un procedimiento de depuración de gases residuales con
producción de un efluente revalorizable, conteniendo dichos gases
residuales metil mercaptano (CH_{3}SH), partículas sólidas,
tetrafluoruro de silicio (SiF_{4}), y, eventualmente, ácido
fluorhídrico (HF), particularmente aplicable al tratamiento de los
gases efluentes de procesos de obtención de fertilizantes SSP y TSP
por ataque de rocas fosfáticas.
En agricultura es habitual y en ocasiones muy
deseable, el uso de fertilizantes con alto contenido en fosfatos.
En concreto, son conocidos el superfosfato simple (SSP) y el triple
superfosfato (TSP). La formulación del SSP es
[Ca(H2PO_{4})_{2} + CaSO 4.2 H_{2}O], con 20% de
P_{2}O_{5}, en tanto que la formulación cualitativa del TSP es
[Ca(H2PO_{4})_{2} + CaSO 4.2 H_{2}O], con 45%
de P_{2}O_{5}.
En los procesos de fabricación de superfosfato
(SSP) o triple superfosfato (TSP), lo que se intenta es la
obtención de un fertilizante altamente soluble en H_{2}O, para una
mejor absorción vegetal y animal.
Para ello se parte de roca fosfática,
habitualmente compuesta por (PO_{4})_{2}Ca_{3} (fosfato
tricálcico) y Ca_{5}(PO_{4})_{3}F
(fluoroapatito), que se atacan con ácido sulfúrico, H_{2}SO_{4}
o ácido fosfórico, H_{3}PO_{4}, para obtener otros fosfatos más
solubles como el CaHPO_{4} (fosfato bicálcico) y, por tanto, más
asimilables por los organismos.
El ataque a la roca fosfática es violento, dando
lugar a un fuerte desprendimiento de partículas sólidas, ácido
fluorhídrico, HF, y tetrafluoruro de silicio, SiF_{4}, ambos
altamente corrosivos, además de metil-mercaptano,
CH_{3}SH, sumamente molesto por el bajísimo umbral de percepción
olfativa. De hecho, el metil-mercaptano es empleado
como odorizante para el gas natural, a fin de detectar su presencia
y avisar de fugas.
La finalidad de la presente invención es
proporcionar un procedimiento de depuración de estos gases producto
de la producción de TSP y SSP mediante el ataque ácido de rocas
fosfáticas, fuertemente cargados de contaminantes sólidos y
gaseosos, en unos procesos unitarios y equipos en serie que
posibilitan su eliminación, obteniéndose al mismo tiempo un
efluente líquido, H_{2}SiF_{6} (ácido fluosilícico),
revalorizable para el propio ataque ácido de la roca fosfática.
Para lograr tal finalidad, el objeto de la
presente invención es un novedoso procedimiento de depuración de
gases residuales que contienen metil mercaptano (CH_{3}SH),
tetrafluoruro de silicio (SiF_{4}), y ácido fluorhídrico (HF). En
su esencia, este nuevo procedimiento según la invención se
caracteriza porque comprende las fases de:
hacer pasar los gases residuales por al menos un
primer lavador-venturi;
hacer pasar los gases por al menos un primer
ciclón (4), situado aguas abajo del primer
lavador-venturi; con obtención de ácido fluosilícico
(H_{2}SiF_{6}) como efluente revalorizable, a partir del
tetrafluoruro de silicio (SiF_{4});
reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua a la entrada del
al menos el primer lavador-venturi; y
someter el gas tratado final a un proceso de
absorción en un dispositivo tipo "scrubber", para realizar la
absorción química del metil mercaptano.
Se ha previsto una primera variante con una
primera etapa compuesta por el lavador-venturi y el
ciclón.
En una variante con dos etapas, el procedimiento
comprende, aguas abajo del primer ciclón y aguas arriba del
"scrubber", las fases adicionales de:
hacer pasar los gases residuales por un segundo
lavador-venturi;
hacer pasar los gases salientes del segundo
lavador-venturi por un segundo ciclón, con obtención
de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) como efluente
revalorizable, a partir del tetrafluoruro de silicio (SiF_{4});
y
reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua a la entrada
del segundo lavador-venturi.
En la variante preferida, constituida por tres
etapas de lavador-venturi y ciclón, el
procedimiento comprende, aguas abajo del segundo ciclón y aguas
arriba del "scrubber", las fases adicionales de:
hacer pasar los gases residuales por un tercer
lavador-venturi;
hacer pasar los gases salientes del tercer
lavador-venturi por un tercer ciclón, con obtención
de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) como efluente
revalorizable, a partir del tetrafluoruro de silicio (SiF_{4});
y
reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua a la entrada
del tercer lavador-venturi.
