TRATAMIENTO DE GASES IMQ - 310

Óxidos de azufre:

SOx

Azufre en gas (SOx)H2S S SO2 SO3

 

H2S Desde gas naturalDesde sistemas anaeróbicos

  Tóxico, olor fuerte  

SO2 Combustión de combustibles fósiles,

S (in fuel) + O2 SO2

  Base metal smelting,

CuFeS2 + 5/2 O2 Cu + FeO + 2 SO2

SO3 Desde oxidación de SO2, normalmente requiere V2O5 u otro catalizador para que la formacion sea rapida

 

Efectos: Acid rain, sulfate aerosols (PM10) visibility problems

Human Response to One Hour Pollutant Exposure

PollutantConcentration

Parts per million by mass

Symptom

SO20.3 ppmm

(790 μg/m3)Taste threshold (acidic)

0.5 ppmm

(1310 μg/m3)Odor threshold (acrid)

1.5 ppmm

(3930 μg/m3)Bronchiolar constriction Respiratory infection

SO2

Incoloro, detectable por humanos a niveles de 0,3 a 1,5 ppm

SO2

Único en cantidades significativas en la atmósfera Principalmente

removido desde la atmósfera por oxidación superficial, acuosa o gaseosa para formar sulfatos ácidos

Oxidantes fase gaseosa

Radicales libres

OH, HO2 y CH3O2

Solubilidad en agua debido a HSO3

- y SO32-

Reacciona en la superficie con varias partículas aereas como óxido ferrico, dióxido de plomo, oxido de aluminio, sal y carbón

SO2

• Sulphur dioxide has a boiling point of -10.0 ºC at a pressure of 101 kPa, and a melting point of -75.5 ºC. The molecule is planar, with the sulphur atom attached to two oxygen atoms, making an angle of 119º

SO2

• El SO2 convierte al SO3 en H2SO4. Esto en combinación con partículas producen efectos perjudiciales

• Estos óxidos se forman generalmente por combustión de hidrocarburos en procesos industriales

• Las erupciones volcánicas son fuentes naturales de estos óxidos

• Efectos sobre la visibilidad y los materiales– Reducción de la

visibilidad.– Aceleración de

corrosion de materiales.

– Formación de precipitaciones ácidas

• Efectos sobre la salud– Broncoconstricción.

SO3

En presencia de humedad en el aire es rápidamente hidrolizado a ácido sulfúrico

SO3

Puede ser emitido directamente al aire (altamente reactivo)

Ácido sulfúrico es fuertemente higroscópico

Generalmente asociado con otros contaminantes en partículas sólidas o líquidas, con un ámplio rango de tamaños, generalmente sulfatos

Con amoníaco, reacciona para formar sulfato de amonio, que continua en el aire

SO3

Efectos en la salud (Chile, MMA, 2011)

• Opacamiento de la córnea (queratitis).

• Dificultad para respirar.

• Inflamación de las vías respiratorias.

• Irritación ocular por formación de ácido sulfuroso sobre las mucosas húmedas.

• Alteraciones psíquicas.

• Edema pulmonar.

• Paro cardíaco.

• Colapso circulatorio.

Fuentes : SO2

Contenido de S combustibles fósiles: 0-4% SO2 e gas de escape: 2000-5000 ppmm

 

Contenido de S en minerales de cobre, ej. CuFeS2 ,Cu: 63.5 g/mol Fe: 55.8 g/mol S: 2 X 32 = 64 g/mol

Entonces, 64/183.3 ~ 35% (en masa) S en mineral

Contenido en gases de fundición de cobre: 15 – 20 % en volumen

SO2

Mucho de los oxidos y compuestos de azufre estan presentes en el aire contaminado y son :

Generados natural o antropogénicamente

Contribuciones oceánicas pueden ser significativas

Fuentes antropogénicas90% SO2

resto principalmente sulfatos

SO2

Una vez que el SO2 es emitido, la mantención de niveles tolerables depende de la disponibilidad de vientos y turbulencias para dispersar el contaminante

Factores que afectan la dispersión del SO2 desde las fuentes de la combustión

Temperatura y flujo de gases

Altura de emisión

Topografía y proximidad de otras construcciones

Meteorología

SO2

Parte del SO2 emitido en el aire es removido por diferentes elementos, como aceites, agua y vegetación

El SO2 sobrante es transformado en ácido sulfurico u otros sulfatos por medio de varios procesos en presencia de humedad, y luego estos productos son removidsos por deposición seca o precipitación

La proporción relativa de SO2 y sus productos de transformación resultantes de los procesos atmosféricos varian con el aumento de la distancia desde el punto de emisión y el tiempo de residencia en la atmósfera

En transportes a largas distancias (>100 km) ocurre una extensiva transformación de SO2 a sulfato, con deposición seca o húmeda (lluvia o nieve) de sulfatos ácidos

China - 2002

Acidified Forest in Czech Republic

1908 1968

Sandstone Figure in Germany

SO2

En la mayoría metodos manuales, los análisis de las muestras colectadas esta basados en principios colorimétricos, titulométricos, turbidimétricos, gravimétricos, rayos X, luminicencia química y cromatografía de intercambio iónico

Manuales, que involucra la colección de muestras sobre un periodo de tiempo específico y el subsecuente análisis con una variedad de técnicas analíticas

Automáticos, en los que la colección de muestras y análisis son desarrollados continua y automáticamente

Metodos de medición

Norma de calidad de aire primaria (2002)

2010:

250

Dióxido de Azufre (SO2)

Últimamente (2010)

• 80 µg/m3 Media aritmética anual.

• 250 µg/m3 Media aritmética diaria.

• 1.050 µg/m3 Media aritmética horaria

World emissions

                                                             

                                                                 

                 

Fuentes de contaminación

• Combustión (combustibles fósiles)– Termoeléctricas, calderas industriales

• Fundiciones de minerales sulfurados– Cobre, Zinc

• Refinerías de petróleo

Emisiones de SOx: Distribucion mundial

Emisiones USA

SOx - Canada

1995 Criteria Air Emissions for Canada1000 tons % of total

Industrial Sources 1950 73.47Upstream Oil and Gas Industry 387Petroleum Refining 141Oil Sands 161Non-ferrous mining and smelting industry 892

Non-industrial Fuel Combustion 566 21.33Electric Power Generation 255

Transportation 136 5.12

TOTAL 2654 100

Australia, 2004

Estimación de emisiones RM - 1997

0

5000

10000

15000

20000

25000

Calderas Panaderías Combustiónresidencial

Vehículos ProcesosIndustriales

Total

Fuente

To

ne

lad

as

/añ

o

Evolución Emisiones SO2 - Santiago

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

Transporte Industria, Comercio y Construcción

To

n/a

ño

1997 2000

Azufre en diesel

• 1989 : 5000 ppm

• 1997 : 1000 ppm

• 2001 : 300 ppm

• 2004 : 50 ppm

• 2010 : 15 ppm

Emisiones mineras de anhídrido sulfuroso (SO2) y Producción de Cobre en Chile

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Emisión SO2 Mt/año Producción Cu Chile Mt/año de fino

Como evitar problemas de SOx

• No producir SOx

• Eliminar SOx del gas