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• Jerry Rodriguez Flores

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PROCESO INDUSTRIAL DEL ÁCIDO SULFURICO

1. INTRODUCCION

Este ácido, uno de los más fuertes conocidos, tiene un amplio uso en la industria como agente deshidratante y oxidante y por su capacidad para disolver muchos metales. Se usa en los procesos de fabricación de tintes, pinturas, pulpa de papel, explosivos, fertilizantes y algunos detergentes, así como en el refinado del petróleo y metales. En su forma pura, el Ácido Sulfúrico es un líquido aceitoso, sin color y sin olor. Es muy corrosivo. En su forma comercial está usualmente impuro y su coloración es pardusca.

FIGURA 1.

1.1

HISTORIA

 Es uno de los procesos industriales más antiguos. Descubierto por alquimistas persas en el siglo X.  NaNO3 y azufre eran mezclados en un recipiente de vidrio y quemados en una atmósfera húmeda. El ácido era recolectado de los vapores condensados.  En Inglaterra, 1746, El reactor de cámara de plomo fue desarrollado. Esta invención permitió obtener una mayor conversión ( 3% Vol. Los procesos posibles son:  Proceso de contacto simple. Los gases de SO2 secos y limpios se oxidan a SO3 y pasan a una torre de absorción, la concentración obtenida es aproximadamente del 99%, dependiendo del catalizador y del diseño.  Proceso de doble contacto. Se puede alcanzar una conversión del 98,5-99,5%. El ácido pasa por dos torres de absorción, la torre intermedia desplaza la reacción y se forma más cantidad de SO3, el SO3 producido es absorbido en la torre de absorción final.  Proceso de contacto húmedo. Este proceso se utiliza para tratar los gases que salen de la fusión del molibdeno.

Contenido de SO2 a la entrada de la caldera < 3% Vol.  Proceso modificado de cámara de plomo. Para gases con mezcla de SO2 y NOx. Este proceso es el desarrollo de otro por el cual los óxidos de nitrógeno se usan para promover la producción de ácido sulfúrico a partir directamente del SO2 produciendo un producto intermedio de ácido nitro sulfurado.  Proceso H2O2. Se utiliza el agua oxigenada en la etapa de la conversión de SO2 a SO3 El coste del agua oxigenada hace que sea una técnica muy cara.  Proceso de presión. En las reacciones de formación del H2SO4 son muchos parámetros los que pueden influenciar la eficacia de la conversión, y la presión es uno de ellos, desplazando la reacción hacia los productos.

 Proceso en el cual la oxidación y la absorción son afectadas por la alta presión. Las ventajas: mayor conversión con menos catalizador, y volúmenes de gas mas pequeños, los inconvenientes: mayor consumo de energía, y menor producción de vapor.  Unsteady state oxidation process (Proceso de oxidación estado inestable). La corriente de SO2 fría entra en un lecho catalizador, y es calentado por el calor almacenado, en ese momento se produce una conversión en la reacción generándose calor. Cuando la parte delantera se cierra, el flujo del reactor cambia. El proceso es autotérmico con una concentración de SO2 de 0,5-3%.

2.3

OXIDACIÓN CATALÍTICA DE DIÓXIDO DE AZUFRE HASTA TRIÓXIDO DE AZUFRE

La reacción se lleva a cabo sobre catalizadores de pentóxido de vanadio (V2O5), Platino, Oxidos de Hierro, Cromo, Cobre, Manganeso, Titanio y otros metales en torres empacadas conocidas como convertidores. El catalizador se empaca en diferentes capas de lecho, donde se lleva a cabo la reacción de forma adiabática, y entre cada capa de lecho se ubica un intercambiador de calor para retirar excesos de calor perjudiciales para los equipos y para la reacción en sí, ya que es una reacción exotérmica y por tanto favorecida en la termodinámica por las temperaturas bajas.

