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INFORME FINAL SEGUNDA CAMPAÑA 2011 CONTROL DE PROCESOS PROYECTO 13400033

SERVICIO DE MONITOREO AMBIENTAL (GASES YAIRE)

DIVISION EL SALVADOR

INFORME FINAL SEGUNDA CAMPAÑA 2011 CONTROL DE PROCESOS

PROYECTO 13400033

SERVICIO DE MONITOREO AMBIENTAL (GASES Y AIRE) DIVISION EL SALVADOR

Preparado para : CODELCO - CHILE Div. El Salvador Por : CIMM T&S S.A. UG Metalurgia

JULIO, 2011

INFORME FINAL SEGUNDA CAMPAÑA 2011 CONTROL DE PROCESOS

PROYECTO 13400033

SERVICIO DE MONITOREO AMBIENTAL (GASES Y AIRE) DIVISION EL SALVADOR

Ingeniero de Procesos : Ing. Juan Campos E.

Supervisor CH-5 : Téc. Pedro Martínez C.

Asesor Prevención de Riesgos : Téc Patricio Contreras D.

Operador de Caja CH-5 : Téc. Alvaro Ortiz M.

Operador de Caja CH-5 : Téc. Estanislao Vallejos T.

Operador de Sonda. : Téc. Alexis Peralta N.

Operador de Sonda : Téc. Roberto Garcías M.

Operador de Sonda. : Téc. Camal Quiroz Q.

JULIO, 2011

INDICE

Pág.

RESUMEN EJECUTIVO 1

1.- INTRODUCCION 9

2.- RESULTADOS 10

2.1. Resultados de Mediciones Isocinéticas 12

2.2. Resultados de Caracterización Química fase Gaseosa 22

2.3. Resultados de Caracterización Química fase Sólida 32

2.4. Resultado de Infiltraciones en Manejo de Limpieza de gases 42

2.5. Resultado de Conversión Torre Catálisis planta de ácido 44

ANEXOS

Anexo A: INSTRUMENTOS Y EQUIPOS 46

Anexo B: METODOLOGIAS GENERALES DE MEDICIONES 49

Anexo C: METODOS DE CALCULO 52

Anexo D: CERTIFICADO DE CALIBRACION DE EQUIPOS 58

Anexo E: RESULTADOS DE MEDICIONES EN PLANTA 73

______________________________________________________________________________________________________ UG Metalurgia – Sede Santiago Proyecto 13400033

Página 1

RESUMEN EJECUTIVO

Este trabajo se ejecutó a solicitud de la Sra. Susana Altamirano

Norambuena., Ingeniero de Procesos PTG, Superintendencia I&D. División El

Salvador Codelco Chile. Administrador del contrato denominado “Servicio de

Monitoreo Ambiental (gases y aire) División Salvador”.

Los objetivos del servicio fueron evaluar el sistema de manejo y limpieza de

gases (MALIGAS), el área de limpieza, lavado y precipitadores. Cuantificar

las concentraciones de neblina ácida y trióxido de azufre. Y determinar

eficiencia de conversión de la Torre de Catálisis de la planta de ácido

sulfúrico.

En las mediciones isocinéticas se aplicaron las metodologías chilenas Ch1,

Ch5 y USEPA 17, mientras que para la determinación de neblina ácida y SO3

se aplicó la metodología Ch8. Los resultados de caudal, concentración de

material particulado e impurezas se normalizaron a 25°C y 1 atmósfera de

presión. El error relativo porcentual calculado como el cuociente entre la

desviación estándar y el valor promedio, no es relevante en procesos

pirometalúrgicos asociados a gran variabilidad operacional.

Las fases gaseosas fueron caracterizadas por As, F, Cl, Pb y Zn. Y la fase

sólida fue caracterizada por Cu, Fe, As, Sb, Pb y Zn.


Página 2

Tabla 1: Mediciones simultaneas de caracterización de gases y eficiencia de captación de material particulado en Sistema de Limpieza y Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Ácido Sulfúrico.

Parámetros de medición Entrada Planta

Entrada Torre de Secado

Caudal de gases secos Nm3/h 189.300 192.209

Conc. Material particulado mg/Nm3 2.880,8 13,0

Emisión material particulado kg/h 545,4 2,5

Concentración SO2 % vol 9,5 8,1

Concentración O2 % vol 10,0 11,7

Humedad % vol 2,2 4,3

Temperatura °C 286 29

Eficiencia captación % 99,5

Emisión de Arsénico gr/h 19.414 460

Emisión de Cobre gr/h 1.196 9

Emisión de Fierro gr/h 781 55

Emisión de Antimonio gr/h 109 6

Emisión de Plomo gr/h 1.172 125

Emisión de Zinc gr/h 6.674 575

Emisión de Cloro gr/h 2.051 134

Emisión de Fluor gr/h 36 0

Concentración de SO3 mg/Nm3 6.999,0 182,7

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 592,8 86,0

Emisión de SO3 kg/h 1.319,9 35,1

Emisión de H2SO4 kg/h 111,5 16,5


Página 3

Tabla 2: Mediciones simultaneas de caracterización de gases y eficiencia de captación de material particulado en Sistema de Limpieza. Área 100, Planta de Ácido Sulfúrico.

