ES2686706T3 - Procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales - Google Patents

Procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales en dos reactores, en el que el primer reactor está cargado con un catalizador de carbón activo, caracterizado por las etapas siguientes: a. proporcionar un gas residual con un contenido de agua inferior a 1 g de H2O/Nm3 y un contenido de SO2 de por lo menos 5 ppm, b. introducir los gases residuales en un primer reactor, c. convertir catalíticamente el SO2 en SO3 gaseoso en el primer reactor mediante el catalizador de carbón activo, realizándose la conversión catalítica sobre el catalizador de carbón activo a una temperatura inferior a 100 ºC, d. introducir los gases residuales prepurificados procedentes del primer reactor en un segundo reactor, e. convertir el SO3 con agua en H2SO4 en el segundo reactor.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales.
Campo técnico
La presente invención se refiere, en general, a un procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales.
Estado de la técnica
A comienzos del siglo XX se desarrollaron los primeros procedimientos para producir de forma catalítica ácido sulfúrico a partir de dióxido de azufre. Estos desarrollos dieron como resultado las denominadas primeras plantas de contacto, en las que se producía ácido sulfúrico con una concentración elevada (98-99%). En una primera etapa se oxida SO2 a SO3 a temperaturas muy elevadas (300 - 500 °C) y en una segunda etapa se convierte SO3 a H2SO4 mediante la adición de agua a temperaturas más bajas. Estas denominadas plantas de contacto se han modificado muy poco con el transcurso de los últimos decenios en su modo de funcionamiento. Una mejora, entre otras, fue la introducción de la planta de contacto doble, que en principio se consideró que era una constituida por dos plantas de contacto (sencillas) conectadas en serie. A este respecto, el rendimiento y, por lo tanto, la conversión de SO2 en H2SO4, aumentó a más del 99%.
En el documento EP 2 404 654 A1, se describe, por ejemplo, un procedimiento de este tipo, en el que se convierte SO2 en H2SO4 a alta temperatura (de 300 °C a 700 °C) y a alta presión (entre 2 bar y 50 bar) en dos etapas. Se mencionan específicamente óxidos metálicos como catalizadores preferidos.
Otras plantas que pertenecen al estado de la técnica actual, se describen, por ejemplo, en el documento "Stand der Technik in der Schwefelsaureerzeugung im Hinblick auf die IPPC-Richtlinie" de Herbert Wiesenberger y Joachim Kircher, Umweltbundesamt GmbH, Viena, 2001 o en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5a edición, Volumen A 25, páginas 635 a 700.
Los problemas esenciales de estas plantas de contacto son:
1. Las diferencias de temperatura para conversiones SO2/SO3 y SO3/H2SO4, así como los sobrepasos del valor límite de emisiones asociados a las mismas al ponerse en marcha las plantas.
2. La corrosión general debida a la temperatura y a la concentración de H2SO4 de las plantas y la deficiente fiabilidad y el envejecimiento rápido de las plantas de contacto asociados a la misma.
3. Los elevados costes en inversiones asociados con costes operativos elevados para reemplazar del catalizador y reparaciones.
4. Las plantas de contacto precisan concentraciones mínimas en la entrada de SO2 de más del 3% en volumen, por debajo de las cuales no se produce una conversión a H2SO4.
5. Por la naturaleza del sistema, los reactores están constituidos por acero noble con unas necesidades de espacio relativamente grandes debido a las altas temperaturas de catálisis.
Un descubrimiento paralelo interesante en la década de 1960 fue el procedimiento SULFACID®. En este procedimiento, se oxida sobre un lecho de carbón activo a temperatura ambiente SO2 a SO3, y mediante la adición simultánea de agua sobre el mismo lecho de carbón activo se convierte en H2SO4. A este respecto, se puede producir un ácido diluido (10-20%). En este caso, se trata de un procedimiento en húmedo, que, no obstante, solo puede transformar SO2 a H2SO4 en una medida limitada. La concentración de entrada de SO2 es interesante económicamente solo hasta aproximadamente 2500 ppm, dado que si no los espesores de la capa de carbón activo aumentan extremadamente y acarrean una pérdida de presión elevada. Además, el rendimiento de una planta clásica de SULFACID® permanece, de esta forma, relativamente reducido (aproximadamente el 90-95%). Además, la necesidad de espacio de dichas plantas aumenta extremadamente, de forma que las plantas clásicas de Sulfacid® son desventajosas con respecto a los costes de inversión y de funcionamiento. Este hecho se ve más claramente cuanto mayores sean las plantas en flujo volumétrico.
