acido sulfurico - Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático

Instituto Nacional de Ecología
Libros INE
CLASIFICACION
AE 001745
LIBRO
Estudio para la Evaluación de
Impacto Ambiental de la Industria de
TOMO
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111
AE 001745
FIG .3 MATRIZ 4É EVAWACION DE IMPACTO AMBIENTAL PARA LA ACTIVIDAD DEL ACIDO SULFÚRICO
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SECRETARIA DE DESARROLLOj
URBANO Y ECOLOGIA
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SUBSECRETARIA DE ECOLOGIA
DIRECCION GENERAL DE ORDENAMIENTO ECOLOGICO
E IMPACTO . AMBIENTAL
.
ESTUDIO PARA LA EVALUACION DE IMPACTO
AMBIENTAL DE LA INDUSTRIA DEL
"ACIDO SULFURICO .
I. D . D. E . C., S. A .
I. D. D. E . C., S. A .
INSURGENTES SUR 576-22 PISO MEXICO 12,0.F. TELS. 536-55-83 536-82-30
ESTUDIO PARA LA EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL
DE LA INDUSTRIA_ DEL ACIDO SULFURICO
NUMERO DE CONTRATO
84-7-BE-A-012-4-0-4
RESPONSABLE TECNICO
POR LA COMPAÑIA
ING . MARIANO FRANCO ARROYO
RESPONSABLE TECNICO
DE LA DIREC . GENERAL:
ING, JORGE VEGA DOMINGUEZ
FECHA DE INICIO
1" DE OCTUBRE DE 1984
FECHA DE TERMINO
31 DE DICIEMBRE DE 1984.
INVESTIGACION, DISEÑO, DESARROLLO, EVALUACION, CONSTRUCCION
EN INGENIERIA AMBIENTAL
4
INDUSTRIA DEL ACIDO SULFURICO.
'I N DICE .
I .- INTRODUCCION.
I.1. Antecedentes.
I.2. Objetivos
I.3. Alcances
I.4. Resumen.
II . . DESCRIPCION DE LA INDUSTRIA DEL ACIDO SULFURICO.
II .1 Panorama Nacional
1I .1 .1 Obtención de materias primas para la producción de ácido
sulfúrico (H 2SO4 )
II .1 .2 Localización de las plantas productoras
. 11 .1 .3 Actividades asociadas.
II .1 .4 Producción, Importación, Exportación y Consumo.
II .1 .5 Distribución del mercado de ácido sulfúrico.
II .1 .6 Proyecciones.
'11 .2 Descripción de la actividad por fases.
II .2 .1 Combustión de Azufre
II .2 .2 Conversión de dióxido de azufre (SO 2 )
II .2 .3 Absorción de Trióxido de azufre (SO 3 )
III . IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LOS POSIBLES IMPACTOS AMBIENTALES DE LA ACTIVIDAD DEL ACIDO SULFURICO.
III .1 Factores de riego .
III .2 Metodología de evaluación de impactos empleada y justificación de -•
la misma.
III .3 Identificación y Descripción de los posibles impactos ambientales de la actividad del ácido sulfúrico.
III .3 .1 Fase. de construcción.
III .3 .2 Fase de operación.
IV.
DISEÑO .Y DESCRIPCION DE LAS MEDIDAS DE MITIGACION PARA LOS PRINCIPALES -IMPACTOS IDENTIFICADOS.
V.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Referencias.
Bibliografía .
INDICE DE TABLAS.
1.-
Compañías productoras de ácido sulfürico y localización
2.-
Producción, Importación, Exportación y otras características para el H2SO4 , en toneladas.
3.-
Distribución del mercado de ácido sulfúrico
4.-
Proyecciones estimadas para ácido sulfúrico, en M Tons.
5.-
Resumen de materias primas, insumos, productos y subproductos involucrados
en los procesos de la actividad del ácido sulfúrico.
6.-
Resumen de contaminantes emitidos en los procesos de la actividad del --ácido sulfúrico.
7.-
Generación de contaminantes.
8.-
Factores de emisión de SO 2 para plantas de ácido sulfúrico de acuerdo con
la eficiencia de conversión.
9.-
Distribución de tamaño de partículas en los efluentes del absorbedor, enplantas de ácido sulfúrico.
10.- Principales características de las regiones del Territorio Nacional
11 .- Proceso para la eliminación de SO 2
12 .- Efecto de los separadores de niebla de malla metálica sobre la recogida de niebla ácida .
INDICE DE FIGURAS.
de
1.-
Localización
la actividad del ácido sulfúrico.
2.-
Esquema de la producción de ácido sulfúrico.
3, Matriz de evaluación de impactos ambientales para la actividad del ácido'sulfúrico.
4.-
Metodología de red, para la evaluación de los impactos ambientales para la actividad del ácido
sulfúrico.
5 .- Matriz de evaluación de . Impacto Ambiental para la actividad del H 2 SO4 , -sobre las diferefites regiones ' del país.
6 .- Diagrama de flujo del proceso Bayer (doble contacto) para ácido sulfúrico .
I .- INTRODUCCION
1 .1 . Antecedentes
lá industria Química . Inorgánica cubre un sinnúmero de productos, --
los cuales son el punto de partida para la fabricación de una gran cantidad de
compuestos necesarios no sólo para la Industria Química, sino para muchas ---otras también.
Dehtro de los principales químicos inorgánicos básicos, se pueden mencionar : Carbonato, bicarbonato y tripolifosfáto de sodio, sosa caústica, -sulfato de sodio,
óxido
de magnesio, cloro ; ácido sulfúrico, clorhídrico,
fluorhídrico, fosfórico, nítrico y crómico ; éstos integran lo que puede con--siderarse hoy en día la Industria .Química Inorgánica, en México (ref . 1).
La importancia que tiene dicha industria en el país, es indiscuti-ble, Ilegandose a utilizar como indicador del desarrollo de
su
economía .- (ref.
1) .
Sin embargo, la instalación y operación de una nueva planta para la
producción de cualquier producto mencionado causa fuertes efectos en el medio
y al hombre, por .lo que la Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología (SEDUE),`
en su afán por protegerlos, se ha dado la tarea de puntualizar dichos efectos-!
#con el fin de minimizarlos, sin que esto repercuta en el desarrollo de . la ---economía del país, razón por la cual este estudio está avocado a los impactosocasionados por la producción de ácido sulfúrico.
1 .2 . Objetivos.
Los objetivos de este estudio son:
a
Identificación de los impactos ambientales causados por la construcción y operación de una planta de ácido sulfúrico en el ---país.
Señalar las medidas de mitigación para los principales impactos
identificados.
I .3 . . Alcances.
Dar . los lineamientos a seguir, para la evaluación de un estudio deimpacto ambiental causado por la opéración de una planta de ácido sulfúrico.
1 .4
Resumen.
El ácido sulfúrico (H 2SO4), es un producto químico inorgánico, ----
utilizado en una gran variedad de industrias, entre las que destacan, la indus
tria .de pegamentos, explosivos,tfa,nacéuticos, alimentaria, del rayón, acero yfertilizantes . En México esta última es la que absorbe la mayor producción --disponible en el país.
El H
2SO4 puede ser obtenido a partir de diferentes materi.as_ ,primas:
azufre elemental, pirita, hidrodesulfuración del petróleo y endulzamiento del.
gas natural, o utilizando el ácido sulfúrico gastado, el cual es desecho de -fundidoras y refinerías .
i
En la República Mexicana, se extrae el azufre de los Estados de --S .L .P ., B .C ., Qro ., SE de Ver ., y en los domos salinos del Itsmo de Tehuante-pec . Para su extracción se utiliza el método Frash y la principal empresa que
lo realiza es Azufrera panamericana.
Los yacimientos de pirita, se encuentran en las llanuras Boreales déntro de*Dgo ., Coa . N .L . y Chih ., en el NE de B .C ., en la Meseta de Anáhuac,en Hgo ., Jai . y la Sierra Madre del Sur ; además én porciones de Col ., Mich ., Qro . y Oax .
La hidrodesulfuración del petróleo y el endulzamiento del gas natural, hace a Pemex el principal productor en azufre nacional.
Las plantas productoras de H 2 SO4 estan localizadas en diversas
regiones del
país,
ya que por ser un servicio auxiliar dentro de los procesos,
la misma planta que lo produce lo consume.
Dentro de las actividades asociadas a esta industria se encuentra la producción-de óleum, que es SO 3 disuelto con H2SO4 (100%).
La tasa de crecimiento de la producción de H2SO4 para el período de
1978 a - 1982 fue de 2 .8% promedio anual.
En cuanto a la tasa de crecimiento del consumo para el mismo periodo
mencionado fue de 7 .7% promedio anual . Lo que significa que si se continúa con
la misma tendencia para 1985 se tendrári :que importar casi 100,000 tons . y para 2000,7'148,600 tons . de H 2 SO4, para satisfacer la_demanda nacional .
La industria de los fertilizantes absorbe el 68 .4% del consumo de H2SO 4 , le sigue la Industria Química con un 16%, el 15 .6% restante lo absorben
la refinación de petróleo, minerva y metales, entre otros.
El
proceso utilizado actualmente en México para la producción de
H2 SO4 es el de contacto, siendo las operaciones que involucra : . combustión,'--conversión y absorción.
En
cuanto al almacenamiento de éste se realiza en tanques atmosféri-
cos y el óleum en tanques con venteos a una torres . El transporte es por carros
tanque o pipas'de ferrocarril.
Los principales factores de riésgo involucrados en la actividad del '
H2SO 4 son en . .el almacenamiento de éste, en el manejo y almacenamiento de óleum
_ y por emisiones de SO2 . Debido a que pueden'producirse fugas en los tanques de
almacenamiento de H2SO4 u óleum y producirse explosiones o fugas masivas de
SO2 , en la torre de absorción, el cual es venenoso.
Las metodologías utilizadas para la evaluación de impactos ambienta
les fueron de matriz y de red . Se estructuró ademâs una matriz involucrando las diferentes; regiones del país, con los principales impactos ambientales ---identificados.
Para la fase de construcción, las principales actividades que cau-san impacto, son el desmonte, sistemas de drenaje y excavación, las cuales --afectan al suelo a la flora y fauna terrestre y al agua, dicho impacto es de mayor
importancia en las regiones trópico húmedo y seco, por sus característi-
cas de vegetación y ecosistemas sensibles .