Mecanismo de catálisis de la oxidación del SO2 en el lecho catalítico de pentóxido de vanadio Debido al efecto de la temperatura sobre la reacción, son utilizados múltiples lechos de catalizador con enfriamiento intermedio. Adicionalmente, como la presión parcial de SO3 aumenta la reacción es limitada. Esto fue solucionado removiendo SO3 después de la tercera etapa para llevar la reacción a completación.

Efectos cinéticos en la reacción:  La oxidación de dióxido de azufre es lenta y reversible  La reacción requiere un catalizador y temperaturas de 426.7°C  La reacción es exotérmica y sensible al calor excesivo

FIGURA 6. Los intercambiadores de calor de enfriamiento en la planta de ácido sulfúrico se encuentran conectados al convertidor donde el dióxido de azufre y el oxígeno forman SO3, para mantener una temperatura adecuada del catalizador en esta exotérmica.

 Dilución. La concentración del ácido producido varía entre 95,5-99,5 % y es diluido a las concentraciones comerciales de 78 %.  Limpiado del SO2. Se sopla aire a través del ácido caliente para reducir el SO2. Este aire con SO2, se devuelve al proceso.  Purificación. Se puede filtrar el producto para eliminar impurezas que provienen de los equipos.  Desnitrificación. Hay varios métodos para eliminar los óxidos de nitrógeno.  Decoloración. El ácido producido puede tener hidocarburos o residuos carbonosos que se absorben en el ácido y provocan un color negro. Cuando esto ocurre, suele decolorarse el producto final.

2.4

ABSORCIÓN DE TRIÓXIDO DE AZUFRE

El gas de salida del convertidor es básicamente trióxido de Azufre. Este se absorbe sobre Ácido Sulfúrico de concentración mínima de 98%; a la sustancia anterior se le adiciona agua para producir el Ácido Sulfúrico final. La concentración del Ácido de absorción asegura que no exista formación de nieblas de Ácido Sulfúrico y que los gases de cola no posean trióxido de Azufre en concentraciones importantes. En la mayoría de las plantas de producción, el dióxido de Azufre se pasa primero por todos los lechos catalíticos y luego se introduce a una absorción doble del trióxido de Azufre en torres de absorción consecutivas. El ácido sulfúrico se obtiene absorbiendo SO3 en agua en presencia de H2SO4 (con una concentración de al menos el 98%). La eficiencia de este paso está relacionada con:       

La concentración de H2SO4 (98,5-99,5%) en el líquido absorbente. El rango de temperatura del líquido (normalmente entre 70ºC – 120ºC). La técnica de distribución del ácido. El nivel de humedad del gas. El tipo separador de gotas o filtros de nieblas. La temperatura del gas de entrada. Que el flujo de gas sea en contracorriente o no.

Las emisiones de SO3 dependen de:    

La temperatura del gas que abandona la absorción. La construcción y el modo de operar de la torre de absorción final. El equipamiento para separar las nieblas de H2SO4. Las nieblas de ácidos formadas antes de la torre de absorción por la presencia de vapor de agua.

2.5

ENFRIAMIENTO DEL ACIDO

Esta operación juega un papel importante en la determinación de la eficiencia y operación segura de toda la planta de producción de Ácido Sulfúrico. Los principales equipos de enfriamiento lo constituyen los intercambiadores de coraza y tubos y los intercambiadores de placas, ambos refrigerados con agua de proceso, o, en casos excepcionales con aire.

3. DIAGRAMA GENERAL DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL H2SO4

FIGURA.