Parámetros de medición Entrada Planta

Salida T. Enfriamiento

T - 113


T - 123

Caudal de gases secos Nm3/h 191.102 95.897 99.706

Conc. Material particulado mg/Nm3 2.086,1 78,4 40,2

Emisión material particulado kg/h 398,7 7,6 3,9

Concentración SO2 % vol 9,0 8,4 8,5

Concentración O2 % vol 10,3 11,4 11,3

Humedad % vol 2,0 4,6 4,6

Temperatura °C 279 26 25


Emisión de Arsénico gr/h 12.884 682 542

Emisión de Cobre gr/h 1.088 29 51

Emisión de Fierro gr/h 681 148 114

Emisión de Antimonio gr/h 95,27 2,35 1,54

Emisión de Plomo gr/h 1.233 80 91

Emisión de Zinc gr/h 10.776 188 273

Emisión de Cloro gr/h 3.549 378 623

Emisión de Fluor gr/h 133 4 8

Concentración de SO3 mg/Nm3 6.999,0 2.332,4 3.960,7

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 592,8 2.270,1 1.503,9

Emisión de SO3 kg/h 1.335,7 219,3 401,4

Emisión de H2SO4 kg/h 112,7 214,9 152,5


Página 4

Tabla 3: Mediciones simultaneas de caracterización de gases y eficiencia de captación de material particulado en Precipitadores Húmedos, Planta de Ácido Sulfúrico.

Parámetros de medición Salida

T. Enfriamiento T - 113


T - 123

Entrada T. Secado

Caudal de gases secos Nm3/h 96.183 99.249 199.977

Conc. Material particulado mg/Nm3 57,5 48,8 8,2

Emisión material particulado kg/h 5,5 4,8 1,7

Concentración SO2 % vol 8,1 8,5 8,7

Concentración O2 % vol 11,4 11,4 11,0

Humedad % vol 4,5 4,6 4,6

Temperatura °C 30 29 29


Emisión de Arsénico gr/h 158 572 298

Emisión de Cobre gr/h 47 61 6

Emisión de Fierro gr/h 123 125 41

Emisión de Antimonio gr/h 3 1 0

Emisión de Plomo gr/h 103 196 157

Emisión de Zinc gr/h 158 191 168

Emisión de Cloro gr/h 277 532 154

Emisión de Fluor gr/h 10 10 0

Concentración de SO3 mg/Nm3 2.332,4 3.960,7 182,7

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 2.270,1 1.503,9 86,0

Emisión de SO3 kg/h 226,6 396,2 36,7

Emisión de H2SO4 kg/h 220,2 150,4 17,3


Página 5

Tabla 4: Mediciones simultaneas de caracterización de gases y eficiencia de captación de material particulado en Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 111A y S 112A,

Planta de Ácido Sulfúrico.

Parámetros de medición Entrada

Precipitador S 111A Salida

Precipitador S 112A


Conc. Material particulado mg/Nm3 71,2 21,7







Emisión de Arsénico gr/h 313 49

Emisión de Cobre gr/h 12 11



Emisión de Plomo gr/h 32 11

Emisión de Zinc gr/h 94 53

Emisión de Cloro gr/h 749 351




Emisión de SO3 kg/h 154,9 39,8



Página 6

Tabla 5: Mediciones simultaneas de caracterización de gases y eficiencia de captación de material particulado en Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 121B y S 122B,

Planta de Ácido Sulfúrico.

Parámetros de medición Entrada

Precipitador S 121B Salida

Precipitador S 122B


Conc. Material particulado mg/Nm3 71,2 21,7







Emisión de Arsénico gr/h 370 62

Emisión de Cobre gr/h 4 6



Emisión de Plomo gr/h 23 5

Emisión de Zinc gr/h 115 20

Emisión de Cloro gr/h 274 97




Emisión de SO3 kg/h 130,4 24,0



Página 7

Tabla 6: Resultados de Eficiencia Parcial de Conversión en Lechos de la Torre de Catálisis de Planta de Acido Sulfúrico de Fundición Potrerillos.

Lechos Fecha Hora SO2 entrada, % SO2 salida, % Eficiencia (1) % Eficiencia (2) %

1 05-08-2011 09:30 8,80 4,80 48,98 45,45

2 05-08-2011 09:30 5,00 4,00 21,28 20,00

3 05-08-2011 09:30 3,80 2,80 27,47 26,32

4 05-08-2011 09:30 2,60 0,40 85,13 84,62

Eficiencia Global 8,80 0,40 96,03 95,45


1 05-08-2011 11:40 9,00 5,00 48,05 44,44

2 05-08-2011 11:40 5,20 3,20 40,40 38,46

3 05-08-2011 11:40 2,60 2,00 23,79 23,08

4 05-08-2011 11:40 2,00 0,40 80,48 80,00



1 05-08-2011 12:30 9,00 4,60 52,51 48,89

2 05-08-2011 12:30 4,80 3,80 22,09 20,83

3 05-08-2011 12:30 4,00 2,20 46,54 45,00

4 05-08-2011 12:30 2,00 0,60 70,64 70,00



Página 8

Tabla 7: Resultados de Eficiencia Global de Conversión en Planta de Acido Sulfúrico de Fundición Potrerillos.

Pruebas Fecha Hora

% SO2

Ent. T. Secado % SO2

Chimenea Eficiencia (1)

% Eficiencia (2)

%

1 09-08-2011 10:56 - 11:16 8,82 0,57 94,33 93,53

2 09-08-2011 11:30 - 11:50 8,80 0,62 93,79 92,91

3 09-08-2011 12:07 - 12:27 9,27 0,52 95,09 94,35

Eficiencia Global Promedios 8,96 0,57 94,41 93,59

Tabla 8: Diluciones en el Sistema de Manejo y Limpieza de Gases del

Convertidor Teniente y Convertidores Peirce Smith.