Además se produce un fuerte impacto socioeconómico, por la demandade mano de obra necesaria y que es generalmente, satisfecha por personas de -otros sitios, dando lugar a la emigración, formándose campamentos que despúesserán verdaderas poblaciones qua no'cuentan con'la infraestructura'necesaria,afectando asía las poblaciones ya establecidas ..
Este impacto cobra mayor relevancia en la región árida, por ser --escasamente poblada.
El impacto positivo generado en esta fase es para la economía de la
región .
Durante la fase deoperación,'los principales factores ambientalesafectados, son el aire,
la
biota terrestre, la salud y seguridad del hombre, y
en menor proporción la calidad del agua.
Lo anterior es debido a las emisiones producidas (en la torre de -absorción), de SO2 , SO3 y nieblas de ácido sulfúrico„ y por la descarga de --aguas de enfriamiento . -
Los factores de emisión promedio para los contaminantes mencionados
.son : 30 kg de SO 2 , 1 .5 a 6 kg de niebla, ácida y .0 .1 kg de SO3 por tonelada deH2SO4 .
.-
.
--
El SO2 es un gas .:irritante perceptible en concentraciones mínimas,
y tiene su principal efecto sobre el tracto respiratorio .
Aparte de afectar .a los humanos, el SO 2 afecta también a las plantas, causando. "necrosis" (destrucción de tejidos), "clorosis" , (las hojas se -tornan blanquecinas o .amarillentas) . Afectan la producción de cosechas princi
palmente de leguminosas, trigo cebada y alfalfa.
Los efectos producidos por aerosoles del H 2SO 4 sobre las plantas;--,
son pequeñas manchas sobre las hojas.
Sobre los materiales metálicos la niebla de H2SO4 , causa corrosióny sobre los materiales de construcción desgaste.
Los estándares de emisión promulgados por la EPA, en 1971, para los
contaminantes de plantas de H 2SO4 son los siguientes : SOx, 4 .0lb/ton . ., niebla
ácida 0 .15 lg/ton ., visibilidad 10%.
El impacto positivo generado . por la producción de H2SO4, es en el
aspecto socioeconómico, ya que una planta de este tipo se convierte en una --fuente de empleo permanente, beneficiando con ello a los habitantes de la
región, así como a la economía nacional, dada la importancia de este producto.
Las medidas de mitigación para los principales impactos iden_-tificados son las siguientes : la no construcción de plantas en zonas con abundante vegetación natural, la construcpión de unidades habitacionales para el personal que laborará en lá obra : Lo anterior en lo que respecta a la fase de
construcción ..
Para la fase de operación, deberán instalarse los equipos necesarios
para disminuir las emisiones a la atmo"sfera . Siendo estos las siguientes : --Para SO2 , como, más factibles sé consideran ; ;aumentar la altura de las chimepeas (al doble se . reduce la emsión en una cuarta parte) o adoptar el proceso
Bayer, consistente en la adición de una torre de absorción de SO 3 , antes de la
ultima etapa de conversión . Dando lugar a una conversión del 99 .7% lo que
representa una emisión de SO 2 de 2 kg/M ton H 2SO4 .
Para la niebla ácida existen 3 tipos de recuperación : Precipitadores electrostáticos, filtros de fibra y vidrio y filtros de tela metálica.
Las emisiones de SO L se reducen con un mantenimiento adecuado de la
planta .
RESUMEN DE LAS PRINCIPALES ACTIVIDADES QUE CAUSA IMPACTO
AL MEDIO.
A continuación se prese ttan los criterios utilizados para ponderar -los impactos significativos sobre*el medio, para las principales actividades que
causan . impacto dentro de la industria del âcido sulfúrico.
Dicha evaluación 'se - basa'tanto en - los resultádos'dela . matriz,. como'-i3
en los impactos secundarios"y terciarios,
que resultan de la metodología de red.
CRITERIOS UTILIZADOS PARA PONDERAR LOS IMPACTOS MAS
SIGNIFICATIVOS.
IMPORTANCIA
7
MAGNITUD
Muy - alta*
'
Impacto
CRITERIO.
directo irreversible
Alta
6
Impacto directo a largo plazo.
Media alta
5
Impacto directo a cumulativo.
4
Media
4
Impacto indirecto á largo plazo .-
3
Media baja
3
Impacto indirecto acumulativo.
2
Baja-
2
Impacto directoa corto plazo.
1
Muy baja
1
Impacto indirecto a corto plazo .
SULFURICU.
ACTIVIDAD
Oesdiol'I'te
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Mil*
a) Pérdida de la cubierta vegetal
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Dicha'ac'ti .vidad se concidera de muy alta magnitud e -importancia, debido a que al realizar el desmonte se elimina toda la vegetación existente :en el área de empl
7/7 '
zamiento, con lo cual desaparecerá' la cubierta
asi como la biota asociada a ésta .
.
Generación dd ---empleo
.
,
a) socioeconómico
La emigración causada por la generación de empleos,
6j7
pr
ducirá un fuerte impacto socioeconómico (el cual es -descrito en el cap, Ill') sobre la población existente
asi cOmo'sobre la nueva . comuni.dad formada.
Producción de ---H 2 SO4
-Conversión
vegetas
.
- , --'
a) calidad del aire
.4
Dicha actividad es la . principal fuente de contaminas
6/7
en la
d~:stribución de biota terrestre
.
c) Salud del hombre
.
o
.
6/7
d) Corrosión de bienes materiales
7/6
e) Pérdidas económicas
4/6
* M/l Magnitud / Importancia:
industria del ácido sulfúrico, debido a la efic .
cia de la c9nversión de SO 9
esta, la emisión de SO
a SO 3 , ya . que dependiendo
aumbntará o disminuirá .
Se col
dera un impacto directo a largo plazo ya que el SO
e
la atmósfera afecta directamente la salud del hombe,
asi como la biota terrestre, influyendo en la disminu
del rendimiento de cosechas .y en la corrosión de los
materiales metálicos y deseaste de construcciones, lo
cual repercute indirectamente en•pérdidas económicas .
II .- DLSCRIPCION DE LA INDUSTRIA DEL ACIDO SULFURICO.
II .1 . Panorama Nacional.
E1 ácido sulfúrico (H 2SO 4 ), es un producto utilizado en diferentesindustrias . Es usado en ios . procesos desde concentraciones muy bajas para---control'de PH de soluciones salinas, hasta"soluciones fumantes t .Oleuml usados-'
en la industria de pigmentos', explosivos y farmaceútica . 'Es producido y sumtz
nistrado en . grados de pureza'exactos para ia'industria alimenticia, del rayon,
pigmentos'y farmaceútica"y con'especificación méñós exacta para usarse en la del acero, química pesada'y'la del superfosfato ;además es recuperado de va--rios procesos para su empleo en-otras industrias (ref . 1).
En México ; el'principaT consumidor de ácido sulfúrico es la indus-tria de-los fertilizantes (ref . 3) . ..
II .1 :1 . Obtención de materías'primas'para la'producción'de ácido sulfúrico(H2SO4 ).
El H2SO4 , es producido'a partir de diferentes materias primas, sien
do la principal de azufre elemental ' ,•pero'también a partir de pirita (FeS2), o
por la hidrodesulfuración del petróleo y . endulzamiento de gas natural' . ; o -=utilizando el ácido sulfúrico, . gastado (desecho de fundicióras' y refinerfas) .
II .1 .1 .1 . Yacimientos de Azufre en México.
En la República Mexicana se extrae el azufre enescala comercial, de los Estados de San Luis Potosí, Baja California, Querétaro, Sureste de Veracruz y . en
los
domos salinos del Itsmo de Tehúantepec (ref.
3), utilizando para su extracción el método Frash, y la principal empresa que.
16 hace es Azufrera Panamericana ; la cual lo distribuye en el país mediante -góndolas o furgones de ferrocarril, o bién por carros tolva o camiones.
II .1 .1 .2 . . Yacimientos de pirita en México.
Por lo que respecta a-la pirita la principalmente
usada es la de-fierro, cuyos yacimientos se encuentran esparcidos en diferentes
regiones del Territorio Nacional, tales comó las llanuras boneales ; dentro de Jurarrgo,'Coahuila, Nuevo León y Chihuahua ; en el noreste de Baja California, en
la meseta de Anáhuac, en Hidalgo=y Jalisco y en la Sierra Madre del Sur ; además
en porciones de Colima, Michoacan, Querétaro y Oaxaca .(ref . 3), transportándose
a las plantas de tostación, por los mismos mecanismos mencionados anteriormente.
II .1 .1 .3 . Otras fuentes de obtención.
Por otro lado la .hidrodesulfuración del petróleo_
y el endulzamiento del gas natural hace a Pemex el principal productor de azu-fre nacional, sus refinerías de Tula, Hgo ; Poza
Rica,
Ver ; Salamanca, Gro;
Ciudad Madero, Tam ; Cadereyta N .L ., entre otras, colocan el azufre con cual---quier parte de la República, usando para su distribución los metodos anterior-mente citados.
Con lo que respecta al ácido sulfúrico
,gastado (85% W/W H 2SO4 ), éste es desecho de las fundidoras de metales, así
como de algunas refinerías ; y no puede volver a usarse ; por lo cual en hornosgrandes lo incineran,a para recuperarlo coma dióxido de azufre y volver a ---convertirlo en ácido sulfúrico .y óleum . Normalmente estas plantas forman parte de la misma empresa fundidora.
II .1 .2 . Localización de las plantas productoras.
Las plantas productoras de ácido - sulfúrico . están localiza-das en diversas regiones del país ; ya que por ser un servicio auxiliar ' dentrode los procesos, la misma planta que lo produce lo consume ; además de que es
más económico producirlo que comprarlo, obteniendo también vapor en su produc.
cion .
En la tabla siguiente, se presentan las compañías que lo
producen (ref . 2), así como el lugar donde se localizan (fig . 1) .
S IMBOLO G IA .
1.
ZONA ARIDA
r-
ZONA TEMPLADA
TROPICO HUMEDO
TROPICO S E C 0
ESTADOS
EXTRAE
DE DONDE SE
AZUFRE .