En varios procedimientos, se lleva a cabo la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales en un reactor cargado con carbón activo, en los que el catalizador se lava repetidamente con agua o una solución que contiene agua y a continuación, se seca de nuevo. El catalizador se carga con SO2 hasta que disminuye la conversión de SO2, a continuación se desconecta la alimentación de SO2 y el catalizador se carga con agua y se lixivia el H2SO4. A continuación, el catalizador se seca y, después, puede reutilizarse.
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Dichos procedimientos se conocen, por ejemplo, por las patentes US n° 3.486.852; US n° 4.122.150; US n° 5 679 238 o US n° 2012/251404 A1.
La desventaja de estos últimos procedimientos consiste en que el catalizador debe lavarse con agua repetidamente y, a continuación, secarse de nuevo. Un procedimiento en continuo, sin embargo, no es posible y deben operarse, por lo tanto, siempre por lo menos dos reactores en operación alterna.
Además, con los procedimientos mencionados anteriormente solo se puede obtener ácido sulfúrico poco concentrado, que después debe desecharse o si no concentrarse de una forma compleja para introducirlo en el mercado.
Otro procedimiento del estado de la técnica se conoce por la patente US n° 4.410.752.
Objetivo de la invención
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento en continuo para eliminar SO2 a temperaturas reducidas de gases residuales.
Descripción general de la invención
Este objetivo se alcanza según la invención mediante un procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales en dos reactores, estando el primer reactor cargado con un catalizador de carbón activo. El procedimiento comprende las etapas siguientes:
a. proporcionar un gas residual con un contenido de agua inferior a 1 g de H2O/N1T13 y un contenido de SO2 de por lo menos 5 ppm,
b. introducir los gases residuales en un primer reactor,
c. convertir catalíticamente el SO2 en SO3 gaseoso en el primer reactor mediante el catalizador de carbón activo, realizándose la conversión catalítica sobre el catalizador de carbón activo a una temperatura inferior a 100 °C,
d. introducir los gases residuales prepurificados procedentes del primer reactor en un segundo reactor,
e. convertir el SO3 con agua en H2SO4 en el segundo reactor.
El procedimiento funciona eficazmente en todas las condiciones de operación.
El procedimiento permite tratar en continuo gases residuales de plantas industriales que contienen sobre todo dióxido de azufre (SO2) como contaminante y este dióxido de azufre en un procedimiento se elimina totalmente o en una parte considerable de los gases residuales y, a este respecto, se convierte por último en H2SO4 líquido.
En un primer reactor se introducen los gases residuales secos en el reactor y el SO2 se deposita sobre el catalizador de carbón activo y se convierte en SO3. Esta conversión catalítica se realiza sobre un catalizador de carbón activo a una temperatura inferior a 100 °C. A diferencia de lo que se ha asumido hasta la fecha, sin embargo, no es necesario retirar por lavado el SO3 del catalizador de carbón activo. Si los gases residuales y el catalizador están secos, el dióxido de azufre se convierte sobre el catalizador de carbón activo en SO3 y se descarga también de nuevo en forma gaseosa. No tiene lugar ninguna saturación del catalizador con SO3, es decir, la actividad del catalizador de carbón activo permanece constante.
Por lo tanto, no es necesario limpiar el catalizador de carbón activo con agua o con una solución acuosa.
El SO3 gaseoso obtenido se pone en contacto con H2O solo en un segundo reactor y, de esta forma, se convierte en H2SO4.
Esta conversión de SO3 en H2SO4 puede llevarse a cabo según un procedimiento conocido. A este respecto, se puede utilizar muy poca agua, y, por lo tanto, obtenerse un ácido más concentrado que en el procedimiento de SULFACID.