Prueba Fecha Equipo Dilución Campana

Dilución Pre cámara

Dilución Cámara

Dilución PPEE

Dilución Camara de

Mezcla

1 10-08-2011 CT 29,1 8,8 27,3 s/copla(2) 28,2

2 11-08-2011 CPS nd (1) 6,4 12,9 s/copla(2) 48,2

(1) Sin punto de medición (2) Sin Copla


Página 9

1. - INTRODUCCION

CIMM Tecnologías y Servicios S.A. ejecutó durante el mes de Julio de 2011

un servicio de mediciones en el sistema de manejo y limpieza de gases de

Fundición Potrerillos, con el propósito de verificar las infiltraciones,

eficiencias de captación del sistema de Limpieza y precipitadores

electrostáticos Húmedos, caudal de gases y polvo en la entrada a Planta de

Ácido Sulfúrico y descarga por chimenea principal de evacuación.

Se efectuaron muestreos Isocinéticos utilizando personal y equipos

certificados, la fase sólida corresponde al material particulado contenido en el

filtro colector, mientras que la fase gaseosa corresponde a los gases calientes

condensados en un sistema de burbujeadores dispuestos en serie en una caja

refrigerada. La fase gaseosa fueron caracterizadas químicamente por As, F, Cl,

Pb y Zn. Y la fase Sólida fue caracterizada por Cu, Fe, As, Sb, Pb y Zn.

Las mediciones se efectuaron para las condiciones operacionales más

representativas de la Fundición y en su ejecución se utilizaron las normas

nacionales Ch1 a Ch5. Los caudales y concentración de material particulado

se estandarizaron a 25°C de temperatura y 1 atmósfera de presión.


Página 10

2. - RESULTADOS

2.1. Resultados de Mediciones isocinéticas.

En las Tablas 9 a 18, se presentan los resultados de las mediciones

Isocinéticas realizadas en entrada a la planta, sistema de limpieza, torres

de enfriamiento y precipitadores húmedos y chimenea en la Planta de

Ácido Sulfúrico.

2.2. Resultados de Caracterización Química fase Gaseosa.

En las Tablas 19 a 28, se presentan los resultados de las

caracterizaciones químicas en fase Gaseosa de As, Pb, Zn, Cl, F, SO3 y

H2SO4 determinados en los puntos donde se realizaron mediciones

Isocinéticas.

2.3. Resultados de Caracterización Química fase Sólida.

En las Tablas 29 a 38, se presentan los resultados de las

caracterizaciones químicas en fase Sólida de As, Cu, Fe, Sb, Pb y Zn

determinados en los puntos donde se realizaron mediciones Isocinéticas.

2.4. Resultados de Infiltraciones Manejo de limpieza de gases.

En las Tablas 39 a 40, se encuentran los resultados de las mediciones

realizadas para determinar las infiltraciones del convertidor Teniente y

Convertidor Pierce Smith desde la boca, pre-cámara, cámara,

precipitadores electrostáticos y cámara de mezcla.


Página 11

2.5. Resultados de Conversión torre de catálisis planta de Acido.

En las Tablas 41 a 42, se muestran los resultados de la conversión de la

torre de catálisis. El la Tabla 41, los resultados de la conversión global y

en la Tabla 42, los resultados en lechos de la torre de catálisis.

Los equipos utilizados, metodologías de medición, métodos de cálculos,

certificación de calibración de los equipos y planillas electrónicas de

resultados, se encuentran en los anexos de este documento.


Página 12

2.1 Resultados de Mediciones Isocinéticas

Tabla 9: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Sistema de Limpieza y

Precipitadores Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 1 de 2

Experiencia N° 1 2

Fecha 05-08-2011 05-08-2011

Hora de muestreo 11:58 - 12:46 13:02 - 13:51

Lugar de medición Entrada PAS Entrada TS Entrada PAS Entrada TS

Caudal de gases, bh Nm3/h 194.527 201.438 191.663 199.855

Caudal de gases, bs Nm3/h 190.033 193.899 187.373 190.637

Velocidad m/s 19,9 13,9 19,8 13,8

Conc. Material particulado mg/Nm3 3.465,0 14,1 2.779,6 15,0

Emisión mat. particulado kg/h 658,5 2,7 520,8 2,9

Peso molecular, bs g/gmol 31,7 31,3 32,0 31,4

Peso molecular, bh g/gmol 31,4 30,8 31,7 30,8

Densidad real kg/m3 0,492 0,823 0,494 0,825

Densidad normal kg/Nm3 1,40 1,38 1,42 1,38

kg agua/kaire seco 0,013 0,022 0,013 0,028

Concentración SO2 % vol 9,0 8,0 10,2 8,2

Concentración O2 % vol 11,0 11,0 9,0 12,0

Humedad % vol 2,3 3,7 2,2 4,6

Presión cinética mmCA 14,2 11,6 14,2 11,3

Presión estática mmCA -5 -530 -4,5 -526

Temperatura °C 283 29 285 29

Isocineticidad % 96 103 101 107

Eficiencia de captación % 99,6 99,5


Página 13

Tabla 10: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Sistema de Limpieza y Precipitadores Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico.

Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 2 de 2

Experiencia N° 3 Valores

Fecha 05-08-2011 Promedio

Hora de muestreo 14:12 - 15:01




Velocidad m/s 20,4 13,8 20,0 13,8

Conc. Material particulado mg/Nm3 2.397,9 9,9 2.880,8 13,0









Humedad % vol 2,2 4,5 2,2 4,3


Presión estática mmCA -6 -499 -5 -518





Página 14

Tabla 11: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Sistema de Limpieza, Área 100 Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 1 de 2