EL.
E ADOS DE DONDE 3
CUfTRAN YACIMIEN
PLANTAS DE
I
FIG .1 LOCALIZACION DE LA ACTIVIDAD DEL ACIDO
SULFUR ¡CO -
I
H280 4
n
A
TABLA 1 : COMPAÑIAS PRODUCTORAS DE ACIDO SULFURICO Y LOCALIZACION.
NOMBRE
LOCAL_IZACION.
ALCAMEX
Querétáro.
AZUFRERA PANAMERICANA "
I tsmo de Tehuantepec %
CYDSA
Monterrey, N .L.
COMISION DE FOMENTO MINERO -
Edo . de México.
FABRICA NACIONAL DE EXPLOSIVOS ..
Durango
FENOQUIMIA, S .A.
Cosoleacaque, Ver . ..
FERTIMEX, S .A
Pajaritos, Minatitlán, Coatzacoalcos
en Veracruz
Lázaro Cárdenas, Mich : y Querétaro.
INDUSTRIA MINERA MEXICO
Chihuahua
PEROLES, S .A.
Chihuahua
INDUSTRIAS
INDUSTRIA QUIMICAS .DE MEXICO, S .A.:
S .L .P . ; Guadalajara, Jai.
INDUSTRIA RESISTOL
Edo . de México.
MAGNESIO, S .A.
-Puente de Vigas, Edo . de Méx.
MEXICANA DE ZINC, S .A.
Monterrey, N .L.
QUIMICA FLUOR, S .A.
Matamoros, Tam.
UNIVEX, S .A
Salamanca, Gto.
ZINCA MEX, . S .A.
Guanajuato .
.
1I .1 .3 . Activiadades asociadas.
-.
3
Dentro de las actividades asociadas a esta industria se --puede . mencionar la producción de óleum, el cual es SO3 disuelto con ácido .---sulfúrico 100%;no,todas las plantas productoras de H 2SO4, producen óleum.
II .1.4 . Producción, Importación, Exportación y Consumo.
En la siguiente tabla se presentan los datos mencionados
para el período comprendido entre 1978 y 1982 (ref . 2).
TABLA 2 .
PROD000ION, IMPORTACION, EXPORTACION Y OTRAS .CARACTERISTICAS,
PARA EL H 2SO4 EN TONELADAS.
A A 0
1978
1979 -
1980
1981
1982 . -
2,372 .4
2,041 .3
IMPORTACION
51 .1
57 .0
98 .5
EXPORTACION .
35 .0
18 .3
------
-------
---------
2,388 .5
2,080 .0
2,458 .03
3,049 .6
3,202 .1
1 .8
24 .0
5 .0
3,168 .0
3,160 .0
3,168 .0
PRODUCCION
CONSUMO
APARENTE
CRECIMIENTO C .A . %
4 .3
CAPACIDAD INSTALADA
3,168 .0
2,359 .53
(13)
3,168 :0
a) Aproximadamente el 88% del
2,619 .4
430 .2
2,732 .62
469 .5
ácido sulfúrico disponible en
el país es consumido por los mismos productores.
b) Existen proyectos reportados por 858,000 ton/año
c) Las importaciones no incluyen óleum.
Como puede observarse la tasa de producción de H 2SO 4 , parael,período de 1978 a 1982 fue de 2 .8% promedio anual
C. . ;
:.
,Ademâs, a partir de 1980 se deja de exportar
el H 2SO4 y aumenta el volumen de importación para satisfacer el consumo interno.
II .1 .5 . Distribución del mercado de ácido sulfúrico.
Se presenta la distribución del mercado (ref . 2) del ácidosulfúrico en el país,• .donde se observa que .1a mayor proporción, 68 .4% lo con-sume la industria de los fertilizantes, siguiéndole la industria química con un 16% ; el 15 .6% restante, lo consumen .la refinación
de petróleo, minería y --
metales entre otros ..
TABLA 3 .
DISTRIBUCION DEL
M E R C A
Fertilizantes
MERCADO DE ACIDO SULFURICO.
D 0
68 .4
Industria Química Orgánica
6 .5
Industria Química Inorgánica
9 .5
Tratamiento de metales
3 .8
Refinación de Petróleo
2 .9
Minería
1 .6
Otros
7 .3
II .1 .6 Proyecciones.
En lo que se refiere a la localización de nuevas plantas productoras como ya se menciono ; : no existe un lugar específico donde sea masfactibie la producción de ácido sulfúrico . Asi que puede considerarse que
cualquier .lugar del país donde se instale una planta química,-minero-metalúrgi
ca,'o de fertilizantes se producirá ácido sulfúrico, ya .que .1os principales -productores de azufre (PEMEX y Azufrera Panamericana) distribuyen sin proble-mas esta materia prima-, :por carros . tol4a o camiones.
Las proyecciones estimadas para 1985, 1990, 1995 y 2000, de
ácido sulfúrico se presentan en la tabla Ma 4 . ..
TABLA 4 .
PROYECCIONES ESTIMADAS PARA . ACIDO SULFIIRICO, EN M TON.
R. 0
1985
Producción
. . 1990
1995
2000
3,074 .3
3,723 .6
4,372 .9
5,022 .1
4,000 .2
5,796 .4
8,399 .2
12,170 .1 :
(P=0 .876 ajuste li-
neal) '
.
Consumo aparente
(Crecimiento 7.7% anual)
Como puede observarse de la tabla 4 si• la producción y el consumo, continuan con la misma tendencia, . para 1985 ' habra necesidad de importar casi 100,000 ton . y para 2000,7'148,600 toneladas de H 2SO 4 para satisfacer
el mercado nacional.
II .2 ; Descripción de la Actividad por Fases.
v
Los procesos de producción . de ácido sulfúrico involucran las reac-ciones siguientes :
catalizador
+ S0 3
H 2SO4.
La reversibilidad de la segunda reacción ha sido el factor princi-pal que afecta las emisiones totales de óxidos de azufre.
La formación de .S02 puede hacerse por varios procesos alternativos,
los cuales son : combustión de azufre elemental, combustión de ácido gastado, tostación de piritas o recuperación_ directa de gases eñ . fúñdt ion .. .
Los procesos utilizados para la producción de ácido sulfúrico a ---partir de azufre son : el proceso de contacto y el de las-cámaras de plomo ; sinembargo actualmente este úl .timo'ya no se utiliza, por lo que únicamente . se describirá el de'contacto (fig . 21.
Las operaciones en la producción de H 2SO4 Cref ."4) son : combustión,
conversión y absorción,-se describirán brevemente cada uno de'elios.
II .2 .1 . Combustión de azufre .
ALHE SEGO
4
' COMBUSTIOR DE
AZUFRE
AIRE
V 2 : .0 5
CATALIZADOR
6-4
CONVERSION
(SO,'4 I S0)
TOS ;TADO
S0 3
TORRE DE
ABSORCION
0
H 2 SO 4 28%
~
~
...I>,
COMBUSTION DE --
ACIDO .RESIOUAL
LODOS ACIDOS
. COMBU~TIBLE
Y
SO 2
NPURO
.. ..~, LINPIEZA OE
GASES
~
GAS DE
FUNOICION
EMISIONES GASEOSAS
_..n
DESECHO LIQUIDO
DESECHO SOLIDO
FIGURA-2 .- DIAGRAMA'DE'FLUJO . DE''LA'PR00000ION DE ACIDO SULFURICO .
a
El
azufre elemental es quemado con aire para formar dióxido
de azufre gaseoso. en concentraciones de 8 a 11% . Si . el azufre se encuentra -sólido existe un paso previo de fundición y filtración para remover . ceniza, -los productos , de combustión caiientespasan a_ través de una caldera de recupera
ción de calor, donde se enfrían generándose vapor de alta presión . Son necesa
ríos 0 .5 ton Azufre/ton . SO 2 producido y 1 .2 N m3 aire/ton . SO2 . El quemadoropera de 700 a 1000°C y presiones de 2 a 6 psigsegún el diseño.
La reacción es exotérmica y se generan 1 100 kcal/kg SO 2 reduciéndo con ésto, el consumo de servicios ., . Sólamente fugas pueden presentarse como contaminantes puesto que el sistema es cerrado.
Como fuentes alternativas de bióxido de azufrepueden te--nerse :
a) Tostado de Piritas .- La pirita es alimentada con flujocontrolado a un tostador de lecho .fluidizado como un lodo .o partículas pequeñas trituradas .
El
aire de combustión se alimenta y durante la tostación los-
sulfuros que contiene : el mineral pasan a SO2 . Los gases formados son entonces lavados, requiriendose 250 litros de agua por tonelada de pirita ..
Mínimo contenido de azufre en el mineral
Máximo contenido de carbón
42%
8%
..
Resultan como subproductos óxidos de fierro los cuales son
vendidos para usarse en altos hornos.
La temperatura de operación es de 800 - 900 °C : Los servicios requeridos son 115 kwH de energía eléctrica y 20 m 3 de agua de enfriamien
to por tonelada de mineral generándose 250 kwH/ton pirita . El 'sistema es ---cerrado por lo que se pueden tener contaminación exclusivamente por fugas.
b)
Combustión de ácido residual .- El ácidó residual o lado
es bombeado a un horno de combustión donde es descompuesto a etta temperaturapara producirse SO2 . El ácido residual . usualmente contiene 90% de ácido
sulfúrico 4 .a 5% de agua y 5 a 6% de hidrocarburos.
La temperatura es de 1000 a 1100°C en el horno . Por ser -sistemas cerrados no hay contaminación externa ; sólamente por fugas.
c)
Limpieza de gases .- Debido a que los gases de salida de
los procesos de fundición y la combustión de ácido gastado contienen considera
bies cantidades de partículas, son lavadas con ácida débil . El gas es enfriado y pasado a través de un precipitador electrostático para remover polvos y nieblas de ácido sulfúrico . El gas lavado pasa a una torre donde es . secado -con ácido a1 :93% .antes de entrar al convertidor ..
El contenido normal de un gas de fundición es de 4 a 14% de
SO2 .
Consumo de Servicios:
Electricidad
52 kw-H/ton H2SO4
Agua para enfriamiento de gas 15 m3/ton H 2SO 4
Agua para enfriamiento deacidi40 m 3/ton H 2SO 4
De este proceso se obtiene agua de desecho contaminada y es
tratada para,remover partículas antes de disponer de ella.
