Flue gas desulfurization processes using by-products from the calcination of magnesite
- Autores: Ricardo del Valle Zermeño
- Directores de la Tesis: Joan Formosa Mitjans (dir. tes.), J. M Chimenos (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ana Andrés Payán (presid.), Ana Inés Fernández Renna (secret.), Margarida Maria Joao de Quina (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Uno de los principales problemas medioambientales relacionados con la calcinación industrial de la magnesita natural son las emisiones de dióxido de azufre (SO2), conocido precursor de la contaminación y degradación medioambiental. Los límites legales de emisiones de SO2 a la atmósfera, impuestos por la directiva de emisiones industriales de la Unión Europea, son cada vez más estrictos. Las Mejores Técnicas Disponibles (MTD) asociadas para la industria del óxido de magnesio han establecido un umbral de reducción de entre 50 y 400 mg¿Nm-3 mediante el uso de métodos de reducción sostenibles. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral es el estudio de la reutilización de subproductos de como agentes de captación de SO2 durante el proceso de calcinación de magnesita natural. La primera etapa de la investigación se dirigió a realizar una revisión del estado del arte de la desulfuración en húmedo, la cual es la tecnología más utilizada. Las principales variables y parámetros reportados en la bibliografía se utilizaron para evaluar la capacidad de desulfuración de tres subproductos generados durante el proceso de calcinación de magnesita natural (dos polvos de ciclón y una fracción de mineral calcinado no aprovechable comercialmente). Debido a su carácter industrial y heterogéneo, los tres subproductos se caracterizaron de forma exhaustiva, logrando así obtener su composición química, características físicas y capacidad de neutralización ácida. Posteriormente se evaluó la capacidad de desulfuración en húmedo mediante la introducción de un nuevo parámetro: tiempo de saturación (tS). El subproducto ¿LG-MgO¿ (polvo de ciclón procedente de un mineral rico en magnesita) presentó los valores de tS más altos y por lo tanto la mejor capacidad de desulfuración debido a su mayor porcentaje de MgO y elevada superficie específica. Para este subproducto se procedió a estudiar en profundidad el efecto combinado de las principales variables sobre las respuestas más significativas del proceso. Una vez descrito el papel de este subproducto óptim a escala de laboratorio, la siguiente etapa del proyecto de investigación se dirigió a estudiar su aplicación en una planta piloto. El proceso de transposición se realizó a través de la relación Líquido/Gas y el tS y teniendo en cuenta el pH compartido por ambas escalas. Los resultados obtenidos permitieron corroborar la hipótesis de transposición hecha desde un reactor discontinuo en condiciones diluidas hasta una columna de relleno a escala piloto. Por lo tanto, se comprobó que el nuevo parámetro de tiempo de saturación (tS) es adecuado para predecir del comportamiento de desulfuración de este tipo de subproductos a diferentes escalas. La última etapa del proyecto de investigación se dirigió a estudiar la potencial disminución del contenido de agua durante el proceso de lavado. Así, se evaluó la capacidad de desulfuración en seco y semi-seco de los mismos subproductos. Las condiciones de semi-seco presentaron los mejores resultados en cuanto a capacidad de adsorción. Aunque el desempeño de los subproductos en un proceso en seco resultó ser menos eficaz que los métodos húmedos evaluados con anterioridad, el proceso es atractivo ya que se evita la generación de efluentes líquidos al mismo tiempo que se obtiene una mezcla sólida formada principalmente por sulfitos de calcio y magnesio. Estos sólidos podrían ser reutilizados para otras aplicaciones, lo que permitiría ampliar el carácter sostenible de todo el proceso.