4. PROCESOS DE DOBLE CONTACTO En procesos de doble contacto la eficacia de la primera conversión es de 80 - 93 %, dependiendo de la disposición de los lechos y del tiempo de contacto. Después de la refrigeración de los gases hasta los 190º C, el SO3 formado se pasa a una torre de absorción intermedia con ácido sulfúrico en una concentración de 98,5 - 99,5 %. La torre de absorción intermedia es precedida en el proceso de doble contacto por otra torre de absorción de oleum. Esta torre de oleum sólo entra en funcionamiento para obtener oleum. La absorción intermedia de este SO3 formado en las primeras etapas, desplaza la reacción hacia la formación de más SO3 en las siguientes etapas de conversión. El SO3 producido en la etapa secundaria es absorbido en la torre de absorción final. Con este tipo de proceso se alcanzan en condiciones normales, niveles de conversión del 99,6%.

FIGURA . 5. IMPACTOS AMBIENTALES ASOCIADOS AL PROCESO

FIGURA .

6. P&ID

La regulación de la combustión se basa en mantener constante la presión de vapor en la caldera, tomándose sus variaciones como una medida de la diferencia entre el calor tomado de la caldera como vapor y el calor suministrado. El controlador de la presión de vapor ajusta la válvula de control de combustible. La señal procedente del caudal de aire es modificada por un relé de relación para ajustar la relación entre el aire y el combustible, y pasa a un controlador que la compara con la señal de caudal de combustible.

Si la proporción no es correcta, se emite una señal al servomotor de mando del ventilador o a la válvula de mariposa, de modo que el caudal de aire es ajustado hasta que es correcta la relación combustible-aire. En la regulación de la combustión puede darse preferencia, en el mando, al combustible o al aire para que la operación de la caldera corresponda a un sistema determinado de variadas características de seguridad. Estas características de combustión son las siguientes:

   

Caudal fuel - caudal aire en serie. Caudal aire - caudal fuel en serie. Presión de vapor - caudal fuel/caudal vapor - caudal aire en serie. Caudal aire - caudal fuel en paralelo.

Caudal fuel - caudal aire en serie En el primer esquema de funcionamiento que puede verse en la figura 11.1a, el controlador de presión (master) ajusta el punto de consigna del controlador de caudal de fuel y esta variable actúa, a través del relé de relación fuel-aire, como punto de consigna del controlador de aire. Como las variaciones del caudal de fuel influyen lentamente en la señal de presión de vapor, el controlador "maestro" se ajusta para una respuesta rápida ante cambios en la presión. En esta disposición, si varía la presión del vapor, el caudal de fuel cambia antes que el del aire de combustión. Si se limita el caudal de fuel, lógicamente, también quedará limitado el caudal de aire. La desventaja principal del sistema es el riesgo de explosión que se presenta ante un fallo de aire en el punto de consigna del controlador de caudal de aire; si así ocurre, no hay aire de combustión, pero el fuel continuo circulando, acumulándose.

Caudal aire - caudal fuel en serie Tal como puede verse en la figura 11.1b, aquí el controlador de presión (master) ajusta la señal de aire, el cual ajusta a través del relé de relación el controlador de fuel. El sistema es más seguro que el anterior ya que elimina la posibilidad de formación de una mezcla explosiva cuando falla la señal de aire de combustión. Una variante de este sistema consiste en utilizar un controlador de carga de la caldera a la salida del "maestro" de presión (común a varias calderas). La salida del controlador de carga es dirigida a dos selectores de máxima y de mínima, lo que permite: ante un aumento de la demanda de vapor la señal pasa al controlador de aire, sin que el fuel o el gas aumente hasta que no lo ha hecho el aire. Si la demanda de vapor disminuye, el fuel disminuye primero y luego lo hace el aire; y si la señal de aire falla, el caudal de fuel-oil baja a cero automáticamente.

Presión de vapor - caudal fuel en serie/caudal vapor - caudal aire en serie El sistema representado en la _ gura 11.1c se caracteriza por mantener, con más seguridad, la relación correcta aire-fuel aunque el fuel no sea medido correctamente. El controlador de presión de vapor ajusta el controlador de caudal de fuel. El transmisor de caudal de vapor ajusta el controlador de caudal de aire al sistema de control de combustión. Aunque las variaciones de caudal de vapor sean rápidas, las _ uctuaciones que experimenta no lo son tanto como la presión de la línea de vapor principal. Este sistema se emplea con preferencia en calderas de carbón pulverizado.