' 11 .2 .2 . Conversión de dióxido de azufre (SO2 )
. El dióxido de azufre ya enfriado pasa a través de un con--vertidor y es transformado en trióxido de azufre en presencia de exceso de --oxígeno y catalizador de pentóxido de vanadio . Estos convertidores constan -usualmente de dos, tres o cuatro etapas, con interenfriadores y un postenfria-dor antes de entrar al proceso de absorción.
El contenido de . S02 de los gases que entran al convertidorestánentre 6-12% . La , e€iciencia dé esta etapa está entre 95-98% de conver--sión para . sistemas de 3 a 4 etapas.
Los requerimientos de :catalizador (pentóxido de vanadio) -son Tos siguientes :
Na DE . ETAPAS
EFICIENCIA DE
CONVERSION
2
94%
3
96%
98%
CATALIZADOR
1/día/ton H2SO4
..
120
"
145
165
La temperatura de entrada de los gases se encuentra de ---425 - 450°C, llevados'a cabo a presión cercana a la atmosférica.
De este proceso puede recuperarse vapor del enfriamiento --
. interetapas .
Todos los gases del convertidor son pasados .a la torre de absorción, de esta forma hay sólo emisiones fugitivas.
II .2 .3 . Absorción . de trióxido de azufre (SO3 )
El efluente del convertidor es pasado a través de una torre
de absorción para la producción de ácido sulfúrico o bien una torre de óleum para la producción de éste . El trióxido de azufre se combina con el agua delácido para formarlo con una eficiencia cercana al 100% . Si se produce óleum -;
(SO3 disuelto con ácido sulfúrico .100%), la corriente proveniente del convertí
dor es enfriada previamente a su entrada a la torre de absorción,llamada torre
de óleum, recirculando varias veces
el
óleum obtenido hasta obtener la concen-
tración deseada . Los gases del convertidor contienen de 4 a 12% de S03, SO2 ,
no convertido .y CO2 . . La torre de absorción opera entre 230 y 260°C y menos de
225°C para una torre de óleum.
Los gases de desecho de las torres de . absorción son la fuente principal de emisiones de plantas de H 2SO4 , por el proceso de contacto . El
gas efluente contiene dióxido de azufre que no reaccionó, trióxido de azufre no absorbido y niebla de ácido sulfúrico .
Siendo lasemisiónes promedio, las-
-Aiguientes :
30 kg de SO 2', 1 .5 a 6 kg de niebla de ácido sulfúrico y 0 .1 . kg de SO3 por ton . de H 2SO4 producido .
Los gases pueden también contener, óxidos de nitrógeno, los
cuales resultan de l os'compuestos de nitrógeno eh las materias primas usadas,cuando se utiliza ácido gastado, es más probable que se presenten.
En cuanto al almacenamiento del H 2SO4 , este
se
hace en tan-
ques atmosféricos y el óleum en tanques con venteo a una torre.
El transporte es por carros tanque, o pipas'de ferrocarril
En la tabla 5,-se .presenta un resumen de las materias primas, insumos, productos y subproductos para cada uno de
los procesos
que inter
vienen en la actividad del H2SO4 ; y en_la tabla 6 se'muestra un resumen de los
contaminantes emitidos por ' estos procesos .
f
AriLA
N
g
RESUMEN DE MATERIAS PRIMAS, INSUMOS, PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS INVOLUCRADOS
5
EN LOS PROCESOS DE LA ACTIVIDAD DEL ACIDO SULFURICO.
PROCESO U OPERACION
Combustión de azufre
MATERIAS PRIMAS
INSUMOS
azufre : 0 .5 ton'i ton S02
PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS.
no se requieren
S02 (8-11% mol)
aire : 1 .2 M3 N/ton . SO2 '
Tostado de pirita
Combustión de ácido residual
Pirita : 1 ton . .
Electricidad : 115 kw-H/ton . mineral
S0 2
Agua : 250 litros
aqua en Ito+ 20 m 3/ton mineral
Subp . :óxido de fierl
Acido residual contenidndo:
comtSusti ble ;
90% de H 2SO4, 4 a 5% agua
Súb : dióxido de carbon
5-6% de hidrocarburos
Limpieza de gases
.
SO 2
agua
Gases de fundición:
Electricidad : 52 kw-H/ton H 2SO 4
con un contenido de SO 2 de
agua eñf1da . de 15 m 3/ton H2SO4 de
4-14%
gases:
gas limpio SO 2
Agua enft6p . de 40 m 3/ton H 2SO4 de
Acido.
Conversión
gases de SO 2(6 a 12%)
no se requieren
SO3
pentóxido de vanadio:
de 120 a 165 1/dfa/ton . S02
segGn el número de etapas
Abosrción
Gases provenientes del converti
dor ; con una concentración de S0 3 dei 4 a 12%
- - - - - - - -
H 2SO 4
óleum
TABLA Ns 6
RESUMEN DE CONTAMINANTES EMITIDOS EN LOS PROCESOS DE LA
ACTIVIDAD DEL ACIDO SULFURICO.
FACTOR
CONTAMINANTE .
PROCESO
no hay
combustible de azufre
no hay
tostado de piritas'
no hay
combustión de acido gastado
Agua
aguas de desecho
Aire
vapor de agua
EMISION.
limpieza de gases
0 .02 a 0 .1% de SO 2
S0 2
Aire
emisiones fugitivas
conversión '
Aire
SO2' SO
absorción
y niebla
3
de H 2SO 4 y NOx
30 kg . S02/ton . H 2SO 4 =
(prom .) 1 .5 a 6 kg niebla
H2SO 4/ton . H 2SO 4 (prom .)
0 .1 kg de S0 3/ton . H 2SO 4
(prom .)
III . IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LOS POSIBLES IMPACTOS AMBIENTALES DE LA -
ACTIVIDAD DEL ACIDO SULFURICO.
III .1 Factores de riesgo.
Los principales factores de riesgo involucrados en la actividad - del
H2SO4 son ; en el almacenamiento de éste, manejo y almacenamiento de óleum y --
emisiones de SO2 .
Debido a que pueden producirse fugas accidentales en los tanques de
almacentamiento, de H 2SO 4 u óleum ; o fugas masivas de SO2 en la torre de absor
ción,i.o en algun lugar del proceso por mal funcionamiento de éste.
El H2SO4 por 61 mismo, no es flamable, pero a altas concentraciones
puede causar ignición por contacto con materiales combustibles . El H2SO 4 ---.
puede generar hidrógeno dentro de un tambor, carro tanque o un tanque de alma%
cenamiento metálico . Debido a la naturaleza explosiva de la mezcla aire-hidró
geno debe tenerse especial precaución en la formación de fuego o chispas cerca
de contenedones de H2SO4 (ref . 1).
Con lo que respecta al óleum, este es muy explosivo con
el
agua, el
'contacto con la madera u otros materiales combustibles puede , causar un incen-dio .- El óleum debe de mantenerse-aleja 4o a todos los materiales orgánicos y
1
productos tales como nitratos, carburos y polvos metálicos . (ref . 1) ..
Por otro lado, debe tenerse precaución en el manejo del óleum, -34-puesto que :a una cierta concentración sufre congelación a temperatura ambiente
ocasionando taponamiento de tuberías ; por las características que le proporciona el SO3 al encontrarse en estado sólido, se torna explo%ivo y presenta -muchas dificultades para su descongelación y su disposición en el caso de queno pueda descongelarse.
Las fugas masivas del SO 2 a la atmósfera (durante el proceso o en
la torre de absorción) ; combinadas con el .'smog "atmosférico o las condiciones climatológicas, se ha demostrado que han sido la causa de varios accidentes agudos de contaminación del aire, ' ya que han muerto varias personas,debido a que ataca principalmente el sistema respiratorio . Entre estos accidentes se pueden mencionar los siguientes : En 1930 en Belgica (Ñeuse River Valley), unainversión .térmica atrapó productos de desecho de fuentes industriales, los --niveles de SO2 alcanzarón 38 ppm, murieron . aproximadamente 60 personas, además
de ganado vacuno . -En 1948 un incidente similar causó enfermedades sobre el -40% de la población de Donora (Pensilvania), y 20 - personas
murieron, las con-.
centraciones de SO
2
que se registrarón fueron 2 ppm ._ En 1952 en Londres,
durante un período marcado por una temperatura de inversión y niebla, murieron
de 3 500 a 4000 personas, los niveles de SO2 alcanzarón 1 .3 ppm (ref . 5).
Como se puede observar los riesgos involucrados en esta actividad son altos, por lo que se deben adoptar las medidas estrictas de seguridad para
esta industria.
III .2 .Metodología de evaluación de impactos empleada y justificación de
la misma.
La metodología de evaluación de impactos empleada fue la de matriz ;
la cual se estructuró con las actividades que causan efectos en el medio, tan,
to para la fase de construcción como para la fase de operación ; y con los fac-
tores ambientales potenciales aser afectados por dichas actividades . En la matriz un signo (x), significa un impacto negativo y_un signo .(, un impactopositivo .
También se estructuró laMetodologfa de Red, con la cual pueden
obtenerse las interrelaciones entre los factores ambientales afectados, y losimpactos secundarios y terciarios que resultan de
la
actividad del ácido sulfü
rico . .
Debido a .que- .la actividad del ácido sulfürico tanto actual como a futuro no se encuentra centralizad en .ninguna .región en especial, sino que
como se menciónó anteriormente, puede establecerse en cualquier zona (fig . 1),
se estructuró una matriz con los principales impactos identificados en la ---primera, y con las diferentes regiones del país, de acuerdoaila Regionaliza-ción del territorio, realizada por la Secretaria de Desarrollo Urbano y Ecología (ref . 6), donde se marcarnos impactos producidos para cada región, por la-'
actividad del H 2SO4. Además se incluyen las medidas de mitigación para los -impactos identificados.
Esta . matriz fue calificada con valores de 1 a 5 ; los cuales signifi
can : 1, el menor efecto en el medio, y 5 el efecto más grande, cuando existenimpactos positivos éstos se marcan con una diagonal, y acompañados por el signo positivo ; en este caso también, la calificación va también de 1+ a 5+, ---donde 1 significa el efecto positivo menor y 5 + el efecto positivo' mayor .