Experiencia N° 4 5

Fecha 05-08-2011 05-08-2011

Hora de muestreo 16:05 - 17:12 17:21 - 18:10

Lugar de medición Entrada

PAS Salida T-113

Salida T-123

Entrada PAS

Salida T-113

Salida T-123

Caudal de gases, bh Nm3/h 197.184 103.436 104.567 192.731 96.179 108.329

Caudal de gases, bs Nm3/h 192.958 98.505 99.828 189.085 91.853 103.193

Velocidad m/s 19,8 9,5 9,6 19,7 9,0 10,2

Conc. Material particulado mg/Nm3 1.619,2 62,1 52,7 1.632,6 6,0 7,4

Emisión mat. particulado kg/h 312,4 6,1 5,3 308,7 0,6 0,8

Peso molecular, bs g/gmol 31,7 31,5 31,4 31,5 31,4 31,5

Peso molecular, bh g/gmol 31,4 30,9 30,8 31,3 30,8 30,8

Densidad real kg/m3 0,504 0,844 0,842 0,492 0,823 0,824

Densidad normal kg/Nm3 1,40 1,38 1,38 1,40 1,38 1,38

kg agua/kaire seco 0,012 0,029 0,027 0,011 0,027 0,028

Concentración SO2 % vol 9,2 8,4 8,2 8,6 8,2 8,4

Concentración O2 % vol 10,0 12,0 12,0 11,0 11,0 11,0

Humedad % vol 2,1 4,8 4,5 1,9 4,5 4,7

Presión cinética mmCA 16,1 5,5 5,7 13,8 4,9 6,2

Presión estática mmCA 34 -546 -546 27 -553 -553

Temperatura °C 270 21 22 280 28 28

Isocineticidad % 102 106 96 106 114 94



Página 15

Tabla 12: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Sistema de Limpieza, Área 100 Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 2 de 2



Hora de muestreo 18:25- 19:45


PAS Salida T-113

Salida T-123

Entrada PAS

Salida T-113

Salida T-123



Velocidad m/s 20,2 9,6 9,3 19,9 9,4 9,7

Conc. Material particulado mg/Nm3 3.006,6 167,2 60,4 2.086,1 78,4 40,2









Humedad % vol 2,0 4,5 4,4 2,0 4,6 4,6


Presión estática mmCA 25 -545 -540 29 -548 -546

Temperatura °C 288 28 25 279 26 25

Isocineticidad % 102 106 97 103 109 95



Página 16

Tabla 13: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico.


Tabla 1 de 2

Experiencia N° 7 8

Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 09:31 - 10:19 10:33 -11:22

Lugar de medición Salida T-113

Salida T-123

Entrada T. Secado

Salida T-113

Salida T-123

Entrada T. Secado



Velocidad m/s 9,4 9,8 14,7 9,6 9,8 14,7

Conc. Material particulado mg/Nm3 79,0 57,5 13,2 53,9 41,5 5,8









Humedad % vol 4,2 4,5 4,5 4,6 4,5 4,5


Presión estática mmCA -546 -543 -572 -550 -549 -577

Temperatura °C 30 27 30 29 30 30

Isocineticidad % 103 96 102 105 95 100



Página 17

Tabla 14: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico.


Tabla 2 de 2





Salida T-123

Entrada T. Secado

Salida T-113

Salida T-123

Entrada T. Secado



Velocidad m/s 9,4 9,6 14,5 9,5 9,7 14,6

Conc. Material particulado mg/Nm3 39,7 47,4 5,7 57,5 48,8 8,2









Humedad % vol 4,4 4,6 4,5 4,4 4,5 4,5


Presión estática mmCA -539 -554 -570 -545 -549 -573

Temperatura °C 30 29 30 30 29 30

Isocineticidad % 109 97 97 106 96 100



Página 18

Tabla 15: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 111A – S 121A, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 1 de 2

Experiencia N° 10 11

Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 09:23 - 10:18 10:29 - 11:11

Lugar de medición Entrada S 111A

Salida S 112A

Entrada S 111A

Salida S 112A



Velocidad m/s 8,9 8,6 8,6 8,5

Conc. Material particulado mg/Nm3 79,9 31,7 67,7 19,4









Humedad % vol 3,4 4,0 3,1 3,3


Presión estática mmCA -554 -542 -573,3 -574

Temperatura °C 28 29 29,0 29




Página 19

Tabla 16: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 111A – S 121A, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 2 de 2





Salida S 112A

Entrada S 111A

Salida S 112A



Velocidad m/s 8,4 8,4 8,7 8,5










Humedad % vol 3,3 3,2 3,3 3,5







Página 20

Tabla 17: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 121B – S 122B, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 1 de 2


Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 13:43 - 14:34 14:41 - 15:30

Lugar de medición Entrada S 121B

Salida S 122B

Entrada S 121B

Salida S 122B



Velocidad m/s 9,4 8,8 9,2 9,6










Humedad % vol 3,7 3,3 6,1 4,4



Temperatura °C 30 30 30,0 31




Página 21

Tabla 18: Resultados de Mediciones Isocinéticas en Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 121B – S 122B, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 2 de 2





Salida S 122B

Entrada S 121B

Salida S 122B



Velocidad m/s 9,0 8,9 9,2 9,1










Humedad % vol 4,3 3,4 4,7 3,7







Página 22

2.2. Resultados de Caracterización Química fase Gaseosa

Tabla 19: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Sistema de Limpieza y Precipitadores Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 1 de 2 Fase Gaseosa

Experiencia N° 1 2

Fecha 05-08-2011 05-08-2011

Hora de muestreo 11:58 - 12:46 13:02 - 13:51


Concentración de SO3 mg/Nm3 6.348,0 172,7 7.650,1 192,6

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 302,4 86,4 883,1 85,7

Concentración de Arsénico mg/Nm3 84,5 1,9 101,1 2,0

Concentración de Plomo mg/Nm3 2,4 0,6 2,9 0,6

Concentración de Zinc mg/Nm3 4,8 2,7 5,7 2,8

Concentración de Cloro mg/Nm3 9,7 0,7 11,6 0,7

Concentración de Fluor mg/Nm3 0,1 0,0 0,2 0,0

Emisión de SO3 kg/h 1.206,3 33,5 1.433,4 36,7

Emisión de H2SO4 kg/h 57,5 16,8 165,5 16,3

Emisión de Arsénico g/h 16.053 362 18.949 376

Emisión de Plomo g/h 462 116 545 121

Emisión de Zinc g/h 912 517 1.077 537

Emisión de Cloro g/h 1.848 129 2.181 134

Emisión de Fluor g/h 23 0 43 0

Concentración de SO3 ppm 1.935 53 2.332 59

Concentración de H2SO4 ppm 75 22 220 21


Página 23

Tabla 20: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Sistema de Limpieza y Precipitadores Húmedos,

Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.