Caudal aire - caudal fuel en paralelo La ventaja principal de este sistema, que puede verse en la figura 11.1d, es su control directo en el fuel y en el aire. De hecho, para mantener una relación correcta fuel-aire conviene incorporar un relé de relación manual al sistema. El sistema _ ene un mayor

rendimiento que el sistema en serie pero está limitado a calderas con pequeños cambios de carga. Sistema cruzado de adelanto - retardo (lead-lag) Es parecido al sistema paralelo pero incorpora un enclavamiento entre el fuel y el aire, de tal manera que el caudal de fuel sigue al caudal de aire si aumenta la carga y, si la carga disminuye, es el caudal de aire el que sigue al caudal de fuel. Tiene la ventaja de que previene la condición de peligro de exceso de fuel.

Caudal aire - caudal fuel en paralelo La regulación del agua de alimentación que establece el nivel de la caldera depende de múltiples factores, del tipo de caldera, de la carga, del tipo de bomba y del control de presión del agua de alimentación.

El sistema de control del agua de alimentación puede realizarse de acuerdo con la capacidad de producción de la caldera, según la tabla 11.1 y que el lector debe tomar sólo como guía de selección, teniendo presente que cada caso individual debe estudiarse separadamente. En calderas de pequeña capacidad, inferior a 1000 kg/h, la regulación puede ser todonada, con dos alarmas de nivel alto y bajo que ponen en marcha la bomba de alimentación del agua (figura 11.2a). En calderas de capacidad media, del orden de 2000-4000 kg/h, puede utilizarse un controlador de flotador con un reóstato acoplado eléctricamente a una válvula motorizada eléctrica. Este conjunto (figura 11.2b) actúa como un control proporcional con punto de consigna el punto medio del campo de medida del nivel de flotador.

En la regulación de nivel de un elemento, representada en la figura 11.2c, el único instrumento utilizado es el controlador de nivel que actúa sobre la válvula del agua de alimentación. El instrumento medidor de nivel puede ser del tipo desplazamiento o de presión diferencial de diafragma. La regulación de nivel de dos elementos se logra con un controlador de caudal de vapor y un controlador de nivel, cuyas señales de salida se comparan en un relé de relación que actúa directamente sobre la válvula de control del agua de alimentación. En la figura 11.2d puede verse este sistema de control. De acuerdo con la demanda de caudal de vapor, hay una aportación inmediata de agua de alimentación a través del controlador secundario de nivel. Este último, sólo es utilizado como reajuste de las variaciones que pueden producirse con el tiempo en el nivel de la caldera.

La regulación de tres elementos elimina el fenómeno de oscilación del nivel de agua que se produce cuando el caudal de vapor crece o disminuye rápidamente. Es un sistema recomendado en plantas con cargas dinámicas. Cuando el caudal de vapor aumenta bruscamente, la presión baja, con lo que se produce una vaporización rápida que fuerza la producción de burbujas y agua, lo que da lugar al aumento aparente del nivel de la caldera. La oscilación es opuesta a la demanda y el fenómeno es importante en calderas de cierta potencia y volumen reducido, sujetas a variaciones de caudal frecuentes y rápidas. Las tres variables que intervienen en el sistema son: • Caudal de vapor. • Caudal de alimentación de agua. • Nivel de agua. Para que las condiciones de funcionamiento sean estables, el caudal de vapor y el de agua deben ser iguales y, de forma secundaria, el nivel de agua debe reajustarse periódicamente para que se mantenga dentro de unos límites determinados (normalmente son de unos 50 mm por encima y por debajo de la línea central de la caldera). Manteniendo estas funciones en las tres variables, los instrumentos correspondientes pueden estar relacionados entre sí de varias formas. Las más representativas se encuentran en la figura 11.2e en las que una señal anticipativa (feedforward) del caudal de vapor se superpone al control de nivel, y todas tienen por objeto dar prioridad a las diferencias entre los caudales de agua y de vapor frente a las variaciones del nivel que pueden producirse ante una demanda súbita, es decir, en estas condiciones el sistema de control actúa obedeciendo a la diferencia relativa de caudales con preferencia a los cambios en el nivel. Señalemos que la medida del caudal de vapor se efectúa preferentemente con una tobera porque su forma suave evita la erosión que, de otra forma, se produciría en una placaorificio por causa de las gotas de agua que inevitablemente arrastra el vapor. El caudal de agua de alimentación puede medirse a través de una placa-orificio o de una tobera.