III .3 Identificación y Descripción de los posibles impactos ambientales de la
actividad del
ido sulfúrico.
III .3 .1 Fase de Construcción.
En lo que se refiere a la fase de construcción de una planta-de ácido sulfúrico, los efectos producidos al medio, son similares a los de
cualquier otro tipo
de
planta .- Dentro de las principales actividades se en---
cueniran :-
.
Desmonte
.
Sistemas de drenaje
. . Piloteado
.
•
•
.
Trazado
Excavación para soportes
Armado-de .cimentaciones y soportdhia
Colado
Montaje de equipos y estructuras.
•
•
Pruebas .hidrostáticas.
Montaje .de instrumentos
Montajes eléctricos
▪
•
Limpieza de equipos
Pintura y aislamiento
Pruebas . de prearranque
▪
Arranque .
En la fig . 3 . se
presenta la matriz de evaluación estructu--'
rada, donde pueden óbservarse 'las actividades que causan efectos al medio,-y dentro de las principales se pueden mencionar las siguientes:
Las actividades de desmonte ; sistemas de drenaje y excava-'ción afectan principalmente al suelo, a la .flora y fauna terrestre y al agua (por. el arrastre de sedimentos).
Entre . dichas actividades la de mayor importancia se encuentra la de desmonte, por . la erosión del suelo que puede producirse y el cambioen el uso de éste, que dependiendo del lugar donde se realice la construcciónpuede . interferwr con . actividades recreativas, agrícolas o ganaderas . Además se
producirá la pérdida de especies vegetales y animales, cuya importancia ---
dependerá también de la zona.
Con lo que .respecta .a la calidad del ¡ire, este se ve afee
tado además, de las actividades . mencionadas por el colado (al hacer las mezclas
de tierra con cemento se produce gran cantidad de partículas) ; por
el
montaje-
de equipos y estructuras ., montaje de tuberías, limpieza de equipo . Al aplicar
se la . pintura y aislamiento, por haber gran cantidad de líquidos volátiles seproducen olores desagradables y-nauseabandos, y por último las pruebas de prearranque donde pueden producirse fugas giseosas de los compuestos que intervie
nen en los procesos.
Otro impacto que se produce en esta fase,es en el aspecto socioeconómico por lo siguiente :
La construccióñ de una planta, con una capacidad de producción de 1000 ton/mes de H 2SO4 . requiere de 1000 a 2000 personas (cifra . significativa ponlos efectos que puede provocar), entre soldadores de la, 2a y 3a.
categoría, tuberos, electricistas, albañiles, mecânicós, maestros de obra,
ingenieros, contadores, compradores, almacenistas, constituyendo los cuatro -últimos, solamente un 5% del total de personas empleadas.
Dependiendo del tamaño de la obra y de los recursos con que
se cuente, se pueden generar hasta 5000 empleos de los ya mencionados.
Generalmente, la mano de•obra se ve satisfecha por personas
de otras regiones, produciéndose .1a emigración de Éstas hacia las fuentes de empleo, .:aunque este factor se agudiza en zonas escasamente .pobladas se ha e-observado que en cualquier obra de esta magnitud también se da esta caracteris
tica, aunque en menor proporción.
Lo anterior trae como consecuencia la formación de campamen
tos en los alrededores de la obra ; generalmente
el
personar que emigra .a éstas-
fuentes de empleo, es gente de escasos recursos, .y lleva consigo a su esposa e
hijos, dando lugar a que en_los campamentos se forme una . nueva comunidad, queno cuenta con los servicios ni la infraestructura bâsica . Por lo que se ven en la necesidad de interconectarse a sistemas de energía y de agua de poblacio
nes cercanas, propiciando desbalanceos en las cargas eléctricas y escasez de
agua, en dichas poblaciones afectando así su estilo y calidad de vida.
Ademâs se generan gran cantidad de desechos sólidos y liqui
dos y como no cuentan con redes de drenaje, ni colección de basura ; estos ---
campamentos se ven rodeados de basura y aguas negras estancadas, lo que hace que se proliferen enfermedades, principalmente en los niños.
Por otro lado, conforme prospera el avance de la obra,
se
va recortando personal, quedando así .var.ia gente desempleada lo que trae como
consecuencia que se prolifere la delincuencia y el vandalismo en la región.
Al término de la obra, generalmente las personas que labo-ran en ella ; van en busca de otro empleo dejando a su mujer e hijos en los ---camparmentos y otras, la . minoría, son empleadas también para la operación de la
planta, quedándose a vivir .en los campamentos ; lo que hace que la comunidad -temporalmente formada, se convierta_así, en una nueva población, Suponiendo 2000 las personas empleadas y considerando 3 personas más por cada una de ---ellas, la nueva . población al canzarí a ' . 1 a cifra de 8000 personas, que no cuentan
con
la
infraestructura, ni servicios básicos ; y que van a interferir con el --
confort y bienestar de las poblaciones ya establecidas.
El impacto positivo que se presenta : .en esta fase es que algenerarse nuevos empleos,'los ingresos se distribuyen en compras locales beneficiando así la economía de
la
región.
III .3.2 Fase de Operación.
Como puede observarse de la fig . 3, los principalesfacto-res ambientales afectados, por la producción del
H2SO4, son el aire, la biota-
terrestre y la salud y la seguridad ' del hombre ; y en menor proporción la calidad del agua y la biota asociada a ella .
La torre de absorción es la principal fuente de emisiones de las plantas : de H 2 SO4 , por contacto, como
ya semenciónó el gas efluente ---
contiene dióxido de azufre que no reaccionó, trióxido de azufre no absorbido y niebla de ácido sulfúrico (ref . 4).
Las emisiones no controladas de tina torre de absorción ---varían como se'muestra en la tabla 7 y un promedio aproximado es el siguiente:
30 kg de SO 2 , 1 .5 .a 6 kg de niebla ácida y 0 .1 kg de SO 3 por tonelada de H 2SO 4
producido . .' Los gases también pueden contener óxidos de nitrógeno, los cualesresultan de
los
compuestos de nitrógeno, én :las materias primas usadas,proba-
blemente cuando se utiliza gas de fundición . (ref . 4).
La eficiencia de conversión y por lo tanto las emisiones -son afectadas por el número dé . pasos del catalizador, la cantidad de cataliza-dor usado, : la temperatura, y las concentraciones de los reactivos y del dióxido de azufre . En la tabla 8 se presentan
los
factores de emisión para plantas
de H2SO4 con diferentes tasas de conversión de SO 2 a SO3 .
Las concentraciones de las emisiones de neblina . ácida en
gas de la chimenea van de 70
ele
a .700 mg/m3 para una planta que no produce óleum,i
y de 180 a 1800 mg/m3 para una planta de óleum (ref . 4).
Los valores reportados para trióxido de azufre no absorbido
van de menos de 20 a 1700 mg/m 3 (ref . 4).
Las plumas de salida de plantas de ácido sulfúrico que producen óleum normalmente son mas visibles que aquellas que sólo producen el ---
BENERACION DE CONTAMINANTES
TABLA 7. .=
F1ijo de gas máximo
Contenido de
m /ton . H 2 SO4 , 100%
SO 2
' Neblinas Acidas
Eaisiones de
ppa
-SO2'
;
p Da
" .mg/a.
ALIMENTACION
4 e 'Etapa
38 Etapa
conversi6n conversi6n
4e Etapa .
' 38 Etapa
.eonversi6n
conversi6n
•4 : Etapa
31 Etapa
conversidn
:Acido 99%
conversi6n
;
Oleu.
.
AZUF
2,870
2,840
3,120
3,090
3,000 --
5,000
1,500
-
1,400
22
•
37
11
-
29
70 . .s
700 y
180
-
1800
5,000
1,500
.
-
4,000
24
•
40
12
• 732
70 . •
700
`
180
-
1800
~ '
H2S
. 3,000
-
.
, .;
PIRITAS
3,400
3,370
2 ;500
-
5,000
1,500
-
4,000
22
-
.44
13
.
35 .
LODO ACIDO
3,710
3,670
2,500
-
5,000
1,500
-
4,000
24
,- .48
14
a
GAS DE FUNDICION
4,520
4,460
2,000
-
5,000
1,000
-
4,000
23
-
12
=
.
-
.
'46
.
~70 :~ .' .700'
'1
80
-
1800
' 38
. 70
-
700-
-180
-
1800
46
70
~
700
180
-
1800
.
.
' .
I
FACTORES DE EMISION DE SO2 PARA PLANTAS DE ACIDO SULFURICO
•
DE ACUERDO CON LA EFICIENCIA DE CONVERSION.
Eficiencia de conversión
Emisiones de SO2
de SO2 a S03 (%)
Kg/M ton N 2 SO4 (100%)
93
.
.
48 .0
94
- *41 .0
95
35 .0
96
27 :5
97
20 .5
98
.
13 .0
99
7 .0
99 .5
3 .5
99 .7
2 .0
100
0 .0
ácido .
La visibilidad es una función del tamaño de particulas de la niebla . -
El rango de partículas de niebla va de 0 .3 a 5 micrónes :dediámetro . . La tabla 9 muestra una distribución de tamaño de partículas para -_
'- .
.
niebla de H2SO4 ,_ en plantas que . producen ácido, óleum al 20% y
' óleum al 32i --
(ref . 4) .
Otra fuente de emisión de SO 2 puede ser la siguiente:
En las plantas de tostación de piritas una parada repentina
puede producir una elevada emisión de SO 2 ,' generada por la evacuación de los -
gases de tostación a la atmósfera . (ref . 7)
Según las características del clima, tamaño de la planta y-
.
las paradas . programadas pueden variar de 8 a 24 horas, sin que se
registre un excesivo enfriamiento ni de la cámara catalítica ni del resto del-
.
eggipo . Si la duración de la parada fue larga es preciso precalentar el catalizador con un equipo auxiliar.
Cuando la temperatura de absorción desciende por debajo delos 65°C el rendimiento de la absorción decrece y la emisión de SO 3 y niebla ácida is muy superior a lo normal.