Debe indicarse que los gases residuales tratados deben estar secos, es decir, deben contener la menor cantidad de agua posible. Los gases residuales que se van a tratar contienen preferentemente como máximo 0,8 g de agua por Nm3 de gas residual, de forma particularmente preferida como máximo 0,7 g de agua por Nm3 de gas residual y en particular como máximo 0,4 g de agua por Nm3 de gas residual. Si el contenido de agua es demasiado elevado o el catalizador está húmedo, el SO3 producido se convierte inmediatamente sobre el catalizador de carbón activo en H2SO4 y permanece en el catalizador de carbón activo. Después de algún tiempo se reduce la actividad del catalizador de carbón activo, es decir, la conversión de SO2 disminuye.
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Otra ventaja de este procedimiento consiste en que el catalizador de carbón activo se conserva más tiempo, dado que no debe exponerse ya al H2SO4 y tampoco debe lavarse y secarse alternativamente.
Otra ventaja de este procedimiento consiste en que pueden tratarse gases residuales con una concentración de hasta 180'000 ppm de SO2, preferentemente como máximo de 130'000 ppm, de forma particularmente preferida como máximo de 110'000 ppm, y en particular como máximo de 100'000 ppm. Este procedimiento permite también tratar gases residuales con una concentración de contaminante esencialmente más reducida que los procedimientos de contacto tradicionales y tratar gases residuales con una concentración de contaminante esencialmente superior que los procedimientos de SULFACID tradicionales.
Las temperaturas de entrada de los gases residuales están preferentemente comprendidas entre la temperatura ambiente y 150 °C. Temperaturas más elevadas en una operación en continuo podrían dañar el catalizador a largo plazo. Si es preciso puede enfriarse el catalizador de carbón activo introduciendo, por ejemplo, un serpentín de refrigeración en el catalizador de carbón activo presente en el reactor.
La presión del gas de los gases residuales en la entrada del primer reactor es preferentemente de entre 800 y 1400 mbar, de forma particularmente preferida de entre 900 y 1100 mbar y en particular de entre 950 y 1050 mbar, y por lo tanto, relativamente próxima a la presión atmosférica.
Dado que este procedimiento se realiza a temperaturas reducidas, no es necesario que los reactores estén constituidos por acero noble, tal como, por ejemplo, en los procedimientos de contacto, sino que pueden fabricarse de forma económica de, por ejemplo, fibra de vidrio.
En el procedimiento se convierte por lo menos el 60% en volumen del SO2 contenido en los gases residuales, preferentemente por lo menos el 75% en volumen, de forma particularmente preferida por lo menos el 90% en volumen y en particular por lo menos el 98% en volumen.
El contenido de oxígeno de los gases residuales no es realmente crítico; debería ascender, no obstante, de forma ideal, a por lo menos el 2% en volumen, preferentemente a por lo menos el 5% en volumen, de forma particularmente preferida a por lo menos el 8% en volumen y en particular a por lo menos el 10% en volumen.
Preferentemente, el contenido de O2 debería ser más de 8 veces superior al contenido de SO2.
El catalizador de carbón activo es preferentemente un catalizador de carbón activo de turba natural o un catalizador de carbón activo extruido de madera, por ejemplo: Norit-RST3, PK 2.5, Calgon Carbon - Centaur HSV, Jacobi-Ecosorb G- SWC80, VRX-Super, CPPE 25, CPPE 30.
Otra ventaja del procedimiento consiste en que el ácido sulfúrico obtenido puede ser muy concentrado, es decir, puede obtenerse ácido sulfúrico con una concentración de por lo menos el 10% en peso, preferentemente de por lo menos el 50% en peso, de forma particularmente preferida del 70% en peso, y en particular, de por lo menos el 96% en peso.
En una forma de realización preferida, se utiliza ácido sulfúrico diluido para la conversión de SO3 en H2SO4.
El procedimiento puede realizarse en un primer reactor, que comprende un lecho catalizador de carbón activo o una pluralidad de lechos catalizadores de carbón activo conectados en paralelo o en serie.
Breve descripción de las figuras
Pueden extraerse otros detalles y otras ventajas de la invención de la descripción indicada a continuación de diferentes formas de realización posibles de la invención con respecto a las figuras adjuntas. Estas muestran:
Figura 1: una representación esquemática de una primera disposición de ensayo,
Figura 2: una representación esquemática de una segunda disposición de ensayo,
Figura 3: una representación esquemática de una tercera disposición de ensayo,
Figura 4: una representación esquemática de una cuarta disposición de ensayo,
Figura 5 y figura 6: una representación esquemática de los valores medidos en ensayos del contenido de SO2 de los gases residuales a la entrada del reactor o la salida del reactor.
