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Columnas de absorción de amoníaco. Planta Industrial de Agua Pesada ENSI (CNEA), Arroyito, Neuquén

En las torres de absorción de amoníaco en agua se realiza la transferencia de calor en forma integrada. El diseño se basó en un intercambiador de calor de casco y tubo, con los tubos dispuestos en forma vertical. La absorción-condensación del NH3 se realiza en el interior de los tubos, siguiendo el mecanismo de la película descendente.

El intercambiador de calor es el componente activo del equipo, ya que en esa sección se desarrolla la absorción/condensación del amoníaco. El agua amoniacal desciende por el interior de los tubos formando una película turbulenta con alta capacidad para la transferencia de calor. El amoníaco gaseoso, que circula en el mismo sentido descendente es rápidamente absorbido liberando el calor de disolución.
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El calor es transferido al agua de refrigeración, que circula en flujo cruzado por la coraza del intercambiador para ser enviado a las torres de enfriamiento de la planta.


Los parámetros de diseño más importantes para cada equipo son:

• Caudal de agua amoniacal diluida: 170000 kg/h.
• Caudal de amoníaco anhidro: 25000 kg/h.
• Caudal de agua de refrigeración: 1100 m3/h.
• Presión de diseño: 19 bar.
• Temperatura de diseño: -30 a + 90 °C.

Las dimensiones principales de cada torre son:

• Diámetro: 1,6 m.
• Altura: 20 m.
• Peso: 20 ton.
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Las torres se construyeron de acero al carbono y se diseñaron bajo el Código ASME Sección VIII, División 1 y la Norma TEMA.

Validación experimental

En primer lugar, se establecen las condiciones de cantidad y calidad impuestas por el cliente y se establece el método por el cual se habrá de llevar a cabo el proceso. A continuación, se comienza la etapa de ingeniería básica, que involucra los cálculos teóricos necesarios para dimensionar las diferentes etapas y establecer los materiales de construcción de los equipos.

En caso de ser necesario, se pasa a la etapa de validación de los resultados teóricos. Luego se ejecuta la ingeniería de detalles, se construye la planta o el equipo y finalmente se lo pone en marcha.

Para dar una idea de la magnitud de uno de los proyectos desarrollados por INVAP, se brindan algunos detalles técnicos del proyecto de torres de absorción de amoníaco en agua, etapa en el reciclado de este insumo en la producción de agua pesada.

Se trataba de disolver amoníaco gaseoso en agua, recuperando el máximo posible del calor de dilución generado. Los resultados obtenidos fueron:

  • Caudal de Amoníaco anhidro: 25 toneladas por hora.

  • Caudal de agua amoniacal obtenida: 170 toneladas por hora.

  • Presión de diseño: 19 bar.

  • Cantidad de Energía a recuperar por diseño: 12500 kW. Eficiencia real: yy%.

  • Altura de las torres: 20 m; diámetro: 1,60 m.

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