Las pérdidas de SO 2 y niebla ácida durante la puesta en --marcha subsiguiente a una parada de larga duración pueden ser muy grandes si
el equipo no se ha precalentado convenientemente .
La duración de estas pérdi-
das anormales pueden durar desde varios minutos hasta 12-18 hrs, segun sea el-
DISTRIBUCION DEL TAMAÑO DE PARTICULAS EN LOS
EFLUENTES DEL ABSORBEDOR, EN PLANTAS
DE ACIDO SULFURICO.
Diámetro de
Porciento acumulativo en peso, más pequeño que
partícula,.
Producción de ácido
micras .
sulfúrico -
0 .2-
.Producción de
óleum 20%
Producción de
'óieum 32%
0.4
3.6
2 .0
16 .0
4 .8
30.0
.
0.6
0 .8
7
8 .0
42.0
1 .0
12
11 .6
53 .0
1 .5
21
48 .0
86 .5
2 .0
40
84 .5
97 .0
régimen de temperaturas alcanzado y del ajuste a las condiciones de operaciónr,
de todo el equipo .
Con lo que respecta a los efectos sobre la salud humana por
el SO2 , se tiene lo siguiente : .-
.
El SO2 es un gas irritante, perceptible en concentracionesmínimas, tanto por el olfato como por el . gusto . Tiene su principal efecto enel tracto respiratorio, produce irritación de las mucosas e incrementa la ---resistencia al paso del aire (ref . 5).
Una concentración de 3 a 5 ppm es rápidamente notada por el
olfato, y una de 8 a 13 ppm causa . irritación de nariz y garganta . Irritaciónde los ojos se observa a 20 .ppm .(ref . 1).
Exposiciones repetidas sobre un largo período de fluctua-=á
ción de concentraciones del orden de 30 ppm puede resultar en nasofaringitis,
alteración del sentido del olfato y del gusto, alta acidéz . urinaria, incre-mentando
se la
fatiga y . falta de respiración momentánea (ref . 1).
Concentraciones de 500 ppm causan la muerte (ref . 5).
Aparte de su acción sobre el organismo humano el SO 2 afecta
más notoriamente a
lbs
vegetales . .
Con lo que respecta - a la -vegetación natu--
ral, concentraciones de SO2 de 1 a 2 ppm, pueden producir daños irreparables en las hojas, a las pocas horas ; manifestadas en la destrucción de los tejidos
(necrosis) . Exposiciones crónicas de SO 2 , en concentraciones de 0 .3 ppm, cau-
san cl rosas, que consiste en ..que las hojas se tornan blanquecinas o amarillen. .;
ref . 8) ;
- Las plantas mas sensibles son dañadas por concentraciones desde 0 .02 ppm, la magnitud del efecto depende del período de exposición, ---e
entre estas especies se encuentra las briofitas, los líquenes y los árboles de
hoja
perenne . .'
Se ha demostrado que en áreas de alta contaminación del
aire, sólamentJun rango muy limitado de especies es encontrado notándose que- .
la diversidad y la abundancia incrementa conforme aumenta la distancia del --área contaminada .
Existen evidencias de que esta distribución es el resultado
de exposiciónes de largo término a niveles bastante bajos de SO 2 atmosférico con un promedio anual de concentración de SO 2 en el aire en exceso de 0 .016 --
ppm (ref . 9) .
Con lo que respecta a las cosechas, se . ha demostrado que exposiciones de largo término de SO 2 tienen un efecto serio sobre las producclones de trigo, cebada, alfalfa y leguminosas (refs . 1, 5, 8 y 9).
Además como el=S02es convertido a H SO4 en atmósferas
2
húmedas, en áreas que reciben altos niveles de contaminación de SO 2 , las plantas pueden ser dañadas por aerosoles .H 2SO4 , tales daños parecen ser pequeñas manchas, donde gotas de H 2SO 4 han incidido sobre las hojas (ref . 5) .
Con lo que respecta a los daños materiales, se tiene que el
SO2 acelera .la oxidación de hierro, especialmente en atmósferas muy húmedas, ,y: . se manifiesta en daños . importantes en los objetos metálicos (ref . 8) .,
Por otro lado soluciones de tulfurosy H 2SO4 , rápidamente -disuelven el carbonato de calcio_y este proceso contribuye al sobresaliente'-desgaste de la piedra caliza de los edificios y construcciones localizados enzonas industriales donde se liberan estos compuestos de azufre (ref . 9).
En la ciudad de México ya se han detectado estos efectos -sobre la cantera de la Catedral Metropolitana y la del Palacio de Bellas Artes,
y las estatuas que ornamentan-el Paseo de la Reforma (ref . 10).
También
se
han detectado efectos de los compuestos :ae azu--
. fre sobre pintura, cuero, papel y tela Zref . 1).
Debido a los daños mencionados en varios paises, las organi
zaciones encargadas de proteger la contaminación del aire, han adoptado estándares para las emisiones de .estos contaminantes.
En Alemania, la Comisión Alemana para el progreso creo en 1975, un - grupo encargado de verificar-la presencia de sustancias nocivas con--
fórme . s criterios técnicos establecidos, en las "concentraciones" máximas
admisibles en los puestos de trabajo ; estos Valores constituyen los patrones medios de medida de la presencia de sustancias nocivas en el entorno industrial
obtenido en un período de 8 hrs . estan referidos a 20°C y 1 atmósfera de presión . El valor para el SO z fue fijado en b ppm (13 mg/m 3 Z (ref . 8) .
Por otro lado la EPA (Enviromental Protection Agency), ---promulgó en 1971, .1os Estándares de emisión* para los contaminantes :de n las --plantas de H2SO4 , siendo éstos los siguientes (ref . 7
CONTAMINANTE
ESTANDAR
4 .0 lb/ton.
SOx
niebla âcida
0 .15 lb/ton.
10%
Opacidad
Los éstándares deínmisión** establecidos también por la --EPA,((ref . 7) para el S02, se presentan en la siguiente tabla-:
CONTAMINANTE
ESTANDAR PRIMARIO a
8
SO2
0
ESTANDAR SECUNDARIO b
6014/m3
Aá/m3 media aritmética anual
.365 :){o,/ra3 máximo en 24 hrs . -
. 260 ~ /m3
(no debe superarse
más de 1 vez al año)
a.-
Para proteger la salud humana ..
b.-
Para proteger el suelo, agua, vegetación, materiales, animales, clima, -visibilidad y el confort y bienestar humano.
-* Los niveles de emisíon, se refieren a la cuantía de cada contaminante vertido
sistemáticamente a-la atmósfera en un período determinado.
** Los niveles deinmsión-se refieren a los límites tolerables de presencia en
la atmósfera de cada :zontaminante.
En lo que respecta a la calidad del agua, ésta se ve afectada por las aguas residuales generadas en la limpieza de gases y las aguas de
enfriamiento ; ya`que para evitar daños en los equipos de transferencia de =--calor, el agua de enfriamiento .es purgada y desechada, con una temperatura
superior
a la ambiente y alta concentración de -sólidos y químicos, antiencrus-
tantes, biocidas y controladores de PH, que acaban con la vida acuática .
Durante el almacenamiento del H2SO4 o del óleum, pueden --producirse-fugas de gases a la atmosfera, cuyos efectos ya fueron señalados.
-
El
efecto del transporte es debido a gases y humos genera--
dos por trenes o camiones y dependen del estado en que se encuentren los motoreside éstos, afectando la calidad .del Aire y por consiguiente al hombre.
El impacto positivo generado por la producción de ácido --=
sulfúrico es en el aspecto socioeconómico, ya que para operar una planta en - .'
una producción de 1000 ton/mes, se requieren alrededor de 80 personas convirtiéndose en una fuente de empleo permanente, para la población de la región,
aumentando su nivel de'vida y el efecto por conceptos fiscales beneficiaria ala comunidad ; además la economía del pais-se ve beneficiada por su producciónpor ser materia para diversas industrias.
El número de personas requeridas en operación, así como su distribución es la siguiente:
N° .
PUESTO
ESCOLARIDAD . ,
Primaria, secundaria (obreros especiali
sados.
4
.
15
.
Supervisores-
Profesional en ingeniería.
Jefes de turno
Profesional en ingeniería.
Ayudantes de operador
Primaria
-Personal administrativo
Profesionales (contadores, licenciados
administradores)
10
Secretarias
Carrera comercial .
En la fig . 4, se presenta la metodología de red estructura. da para la actividad del H 2SO4 , donde pueden observarse las interrelaciones de
los factores-afectados, así como-los impactos secundarios y terciarios produ-cidos por dicha actividad.
.
REGIONALIZACION .
Los efectos
al
medio mencionados, son en términos generales,
ya que dependiendo de la región en la que se instale serán los efectos produci
dos .
Como ya fue mencionado anteriormente, dicha actividad se -encuentra distribuida en las diferentes regiones del país, de acuerdo con la regionalización del territorio realizado para la Secretaría de Desarrollo
Urbano y Ecología . ( SEDUE ) ref . 8.
Alteración del ecosistema terrestre
Perdidas
económicas
Generación de
esechos gaseosos
Estetico
Efecto cobre -
Salud y
el hombre . .
ACTIVIDAD
DEL
ACIDO SULFURICO
Generaci6n de
desechos
líquidos
•Calidad del
agua
nivel de ingresos
seguridad
Efecto sobre -
%lteracidn del eco-
la bi6ta acua-
sistema acuático
tica.
compras
locales
Beneficio a la economia regional y
del oafs .
Calidad de la vida
Generaci6n de
empleo
densidad de
población.
Migración
ti
\Formación de una nueva co-munidad .
-1-
FIG . 4 .
NETODOLOG!A DE RED PARA'LA EVALUACION OE IMPACTOS
PARA LA ACTIVIDAD DEL ACIDO_SULFURICO
Debido a lo anterior se estructuró otra matriz, fig . 5 en la que
se
evaluan las principales actividades que causan impacto, para cada
tipo de región identificadas en la primera matriz.
En la tabla 10 se presenta un resumen de las principales --características ; de - cada región.
En la fase de construcción, los principales impactos, son la pérdida de la vegetación natural y de la fauna! asociada a ella, como puede
observarse el impacto más significativo es-en las regiones de abundante vegeta
ción como son las zonas de trópico himedo y trópico seco, ya que al realizar la preparación del sitio varias especies de estas zonas desaparecerfan.
