اسید سولفوریک یک اسید معدنی بسیار خورنده است که گزینه های ذخیره سازی مواد شیمیایی سنتی را به چالش می کشد. این مایع چسبناک تیز، بی رنگ تا کمی زرد در هنگام تولید به رنگ قهوه ای تیره رنگ می شود تا مردم را از خطرات آن آگاه سازد. بزرگترین چالش در کار با اسید سولفوریک این است که یک اکسید کننده تهاجمی است. این قدرت و طراحی بسیاری از مخازن ذخیره را به چالش می کشد. مخازن و اتصالات شرکت ناب زیست می تواند به طور خاص برای ذخیره اسید سولفوریک و کاهش خطرات ترکیب شود.
اسید سولفوریک یک چالش جدی در ذخیره سازی ایجاد می کند زیرا یک ماده شیمیایی بسیار سنگین است، به خصوص در غلظت های بالا. با غلظت 93-98٪ تقریباً دو برابر وزن آب است. این ماده همچنین یک ماده شیمیایی تهاجمی است که باعث اکسید پلاستیک و خوردگی فلزات می شود.
اسید سولفوریک چالش های جدی ذخیره سازی زیر را ایجاد می کند:
- بسیار سنگین است و یکپارچگی مکانیکی مخزن ذخیره شما را آزمایش می کند. وزن ذاتی اسید سولفوریک به ماده محکمی نیاز دارد که بتواند فشار بار ایستا را تحمل کند و به طور مداوم بر روی یک سوم پایین مخزن ذخیره فشار دهد.
- این ماده شیمیایی یک اکسید کننده تهاجمی است. برای جلوگیری از تخریب ، شکننده شدن و ترک خوردگی مواد مخزن باید محافظت های مناسبی داشته باشید – که می تواند منجر به نشت یا خرابی مخزن شود.
- اگر این اسید با آب تماس پیدا کند، باعث ایجاد بخار آئروسل سولفوریک اسید یا انفجار احتمالی می شود.
- اگر اسید سولفوریک روی فلزات ریخته شود، می تواند یک گاز هیدروژن بسیار قابل اشتعال ایجاد کند.
- سوختگی های پوستی و دیگر بدن ناشی از این ماده شیمیایی می تواند جدی تر از سوختگی حاصل از سایر اسیدهای قوی باشد. اسید سولفوریک هرچه را لمس کند از دست می دهد و گرمای ناشی از این واکنش با آب می تواند آسیب ثانویه حرارتی ایجاد کند.
- هنگام مخلوط کردن یا ترکیب مواد شیمیایی با اسید سولفوریک، ممکن است یک واکنش گرمازا رخ دهد و گرمای ماده شیمیایی در صورت عدم رسیدگی صحیح، می تواند باعث آسیب شود.
هنگام طراحی مخزن ذخیره اسید سولفوریک باید به همه این موارد توجه شود.
دستورالعمل های ذخیره سازی اسید سولفوریک برای به حداقل رساندن خطرات ایمنی:
- غلظتهای 98-93 درصد: از آنجا که وزن حداکثر 16 پوند در هر گالن است، اسید سولفوریک غلیظ 93-98 درصد باید در مخزنی ذخیره شود که دارای ضخامت دیواره وزن مخصوص 2.2 باشد. سیستم OR-1000 با اتصالات پی وی سی، واشرهای ویتون و پیچ و مهره های 316 فولاد ضد زنگ نیز برای این غلظت مورد نیاز است.
- غلظت از 80 درصد تا کمتر از 93 درصد: از آنجا که این غلظت کمتری از اسید سولفوریک می تواند باعث خوردگی فولاد ضد زنگ شود، پیچ های آلیاژی C-276 با واشرهای ویتون و اتصالات پی وی سی به همراه مخزن وزن مخصوص 2.2 و دستگاه برجسته صنعت مورد نیاز است. -1000 سیستم.
- غلظت های کمتر از 80 درصد: از مخزن 1.9 SPG با سیستم OR-1000 می توان استفاده کرد. باز هم، اتصالات مورد نیاز PVC ، دارای واشرهای Viton و پیچهای آلیاژی C-276 هستند.