Se ha previsto la posibilidad de reenviar
proporciones variables de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en
dilución en agua desde el ciclón en el fondo del propio ciclón en
cuestión.
Según una realización preferida, se produce el
reenvío de fracciones de ácido fluo-silícico desde
un ciclón a un ciclón anterior de aguas arriba que preferentemente,
será el ciclón inmediatamente anterior, con la intención de
enriquecer la solución en cabecera, donde se realiza la purga del
ácido fluosilícico concentrado.
En el scrubber, la absorción química del metil
mercaptano se realza haciendo recircular una solución de hidróxido
sódico (NaOH) e hipoclorito sódico (NaClO).
En el caso de la variante con tres etapas, el
procedimiento comprende preferiblemente la inyección de agua en
continuo y en cascada en los ciclones desde el tercer ciclón al
segundo ciclón, y desde éste al primer ciclón.
En una realización preferida, la proporción de
ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se reenvía desde el tercer
ciclón está comprendida entre 0 y 5%; la proporción de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se reenvía desde el segundo
ciclón está comprendida entre 5 y 10%; y la proporción de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se reenvía desde el primer
ciclón está comprendida entre 10 y 20%.
Se desprende que el procedimiento comprende el
control de la proporción de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6})
que se reenvía mediante la adición de agua, a fin de impedir la
precipitación masiva de SiO_{2}.
Preferiblemente, el ácido fluosilícico
(H_{2}SiF_{6}) es revalorizado como atacante de la roca
fosfática para la obtención de fertilizantes SSP y TSP.
No obstante, no se descarta la utilización del
ácido fluosilícico en otras aplicaciones.
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de
ejemplo no limitativo, una forma de realización del procedimiento
objeto de la invención, cuya única figura, Fig. 1 es una vista
esquemática del diagrama de flujo del procedimiento de la
invención.
El invento consiste en un tratamiento de
depuración de gases residuales procedentes de un proceso de
fabricación de fertilizantes SSP y TSP mediante ataque ácido de
rocas fosfáticas, conteniendo ácido fluorhídrico, HF, tetrafluoruro
de silicio, SiF_{4}, y metil-mercaptano,
CH_{3}SH, fuertemente cargados de contaminantes sólidos y
gaseosos, en unos equipos en serie que posibilitan su eliminación,
obteniéndose al mismo tiempo un efluente líquido, H_{2}SiF_{6}
(ácido fluosilícico), reaprovechable para el ataque ácido de la roca
fosfática.
El sistema consta de tres etapas en serie
formadas cada una de ellas por un lavador-venturi 1,
2, 3 y por un ciclón 4, 5, 6, justo aguas abajo del respectivo
lavador-venturi.
El gas residual 14, procedente de un proceso de
obtención de fertilizantes SSP y TSP por ataque de rocas
fosfáticas, se introduce en un primer
lavador-venturi 1, en el que se produce la
reacción
A través de primer
lavador-venturi 1, se recircula H_{2}O, que
posteriormente se va enriqueciendo de H_{2}SiF_{6}, (corriente
21 en la Fig. 1) produciéndose un fenómeno mixto de aumento de la
velocidad de paso en la garganta del lavador-venturi
1 y aumento de masa por el impacto de las gotas pulverizadas en la
testa 1a del aparato lavador-venturi 1. Ello
facilita la captación de las partículas sólidas y vesículas
líquidas en el primer ciclón 4 de la primera etapa, de aguas abajo
del lavador-venturi 1.
En todos los cambios de dirección de los
conductos de unión entre los diferentes equipos se prevé la
inyección del líquido recirculado mediante una bomba centrífuga 8,
fabricada en materiales no tan solo anticorrosivos, sino también
antiabrasivos. Para evitar la colmatación del fondo cónico del
primer ciclón 4, se inyecta también una cantidad de líquido
recirculado en dicho fondo, produciéndose así una turbulencia que
además de impedir la obstrucción homogeneiza la solución de
lavado.
El gas tratado en la primera etapa descrita
atraviesa un separador de gotas, que retiene todo el líquido
pulverizado, y se conduce (referencia 15) a una segunda etapa
compuesta también por un segundo lavador-venturi 2,
un segundo ciclón 5 y una segunda bomba de recirculación 9 y
posteriormente, mediante la corriente 16 de salida del segundo
ciclón 5, a una tercera etapa compuesta asimismo por un tercer
lavador-venturi 3, un tercer ciclón 6 y una tercera
bomba de recirculación 10, con idéntico funcionamiento que el
descrito en el parágrafo anterior.
