Ácido Sulfúrico

A secagem ao ar ocorre em torres, com o ar cruzando leitos de empacotamento em contracorrente com ácido sulfúrico, que é altamente higroscópico e separa a água do ar. O leito de empacotamento consiste em empacotamento cerâmico convencional, MaxiSaddles, ou de alta capacidade, MaxiSaddles BPC, que aumenta a capacidade de plantas com torres existentes ou reduz o diâmetro de novas torres para a mesma capacidade da planta.

Para que a embalagem seja adequadamente irrigada, serão necessários dispensadores de líquidos de alta eficiência acima do leito de secagem, com MaxiFlow Tubes ou MaxiFlow CD. Dessa forma, o ar seco chega ao topo, mas ainda com gotículas de ácido resultantes do contato íntimo do ar com o ácido. As gotas de ácido são as principais responsáveis ​​pela corrosão em toda a planta. Portanto, um eliminador de névoa MaxiMesh deve ser instalado antes que o ar se mova para a planta.

O ambiente altamente agressivo dentro das torres, elas podem ser em aço carbono revestido com cerâmica ou metálicas em CSX (UNS 32615). Existem várias diferenças importantes entre ambos os projetos, mas ambos são igualmente possíveis. Consulte a Clark Solutions para mais informações.

A absorção de gás em torres envolve o uso de ácido sulfúrico para absorver SO3, aumentando a concentração do ácido. Leitos cheios de MaxiSaddles ou MaxiSaddles BPC são usados ​​para melhorar a eficiência. Distribuidores de líquidos, como MaxiFlow Tubes ou MaxiFlow CD, garantem irrigação adequada. Eliminadores de névoa FiberBed são necessários para remover gotículas de ácido e névoas finas. As torres podem ser feitas de aço carbono revestido ou metal CSX, sendo ambas opções viáveis.

A Clark Solutions desenvolveu plantas compactas, modulares e altamente eficientes de ácido sulfúrico, ideais para produção em pequena escala. A planta utiliza queima direta de enxofre, com absorção de SO3 e lavagem de gases. Sua eficiência energética é maior que as plantas convencionais, chegando a 2 kg vapor/kg ácido. Composta por seis a sete módulos organizados em onze a doze skids, permite fácil transporte e montagem em campo.

A unidade de ácido sulfúrico da Clark Solutions é uma grande geradora de energia, recuperando cerca de 70% na forma de vapor de alta pressão. Para aumentar o reuso de energia, a empresa desenvolveu um sistema que reutiliza energia da linha de recirculação das colunas intermediárias de ácido. Este sistema é simples, seguro e adaptável às unidades existentes, minimizando os investimentos iniciais.

O sistema envolve a transferência de calor da linha de ácido para o condensado do turbogerador, evitando qualquer contato entre o ácido e o condensado. É composto de materiais compatíveis com ácido sulfúrico e possui controles integrados para garantir a segurança. O skid modular e compacto facilita a instalação com conexões definidas à planta existente.

O SAFEHR é um sistema de resfriamento de ácido sulfúrico que usa um circuito de resfriamento indireto com fluido inerte para aumentar a segurança, minimizando danos por vazamentos e a geração de hidrogênio por corrosão. Consistindo de dois trocadores de calor, o sistema resfria o ácido quente e aquece a água da caldeira, aumentando a recuperação de calor e a geração de energia. O SAFEHR pode substituir resfriadores convencionais ou conectar-se a torres de recuperação de calor, melhorando a segurança operacional.

A tecnologia de trocador de calor SAFEHX™ aprimora o processo SAFEHR® com um design de três fluidos, maximizando a troca de calor e minimizando o circuito intermediário. Usando um fluido de segurança com um ponto de ebulição intermediário, o SAFEHX™ promove a convecção interna por meio de gradientes de densidade, onde o fluido tampão ferve no lado quente, condensa no lado frio e retorna. Este processo contínuo de troca de calor latente é mais eficiente do que a troca de calor sensível, permitindo a recuperação efetiva do calor sem a necessidade de um circuito extra, reduzindo o tamanho do sistema.