Concentración de SO3 mg/Nm3 - - 6.999,0 182,7

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 - - 592,8 86,0






Emisión de SO3 kg/h - - 1.319,9 35,1

Emisión de H2SO4 kg/h - - 111,5 16,5



Emisión de Zinc g/h 1.049 553 1.013 536

Emisión de Cloro g/h 2.125 138 2.051 134


Concentración de SO3 ppm - - 2.133 56

Concentración de H2SO4 ppm - - 147 21


Página 24

Tabla 21: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Sistema de Limpieza Área 100, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.


Experiencia N° 4 5

Fecha 05-08-2011 05-08-2011

Hora de muestreo 16:05 - 17:12 17:21 - 18:10


PAS Salida T-113

Salida T-123

Entrada PAS

Salida T-113

Salida T-123

Concentración de SO3 mg/Nm3 6.348,0 1.534,2 4.355,2 7.650,1 3.130,7 3.566,2

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 302,4 1.918,6 1.584,4 883,1 2.621,5 1.423,4

Concentración de Arsénico mg/Nm3 55,5 2,3 3,1 54,9 2,4 3,0

Concentración de Plomo mg/Nm3 3,7 0,5 0,6 3,7 0,6 0,6

Concentración de Zinc mg/Nm3 30,1 1,6 2,3 29,7 1,6 2,2

Concentración de Cloro mg/Nm3 18,5 3,9 6,2 18,3 4,0 6,1

Concentración de Fluor mg/Nm3 0,7 0,0 0,1 0,7 0,0 0,1

Emisión de SO3 kg/h 1.224,9 151,1 434,8 1.446,5 287,6 368,0

Emisión de H2SO4 kg/h 58,4 189,0 158,2 167,0 240,8 146,9

Emisión de Arsénico g/h 10.708 230 311 10.381 219 314

Emisión de Plomo g/h 714 54 62 692 51 63

Emisión de Zinc g/h 5.800 153 226 5.623 146 228

Emisión de Cloro g/h 3.569 384 622 3.460 365 628

Emisión de Fluor g/h 134 4 8 130 4 8

Concentración de SO3 ppm 1.934,7 467,6 1.327,3 2.331,5 954,1 1.086,9

Concentración de H2SO4 ppm 75,3 477,4 394,3 219,7 652,3 354,2


Página 25







PAS Salida T-113

Salida T-123

Entrada PAS

Salida T-113

Salida T-123

Concentración de SO3 mg/Nm3 - - - 6.999,0 2.332,4 3.960,7

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 - - - 592,8 2.270,1 1.503,9






Emisión de SO3 kg/h - - - 1.335,7 219,3 401,4

Emisión de H2SO4 kg/h - - - 112,7 214,9 152,5




Emisión de Cloro g/h 3.617 385 617 3.549 378 623


Concentración de SO3 ppm - - - 2.133,1 710,9 1.207,1

Concentración de H2SO4 ppm - - - 147,5 564,9 374,2


Página 26

Tabla 23: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico.



Experiencia N° 7 8

Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 09:31 - 10:19 10:33 -11:22


Salida T-123

Entrada T Secado

Salida T-123

Salida T-113

Entrada T Secado

Concentración de SO3 mg/Nm3 1.534,2 4.355,2 172,7 3.130,7 3.566,2 192,6

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 1.918,6 1.584,4 86,4 2.621,5 1.423,4 85,7






Emisión de SO3 kg/h 147,2 439,1 34,7 306,1 353,3 38,8

Emisión de H2SO4 kg/h 184,1 159,8 17,4 256,3 141,0 17,2

Emisión de Arsénico g/h 213 284 275 211 248 220


Emisión de Zinc g/h 132 156 165 131 136 132

Emisión de Cloro g/h 293 568 184 291 495 147


Concentración de SO3 ppm 468 1.327 53 954 1.087 59

Concentración de H2SO4 ppm 477 394 22 652 354 21


Página 27

Tabla 24: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico.







Salida T-123

Entrada T Secado

Salida T-123

Salida T-113

Entrada T Secado

Concentración de SO3 mg/Nm3 - - - 2.332,4 3.960,7 182,7

Concentración de H2SO4 mg/Nm3 - - - 2.270,1 1.503,9 86,0






Emisión de SO3 kg/h - - - 226,6 396,2 36,7

Emisión de H2SO4 kg/h - - - 220,2 150,4 17,3




Emisión de Cloro g/h 246 531 132 277 532 154


Concentración de SO3 ppm - - - 711 1.207 56

Concentración de H2SO4 ppm - - - 565 374 21


Página 28

Tabla 25: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 111A – S 121A,




Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 09:23 - 10:18 10:29 - 11:11


Salida S 112A

Entrada S 111A

Salida S 112A








Emisión de SO3 kg/h 136,0 32,2 173,9 47,3


Emisión de Arsénico g/h 137 39 130 34


Emisión de Zinc g/h 79 51 75 44

Emisión de Cloro g/h 754 394 715 336


Concentración de SO3 ppm 805 198 1.072 294



Página 29








Salida S 112A

Entrada S 111A

Salida S 112A








Emisión de SO3 kg/h - - 154,9 39,8







Concentración de SO3 ppm - - 938 246



Página 30

Tabla 27: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Precipitadores Electroestáticos Húmedos S 121B – S 122B,




Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 13:43 - 14:34 14:41 - 15:30


Salida S 122B

Entrada S 121B

Salida S 122B








Emisión de SO3 kg/h 137,0 8,1 123,8 39,9







Concentración de SO3 ppm 785 48 740 223



Página 31








Salida S 122B

Entrada S 121B

Salida S 122B








Emisión de SO3 kg/h - - 130,4 24,0







Concentración de SO3 ppm - - 763 136



Página 32

2.3. Resultados de Caracterización Química fase Sólida


Tabla 1 de 2 Fase Sólida

Experiencia N° 1 2

Fecha 05-08-2011 05-08-2011

Hora de muestreo 11:58 - 12:46 13:02 - 13:51



Concentración de Cobre mg/Nm3 6,55 0,05 6,34 0,05

Concentración de Fierro mg/Nm3 4,28 0,29 4,14 0,29

Concentración de Antimonio mg/Nm3 0,60 0,03 0,58 0,03




Emisión de Cobre g/h 1.245 9 1.188 9

Emisión de Fierro g/h 813 57 776 55

Emisión de Antimonio g/h 114 6 109 6




Página 33














Emisión de Cobre g/h 1.155 9 1.196 9






Página 34



Experiencia N° 4 5

Fecha 05-08-2011 05-08-2011

Hora de muestreo 16:05 - 17:12 17:21 - 18:10


PAS Salida T-113

Salida T-123

Entrada PAS

Salida T-113

Salida T-123


Concentración de Cobre mg/Nm3 5,7 0,3 0,5 5,6 0,3 0,5

Concentración de Fierro mg/Nm3 3,6 1,5 1,1 3,5 1,5 1,1

Concentración de Antimonio mg/Nm3 0,5 0,02 0,0 0,5 0,02 0,0




Emisión de Cobre g/h 1.099 29 51 1.063 27 52

Emisión de Fierro g/h 688 151 113 665 141 116

Emisión de Antimonio g/h 96 2 2 93 2 2

Emisión de Plomo g/h 529 27,2 29 511 25,3 29



Página 35







PAS Salida T-113

Salida T-123

Entrada PAS

Salida T-113

Salida T-123








Emisión de Cobre g/h 1.101 30 51 1.088 29 51



Emisión de Plomo g/h 530 27,4 28 523 27 29



Página 36

Tabla 33: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.


Experiencia N° 7 8

Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 09:31 - 10:19 10:33 -11:22


Salida T-123

Entrada T Secado

Salida T-123

Salida T-113

Entrada T Secado








Emisión de Cobre g/h 50 67 6 49 59 6






Página 37

Tabla 34: Resultados de Concentraciones y Emisiones de Impurezas Precipitadores Electroestáticos Húmedos, Planta de Acido Sulfúrico. Codelco Chile - División El Salvador.






Salida T-123

Entrada T Secado

Salida T-123

Salida T-113

Entrada T Secado








Emisión de Cobre g/h 41 58 7 47 61 6






Página 38





Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 09:23 - 10:18 10:29 - 11:11


Salida S 112A

Entrada S 111A

Salida S 112A








Emisión de Cobre g/h 14 1 12 1






Página 39








Salida S 112A

Entrada S 111A

Salida S 112A














Página 40





Fecha 06-08-2011 06-08-2011

Hora de muestreo 13:43 - 14:34 14:41 - 15:30


Salida S 122B

Entrada S 121B

Salida S 122B











Emisión de Plomo g/h 2,1 0,2 2,0 0,2



Página 41








Salida S 122B

Entrada S 121B

Salida S 122B











Emisión de Plomo g/h 2,1 0,2 2 0



Página 42

2.4. Resultados de Infiltraciones Manejo de limpieza de gases.

Tabla 39: Concentraciones de SO2 en el manejo y limpieza de gases en

Convertidor Teniente. Codelco Chile - División El Salvador.

Muestra Fecha Hora Boca

SO2 %

Dilución Precamara

SO2 %

Dilución Cámara SO2 %

Dilución Entrada PPEE SO2 %

Dilución Salida PPEE SO2 %

Dilución Camara de

Mezcla SO2 %

1 10-08-11 10:06 23,0 19,0 16,2 12,6 s/copla 10,0

2 10-08-11 10:11 23,0 18,0 17,0 13,4 s/copla 10,2

3 10-08-11 10:18 22,8 18,0 17,0 13,4 s/copla 10,4

4 10-08-11 10:25 23,0 18,0 17,0 13,4 s/copla 10,6

5 10-08-11 10:33 22,6 18,0 16,0 13,4 s/copla 9,6

6 10-08-11 10:41 23,2 18,0 16,0 12,8 s/copla 9,8

7 10-08-11 10:48 23,0 17,2 16,0 12,4 s/copla 9,4

8 10-08-11 10:52 22,2 17,2 16,0 12,0 s/copla 9,8

9 10-08-11 11:01 23,2 17,2 16,0 12,8 s/copla 10,2

10 10-08-11 11:10 23,0 17,2 16,0 12,0 s/copla 10,0

11 10-08-11 11:19 22,8 17,2 16,0 12,6 s/copla 9,8

PROMEDIOS 21,8 16,7 22,9 17,7 10,0

DILUCIÓN 29,1 8,8 27,3 28,2


Página 43

Tabla 40: Concentraciones de SO2 en el manejo y limpieza de gases en

Convertidores Pierce Smith. Codelco Chile - División El Salvador.