- توصیه های مخزن برای غلظت های 98 درصد یا کمتر: مخزن پلی اتیلن با اتصال دو جداره (SAFE-Tank) پلی پردازش با سیستم OR-1000 توصیه می شود. اگر مهار موجود باشد ، مخزن عمودی IMFO با تخلیه کامل یا مخزن IMFO پایین شیب گزینه های بسیار خوبی هستند.
در همه موارد، باید از سیستم آنتی اکسیدانی OR-1000 استفاده شود. سیستم OR-1000 با کمک به کاهش اکسیداسیون سیستم مخزن پلی اتیلن برای ایجاد عمر مفید بیشتر طراحی شده است.
از اسید سولفوریک در مجموعه وسیعی از کاربردهای صنعتی استفاده می شود. برای از تصفیه آب و فاضلاب تا تولید مواد شیمیایی، کود و باتری های ماشین. دقت کنید رقیق نمودن اسید سولفوریک بسیار گرمازا است.
چالش های ذخیره سازی اسید سولفوریک
به چند دلیل، اسید چالش های جدی در ذخیره سازی ایجاد می کند.
خوردگی: مقاومت در برابر خوردگی فولاد کربن در حضور اسید سولفوریک به دلیل سولفات آهن است که در دوره تماس اولیه تشکیل می شود. هر شرایطی که باعث تلاطم کافی برای از بین بردن سولفات شود ، احتمالاً منجر به خوردگی می شود. میزان خوردگی معمولاً بر حسب “mpy” در سال بیان می شود. یک میل در سال (1 میلی لیتر) معادل 0.001 اینچ در سال یا 0.025 میلی متر در سال است.
با کاهش قدرت اسید به زیر 98٪ H2SO4، از بین رفتن فلز افزایش می یابد. 77٪ H2SO4 معمولاً به عنوان حد پایین عملی در نظر گرفته می شود که در آن می توان اسید سولفوریک را در دمای محیط در مخازن فولاد کربن محافظت نشده ذخیره کرد.
خوردگی یکنواخت: شکل زیر میزان خوردگی فولاد توسط اسید سولفوریک به عنوان تابعی از غلظت و دما را نشان می دهد. برای جبران خوردگی یکنواخت، باید در طراحی مخزن مقدار مناسب خوردگی لحاظ شود. این باید با توجه به عواملی مانند دما، استفاده از مخزن و خلوص اسید، بر اساس عمر طراحی باشد.
بالا بودن دما: منحنی های ایزوکوراسیون فولادی به وضوح نشان می دهد که با افزایش دمای اسید، نرخ خورندگی افزایش می یابد. اسید محصول یک فرآیند باید حداکثر تا 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) سرد شود. در داخل مخزن ذخیره سازی باید دمای اسید فله را تا حد ممکن پایین نگه داشت بدون اینکه اسید را منجمد کند.
شرایط آب و هوایی به تغییر دما در یک مخزن ذخیره کمک می کند. تغییرات دمای فصل معمولاً مشکلی ایجاد نمی کند زیرا به ندرت دمای محیط بالاتر از 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) خواهد بود. اثر گرم شدن آفتاب به محتویات مخزن از اهمیت بیشتری برخوردار است. میزان خوردگی بالاتر در کنار مخازن گرم شده توسط خورشید گزارش شده است. برای به حداقل رساندن این مشکلات، مخزن باید با رنگی منعکس کننده گرما رنگ شود.
سرعت خوردگی عموماً به تدریج در بالای پوسته مخزن کاهش می یابد زیرا مقاطع فوقانی به اندازه قسمت های پایین در معرض اسید قرار نمی گیرند.
بالا بودن درجه خلوص اسید: خلوص اسید می تواند نسبتاً زیاد باشد و در نتیجه گیاه اسید با محتوای آهن می تواند به ppm 30 برسد. با کاهش محتوای آهن، اسید خورنده تر خواهد شد. نرخ های خوردگی بالاتر از حد نرمال خواهد بود، مگر اینکه موارد احتیاط مانند آستر مخزن یا استفاده از محافظت آندی در نظر گرفته شود.