Secaderos y evaporadores Los secaderos tienen por objeto obtener el producto sólido con poca humedad, mientras que los evaporadores concentran el producto en forma líquida al evaporar el agua. Entre los diversos modelos de secaderos se encuentra el secadero continuo de evaporación rápida (flash) que transporta el producto en una corriente de aire caliente y, en muy poco tiempo, disminuye su humedad hasta el valor final. Como es difícil medir directamente la humedad del producto de forma continua se controla, en su lugar, la temperatura variable que depende indirectamente de la humedad. En la figura 11.3 se encuentra un esquema de este secadero con los instrumentos de control correspondientes. El producto, en forma de polvo húmedo, entra en el circuito después del horno y se seca durante el recorrido por el tubo vertical. El control suele ser en cascada, siendo la variable primaria la temperatura de salida y la variable secundaria la temperatura después del horno. El control es, normalmente, PID. El quemador del horno tiene controles auxiliares, tales como vigilancia de llama, válvula autor reguladora de presión para inyectar vapor al fuel-oil y pulverizarlo, válvula de solenoide con rearme manual para cerrar el paso del combustible, termostatos y termostatos para alarma de máxima y mínima presión y de temperatura. El conjunto forma parte del circuito de enclavamiento de la instalación.

El único control automático que se aplica es la regulación de presión de vapor. Los evaporadores existen en muchos tamaños, formas y _ pos. El evaporador discontinuo es de producción forzosamente limitada por la necesidad de las operaciones de llenado y de vaciado.

Horno túnel Los instrumentos de regulación y control forman parte integral de los equipos de proceso de la industria cerámica y, en particular, constituyen una necesidad en el proceso de cocción de los productos cerámicos realizado en un horno túnel. Los procesos de cocción del bizcocho y del bizcocho recubierto de esmalte se basan en el mantenimiento de una curva de cocción que establece un programa preciso de temperatura distribuida, de acuerdo con las tres zonas típicas del horno: precalentamiento, cocción y enfriamiento (figura 11.8). La carga es transportada, en vagonetas, a una velocidad determinada y las temperaturas se regulan básicamente en la zona de cocción donde se encuentran situados los quemadores de combustible, y los valores deseados en la zona de precalentamiento se alcanzan mediante la circulación de aire caliente procedente de la zona de enfriamiento.

Estas temperaturas corresponden a las zonas del horno, ya que salvo casos muy especiales, es difícil medir directamente la temperatura de las piezas. De todos modos, debido al tiempo que las piezas pasan dentro del horno puede admitirse que en la última zona, donde no absorben prácticamente calorías, su temperatura es muy próxima a la de las paredes.