Muestra Fecha Hora Boca

SO2 %

Dilución Precamara

SO2 %

Dilución Cámara SO2 %

Dilución Entrada PPEE SO2 %

Dilución Salida PPEE SO2 %

Dilución Camara de

Mezcla SO2 %

1 11-08-11 11:50 - 17,4 16,4 14,8 s/copla 9,0

2 11-08-11 11:56 - 17,0 16,8 14,0 s/copla 9,0

3 11-08-11 12:02 - 17,0 16,4 14,0 s/copla 9,0

4 11-08-11 12:08 - 17,6 15,0 14,2 s/copla 10,0

5 11-08-11 12:14 - 16,8 16,0 14,2 s/copla 9,6

6 11-08-11 12:20 - 17,0 16,8 14,0 s/copla 9,4

7 11-08-11 12:26 - 17,0 17,0 14,6 s/copla 9,0

8 11-08-11 12:32 - 16,8 15,4 13,8 s/copla 10,0

9 11-08-11 12:38 - 16,4 15,2 13,8 s/copla 9,4

10 11-08-11 12:44 - 16,0 15,0 13,6 s/copla 10,2

11 11-08-11 12:50 - 17,2 15,0 14,0 s/copla 10,0

PROMEDIOS - 16,9 15,9 14,1 9,5

DILUCIÓN - 6,4 12,9 48,2


Página 44

2.5. Resultados de Conversión torre de catálisis planta de Acido.

Tabla 41: Resultados de Eficiencia Global de Conversión en Torre de Catálisis de

Planta de Acido Sulfúrico de Fundición Potrerillos. Pruebas Fecha Hora

% SO2

T.Catalisis % SO2

Chimenea Eficiencia (1)

% Eficiencia (2)

%

1 09-08-2011 10:56 - 11:16 8,82 0,57 94,33 93,53

2 09-08-2011 11:30 - 11:50 8,80 0,62 93,79 92,91

3 09-08-2011 12:07 - 12:27 9,27 0,52 95,09 94,35

Tabla 42: Resultados de Eficiencia Parcial de Conversión en Lechos de la Torre

de Catálisis de Planta de Acido Sulfúrico de Fundición Potrerillos.


1 05-08-2011 09:30 8,80 4,80 48,98 45,45

2 05-08-2011 09:30 5,00 4,00 21,28 20,00

3 05-08-2011 09:30 3,80 2,80 27,47 26,32

4 05-08-2011 09:30 2,60 0,40 85,13 84,62



1 05-08-2011 11:40 9,00 5,00 48,05 44,44

2 05-08-2011 11:40 5,20 3,20 40,40 38,46

3 05-08-2011 11:40 2,60 2,00 23,79 23,08

4 05-08-2011 11:40 2,00 0,40 80,48 80,00



1 05-08-2011 12:30 9,00 4,60 52,51 48,89

2 05-08-2011 12:30 4,80 3,80 22,09 20,83

3 05-08-2011 12:30 4,00 2,20 46,54 45,00

4 05-08-2011 12:30 2,00 0,60 70,64 70,00



Página 45

ANEXOS


Página 46

ANEXO A

EQUIPOS E INSTRUMENTOS

A.1 EQUIPOS


Página 47

Para la determinación del flujo volumétrico y cuantificación del

material particulado se utilizaron dos unidades de muestreo con

microprocesador, para el cálculo interactivo de succión, presiones y

temperaturas. Las características técnicas son las siguientes:

Marca :OKANO’S DUSTAC SAMPLER.

Modelo :ESA – 302CT – 20

Esta unidad isocinética está compuesta por:

Unidad de Cálculo: Realiza Cálculos de velocidad y flujo volumétrico

para cada punto del muestreo, utilizando el microprocesador.

Garantiza el 100% de representatividad de la muestra.

Unidad de Control: Mantiene comunicación electrónica con la unidad

de cálculo y efectúa los ajustes de succión para asegurar el 100% de

representatividad.

Unidad de Succión: Compuesta por una bomba de diafragma diseñada

para entregar un máximo de 60 litros/minuto

Medidor gas seco: Medidor de gas seco diseñado para registrar desde 1

a 33 l/min

A.2 INSTRUMENTOS


Página 48

Los principales instrumentos y materiales utilizados en las mediciones

en Planta fueron los siguientes:

- Bomba de vacío, Marca Sinku Kiko.

- Válvula check.

- Orsat para la determinación discreta de CO2, O2 y CO.

- Sonda de muestreo de acero inoxidable.

- Boquillas de acero inoxidable.

- Tubos pitot tipo S.

- Termocupla tipo K y cables compensadores.

- Burbujeadores de vidrio del tipo Greenburg - Smith.

- Pinzas metálicas marca INOX N° 28.

- Filtros de 0,7 micras de tamaño de poro.

- Silica gel entre 6 y 16 malla Tyler.

- Cápsulas petri.

- Balanza de 2.500 gramos y sensibilidad de 0,1 gramo.

:

.


Página 49

ANEXO B

METODOLOGIAS GENERALES DE MEDICIONES

B. METODOLOGIA GENERAL DE LAS MEDICIONES

Las metodologías de medición aplicadas en la determinación del

caudal de gases secos corresponden a las normas chilenas Ch1 a Ch5,


Página 50

las cuales fueron homologadas del Departamento Medioambiental de

Los Estados Unidos de América, USEPA.

B.1 Mínimo número de puntos en la traversa

El número de puntos en la traversa de muestreo se determina de

acuerdo a las distancias entre las perturbaciones existentes aguas arriba

y aguas abajo del puerto de medición.

En los muestreos realizados se utilizó el máximo número de puntos

transversales correspondientes a 6 puntos por cada puerto de medición,

evaluándose en total 24 puntos en la sección transversal de la

chimenea.