El otro impacto importante es en el aspecto socioeconómico,
y éste tiene su mayor influencia .en la región árida, ya que ésta zona por serescazamente poblada la emigración hacia estas fuentes de trabajo es mayor,
aunque como ya se mencionó, este fenomeno se produce en cualquier zona del --país . El impacto socioeconómico provocado por la emigración ya fue mencionado.
En la fase-de operación, los principales impactos son sobre la flora y fauna
terrestre, : así como sobre el nombre en lo que se refiere a su salud y-aspecto socioeconómico.
En esta fase, al igual que en la fase de construcción se -tiene que las,regiones mas afectadas son en las-que existe mayor vegetación, siendo éstas trópico húmedo y trópico seco, en dichas regiones existe la vegetación del tipo bosque tropical perennifolio (ref . 11) y como .ya sé mencionó éstos se encuentran entre las especies mas afectadas por el SO 2 y niebla de --
MATRIZ DE EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL PARA LA ACTIVIDAD DEL H 2SO4
SOBRE"LAS DIFERENTES REGIONES DEL PAIS .. . . REGIO .N
'
.
«..
I M .P A C T 0
_— . . . w . .. _ ..r
-
I:
II
1
4
5/3+
3/3+
. Perdida de especies vegetales
y animales terrestres .
8
.
Socioeconómico
5
4/3+
. Efecto sobre la flora y -fauna terrestre .
1
3
5
. Efecto sobre el hombre
1
5
3
.
i
. Efecto sobre monumentos y
construcciones
1
5
3
3
5+
5*
5+
5
.
3
- Disminuir las emisiones de SO 2 , a base de
chimeneas altas, o utilizando el proceso de doble contacto de la casa Bayer.
.
ó
. Socioeconómico
.
Construcción de unidades habitacionales con
todos los servicios requeridos, para alojar
al personal que laborará en la obra.
ó
á
°
6 r
No constrúcción de plantas, en zonas con -abundante vegetación.
5
4/3+
G
MEDIDAS DE MITIGACION*.
IV
III
6
5*
- Disminuir las emisiones de H 2SO 4 , con pre-cipitadores electrostáticos, filtros de --fibra y vidrio o filtros de tela metálica.
- Disminuir las emisiones de S0 3 , con un mantenimiento . adecuado de la planta.
1
Región I
Región II
Región III"
Región IV
*
Zona árida
Zona Templada
Trópico húmedo
Trópico seco.
Las medidas de mitigación son descritas en el capitulo IV.
H2SO4 , además dentro de estas regiones se encuentran las especies más sensi--bles siendo éstas las más afectadas por dichos contaminantes ; por otro lado,
por las características climatológicas y del suelo en estas regiones es dondemás prospera la agricultura, que como ya se vió éstos gases influyen sobre el
rendimiento de las producciones de trigo, cebada, alfalfa y leguminosas ; en -este aspecto también es importante el efecto en el norte y centro del país, ya
el-trigo se produce en Sonorá, Sinaloa, Durango, Coahuila, en el valle de ---Puebla .y Meseta Central de Chiapas, Guanajuato, Michoacán y Jalisco . con lo que respecta .al frijol, este se produce en Nayarit, Durango, Zacatecas, Chihua
hua, .'Guanajuato, Jalisco, SanLLUis Potosi, Aguascalientes y . Oaxaca . (ref . 1)
En el aspecto .de
la
corrosión y daños al-hombre habrá mayor
efecto en la zona más densamente•pobláda y esta - corresponde a ' 'l. a zona templada
ya que al haber más - población, habrá mas instalaciones industriales que emi-4tirón otros contaminantes . a la .atmósfera, que como ya fue descrito el SO2
---
mezclado con otros, contaminantes atmosféricos, tiene un efecto adverso mayor ;por otro lado en estas zonas también hay mas construcciones y ya fue mencior~
nado,,el efecto del SO2 y del H 2SO4 sobre los materiales metálicos y de construcción . Entre-las principales entidades por - su desarrollo-industrial y
dénsidad de población localizadas en esta región se -encuentran : D .F ., Edo . deMéxico, Jalisco, Tamaulipas y Nuevo León.
En el aspecto económico, en todas las .-regiones se produce un impacto positivo, por la fuente de empleo que una industria representa, así
como para la economía nacional .
PRINCIPALES . CARACTERISTICAS DE LAS REGIONES DEL TERRITORIO NACIONAL ._
REGION-
C A R'A C . T E R :I S .
T 1
: .C . A S.
Sus suelos son amarillos, grises y en general de tonalidades
I 'ZONA
ARIDA
claras y de . texturas gruesas, se les . llama suelos áridos ; su
vegetación es del tipo xerofítico (ref . 13) Se extiende al Norte y centro del país, comprendiendo los Estados de Baja California, Baja California' Sur, Coahuila, Zacatecas, Aguas" Calientes, la mayor parte de Sonora, Chihuahua, Durango,
Nuevo León yTamaulipas eimportantes áreas de Guanajuato, Queretaro, San Luis Potosí•e Hidalgo (fig . 1).
II ZONA
TEMPLADA .. '
Coincide con los'grandes sistemas montañosos, sus suelos
son de color café, grises, pardos y negros de texturas me-dias y finas ;_se les. considera de humedad media, su vegetación es de tipo boscosa (ref, 8) . Sus entidades comprendi-das son: Tlaxcala y•D :F .,-la mayor parte de Puebla ; Méx . ; Hgó ; y Jai ., así como partes de .0ax ., Mor ., Qro ., Zac .,
Tam ., NL ., Mich ., Gro ., Nay ., Sin . y Cliih . ( .fig . 1).
Sus suelos son de_ color rojizo, café .y en algunos lugares negros, presentan varios tipos de humedad y frecuentementese inundan más de 6 meses al año (ref . ) comprende las --llanuras costeras del Golfo de México al" sur del Trópico de
III'TROPICD ~"
HUMEDO .
Cáncer asi como la mayor parte del Edo . de Chis ., su tempe" ratura media anual -es alta y los grandesi .volúmenes de pre--.
cipitacion provocan que
se
desarrolle vegetación del tipo -
selvas altas, medianas y bajas . que' coexisten con pastiza-
les
antropogénicos . Los ecosistemas son sumamente frágiles-
y su diversidad ecológica es muy grande ref . 8 . Las entidades que comprende son Q . Roo, Yuc .,'Camp ., Chis ., Tab . .y
Ver . ; además de porciones de oaxaca, Tam . y S .L .P . (fig . 1)
REGION .
C A R A C . . T E R I- S T t C A . S
Se extiende a lo largo de la Costa del Pacífico, al Sur del
Trópico de Cáncer y se caracteriza por altos volúmenes de
precipitación,contrarestados por nivelós de evapotranspira
IV
IROPi CO
SECO .
ción excesiva, lo que dá como consecuencia que coexistan
. vegetación de tipo selva baja y mediana con sabanas y asocia
ciónes xerofitas (ref . 8) comprende . el Edo . de Gro ., e im-"•portantes áreas de Oax ., Mich ., Col ., Jal ., Nay . ; Sin . ;
Son . y . Morelos (fig . 1).
?t
IV .-
DISEÑO
Y DESCRIPCION DE LAS
MEDIDAS
DE MITIGACION
PARA
LOS
PRINCIPALES -
IMPACTOS IDENTIFICADOS .
En la fase de construcción, no deberán realizarse instalaciones industria
les en zonas de abundante vegetación natural, y con lo'que respecta al impacto
socioeconómico producido, deberán de construirse previo .a la `óbra, unidades -habitacionales . con todos los servicios, para albergar al personal que laborará
en ella.
Para
la
fase de operación .deberán minimizarse las emisiones producidas .--
Como pudo observarse, la mayor emisión de una planta de contacto de H 2SO4. es el
SO2 contenido en los gases de chimenea . El SO 2 procede de la conversión
incompleta a SO3 en la catálisis.
Se pueden alcanzar rendimientos de - conversión del 98% al 98 .5% con un --diseño adecuado en la planta . Aunque es posible lograr conversiones más altas;
éstas se consiguém a expensas del encarecimiento de la instalación y por
consiguiente de costos de producción más elevados (ref . 7).
Existen varios procedimientos para aumentar la conversión del SO2 , a =~-continuación se describen éstos asi como su factibilidad . (ref . 7).
El primer procedimiento para aumentar la conversión consiste en el cambio
periódico de las masas catáliticas a fín_de incrementar el rendimiento en la catálisis, aunque es el procedimiento más viable para reducir la emisión de -SO2 , sólo en muy pocos casos se logra alcanzar el límite máximo de conversióny aún en éstos no podrá mantenerse, ya que se tiene que tener en cuenta que --
aparte del costo propio del catalizador el cambio de la masa catalítica aca--.
.'
'\SIC' .
- rrea gastos adicionales notables, piles exige para la planta, descébar el con-, .
_•
=
.-
.
.
vertidor, cambiar las masas, poner el convertidor en régimen de temperaturas y, a , continuación volver ' a arrancar .
El tiempo que suele invertirse en ::estos-
cambios de masa determina que esta operación sólo se efectué cuando el .rendi-miento de la catálisis haya bajado mucho al cabo de períodos defuncionamientoprolongados.
Otro procedimiento consiste en la transformación de-una planta de catálisis : simple en otra de doble catálisis, pero aún cuando el rendimiento mejora-considerablemente esta operación es económicamente prohibitiva dados los cambios, transformaciones y ampliaciones de equipo a introducir en la planta.
Por tanto no es factible desde un punto de vista exclusivamente económico.
También pueden emplearse chimeneas altas .
La altura media de las chime--
veas de las plantas de ácido sulfúrico es de 12 a 30 m aunque también existenun cierto número de chimeneas de 120 ni y mas.
Se puede aumentar la altura efectiva de una chimenea recurriendo a la ---
adición de aire caliente o gases residuales de otro proceso de combdStSóo : -Las
partículas de ácido pueden eliminarse con una chimenea de gran altura o de --mayor diámetro, que disminuye la velocidad del gas en la chimenea, y les permi
te depositarse en las paredes.