La medida de la temperatura se efectúa con termopares de cromel-alumel o de platino -rodio, según sean las temperaturas alcanzadas y con fundas cerámicas de mullita sílicealumínica o de aluminio recristalizado (nótese que las temperaturas máximas de trabajo de los termopares de cromelalumel y platino-rodio son de 950-1200 °C y de 1.400 °C, respectivamente). Los reguladores actúan, o bien, sobre una válvula de solenoide, o bien, sobre válvulas neumáticas dotadas de servomotor electro neumático o digitoneumático. La zona de cocción puede dividirse en varias zonas de control y cada una suele estar regulada independientemente por un regulador todo-nada, _ otante o bien por un regulador P, PI o PID. En el horno túnel, también es importante la regulación del tiro, al mantener una distribución uniforme de temperaturas en cada sección del horno. Las dos tomas del controlador de tiro se conectan en lados opuestos en la entrada o salida de la zona de

encendido que es la posición que usualmente da los mejores resultados. El controlador actúa sobre el ventilador de salida del aire, manteniendo así el tiro deseado. Columnas de destilación La operación de destilación consiste en separar una mezcla por diferencia de composición entre un líquido y su vapor. Esta operación se realiza de forma continua en las denominadas columnas o torres de destilación, donde, por un lado, asciende el vapor del líquido hasta salir por la cabeza de la columna y, por el otro, va descendiendo el líquido hasta llegar a la base. En estos pasos tiene lugar una mezcla entre las dos fases, de tal modo que pueden efectuarse extracciones a distintos niveles de la columna para obtener productos más o menos pesados. Los problemas de la destilación son muy diversos, por lo cual, los _ pos de columnas también lo son. Estudiaremos una columna típica de funcionamiento continuo que está representada en la figura 11.9.

Las variables importantes que regulan el funcionamiento de la columna son la presión en la cabeza de la columna, el caudal, la composición y la temperatura de la alimentación, el

calor añadido y las calorías extraídas, los caudales de destilado y de producto extraídos en la base. La presión en la columna se regula mediante un controlador de presión en cascada con un controlador de caudal de los gases incondensables que escapan del condensador, si bien también podría efectuarse con el regulador de presión actuando directamente sobre la válvula de gases incondensables. El caudal de la alimentación se regula con un controlador de caudal que mantiene un caudal constante, gracias a una alta ganancia (banda proporcional bastante estrecha). La composición de la alimentación tiene una gran importancia en el funcionamiento de la columna. Sin embargo, es difícil ajustar esta composición, de modo que es necesario actuar sobre la columna cuando se presentan cambios en la composición de la alimentación. Entre los analizadores, el cromatografía es el más utilizado. La temperatura de la alimentación es también importante. Al objeto de controlarla se emplea un intercambiador de calor con vapor. La temperatura se regula en cascada con el caudal del vapor. El calor añadido en la columna se efectúa a través de un intercambiador de calor instalado en la base o en un plato intermedio de la columna. Un controlador de caudal de vapor ajusta estas calorías aportadas. Como complemento, se instala un controlador de nivel en la base de la columna que lo ajusta mediante una válvula de control que actúa sobre la extracción. Las calorías extraídas tienen lugar en el condensador de los gases que salen de la cabeza de la columna. Un controlador de caudal de agua de refrigeración del condensador ajusta estas calorías. El caudal de destilado se ajusta mediante un controlador de nivel del condensador, en cascada con un controlador de caudal en la extracción. Intercambiadores de calor La gran mayoría de los procesos industriales emplean intercambiadores de calor en operaciones tales como precalentamiento, pasteurización, esterilización y refrigeración, entre otras. Existen varios sistemas para el control de los intercambiadores de calor debido a que son muchos los factores que deben considerarse: la presión del vapor o del fluido de

alimentación, las fluctuaciones en el caudal del producto, las variaciones en la temperatura del producto, en su calor específico, los retardos del proceso, etc. En la figura 11.10a puede verse un esquema de control simple con un controlador de temperatura que actúa directamente sobre la válvula de vapor.