B.2 Determinación de presiones y temperatura de los Gases

Para determinar la velocidad de los gases, se utilizó una termocupla

tipo K y un pitot tipo "S" con coeficiente de calibración igual a 0,84.

Los valores de presión y temperatura fueron registrados en forma

continua en el microprocesador de la unidad de medición e impresos

para cada punto de la traversa.

B.3 Determinación de la humedad total en los gases

Los gases de proceso son succionados desde la fuente de emisión y

conducidos a través de un sistema de condensación en donde por

diferencia de temperatura condensa la humedad contenida en el gas.

La masa de agua colectada se determina por gravimetría y se expresa

como el cuociente entre el volumen normal de agua y el volumen

normal total de gas húmedo muestreado.

B.4 Peso molecular de los gases


Página 51

El peso molecular de los gases se determinó con el equipo Orsat el

cual permite medir las concertaciones de O2, CO2 y CO en los gases

evacuados. La sensibilidad mínima o menor escala de medición de

este equipo es de 0,2%.

B.5 Velocidad y caudal de los gases

Con los valores de presión, temperatura y peso molecular se determina

la velocidad de los gases. El caudal real de gases húmedos queda

definido por el producto entre la velocidad de los gases y el área

transversal de la chimenea en donde se efectuaron las mediciones.

B.6 Caudal normal de los gases

La normalización del caudal de gases húmedos y secos se realiza para

comparar resultados expresados en la misma base de medición. Para

estos efectos en el territorio nacional, se ha establecido como base de

normalización 1 atmósfera de presión y 25°C de temperatura.


Página 52

ANEXO C

METODOS DE CALCULOS


Página 53

C. METODOS DE CALCULO

Los métodos de cálculos empleados en este informe, corresponden a

los establecidos por la E.P.A., los cuales solamente han sido

modificados para entregar los resultados en el sistema métrico

internacional y algunas simplificaciones de fórmulas y nomenclaturas.

C.1 Ecuaciones para la Determinación del Caudal

La velocidad promedio del fluido a las condiciones del ducto, es:

Vg = 128,988 * Cp*[(∆P * Tg)/(Pg * PMh)]1/2 (1)

donde:

Vg : Velocidad promedio del fluido, m/s

Cp : Coeficiente calibración Pitot

∆P : Presión cinética fluido, mm H2O

Tg : Temperatura del fluido, K

Pg : Presión absoluta del fluido (Presión estática +

barométrica), mm H2O

El caudal real del fluido, es:

Qr = Vg * Ad (2)


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donde:

Qr : Caudal real del fluido, m3/s

Vg : Velocidad promedio del fluido, m/s

Ad : Area de flujo, m2

El caudal del fluido en condiciones normales a 298,15 K y 1 atm, es:

QN = Qr * (Pg / Po )* (To / Tg ) (3)

donde:

QN : Caudal normal del fluido, Nm3/s

Qr : Caudal real del fluido, m3/s

Pg : Presión absoluta del fluido (Presión estática +

barométrica), mm H2O

Po : Presión normal, 10340 mm H2O

Tg : Temperatura del fluido, K

To : Temperatura normal, 298,15 K

Entonces, la expresión del caudal normal del fluido, expresada en

Nm3/h es:

QN = 128,988 *3600* Cp*Ad* [(∆P * Tg)/(Pg * PMh)]1/2 * (Pg / Po )*(To


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/ Tg ) (4)

Reemplazando los parámetros para cada caso particular (Cp y Ad), se

obtiene la expresión de flujo.

C.2 Concentración de Particulado

En la determinación de concentración de particulado, se utiliza la

siguiente relación :

Cp = C'p /VN

(5)

Donde :

Cp : Concentración de particulado, (mg/Nm3)

C'p : Masa de particulado colectado en el filtro, (mg)

VN : Volumen normal de gas seco muestreado, (Nm3)

C.3 Volumen Normal de Gas Muestreado y Humedad total

VN = 2,6402x10-2 x Vm x (Pb + Pm) / (Tm + 298,15)

(6)

VNH2O = 1,2446x10-3 x MH2O

(7)

H2O = [VNH2O / ( VNH2O + VN )] x 100

(8)


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Donde :

VN : Volumen normal de gas seco muestreado,

(Nm3)

Pb : Presión barométrica, (mm H2O)

Pm : Presión en el medidor, (mm H2O)

Tm : Temperatura en el medidor, (°C)

VNH2O : Volumen normal de H2O muestreada, (Nm3)

MH2O : Masa de H2O muestreada, (g)

H2O : Humedad total en gas, (% en volumen b.h.).

C.4 Concentración de Especies Químicas en Fase Gaseosa

Para la determinación de la concentración de especies químicas en fase

gaseosa, se utiliza la siguiente relación :

Ci = (Vm * C’i) / VN (9)

Donde :

Ci : Concentración de la especie química i en fase

gaseosa (mg/Nm3).

Vm : Volumen de solución de captación (l).

C'i : Concentración de la especie química i en la sol. de

captación (mg/l).

VN : Volumen normal de gas seco muestreado (Nm3).


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C.5 Concentración de Especies Químicas en Fase Sólida.

En la determinación de concentración de especies químicas en fase

sólida, se utiliza la siguiente relación :

Ci = C’i / VN

(10)

Donde :

Ci : Concentración de la especie química i en fase sólida

(mg/Nm3).

C'i : Masa de la especie química i en el particulado (mg).

VN : Volumen normal de gas seco muestreado (Nm3).


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ANEXO D

CERTIFICADO DE CALIBRACION DE EQUIPOS


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ANEXO E


Página 73

RESULTADOS DE MEDICIONES EN PLANTA

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