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Descripción de una forma de realización de la invención
La primera disposición de ensayo mostrada en la figura 1 como ilustración de la invención comprende un reactor de lecho fijo 10, en cuya parte inferior a través de una entrada 12 se alimenta un gas residual que contiene SO2. El gas residual se conduce desde abajo hacia arriba a través de un lecho fijo 14 con un catalizador de carbón activo y se conduce desde la parte superior del reactor 10 a través de una salida 16 por una tubería 18 a un absorbedor 20.
En el reactor de lecho fijo 10 se convierte utilizando un catalizador de carbón activo el SO2 gaseoso en SO3 gaseoso. A diferencia de los procedimientos conocidos, el SO3 no se fija en el catalizador de carbón activo y se convierte en H2SO4, sino que después de la reacción se retira de nuevo como gas. La conversión de SO2 en SO3 se produce prácticamente 1:1, por consiguiente en aproximadamente el 100%, es decir, el SO2 desaparece (casi) completamente de los gases residuales y se reemplaza la misma cantidad por SO3.
En el lecho fijo 14, se introduce un serpentín de calentamiento/refrigeración 22, para regular la temperatura del lecho fijo 14. Debe prestarse atención a que la temperatura del lecho fijo 14 no aumente a más de 100 °C, para no forzar al catalizador de carbón activo y no acortar innecesariamente su vida útil.
Después de su salida del reactor de lecho fijo 10, los gases residuales prepurificados se conducen a un absorbedor 20 y en el mismo se conducen a través de una solución de lavado de H2SO4 al 30-98%. Preferentemente, se utiliza ácido sulfúrico al 96%. Los gases prepurificados se introducen a través de la tubería 18 en la región inferior del absorbedor 20 y ascienden a través de ácido sulfúrico líquido y, a continuación, se retiran como gas puro a través de una salida 24 dispuesta en el extremo superior del absorbedor 20.
El SO3 gaseoso se disuelve, por lo tanto, en el ácido sulfúrico líquido. A este respecto, se forma rápidamente ácido disulfúrico H2S2O7, que reacciona con el agua que está contenida en el ácido sulfúrico, para formar H2SO4. Este es un procedimiento clásico para convertir SO3 en H2SO4.
Desde un tanque 26, a través de una bomba 28 y a través de una tubería 30 se introduce ácido sulfúrico diluido en la región superior del absorbedor 20. El ácido sulfúrico se descarga del fondo 32 del absorbedor 20 y fluye a través de una salida 34 y una tubería 36 al tanque 26 de nuevo.
A través de otra tubería 38 con una bomba 40 puede bombearse al exterior el ácido sulfúrico obtenido desde el tanque 26. En este procedimiento, el ácido sulfúrico, por lo tanto, se concentra, pues el agua disuelta en el ácido sulfúrico se consume gradualmente para convertir SO3 en H2SO4. Si el ácido sulfúrico del tanque 26 ha alcanzado la concentración deseada, se bombea al exterior una parte del mismo y, de forma correspondiente, se reemplaza por agua/ácido sulfúrico diluido.
Las disposiciones de ensayo mostradas en las figuras 2 y 3 se diferencian de la disposición de ensayo de la figura 1 en que el absorbedor 20, como segundo reactor, se reemplaza por un separador 42 (figura 2) o por un reactor SULFACID 44 (figura 3). Ambos reactores 42, 44 se rellenan con sustancias sólidas. El separador 42 de la figura 2 contiene un lecho fijo de material de relleno de plástico 48 (ejemplo: gres especial VFF Acidur®), mientras que el reactor SULFACID 54 contiene un lecho fijo de carbón activo 50.
