Criteri di selezione della pompa per la produzione di acido solforico

L’acido solforico è la sostanza chimica più comunemente usata al mondo. A volte indicato come il “Re dei prodotti chimici”, l’acido solforico viene prodotto in tutto il mondo. La Cina è il maggiore consumatore (seguito dagli Stati Uniti) e il Canada è il maggiore esportatore. Ogni anno vengono prodotti circa 265 milioni di tonnellate (MT).

Si stima che il mercato dell'acido solforico supererà i 300 milioni di tonnellate nei prossimi anni, pari a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di circa il 3%.

Questa crescita è in gran parte alimentata dalla domanda per l’agricoltura, la produzione chimica e automobilistica, la lavorazione dei metalli e la raffinazione del petrolio. L'acido solforico è ampiamente utilizzato nella produzione di fertilizzanti, pesticidi, metalli, detergenti, benzina, vernici, carta, plastica e batterie. L'acido solforico viene prodotto dallo zolfo, attraverso un processo che prevede cinque passaggi, che richiedono numerose applicazioni.

Lo zolfo, ottenuto da depositi naturali o attraverso la desolforazione del gas naturale o del petrolio greggio, viene riscaldato e decomposto termicamente in una fornace. Durante questo processo di riscaldamento, lo zolfo (S) reagisce con l'ossigeno (O2) presente nell'aria per formare anidride solforosa (SO2). Lo zolfo fuso è in forma liquida e viene pompato nel forno utilizzando una pompa di servizio chimico.

La SO2 in uscita dal forno deve essere priva di impurità (come ceneri o altri solidi). Una torre di raffreddamento raffredda il gas di combustione e una nebbia acida rimuove eventuali particolati vaganti. Da lì, un precipitatore elettrostatico rimuove eventuali particelle di polvere non solubili rimanenti. Una volta rimosse le impurità, il flusso di gas SO2 viene essiccato in una torre di essiccazione per rimuovere l'acqua rimanente. In questa fase esistono molteplici applicazioni di pompaggio, tra cui una pompa di lavaggio per SO2, una pompa di lavaggio per SO2 e una pompa di essiccazione per SO2 che devono essere in grado di resistere all'acido solforico concentrato (98%).

Il gas SO2 viene successivamente ossidato e convertito in triossido di zolfo (SO3) tramite un convertitore catalitico multistadio con scambiatori di calore. Durante questa fase, il flusso gassoso contenente SO2 e SO3 esce dal convertitore e viene inviato ad una torre di assorbimento primaria dove la SO3 viene recuperata dal flusso gassoso. In questa fase vengono utilizzati i compressori per spostare i flussi di gas.

L'SO3 viene recuperato dal convertitore, dove viene assorbito in acido solforico concentrato. Questa reazione produce oleum, noto anche come acido solforico fumante (H2S2O7), che viene raccolto in un serbatoio. La restante SO3 è stata ora assorbita ed è un gas pulito che può essere inviato al camino per una dispersione sicura nell'atmosfera. Durante questa fase vengono utilizzate più pompe per l'assorbimento primario e per l'assorbimento finale dell'acido solforico al 98%.

Nella fase finale, l'oleum prodotto nella fase di assorbimento viene pompato in un serbatoio dove viene diluito con acqua per produrre acido solforico a concentrazioni variabili (tipicamente, le applicazioni commerciali utilizzano acido solforico a concentrazioni del 78%, 93% o 98%). ). Ogni concentrazione di acido solforico viene quindi pompata nei serbatoi di stoccaggio.

L'acido solforico è una sostanza chimica pericolosa e corrosiva, classificata come cancerogena per l'uomo dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC). L'esposizione per inalazione, ingestione o contatto con la pelle può causare danni ai reni e ai polmoni e un'esposizione grave può causare polmonite chimica o edema polmonare.

Ciò che rende l'acido solforico così pericoloso è la sua reazione esotermica con l'acqua. Quando introdotta nell'acqua o nell'umidità, la soluzione reagisce per creare ioni idronio. Questa reazione rilascia grandi quantità di calore nell'ambiente così forti che l'acido solforico concentrato può carbonizzare da solo la carta.

Le emissioni esterne rappresentano uno dei maggiori problemi relativi alle apparecchiature di pompaggio utilizzate nella produzione di acido solforico. Oltre l'85% dei guasti delle pompe riguarda un guasto della tenuta meccanica o una perdita attraverso le tenute statiche.

Quando si tratta di pompare acido solforico, le perdite devono essere assolutamente evitate. Uno dei modi migliori per evitare perdite è utilizzare pompe senza guarnizioni. Le pompe senza tenuta funzionano in modo molto simile alle pompe centrifughe convenzionali, ma al posto di premistoppa o tenute, sono dotate di un guscio di contenimento statico senza tenuta che forma un'estremità del liquido o un confine di pressione completamente sigillato.