Control del reactor en una central nuclear En una central térmica convencional se utiliza una caldera de vapor con un quemador de fuel-oil o gas (o bien carbón). El calor generado se transfiere al agua de la caldera a través del haz de tubos dispuestos en el interior de la cámara de combustión. El agua se

transforma en vapor que, sobrecalentado, pasa a la turbina, que a su vez mueve los generadores correspondientes. En la central nuclear, la función realizada por la caldera es sustituida por el reactor nuclear combinado con un sistema primario de refrigeración y generadores de vapor. En los dos sistemas, el control del agua en la caldera y el de la turbina es básicamente el mismo: control de nivel de tres elementos en la caldera y posición de las válvulas de admisión de la turbina para regular el caudal de vapor y, por lo tanto, la potencia de salida. Sin embargo, señalemos que desde un punto de vista simplificado, la caldera de la central térmica es compleja –la potencia de salida gobierna el caudal de combustible y el aire de combustión combinados en la mezcla adecuada, establece el número de quemadores a utilizar y, en muchas plantas, fija la temperatura de sobrecalentamiento– mientras que la central nuclear es básicamente más simple, sólo se requiere el control del consumo del combustible nuclear. La producción de la energía, en el reactor nuclear, se logra mediante la fusión de los átomos del material combustible por el bombardeo con neutrones. El número de éstos da una medida aproximada de la potencia de salida y, para ajustarlo, se posicionan adecuadamente las barras de control de reactividad. El sistema de control emplea como señales de entrada, el flujo de neutrones, las temperaturas, la presión y el caudal del fluido de refrigeración, la posición de las barras de control y las calorías de salida de la planta. Un programa establece la carga a aplicar para alcanzar el nivel de potencia deseado mediante los grupos de las barras de control. En la figura 11.11 puede verse un esquema simplificado del conjunto de los instrumentos utilizados. Los criterios establecidos para la seguridad de la central nuclear se basan en la confiabilidad y en la redundancia de los instrumentos. Se han redactado normas que establecen métodos para ensayar los contadores de radiactividad, los materiales eléctricos, los motores, los requerimientos de inspección, de instalación y ensayo de los instrumentos, la calificación sísmica y resistencia al calor de los mismos, en par_ cular en el interior de la contención, los ensayos para la comprobación de fallos con el reactor en marcha mediante los sistemas redundantes de instrumentos, etc. El dispositivo de seguridad es excitado principalmente ante un fallo de alimentación de los instrumentos, una temperatura alta en la refrigeración, un nivel de potencia de salida excesivo o un flujo elevado de neutrones.

El sistema de arranque del reactor debe tener en cuenta la gama tan amplia de niveles de potencia que el reactor puede generar y debe realizar los siguientes puntos: • Impedir que la reactividad exceda los límites máximos de proyecto dentro de la gama de potencias de trabajo. • Mantener la adecuada generación de calor en respuesta a la demanda. La instrumentación no nuclear incluida en el bucle del agua de refrigeración primario del reactor con_ ene medidores de presión diferencial del núcleo del reactor y de la bomba de refrigeración, transmisores de temperatura y de presión, medidores de caudal de refrigerante, de temperatura diferencial, de calorías, etc.

7. APLICACIONES Y USOS La mayoría de los usos del Ácido Sulfúrico no lo implican de forma directa como una materia prima sino como de uso indirecto en forma de catalizador. Por este motivo, muy poco Ácido Sulfúrico aparece en los productos de las industrias donde interviene pero aparece como Acido consumido o como varios tipos de Sulfatos de desecho. De forma general se usa en las industrias de pigmentos, Ácidos, pegante, purificación del petróleo, baños de electroplateado, herbicidas, fertilizantes, en la refinación de Aceites minerales y vegetales, en la industria del cuero, como agente en la producción de explosivos, y otros. Tiene una amplia aplicación en la deshidratación de éteres, ésteres y gases.

