Análisis y optimización del proceso de desulfuración de gases de combustión con agua de mar.

• Autores: Fernando Vidal-Barrero
• Directores de la Tesis: Pedro Antonio Ollero de Castro (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2003
• Idioma: español
• ISBN: 9788469399569
• Número de páginas: 240
• Tribunal Calificador de la Tesis: Vicente J. Cortés Galeano (presid.), Jose Francisco Vale Parapar (secret.), Encarnación Rodríguez Hurtado (voc.), Jesús Otero Ruiz (voc.), Andrés Arévalo Martínez (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • La utilización de agua de mar como agente absorbente en sistemas de desulfuración es un método tecnológicamente más sencillo, eficiente y económico que otros actualmente en operación. Las ventajas principales que presenta son: alta eficacia de desulfuración (se pueden obtener rendimiento mayores del 99%); agua de mar disponible en centrales costeras que ya la emplean en los condensadores; no requiere el uso de absorbentes alcalinos ni genera residuos sólidos; y no se producen problemas de deposiciones, usuales en otros procesos de desulfuración.

    Sin embargo presenta algunos inconvenientes que dificultan su uso, fundamentalmente en instalaciones existentes que necesitan implantar un sistema de desulfuración: la gran cantidad de agua de mar que debe utilizarse; y la gran superficie que ocupa la planta de tratamiento de agua. Estos dos grandes inconvenientes están directamente relacionados con la lenta cinética de oxidación de sulfito a sulfato y con las condiciones de pH requeridas para maximizar la velocidad de oxidación.

    Por ello, el principal objetivo del trabajo de investigación realizado es estudiar a fondo la cinética de oxidación con el fin de poder optimizar el proceso de desulfuración. Minimizando los inconvenientes citados se reducirán los costes de operación e inversión, así como las necesidades de espacio, conduciendo todo ello a que la Tecnología de Desulfuración con Agua de Mar sea más competitiva.

    La presente Tesis se ha desarrollado en tres grandes etapas. La primera ha consistido en la realización de un programa experimental para estudiar la oxidación del S(IV) en agua de mar. Se han realizado un gran número de experimentos a escala laboratorio centrados, principalmente, en la determinación cinética, tanto catalítica (homogénea y heterogénea), como no catalítica.

    Con los resultados obtenidos se han afrontado el diseño y construcción de una planta piloto de desulfuración con agua de mar, consistente principalmente en una torre de absorción de SO2 con un relleno estructurado de alta eficacia, una unidad de oxidación del S(IV) presen en el efluente ácido de la torre, y un sistema de regeneración del agua de mar utilizada. De esta forma se han podido validar, a una escala representativa, las conclusiones de los estudios cinéticos, así como establecer las condiciones óptimas de operación del proceso.

    A título orientativo se ha realizado una evaluación técnica y económica preliminar de la tecnología propuesta, comparándola con un proceso convencional de desulfuración con agua de mar.

    La tercera etapa ha consistido en desarrollar un modelo riguroso de simulación con el objeto de proporcionar una herramienta útil para la toma de decisiones a la hora de diseñar una planta de desulfuración con Agua de Mar. En primer lugar se han modelado la transferencia de materia gas-líquido y el equilibrio químico en el agua de mar. Posteriormente se han desarrollado modelos que simulan el comportamiento en las dos unidades principales, la torre de absorción y la planta de oxidación. Todos ellos han sido validados comparándolos con los resultados obtenidos en la planta piloto.

    La presente Tesis presenta un alto grado de innovación debido a la ausencia de trabajos publicados que versen específicamente de la desulfuración húmeda con agua de mar, tanto en su vertiente cinética, como en el desarrollo de modelos de simulación.