Combustión y generación de vapor

por | May 26, 2021

Continuando con el proceso para generar ácido sulfúrico, (ver notas sobre el viaje y fusión del azufre), el tercer paso al que es sometido el azufre es la etapa de combustión, proceso químico donde es transformado desde su estado líquido, azufre fundido, a estado gaseoso, dióxido de azufre (SO2).

La combustión se produce en un horno donde interactúan azufre líquido y oxígeno, el cual debe estar seco, por lo que pasa por una torre de secado y, a continuación, es enviado a través del soplador principal al horno de combustión, que está a 930 °C de temperatura. Por su parte, a la entrada del horno, el azufre fundido pasa a través del quemador de copa rotatoria, para generar la atomización del azufre líquido, lo cual asegura que combustione correcta y completamente.

Al ser ingresados el aire seco y el azufre líquido al horno, se produce una autocombustión que genera distintos gases: dióxido de azufre a una concentración de 11,5%, oxígeno y nitrógeno. Los dos primeros serán empleados posteriormente en la conversión de SO2 a SO3 (trióxido de azufre). 

La combustión a la que es sometida el azufre es una reacción exotérmica, proceso donde entra en escena la caldera recuperadora de calor. Esta toma los gases calientes y los enfría a través de tubos por los cuales circula agua a menor temperatura, para llevarlos a 400 °C, que es la temperatura necesaria para convertir el SO2 a SO3.

Debido a este proceso, la temperatura del agua se eleva hasta los 285 °C, generando vapor saturado o húmedo. Bajo estas condiciones el vapor aún no puede ser empleado por la turbina para generar energía eléctrica, por lo que se conduce a través de un superheater (sobrecalentador) para aumentar su temperatura a 500 °C. De esta manera, se obtiene un vapor sobrecalentado que reúne las condiciones para ser inyectado a la turbina generadora de Noracid. Esta produce energía, con una potencia máxima de 26 MW, que sirve para el abastecimiento eléctrico de todas las instalaciones de la planta (lo cual consume alrededor del 30% de la energía generada) y, la excedente se envía al sistema eléctrico nacional.

Se trata de un proceso sustentable, porque el vapor que se podría haber perdido en el ambiente, es ocupado para calentar agua y producir energía eléctrica.