Los resultados analíticos de una serie de ensayos realizados en una planta .norteamericana con una chimenea de 75
centración de niebla
m
de altura, demostraron que la con--
ácida iba desde 900 mg/m 3 N, en la base de la chimenea, --
hasta 80 mg/m3N en la cabeza . De este modo se recuperaba en la chimenea el -91% del
peso ; total - de niebla { ácida . -
De los estudios teóricos realizados sobre la distribución de la contamina
ción por difusión, se observa que la concentración del contaminante en los
alrededores varía en razón inversa al cuadrado de la altura dé la chimenea : Esto quiere decir que si la altura de la chimenea se dobla, la emisión se redu
ce en una cuarta parte.
. -También pueden utilizarse procesos de desulfuración de los gases de cola.
En la tabla 11 se resumen los procesos de •JesUlfuración en el mundo.
TABLA N= 11
PROCESOS PARA LA ELIMINACION DE SO 2
PROCESO
Basterra and Bankside
FUNDAMENTO
SUBPRODUCTO.
Lavado con aguas alcalinas
Ninguno
del río Tamesis
Wisconsin Electric Company Lavado con agua en régimen
Ninguno
turbulento
Combustión Engieenering
Inyección de dolmita y lavado
Ninguno
en húmedo
Mitsubishi
Sulfato
Absorciónamónico
de SO 2 con Mn02
Showa Denko
Lavado con amoniaco
U .S . Bureau of Mines
.Absorción de alúmina alcalini Azufre elemental
nada
Still
Absorción con cenizas de lig- SO para planta de
Sulfato amónicó
nitos
ácido .,
(
PROCESO
SUBPRODUCTO.
. FUNDAMENTO
Absorción con óxidos e hidroxidos
SO2 para planta de -
alcalinos
ácido ,
.
Monsanto-Penelec
Oxidación catalítica con .V205
H2 SOq 80%
Kiyoura T .I .T .
Oxidación catalítica con_Yz0 $ e -
sulfato amónico de -
'inyección de amoníaco
elevada pureza.
Catálisiihúmedá - sobre carbón ac--
H 2 SO74
(50 - 75%)
H 2 SO 4
(15 :-
Sulfacid (Lurgi)
_
tivo
Hitachi
Catálisis húmeda sobre carbón ac-
25%)
tivo
Reinluft
Carbonato fundido
Checoslovaco
Absorción sobre lechos de carbón-
SO2 para plantasde
activo
ácido.
Absorción de carbonatos alcalinos
fundidos
Azufre elemental
Absorción con amodiaico de descom-
SO2 y nitrato ani6nico,
posición con - ácido nítrico
:para plata fertilizan
te.
En muchas plantas de contacto que generan azufre, es posible . reducir a -0 .1% la emisión de SO2 en el gas de salida, operando con un gas muy diluido,
aunque como es . lógico, esto incrementa los costos de la operación.
Por otro lado, en Alemania se patentó un proceso de doble contacto que -reduce la concentración de SO2 en los gases de cola a :.0 .03% S02 . El proceso consiste en la adición al sistema de una torre de absorción de SO 3 , antes de la última etapa de conversión (fig . 6) .
:~~.
La eliminación de SO3 en este punto da lugar a una conversión global del-
0.
FIG . 6
DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO BAYER (DOBLE CONTACTO)
PARA ACIDO SULFURICO .
SO2 limpio
Aire caliente al
proceso de comrtión
Ier .'.- •
1
1
convertidor
Cambiador
24
de . calor
convertidor
r
Torre
de
Cambiador
absor-
de calor
l
34
convertidor
ción
final
'Cambiador de
calor
Convertidor
final.
Acido
sulfúaico
Aire de la torre
de secado
Torre
de
ab sor
ción
inter
media
orden de 99 .7% . Este diseño no se traduce en una elevación considerable de la
inversión y los costos de producción son aproximadamente iguales .
3
Este . proceso de la Casa Bayer, que se llama de doble contacto, es posible
mente el sistema más seguro, para la reducción .de las emisiones de SO2 en la fabricación de H 2SO4.
. Niebla ácida.
Existen 3 tipos diferentes-de equipos (ref . 7) de recuperación de nieblaácida : Precipitadores electrostáticos, filtros de fibra y vidro y filtros detela metálica.
En 14 análisis de 10 plantas en diferentes condiciones que contaban con alguno de éstos equipos, la concentración de niebla ácida alcanzó valores de 63 a 862 mg/m3N, siendo el valor medio de 13 mg/m3N . La tabla 12 refleja el -
efecto de los filtros de tela metálica en un sistema de dos etapas para una -unidad que opera con una velocidad de gas de 3 .5
a
4 .5 mg/seg.
. Emisiones de SO3
Al entrar en contactó con la humedad de la atmósfera el SO 3 no absorbi=do se hidrata a H2SO4 y forma una pluma blaca visible de niebla ácida.
Los valores tomados en algunas plantas norteamericanas indican que la --emisión varía desde menos de 20 mg/m 3N hasta 1 700 mg/m3N de SO3 . Por regla general, la formación de la pluma visible se debe a condiciones de funciona--miento deficientes de la planta, que pueden corregirse cw un mantenimiento ---
EFECTO DE LOS
SEPARADORES DE NIEBLA DE MALLA
METALICA SOBRE LA RECOGIDA DE NIEBLA . ACIDA.
CAI DA DE .
PRESION
. mm de agua
NIEBLA ACIDA
RENDIMIENTO DE
mg/m 3 de gas de cola
SEPARACION
entrada
salida.
NIEBLA ACIDA %
19
146 .4
26 .4
82 .0
25 .4
314 .1
24.9
.92 .5
31 .7"
492 .6
32 .8
93.4
27 .5
98 .9
"1 160 .3
35 .0
97 .0
464 .1
27 .1
94 .1
828 .2
29 .0
96 .5
31 .7
38 .1.38 .1
Media
2 388 .3
DE,
CONCLUSIONES Y , RECOMENDACIONES.
CONCLUSIONES :
=A
La actividad del ácido sulfúrico no se encuentra localizada . en una re-gión en especial, ya que por ser un servicio auxiliar dentro de los pro
cesos, la misma planta que lo produce lo consume
. .,La producción de ácido sulfúrico, implica serios riesgos, principal---.mente-por explosiones, en su almacenamiento, o en el manejo y almacena
miento de óleum ;_o por fugas masivas de SO2 a la atmósfera el cua3 es venenoso.
Entre los principales impactos ambientales durante la fase de construc-ción, son producidos por el desmonte, en regiones con abundante vegetación como son el trópico .hümeoo y trópico seco.
. Otro impacto de importancia durante la misma fase es en el aspeco socio
económico, debido a . la abundante mano de obra que se requiere y•qué'--generalmen te es satisfecha por personas de otras regiones, provocando la emigración y con ello la formación de campamentos que-mis tarde
se -
convierten en verdaderas poblaciones, que no cuentan con los serviciosbásicos que éstas demandan ., afectando así a las poblaciones ya establecidas . Este impacto se acentúa más-en zonas escasamente pobladas, como
es la región árida.
. El impacto . positivo que se produce en esta fase, es que al haber la --fuente de empleo, los ingresos se distribuyen en compras locales en la-
región, beneficiando su economía .
. En la fase de operación, el principal impacto . prodúcido es en la call-dad del aire, pór-las eluisiones atmosféricas que se producen (SO 2 , SO3
y niebla ácida),- .las qué afectan a la fauna, y biota terrestre,
al
----
hombre y a los materiales metálicos y de construcción, lo cual resultatambién-en un impacto negativo en
el
factor estético y económico.
. Las regiones más afectadas durante la fase de operación, son aquéllas-en las que existe mayor vegetación y especies más sensibles, así como donde se practica la agricultura ; por lo tanto estas zonas corresponden
al trópico húmedo y trópico
.
seco.
El impacto negativo socioeconómico (daño al hombre y pérdidas materia=-
.les), tendrá su mayor efecto en las zonas densamente pobladas, que generalmente corresponden a las de mayor desarrollo industrial, ya que ha-brá mayor cantidad de contaminantes in la atmósfera y construcciones --
que podrán ser afectadas por la niebla de H 2SO4 .
- . La torre de absorción es la principal fuente de emsiohes en las plantas
de
H2SO4'
el gas efluente contiene-SO 2 que no reaccionó, SO3 no absor-
-bido y niebla de H 2SO4
.-La eficiencia de conversión de SO 2 a SO 3 es lo que más afecta las emisiónes de SO 2
. Las plumas de salida de plantas de H 2 SO
4
que producen óleum normalmente
son más visibles que aquéllas que sólo producen el H 2SO4 . La visibilie dad es una función del tamaño de partículas de niebla.
. El impacto positivo generado por la producción de acidó sulfúrico en eL
,s
aspecto socioeconómico, yq que es una fuente de empleo' permanente, para
las personas de la región, donde se establesca, beneficiando la econo-mia,regional .'
para
la
Y dada la importancia del ácido sulfúrico, también - '
economía nacional .
. .Se recomienda la no construcción de plantas en zonas de abundante ---=vegetación natural .
. Se deberán construir unidades habitacionales con todós los servicios -para el personal que labore en la obra.
. Se deberán adoptar las medidas necesarias para minimizar las emisiones,
de SO2 , S03 y niebla de H 2SO 4 .
. Para reducir las emisiones-de SO 2 , se recomienda como más factibles : -elevación de las chimeneas-(aldoble se reducen las emisiones en una -cuarta . parte) . _ó utilizar. el proceso de doble contacto (proceso Bayer)
_e
, que consiste en la adición al sistema de una torre de absorción de SO 3 ,
antes de-la última etapa de conversión, la cual da lugar a una conver-sión del 99 .7%, reduciéndose las emisiones de SO 2 a 2kg/M ton H 2SO4 .
. .Para reducir las emisiones de niebla ácida, los equipos . de recuperación
de ésta son : precipitadores electrostáticos, filtros de fibra y vidrio
,y filtros de tela metálica.
:_Para la reducción de las emisiones de SO 3 , se obtiene .con un mantenimien
to adecuado de la planta.
. Se recomienda para asentamientos humanos una distancia mínima de 5 kmen
los
alrededores de la planta, y una separación física entre otras --
Industrias de 1 .5 km . (ref . 14) .
.3
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