Gases Industriales
Los gases industriales son un grupo de gases manufacturados que se comercializan con usos en diversas aplicaciones. Principalmente son empleados en procesos industriales, tales como la fabricación de acero, aplicaciones médicas, fertilizantes, semiconductores, etc. Los gases industriales de más amplio uso y producción son el Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno y los gases inertes tales como el Argón. Estos gases desempeñan roles tales como reactivos para procesos, forman parte de ambientes que favorecen reacciones químicas y sirven como materia prima para obtener otros productos. Los gases industriales pueden ser a la vez orgánicos e inorgánicos y se obtienen del aire mediante un proceso de separación o producidos por síntesis química. Pueden tomar distintas formas como comprimidos, en estado líquido, o sólido.
Estos gases se producen a partir del fraccionamiento del aire. El método criogénico, no contaminante para la producción de estos gases fue ideado hace más de 100 años por Carl von Linde. Una vez eliminadas las interferencias del vapor de agua, las partículas y el dióxido de carbono, el aire se comprime y se refrigera a muy bajas temperaturas, licuándose y separándose por destilación fraccionada en oxígeno, nitrógeno, argón y Acetileno otros gases nobles.
Oxigeno: es el elemento químico de número atómico 8 que constituye cerca de la quinta parte del aire atmosférico terrestre en su forma molecular O2. En esta forma molecular que está compuesta por dos átomos de este elemento, el oxígeno es un gas.
Nitrógeno: Es el elemento químico de numero atómico 7 y símbolo N. Se trata de un gas incoloro, inodoro e insípido que constituye las cuatro quintas partes del aire atmosférico
Argón: es un elemento quimico de numero atómico 18 y símbolo Ar. Es el tercero de los gases nobles, incoloro e inerte como ellos, constituye el 0,934 % del aire seco.
Acetileno: es el alquino más sencillo. Es un gas, altamente inflamable, un poco más ligero que el aire e incoloro. Produce una llama de hasta 3000 °C, una de las temperaturas de combustión más altas conocidas,
Los gases industriales principalmente son empleados en procesos industriales, tales como la fabricación de acero, aplicaciones médicas, fertilizantes, semiconductores, etc. El uso de estos gases en la industria es de gran importancia. En las industrias alimentarias se usan para almacenar y conservar alimentos por largos períodos de tiempo. En las industrias químicas forman parte de numerosos procesos de obtención y transformación. En la metalurgia el uso de gases industriales es indispensable. El oxígeno juega un papel preponderante en la fabricación y refinación de aceros. El tratamiento térmico de aceros y aleaciones no ferrosas precisa del uso de atmósferas controladas de hidrógeno y nitrógeno para alcanzar óptimos resultados. Elementos y piezas hechos de materiales de nueva generación tales como polímeros y compositor dependen en gran medida, para su manufactura, de la presencia de atmósferas controladas y/o inertes así como una buena parte de las tecnologías basadas en el uso de los rayos láser y de los superconductores. Entre las aplicaciones de gases más comúnmente utilizadas en la industria química, podemos destacar las siguientes: purgas; recuperación de compuestos orgánicos volátiles; regulación de temperatura y reacciones a muy baja temperatura; tratamiento de aguas .
Purgas
Igual que en el caso anterior, el trabajar con productos sensibles hace necesario en muchos momentos del proceso realizar purgas que permitan garantizar las condiciones esenciales del producto: seguridad, economía y calidad. Se distinguen principalmente, según las características de los recipientes a purgar, tres formas diferentes de realizar la purga:
Purga por desplazamiento: El caso más simple es el barrido de una canalización. Se inyecta el nitrógeno por un extremo, produciéndose un frente móvil de inertización.
Purga por dilución: Se realiza en recintos intermedios con puntos de entrada y salida del gas alejados entre sí. El volumen de gas a utilizar se corresponde con el volumen del recinto, dependiendo de los niveles iniciales y finales deseados del gas a purgar.
Purga por ciclos de compresión-expansión. Se emplea cuando la geometría del recinto y la ubicación de las entradas y salidas no permiten un barrido. El cálculo de los ciclos necesarios depende de las presiones que puedan obtenerse en el depósito.
Recuperación de compuestos orgánicos volátiles
Cada vez son más las operaciones en las que se requiere diluir un producto en un disolvente (pinturas, tintas, resinas, etc.). Además de las exigencias medioambientales, que regulan la emisión de estos compuestos, con restricciones cada vez mayores debido a la carestía y precio de esos disolventes, cada vez resulta más interesante recuperarlos de las emisiones a la atmósfera mediante algún proceso simple y fiable. La recuperación por vía criogénica, utilizando el poder frigorífico del nitrógeno líquido, permite el licuado y recuperación posterior del disolvente en atmósferas inertes, sin posibilidad de que se formen mezclas explosivas
Regulación de temperatura y reacciones
Muchas operaciones químicas y fisicoquímicas en fase líquida deben llevarse a cabo a una temperatura determinada, y controlada. Cuando estas operaciones van acompañadas de una producción espontánea de calor (reacción exotérmica), el mantenimiento de la temperatura requerida obliga a poner en juego algún dispositivo de enfriamiento.
Depuración de aguas residuales
Todos los procesos biológicos aplicados a depurar aguas requieren oxígeno. El interés en reducir los parámetros de vertido de las aguas residuales de la industria química, ha favorecido la utilización de oxígeno en las depuradoras, sobre todo cuando éstas se encuentran sobrecargadas, o cuando interesa aumentar su capacidad de depuración. El tratamiento del agua en la planta con oxígeno permite además reducir las concentraciones de hierro y manganeso en el agua, por reacciones de oxidación y precipitación, así como favorecer la oxidación de sulfuros.