En el caso de estos reactores 42, 44, se conduce el gas residual prepurificado del primer reactor 10 a la región superior de los reactores 42, 44. También en este caso se introduce el ácido sulfúrico diluido desde el tanque 26 mediante una bomba 28 a través de una tubería 30 en la región superior del separador 42 o del reactor SULFACID 44. En estas dos formas de realización, está instalado en la región superior del separador 42 o del reactor SULFACID 44 un dispositivo de pulverización 46, mediante el cual se logra una distribución uniforme del ácido sulfúrico diluido sobre el material de relleno plástico 48 del separador 42 o sobre el carbón activo 50 del reactor SULFACID 44.
El gas residual prepurificado no se pone en contacto como en la figura 1 en un procedimiento en contracorriente con el ácido sulfúrico, sino en corriente paralela. El gas residual prepurificado se introduce, por lo tanto, a través de una tubería 18 en la región superior del separador 42 o del reactor SULFACID 44 y después de la reacción se extrae como gas puro en la región inferior del separador 42 o del reactor SULFACID 44 a través de una salida 52.
También en estos reactores 42, 44 se disuelve el SO3 gaseoso en el ácido sulfúrico líquido. A este respecto, se forma rápidamente ácido disulfúrico H2S2O7, que reacciona con el agua que está contenida en el ácido sulfúrico para formar H2SO4.
La figura 4 muestra una construcción de ensayo algo más compleja en la que el reactor 10 corresponde a los reactores 10 de las figuras anteriores. En esta disposición de ensayo se secan los gases residuales que contienen SO2 en una torre de secado 54 antes de introducirlos en el reactor 10.
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La torre de secado 54 corresponde en esta construcción a grandes rasgos al absorbedor 20 de la figura 1. Esta torre de secado 54 se encuentra, de todas las maneras, aguas arriba del reactor 10 y sirve, por lo tanto, para extraer el agua de los gases residuales que contienen SO2 antes de que alcancen el reactor 10.
Los gases residuales que contienen SO2 se introducen, por lo tanto, en la región inferior de la torre de secado 54 y en la misma se secan a contracorriente con el ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico con una concentración del 30% en peso al 98% en peso se introduce desde el tanque 26 en la región superior de la torre de secado 54 a través de una tubería 56, una bomba 58 y unos dispositivos de pulverización 60.
El ácido sulfúrico, después de que se haya extraído el agua de los gases residuales que contienen SO2, se conduce a través de una tubería 64 desde el fondo de la torre de secado 54 a través de una salida 62 de nuevo de vuelta al tanque 26.
Los gases residuales que contienen SO2 secados en la torre de secado 54 se extraen desde la región superior de la torre de secado 54 y a través de un soplante 66 y una tubería 68 se introducen a través de la entrada 12 en la región inferior del reactor 10.
En el reactor de lecho fijo 10, se convierte el SO2 gaseoso en SO3 gaseoso utilizando un catalizador de carbón activo. En el lecho fijo 14 del reactor 10, está instalado un serpentín de calentamiento/refrigeración 22, para regular la temperatura del lecho fijo 14.
Después de su salida del reactor de lecho fijo 14, los gases residuales prepurificados, es decir, los gases residuales que contienen SO3, se introducen en la región superior de un reactor 70 y en el mismo se llevan a contracorriente a través de la solución de lavado de H2SO4 al 30-98%. Preferentemente se utiliza ácido sulfúrico al 96%. Después de la reacción se extrae el gas residual purificado como gas puro en la región inferior a través de una salida 52 del reactor 70.
El reactor 70 presenta, en este caso, dos zonas que se encuentran una sobre otra, estando dispuesto en la zona superior un reactor SULFACID 44 y en la zona inferior un separador 42. Ambas zonas están separadas una de otra por un colector de gotas 72.
El ácido sulfúrico se lleva desde el tanque 26 por una tubería a través de una bomba 28 a un dispositivo de pulverización 74, que se encuentra por encima del reactor SULFACID, con el que el ácido sulfúrico se riega a través del lecho de carbón activo del reactor SULFACID y el SO3 disuelto en el gas residual se absorbe y se convierte en ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico enriquecido se recoge en el colector de gotas 72 y se conduce desde el mismo de nuevo al tanque 26.
