Sistema de ácido fuerte - Enfriamiento ácido

Cuando el agua y el trióxido de azufre se absorben en ácido sulfúrico, se desencadena una reacción que hace que el ácido se caliente al salir de la torre. Antes de que el ácido regrese a la torre, es necesario eliminar este calor. Ahí es donde entra en juego el enfriador de ácido. Su trabajo es eliminar el calor de la corriente de ácido y luego descargarlo al medio ambiente o recuperar el calor como energía útil.

En los primeros días del diseño de plantas de ácido, esta energía se consideraba calor de baja calidad y, por lo general, simplemente se expulsaba al medio ambiente a través de sistemas de agua de refrigeración. Los primeros sistemas de refrigeración ácida utilizaban refrigeradores de hierro fundido con forma de serpiente, llamados así por su forma. Rociarían agua de refrigeración en el exterior para enfriar y harían fluir ácido por dentro.

Estos refrigeradores tienen varios inconvenientes, que incluyen:

- Se requieren grandes áreas de dibujo para la instalación en grandes fábricas.

- El agua pulverizada a menudo provoca penachos o niebla de bajo nivel en el área circundante.

- La corrosión más fría puede provocar fugas.

- Deterioro de la cimentación de hormigón.

- La incrustación en el lado del agua reduce la eficiencia de la transferencia de calor

- Alta posibilidad de fugas debido al gran número de juntas.

- Las fugas de ácido pueden exponer al personal a peligros catastróficos.

- Algunas plantas ácidas todavía utilizan dispositivos enfriadores de hierro fundido.

A mediados de la década de 1960, CIL (Canadá) comenzó a buscar una mejor opción de enfriamiento para el ácido. Después de años de desarrollo y pruebas, introdujeron en la industria enfriadores de ácido de tubo y carcasa de acero inoxidable con protección de ánodo. Estos refrigeradores casi eliminan la posibilidad de fugas en comparación con los refrigeradores de hierro fundido y todas las estructuras soldadas. El éxito del enfriador de ácido de carcasa y tubos radica en el uso de protección de ánodo, que permite una temperatura de funcionamiento más alta de 120 °C (250 °F) en lugar de la temperatura máxima más baja de 85 °C (185 °F) de los enfriadores de aire tradicionales. Esto da como resultado una superficie más pequeña, menos ventiladores, menor potencia operativa y mayor eficiencia operativa.

El ánodo también está diseñado con un intercambiador de calor protegido de acero inoxidable enfriado por aire y construido con poco efecto. Sin embargo, el lado del tubo de protección del ánodo del intercambiador de calor plantea un problema y dificultades de diseño. Para proteger el sistema de material, la corriente debe poder alcanzar toda la longitud del tubo, lo que es difícil de conseguir en el lado de los tubos del intercambiador de calor.

Los intercambiadores de calor de placas son una alternativa popular a los enfriadores de ácido de carcasa y tubos debido a su pequeño tamaño y bajo costo. Proporcionan un coeficiente de transferencia de calor muy alto en comparación con los enfriadores de ácido de carcasa y tubos. El material de aleación C-276 y otras estructuras permiten que estos dispositivos funcionen sin protección del ánodo. Sin embargo, son aún más resistentes a la corrosión y utilizan materiales caros en comparación con el acero inoxidable 316L, ya que la placa es muy delgada. Se intentó proteger el ánodo de un intercambiador de calor de placas utilizando placas de acero inoxidable 316L, pero se encontró con el mismo problema que el intento de comercializar el enfriador de aire protegido por ánodo. Debido a la corrosión, el intercambiador de calor de placas de aleación C-276 está limitado a una temperatura de entrada máxima de 90 °C (194 °F). Hastelly D-205 y Cronifer 2803 Mo se introducen como placas para exceder el límite de temperatura ácida de 90°C (194°F).

Los intercambiadores de calor en espiral son otra opción para el enfriamiento ácido. Tienen muchas ventajas similares al calentamiento por placas.