El gas 17 procedente de la tercera etapa
(lavador-venturi 3 + ciclón 6) se introduce en una
cuarta etapa, consistente en un scrubber 7, en el que a través de
una bomba centrífuga 11 de altas prestaciones anticorrosivas se
recircula una solución de NaOH + NaClO para absorber químicamente
el metil mercaptano, CH_{3}-SH que atraviesa las
tres etapas anteriores. El gas resultante 18 es aspirado por un
ventilador centrífugo 12 de altas prestaciones anticorrosivas, que
lo impulsa a una chimenea final 13 por donde sale a la atmósfera ya
sin contaminantes.
En las tres etapas anteriores de
lavador-venturi + ciclón se da la reacción (1) antes
indicada:
obteniéndose el H_{2}SiF_{6} en
unas corrientes que
pueden:
- -
- ser reenviadas parcialmente (19, 20, 21) a la etapa de lavador-venturi anterior;
- -
- retornar al proceso de producción de SSP o TSP (producto final 100), mediante una purga controlada en continuo, para no tener problemas de precipitación de SiO_{2}, lo que podría ocasionar el colapso del sistema;
- -
- ser purgado por una boca inferior (50, 60, 70) de los correspondientes ciclones 4, 5, 6; ó
- -
- ser reenviado parcialmente (101, 102) al ciclón anterior.
La alimentación de H_{2}O se realiza también
en continuo de forma controlada y en cascada, desde la tercera
etapa (lavador-venturi 3, ciclón 6) hasta la primera
etapa (lavador-venturi 1, ciclón 4), de forma que
el líquido 19 recirculado en la tercera etapa es prácticamente
H_{2}O, en la segunda el líquido 20 tiene una concentración de
H_{2}SiF_{6} del orden del 6% y en la primera etapa la
concentración en H_{2}SiF_{6} del líquido recirculado 21 es la
máxima.
Las recirculaciones o reenvíos 19, 20, 21 puede
producirse con mezcla con las corrientes de entrada a los
lavadores-venturi 1, 2 y 3 (fracciones 19a, 20a y
21a), o bien introducirse directamente (fracciones 19b, 20b, 21b)
en los lavadores-venturi.
En la cuarta y última etapa, en concreto en el
scrubber 7, las reacciones que se producen son las siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
obteniéndose unas sales muy
solubles que no presentan riesgo de precipitaciones molestas o
peligrosas para los internos del scrubber
7.
Se deja la posibilidad de alimentar el proceso
con H_{2}O en cascada desde la cuarta etapa a través de una
válvula 22, en caso de no ser necesaria la eliminación de
CH_{3}SH, no siendo conveniente en caso afirmativo por la
existencia de NaOH en el líquido de lavado, lo que podría producir
precipitaciones de sales no deseables y neutralización del
H_{2}SiF_{6} producido.
Del fondo del scrubber 7 se puede reenviar una
fracción 23 al interior del ciclón 6 de la tercera etapa, si no es
necesario el empleo de NaOH o NaClO u otros reactivos afines.
En todas las bombas se provee de manómetros en
la impulsión para la detección de posibles obturaciones y los
niveles de líquido de lavado se controlan en todas las etapas con
los consiguientes equipos automáticos, tal como se expresa en el
diagrama de flujo de la Fig. 1.
\newpage
Descrita suficientemente la naturaleza de la
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se
hace constar que todo cuanto no altere, cambie o modifique su
principio fundamental, queda sujeto a variaciones de detalle.
En este sentido, la protección de la invención
se extiende al tratamiento de gases que contengan metil mercaptano,
tetrafluoruro de silicio y otros componentes, como ácido
fluorhídrico (o también sulfhidrico, aunque es poco habitual), y
partículas sólidas, siendo el procedente de la fabricación de
fertilizantes un ejemplo particular de realización, aunque no
exclusivo.
Claims (12)
1. Procedimiento de depuración de gases
residuales que contienen metil mercaptano, partículas sólidas y
tetrafluoruro de silicio, con producción de un efluente
revalorizable, caracterizado porque comprende las fases
de:
- hacer pasar los gases residuales por al menos
un primer lavador-venturi (1);
- hacer pasar los gases por al menos un
correspondiente primer ciclón (4), situado aguas abajo del al menos
primer lavador-venturi (1), con obtención de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) como efluente revalorizable, a
partir del tetrafluoruro de silicio (SiF_{4});
- reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua a la entrada
del al menos primer lavador-venturi (1); y
- someter el gas tratado final a un proceso de
absorción en un dispositivo tipo "scrubber" (7), para realizar
la absorción química del metil mercaptano.
2. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 1, caracterizado porque
comprende, aguas debajo de un primer ciclón (4) y aguas arriba de
un primer "scrubber" (7), las fases adicionales de:
- hacer pasar los gases residuales por un
segundo lavador-venturi (2);
- hacer pasar los gases salientes del segundo
lavador-venturi (2) por un segundo ciclón (5), con
obtención de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) como efluente
revalorizable, a partir del tetrafluoruro de silicio (SiF_{4});
y
- reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua a la entrada
del segundo lavador-venturi (2).
3. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 2, caracterizado porque
comprende, aguas abajo del segundo ciclón (5) y aguas arriba del
"scrubber" (7), las fases adicionales de:
- hacer pasar los gases residuales por al menos
un tercer lavador-venturi (3);
- hacer pasar los gases salientes del al menos
tercer lavador-venturi (3) por un al menos tercer
ciclón (6), con obtención de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6})
como efluente revalorizable, a partir del tetrafluoruro de silicio
(SiF_{4}); y
- reenviar proporciones variables de ácido
fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en agua a la entrada
del al menos tercer lavador-venturi (3).
4. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende reenviar proporciones
variables de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) en dilución en
agua desde el ciclón (4, 5, 6) en el fondo del propio ciclón en
cuestión (4, 5, 6).
5. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende el envío de fracciones de
ácido fluosilícico desde un ciclón (5, 6) a un ciclón anterior (4,
5) de aguas arriba, para enriquecer la solución en cabecera, donde
se realiza la purga del ácido fluosilícico concentrado.
6. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la absorción química del metil
mercaptano se realza haciendo recircular en el scrubber (7), una
solución de hidróxido sódico (NaOH) e hipoclorito sódico
(NaClO).
7. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 3, caracterizado porque
comprende inyectar agua en continuo y en cascada en los ciclones
(4, 5, 6) desde el tercer ciclón (6) al segundo ciclón (5), y desde
éste al primer ciclón (4).
8. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 3, caracterizado porque
la proporción de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se
reenvía desde el tercer ciclón (6) está comprendida entre 0 y
5%.
9. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado
porque la proporción de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se
reenvía desde el segundo (5) está comprendida entre 5 y 10%.
10. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado
porque la proporción de ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se
reenvía desde el primer ciclón (4) está comprendida entre 10 y
20%.
11. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según la reivindicación 8, 9, ó 10,
caracterizado porque comprende controlar la proporción de
ácido fluosilícico (H_{2}SiF_{6}) que se reenvía mediante la
adición de agua, a fin de impedir la precipitación masiva de
SiO_{2}.
12. Procedimiento de depuración de gases
residuales, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el ácido fluosilícico
(H_{2}SiF_{6}) producido finalmente (100) es revalorizado como
atacante de la roca fosfática para la obtención de fertilizantes
SSP y TSP.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200602897A ES2300201B1 (es) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | Procedimiento de depuracion de gases residuales que contienen metil mercaptano, particulas solidas y tetrafluoruro de silicio, con produccion de un efluente revalorizable. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602897A ES2300201B1 (es) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | Procedimiento de depuracion de gases residuales que contienen metil mercaptano, particulas solidas y tetrafluoruro de silicio, con produccion de un efluente revalorizable. |
Publications (2)
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|---|---|
| ES2300201A1 ES2300201A1 (es) | 2008-06-01 |
| ES2300201B1 true ES2300201B1 (es) | 2009-06-05 |
Family
ID=39400673
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200602897A Active ES2300201B1 (es) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | Procedimiento de depuracion de gases residuales que contienen metil mercaptano, particulas solidas y tetrafluoruro de silicio, con produccion de un efluente revalorizable. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2300201B1 (es) |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
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| GB1179366A (en) * | 1967-05-03 | 1970-01-28 | Mitchell Ltd L A | Purification of Vapours Containing Fluorine Compounds |
| BE790472A (fr) * | 1971-10-28 | 1973-02-15 | Flemmert Goesta Lennart | Procede pour produire du fluorure d'hydrogene et de la silice pure a partir de gaz residuels contenant du silicium et du fluor |
| US3893830A (en) * | 1973-06-07 | 1975-07-08 | Stauffer Chemical Co | Co-current absorber for recovering inorganic compounds from plant effluents |
| FR2330436A1 (fr) * | 1975-11-04 | 1977-06-03 | Rhone Poulenc Ind | Procede d'absorption de composes fluores presents dans des melanges gazeux |
| FR2395771A2 (fr) * | 1977-06-30 | 1979-01-26 | Rhone Poulenc Ind | Procede et dispositif perfectionnes de lavage et de devesiculage de melanges gazeux |
| JPS607924A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-16 | Fuji Kasui Kogyo Kk | 排ガス処理方法 |
-
2006
- 2006-11-15 ES ES200602897A patent/ES2300201B1/es active Active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Final Guideline document: Control of fluoride emissions from existing phosphate fertilizer plants. Marzo 1977, página 6-8, páginas 6-71 a 6-74. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2300201A1 (es) | 2008-06-01 |
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