Además, se pulveriza ácido sulfúrico desde el tanque 26 a través de la misma bomba 28 y la misma tubería 30 por debajo del separador de gotas sobre el lecho del separador mediante otro dispositivo de pulverización 76. El SO3 restante que se puede encontrar en el gas residual se absorbe en el interior del separador por el ácido sulfúrico y se convierte mediante la reacción con el agua disuelta en el ácido sulfúrico en ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico se conduce, a continuación, a través de la salida 34 presente en el fondo del reactor 70 por la tubería 36 de nuevo al tanque 26.
Si en el ácido sulfúrico presente en el tanque 36 se ha logrado la concentración deseada, se bombea al exterior una parte del mismo desde el tanque a través de la tubería 38 y la bomba 40 y se reemplaza de forma correspondiente por agua/ácido sulfúrico diluido que se suministra a través de la tubería 76.
La figura 5 muestra los resultados de una primera serie de ensayos en la que un gas de humo de una planta de contacto con un contenido de agua inferior a 0,2 g de H2O/N1T13 y un contenido de SO2 comprendido entre 11000 y 12000 ppm de SO2 se ha tratado en una planta con dos reactores, tal como se representa en la figura 3.
En el primer reactor fabricado de un plástico reforzado con fibra de vidrio, que presenta un volumen de 3 m3 y que se ha equipado con un lecho fijo de 2 m3 de catalizador de carbón activo Norit-RST3, PK 2.5, Calgon Carbon - Centaur hSv, Jacobi-Ecosorb G-SWC80, VRX-Super, CPPE 25, CPPE 30, se convirtió SO2 completamente en SO3 gaseoso.
Estos catalizadores consisten en un granulado de carbón activo o carbón de turba, con un tamaño de grano comprendido entre 1-3 mm; 2-4 mm o 3-5 mm, y se han producido mediante activación con vapor. Se garantizan por parte del fabricante las siguientes propiedades generales: índice de yodo 800; adsorción de azul de metileno 11 g/100 g; superficie interior (B.E.T) 875 m2/g; densidad aparente 260 kg/m3; densidad después de lavado a contracorriente 230 kg/m3; grado de uniformidad 1,3, contenido de cenizas 7% en peso; pH alcalino; humedad (empaquetado) 2% en peso.
La temperatura de los gases residuales está comprendida entre 20 °C y 30 °C en la entrada y entre 20 °C y 30 °C en la salida del primer reactor.
5
10
15
20
25
30
35
Los gases residuales tratados se introducen a continuación en un segundo reactor. El segundo reactor es un reactor SULFACID que presenta un volumen de 2 m3 y está relleno con 1 m3 de carbón activo de la marca Norit- RST3, PK 2.5, Calgon Carbon - Centaur HSV, Jacobi-Ecosorb G-SWC80, VRX-Super, CPPE 25, CPPE 30.
Estos catalizadores consisten en un granulado de carbón activo o carbón de turba, con un tamaño de grano comprendido entre 1-3 mm; 2-4 mm o 3-5 mm, y que se han producido mediante activación con vapor. Se garantizan por parte del fabricante las siguientes propiedades generales: índice de yodo 800; adsorción de azul de metileno 11 g/100 g; superficie interior (B.E.T) 875 m2/g; densidad aparente 260 kg/m3; densidad después de lavado a contracorriente 230 kg/m3; grado de uniformidad 1,3 - contenido de cenizas 7% en peso; pH alcalino; humedad (empaquetado) 2% en peso.
El carbón activo del segundo reactor se pulverizó con 25 l de ácido sulfúrico a una concentración de 1000 g/l cada 15 minutos.
Esta serie de ensayos duró aproximadamente 30 minutos y se trataron aproximadamente 150 Nm3 de gas residual.
La figura 6 muestra resultados de una segunda serie de ensayos en la misma planta que en la primera serie de ensayos.
En esta serie de ensayos, se utilizaron gases residuales que contenían SO2 de la misma planta de contacto que en la primera serie de ensayos. El contenido de SO2 de los gases de ensayo fue, no obstante, inferior (entre 4500 ppm y 2500 ppm).
El ensayo duró aproximadamente 120 minutos y se trataron aproximadamente 600 Nm3 de gases residuales.
En los ensayos se utilizaron aparatos de análisis de humo de la marca Testo. Los aparatos son de nueva generación (año de construcción: 2009) y estaban calibrados por el fabricante. Además, en los ensayos se confirmaron los datos de análisis de estos aparatos de análisis de humo con mediciones químicas en húmedo llevadas a cabo paralelamente. Los resultados se encuentran para todas las medidas dentro de las tolerancias de desviación permitidas.