A Clark Solutions desenvolveu os materiais CSX e 310M como ideais para contato com ácido sulfúrico em equipamentos como tubos, eliminadores de névoa, distribuidores e tanques. Esses materiais ajudam a controlar a corrosão, garantindo durabilidade e desempenho superiores.

Tubos de ácido podem ter diâmetros reduzidos devido aos requisitos de menor velocidade do ácido em ferro fundido, e estudos de flexibilidade são realizados para evitar problemas de vazamento. Distribuidores de líquido MaxiFlow e eliminadores de névoa MaxiMesh podem ser fabricados em CSX ou 310M, dependendo da aplicação.

Torres e tanques em CSX ou 310M oferecem vantagens logísticas e econômicas, como menor peso, fabricação mais rápida e custos reduzidos de tempo de inatividade, pois não requerem revestimento adicional.

Após anos de experiência com torres de revestimento para serviço em condições extremas, tendo entrado em contato com vários problemas relacionados ao revestimento e o que causa falhas, Clark aperfeiçoou a técnica de torres de revestimento para ácido sulfúrico.

Feito em camadas, o revestimento é composto por etapas para proteção mecânica, térmica e, principalmente, química de toda a superfície da torre em contato com ácido e gás. Essas etapas são:

Jateamento abrasivo
Primer – Tinta primária
Película de PTFE
Tela de fibra cerâmica
Tijolos antiácidos

A composição das camadas e a especificação dos materiais foram desenvolvidas ao longo de muitos anos por meio da compreensão dos mecanismos de desgaste e penetração de camadas por ácido durante a operação.

Nossos tijolos seguem as especificações de tijolos antiácidos, conforme definido pela ASTM ou DIN, com teores de sílica, alumina e contaminantes rigorosamente controlados. Tijolos com composições diferentes falharão prematuramente, apresentando riscos à instalação e operação.

O conteúdo residual de SO2 no gás de exaustão deve ser tratado quando sua concentração excede os limites ambientais, o que pode ocorrer em plantas de absorção simples, com regulamentações ambientais rigorosas ou baixa conversão. O SO2 pode ser recuperado com ou sem a geração de coprodutos. No primeiro caso, são utilizadas soluções de lavagem, como soda cáustica, peróxido de hidrogênio ou amônia, que reagem com o dióxido de enxofre para produzir compostos de alto valor agregado. No segundo, sistemas regenerativos com depuradores e strippers recuperam o SO2 sem gerar coprodutos, utilizando vapor de baixa pressão. A Clark Solutions oferece uma variedade de opções de dessulfurização, com tecnologias e equipamentos personalizados para cada aplicação, incluindo distribuidores de líquido MaxiFlowTM, recheios estruturados Maxipac® ou 3-PackTM e eliminadores de névoa MaxiMesh®.

O circuito ácido utilizado no manuseio de ácido sulfúrico conta com tanques e tubulações de materiais resistentes à corrosão. A Clark Solutions tem empregado aços inoxidáveis de alto teor de silício (HSSS), como o CSXTM, devido à sua alta resistência à corrosão em diversas temperaturas e concentrações de ácido, além de manter suas propriedades estruturais.

Tanques de ácido sulfúrico feitos dessa liga são mais leves (até 60% em comparação com opções revestidas de tijolo) e podem ser instalados rapidamente, sem a necessidade de aplicação de revestimento, o que é vantajoso em cronogramas apertados. A diluição de ácido é cuidadosamente estudada com simulações computacionais para otimizar a durabilidade dos tanques.

Clark Solutions também substitui tubulações de ferro fundido por HSSS, trazendo benefícios como menor risco de vazamentos, facilidade de manuseio, melhor qualidade do produto, e manutenção simplificada. O segredo do sucesso do CSXTM HSSS está em sua camada passiva de óxido de silício, que oferece alta resistência ao ácido e durabilidade em condições agressivas.