Procesos industriales (Ácido Sulfúrico P+ID)

1. Diagrama de instrumentación y tuberías de una planta de manufactura de ácido sulfúrico.[pic 1][pic 2]

El proceso de manufactura de ácido sulfúrico da inicio en la extracción del azufre mediante una bomba Frasch, la cual posee 3 procesos: fusión, bombeo y expulsión; primeramente, se extrae agua de una fuente ya sea un reservorio o preferiblemente un lago o río aledaño, esta agua se calienta aproximadamente a unos 180°C en una caldera cuyo flujo será regulado por una válvula motorizada accionada por el Lazo 202, esta agua caliente se suministra a un tambor que funciona como intercambiador de calor en la bomba Frasch para llevar a la veta de azufre a su punto de fusión; con ayuda de un compresor rotativo accionado por el Lazo 101 y cuyo flujo será regulado mediante una válvula motorizada controlada por el Lazo 201 se extrae aire de los alrededores para ser bombeado a presión a la reserva de azufre para que este en su fase acuosa empiece a ser expulsado.

Finalmente, el producto extraído se lleva con ayuda de una banda transportadora a un depósito de azufre crudo del cual se extrae con otra banda transportadora a la siguiente sección de las instalaciones.

Retomando el proceso anterior la banda móvil desprende el azufre crudo en un fundidor donde nuevamente se lleva a mezcla a una fase líquida; cabe destacar que el Lazo 106 lleva información recopilada de un sensor de temperatura mediante una línea de comunicación de datos al controlador de flujo 232 que se verá más adelante; continuando con la línea de proceso el azufre líquido continúa su recorrido a través de la línea de la bomba 107  ya que normalmente la válvula 203 y la válvula 207 se encuentran normalmente cerradas lo cual incide en una redundancia del proceso; la válvula 208 y la válvula 209 son de fin de línea o de purga y generalmente se encuentran cerradas, sabiendo esto de ahora en adelante cuando se encuentren redundancias se escogerá el flujo que no posea válvulas normalmente cerradas; continuando con el proceso, el flujo que se dirige al tanque de azufre impuro será regulado mediante la válvula motorizada regulada por el Lazo 210, accionado mediante una línea de comunicación de datos proveniente del Lazo 209, cuyo elemento de medición es un indicador de nivel ubicado en el tanque de azufre impuro.[pic 3][pic 4]

A continuación el azufre almacenado en el tanque de azufre impuro es extraído utilizando la bomba 110 e introducido a un filtro Kelly que eliminará las impurezas y dejará solamente el azufre puro, el cual se almacenará en un reservorio con un indicador de nivel que mediante el Lazo 113 acciona mediante una conexión de comunicación de datos a la bomba 114 con el interruptor de presión, este se desplaza al quemador de sulfuro donde será quemado con el aire seco proveniente de la torre de secado ; un sensor de temperatura se encargara de administrar la data del Lazo 116 lleva información recopilada de un sensor de temperatura mediante una línea de comunicación de datos al controlador de flujo 232;  aquí se formará dióxido de azufre el cual pasará a un intercambiador de calor residual de la quema con aproximadamente una temperatura de 950 - 1000°C, a un costado se encuentra la línea de proceso la cual se dirige a la siguiente sección cediendo calor al agua, refrigerándose a una temperatura de 390 - 410°C y por la sección de arriba se expulsa vapor de agua sobrecalentado cuyo flujo es regulado por una válvula solenoide controlada por el Lazo 226, este vapor de agua se aprovecha en el fundidor de azufre hablado al principio de esta sección.[pic 5]

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Ilustración 3. Catalización del dióxido de azufre.

Retomando el gas a la salida del intercambiador de calor residual, se pasa por un filtro de gas caliente y llega a la torre de transformación donde el óxido de vanadio juega un rol importante en la catalización del dióxido de azufre, en este punto el dióxido de azufre se convierte en trióxido de azufre mediante las camas catalizadoras de óxido de vanadio después de cada cama un sensor de temperatura registra y abre o cierra una válvula en el Lazo 119 para dar paso a un super intercambiador de calor, cabe destacar que el proceso se repite en cada escalón de la cama va aumentando el porcentaje de trióxido de azufre con ello se consigue disminuir la temperatura lo suficiente, sin embargo el calor residual se utiliza, para calentar agua cruda para generar vapor esta agua será regulada por el Lazo 232 con línea de comunicación de datos conectado al quemador y el fundidor.

El trióxido de azufre se aloja en el fondo de una torre de absorción este se encuentra con ácido caliente, este reacciona con el agua presente en el ácido y aumenta la concentración de este, el resultado de  en este punto se encuentra al 99% de concentración y se lleva a un plato refrigerante, finalmente los gases de residuo son expulsados a través de una chimenea.[pic 7]

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Ilustración 4. Almacenamiento del ácido listo.

 Finalmente llegamos al punto de divergencia donde se extrae ácido y se regenera (un radiador enfriado por agua), una porción del ácido se extrae y cruza el sistema de la bomba 125 y se regula su paso a la torre de secado mediante una válvula controlada por el Lazo 145, cuando el ácido alcanza la torre de secado empieza a caer por gravedad absorbiendo todo el vapor de agua disuelto en el aire que se desea secar para llevar a quemar, finalmente este cae y es almacenado en el tanque de ácido de circulación donde se diluirá con agua extraida de una fuente cercana, su caudal se verá predispuesto por una válvula de motor controlada por el Lazo 130; el otro camino a partir del serpentín es finalmente el almacenamiento del ácido sulfúrico para su distribución.

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