Estos dos ensayos muestran que el SO2 de los gases residuales se convierte en el primer reactor (casi) totalmente en SO3 y el SO3 se convierte solo en el segundo reactor (casi) totalmente en H2SO4.
Mediante la conversión rápida y completa de SO2 gaseoso en SO3 gaseoso en el primer reactor no tiene lugar la saturación del catalizador de carbón activo en el primer reactor.
Explicación de los símbolos:
10 Reactor
74 Dispositivo de pulverización
12 Entrada
76 Dispositivo de pulverización
14 Lecho fijo
78 Dispositivo de pulverización
16 Salida 18 Tubería 20 Absorbedor
22 Serpentín de calentamiento/refrigeración
24 Salida
26 Tanque
28 Bomba
30 Tubería
32 Fondo
34 Salida
36 Tubería
38 Tubería
40 Bomba
42 Separador
44 Reactor SULFACID
46 Dispositivo de pulverización
48 Material de relleno plástico
50 Carbón activo
52 Salida
54 Torre de secado 56 Tubería 58 Bomba
60 Dispositivos de pulverización
62 Salida
64 Tubería
66 Soplante
68 Tubería
70 Reactor
72 Colector de gotas

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la eliminación catalítica de dióxido de azufre de gases residuales en dos reactores, en el que el primer reactor está cargado con un catalizador de carbón activo, caracterizado por las etapas siguientes:
    a. proporcionar un gas residual con un contenido de agua inferior a 1 g de H2O/N1T13 y un contenido de SO2 de por lo menos 5 ppm,
    b. introducir los gases residuales en un primer reactor,
    c. convertir catalíticamente el SO2 en SO3 gaseoso en el primer reactor mediante el catalizador de carbón activo, realizándose la conversión catalítica sobre el catalizador de carbón activo a una temperatura inferior a 100 °C,
    d. introducir los gases residuales prepurificados procedentes del primer reactor en un segundo reactor,
    e. convertir el SO3 con agua en H2SO4 en el segundo reactor.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que los gases residuales que se van a tratar contienen como máximo 0,8 g de agua por Nm3 de gas residual, preferentemente como máximo 0,7 g de agua por Nm3 de gas residual, y como máximo 0,4 g de agua por Nm3 de gas residual.
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el contenido de SO2 de los gases residuales asciende como máximo a 180'000 ppm, preferentemente como máximo a 130'000 ppm, de forma particularmente preferida como máximo a 110'000 ppm, y en particular, como máximo a 100'000 ppm.
  4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura de entrada de los gases residuales está comprendida entre la temperatura ambiente y 150 °C.
  5. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presión de los gases residuales en la entrada del primer reactor está comprendida entre 800 y 1400 mbar.
  6. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se convierte por lo menos el 60% en volumen del SO2 contenido en los gases residuales, preferentemente por lo menos el 75% en volumen, de forma particularmente preferida por lo menos el 90% en volumen, y en particular por lo menos el 98% en volumen.
  7. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el contenido de O2 de los gases residuales asciende a por lo menos el 2% en volumen, preferentemente por lo menos el 5% en volumen, de forma particularmente preferida por lo menos el 8% en volumen, y en particular por lo menos el 10% en volumen.
  8. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el contenido de O2 es más de 8 veces superior al contenido de SO2.
  9. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el catalizador de carbón activo es un catalizador de carbón activo de turba natural o un catalizador de carbón activo extruido de madera.
  10. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se descarga un ácido H2SO4 de por lo menos el 10% en peso, preferentemente de por lo menos el 50% en peso, de forma particularmente preferida del 70% en peso, y en particular de por lo menos el 96% en peso.
  11. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento se realiza en un primer reactor, que comprende un lecho catalizador de carbón activo.
  12. 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el procedimiento se realiza en un primer reactor, que comprende una pluralidad de lechos catalizadores de carbón activo conectados en paralelo.
  13. 13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el procedimiento se realiza en un primer reactor, que comprende una pluralidad de lechos catalizadores de carbón activo conectados en serie.
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