خوردگی غیر یکنواخت می تواند عمر مخزن ذخیره را به شدت کاهش دهد. بیشتر موارد را می توان در طراحی مخزن و با انجام بازرسی منظم از داخل مخزن به حداقل رساند.
حادث شدن شیار هیدروژن: هیدروژن هنگامی تولید می شود که اسید سولفوریک باعث خوردگی فولاد کربن شود. گاز هیدروژن تشکیل شده به سمت سطح بالا می رود و عبور این حباب ها از سطح فولاد می تواند منجر به تشکیل شیار شود. شیارها می توانند از عرض و عمق مختلفی برخوردار باشند. از دست دادن فلز در این منطقه با سرعتی بسیار بیشتر از خوردگی یکنواخت در همان غلظت و دما اسید اتفاق می افتد.
اثرات شیارزنی هیدروژن را می توان با یک ورودی اسیدی که به درستی قرار گرفته است، به حداقل رساند. شیار زدن هیدروژن همچنین می تواند در بالای نازل یک راهروی جانبی رخ دهد.
حادث شدن شیار افقی: شیار افقی زمانی اتفاق می افتد که لایه ای از اسید رقیق در بالای لایه ای از اسید قویتر قرار گیرد. اسید رقیق وقتی نفوذ می کند که آب به مخزن نفوذ کرده و با سطح اسید تماس پیدا کند و در نتیجه اسیدی با مقاومت کمتری ایجاد شود. وزن مخصوص پایین تر اسید ضعیف باعث می شود که روی سطح باقی بماند. هرچه غلظت اسید کمتر باشد سرعت خوردگی سریعتر است. با نوسان سطح در مخزن می توان چندین شیار افقی ایجاد کرد. در یک حادثه، آب به طور تصادفی درون مخزن ذخیره سازی پمپاژ شد و نتیجه این شد که پوسته به نصف بریده شد.
افزایش دما به صورت موضعی نیز می تواند منجر به شیار افقی شود. اسید داغ پمپ شده در مخزن به راحتی با محتوای خنک کننده مخزن ذخیره مخلوط نمی شود. نتیجه یک لایه اسید گرمتر خواهد بود که پوسته مخزن اسید را سریعتر از اسید سردتر خورده است.
خوردگی خارجی مخزن ذخیره اسید سولفوریک
خوردگی خارجی یک مخزن ذخیره سازی اسید سولفوریک می تواند به اندازه خوردگی داخلی یک مشکل باشد. خوردگی خارجی می تواند در سه زمینه رخ دهد:
- فونداسیون نامناسب که باعث می شود آب و بقایا با ته مخزن تماس بگیرند
- شکاف هایی بین مخزن و تکیه گاه ها یا اتصالات وجود دارد که اجازه می دهد آب یا اسید ریخته شده جمع شود
- عایق مرطوب
هنگامی که یک مخزن ذخیره سازی اسید برای جلوگیری از یخ زدگی سیال درون آن عایق بندی می شود، در صورت خیس شدن عایق، خوردگی در زیر عایق ایجاد می شود. این نوع خوردگی بسیار رایج است و در جایی ایجاد می شود که آب می تواند جمع شود مانند نزدیک گردن نازل، اتصالات سقف یا پوسته (به عنوان مثال نرده ها، پله ها و غیره)، حلقه های پشتیبانی عایق و غیره. هرگونه روکش یا عایق آسیب دیده یا آسیب دیده است گمشده باید فوراً ترمیم شود.
پایه هایی که باعث جمع شدن آب می شوند منجر به خوردگی ته مخزن می شوند. تشخیص این نوع خوردگی دشوار است زیرا ته مخزن به طور کلی برای معاینه خارجی قابل دسترسی نیست. خوردگی می تواند از بین رفتن عمومی فلز یا حمله موضعی به صورت حفره باشد.
محصول مرتبط: مخزن استیل