Dentro de sus usos indirectos se encuentra en la industria de fertilizantes, generando Ácido fosfórico a partir de roca fosfórica, que luego dará lugar a materiales fertilizantes como superfosfatos triples y Sulfatos de mono y diamonio. Cerca del 60% del Ácido Sulfúrico producido se usa en esta industria (1, 11). Una cantidad apreciable de Sulfúrico se usa en la industria

petroquímica

como

deshidratante

Acido

en

reacciones

de

nitración,

condensación, deshidratación, y en la refinación donde se usa para refinar, alquilar, y purificar destilados de petróleo crudo. En la industria inorgánica se usa en la producción de pigmentos de TiO2 y Ácidos minerales. En el procesamiento de metales, se usa en el decapado, en el tratamiento de minerales de cobre, uranio y vanadio y en la preparación de baños electrolíticos para purificación de metales no ferrosos. Uno de sus usos directos incluye su dispersión en forma de solución diluida en suelos muy alcalinos que van a ser usados con fines agrícolas; pero el uso directo más importante lo constituye la industria de la sulfonación orgánica, en donde se usa para la fabricación de detergentes. Otro de sus usos directos importantes es el de la industria de las baterías. Los efectos encontrados en la toxicidad del Ácido Sulfúrico obedecen por completo a las interacciones del ion H+ con los componentes celulares más que a la interacción del ion (SO4)2. Es una sustancia corrosiva y provoca efectos directos locales en todos los tejidos corporales aún en bajas concentraciones. El contacto de cualquier tejido con Ácido Sulfúrico concentrado provoca quemaduras profundas y de difícil sanado. Su alta reactividad frente a muchos compuestos lo hace peligroso por la generación de calor, por el potencial de explosión o por la generación de vapores tóxicos o inflamables. Debido a que la hidratación del trióxido de Azufre produce Ácido Sulfúrico, las consecuencias sobre la salud de las personas es equivalente en estas dos sustancias. La inhalación de vapores de Ácido Sulfúrico concentrado provoca tos aguda y daños severos en los pulmones y en todo el tracto respiratorio. El contacto con los ojos puede provocar pérdida total de la visión. En la piel genera quemaduras y necrosis severa. La ingestión de Ácido Sulfúrico concentrado en cantidad aproximada a una cucharada es mortal para adultos; esta ingesta puede provocar perforación del ducto gástrico, peritonitis y un colapso circulatorio posterior. El shock es la causa inmediata más común de muertes. La exposición crónica a esta sustancia puede generar traqueo bronquitis, gastritis e irritación cutánea.

Un peligro importante en la manipulación del Ácido Sulfúrico lo constituye su dilución en agua. Cuando el Ácido Sulfúrico se mezcla con agua, se produce una gran cantidad de calor, que dependiendo de la cantidad relativa de las dos sustancias puede provocar un incremento considerable en la temperatura de la solución e incluso puede generar ebullición violenta. Este comportamiento es más marcado y peligroso en procedimientos de mezcla donde se adiciona agua sobre el Ácido concentrado y por eso no se recomiendan. Los riesgos de explosión se dan por el contacto de esta sustancia con químicos como la acetona (CH3-CO-CH3), los alcoholes, combustibles, las bases fuertes concentradas y algunos metales finamente divididos. La emisión de gases tóxicos, que en general corresponden a Oxidos de Azufre SOx, se da por el calentamiento del Ácido, descomponiéndose por completo a temperaturas del orden de 340 ºC. En cuanto a los gases inflamables, estos se restringen casi con exclusividad al Hidrógeno, desprendido en reacciones del Ácido con metales básicos. Los peligros más graves de exposición al Ácido Sulfúrico se dan en derrames accidentales durante su transporte y manipulación. Niveles mucho más bajos están presentes en la atmósfera por oxidación de óxido de Azufre generado en plantas donde se libera como emisión. El grado de afectación a los diferentes individuos se ve agravado por enfermedades respiratorias crónicas como asma, a nivel respiratorio; enfermedades gastrointestinales crónicas, como gastritis, a nivel gástrico y enfermedades oculares o cutáneas, como conjuntivitis crónica o dermatitis.