Definitie van geconcentreerd zuur
Geconcentreerd zwavelzuur, met een concentratie tussen 96% en 98%, is in zuivere vorm een kleurloze of lichtgele vloeistof. In zuivere vorm is het zeer hygroscopisch en zeer viskeus. Het wordt meestal geproduceerd door de verbranding van zwavel en in deze concentratie aan gebruikers geleverd. Dit geconcentreerde zuur moet dus worden verdund zodat het in de vereiste concentratie kan worden gebruikt. Deze verdunning kan niet eenvoudigweg worden uitgevoerd door een waterleiding op een zuurleiding aan te sluiten, omdat er bij deze manier van werken een duidelijk risico op breuken en ongelukken bestaat.
Continue verdunning
De verdunningsreactie van zwavelzuur is zeer exotherm. De grafiek hieronder toont de temperatuurstijging als functie van de verdunningsverhouding.
Het verdunningsniveau bepaalt de temperatuurstijging. Aan de hand van de temperatuur die het resultaat is van deze reactie, kunnen we de te gebruiken materialen, de beperkingen, het ontwerp van de installatie en de automatisering bepalen.
Materialen
De gebruikte materialen moeten bestand zijn tegen zowel geconcentreerd als verdund zuur bij de bijbehorende temperaturen. PVDF garandeert dat de installatie bestand is tegen verdund en geconcentreerd zuur. PVDF is ook uitstekend bestand tegen hoge temperaturen.
Beperkingen
Door de temperatuurstijging zal de pijp uitrekken. De geïnduceerde krachten bepalen de buigarmen, krachten op vaste punten en steunen (glijdend en vast). De krachten veroorzaakt door de temperatuurstijging moeten worden berekend.
Ontwerp
Het ontwerp van de installatie moet stratificatie van het zuur in de leidingen voorkomen. De verdunning moet continu en homogeen zijn (de rol van de venturi en de blender).
Benodigde apparatuur
Samenstelling van de verdunningslijn :
- Voor de zuurleiding: Debietmeting en regelklep (ON/OFF veiligheidsklep en terugslagklep vereist)
- Voor de waterleiding: debietmeter en regelklep (ON/OFF veiligheidsklep en terugslagklep vereist)
- Het kan ook mogelijk zijn om voor en na de zuurinjectie temperatuursensoren te installeren als veiligheidsmaatregel om te controleren of de temperatuur constant is. Elke temperatuurvariatie duidt op discontinue verdunning.
- Een venturi-injector voor geconcentreerd zuur
- Een menger stroomafwaarts van de injector
- Indien nodig een warmtewisselaar om het verdunde zuur af te koelen.
Beheer
Het verdunningsproces moet volledig worden beheerd via een PLC-bedieningspaneel zonder handmatigetussenkomst. In geval van een storing moet het verdunningsproces onmiddellijk worden gestopt.
