Le valvole a farfalla convincono nell'uso con sostanze chimiche tossiche: lo stabilimento chimico di Bad Köstritz si affida a Schubert & Salzer per il controllo di SO2

Una valvola a slitta di tipo 8043 di Schubert & Salzer regola il flusso di biossido di zolfo liquido e gassoso nel recipiente di reazione. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Dipl.-Ing. (FH) Marcus Nöthlich, ingegnere industriale nel settore dei composti di zolfo presso CWK (a destra), e Rainer Weigelt, responsabile vendite tecniche presso Schubert & Salzer, durante l'ispezione delle valvole utilizzate nello stabilimento chimico di Bad Köstritz. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Oltre al biossido di zolfo per la produzione di tiosolfato, le valvole a farfalla regolano anche vapore, zolfo liquido e altri mezzi liquidi e gassosi in una vasta gamma di applicazioni presso CWK. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Oltre al biossido di zolfo per la produzione di tiosolfato, le valvole a farfalla regolano anche vapore, zolfo liquido e altri mezzi liquidi e gassosi in una vasta gamma di applicazioni presso CWK. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

(Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Anidride solforosa è un mezzo altamente tossico. La gestione di questa sostanza è soggetta alla normativa sugli incidenti rilevanti e richiede i più elevati standard di sicurezza e affidabilità delle valvole utilizzate. Nell'impianto chimico di Bad Köstritz vengono impiegate valvole a battente scorrevole di Schubert & Salzer per la regolazione di anidride solforosa liquida e gassosa, ottenendo risultati eccezionali in termini di durata e precisione di regolazione.

“Perché la chimica funziona.” è lo slogan dell'impianto chimico di Bad Köstritz – breve CWK. Il produttore di speciali chimici inorganici della Turingia vanta una storia di oltre 195 anni, iniziata con l'apertura della Salina Heinrichshall nel 1831. Oggi CWK si presenta come un'azienda chimica di medie dimensioni con una specializzazione storica, ad esempio, nelle sostanze a base di zolfo. I tiiosolfati sono un gruppo tra questi, che CWK, come uno dei pochi fornitori a livello mondiale, può fornire su scala commerciale. Da molti anni si affida alla produzione di valvole a battente scorrevole di Schubert & Salzer.

Tiiosolfati – Sostanze di zolfo versatili

I tiiosolfati sono composti chimici costituiti da zolfo, ossigeno e un ione partner positivamente carico come sodio o potassio. Vengono ad esempio utilizzati come “Anti-Cloro” nel trattamento delle acque reflue e dei gas di scarico, sono un prezioso fertilizzante, un importante riducente in chimica e hanno una lunga e significativa storia come sali fissativi nella fotografia analogica.

Dipl.-Ing. (FH) Marcus Nöthlich, ingegnere di gestione nel settore delle sostanze a base di zolfo presso CWK, descrive la produzione, prendendo come esempio il tiiosolfato di sodio, come un processo batch a due fasi: inizialmente si convertono soda caustica e zolfo in una soluzione di polifosfuro di sodio in un recipiente agitato raffreddato, con reazione esotermica. Successivamente, questa viene inserita in un recipiente di reazione insieme a soda caustica, acqua e una soluzione madre di tiiosolfato di sodio, in proporzioni stechiometriche (cioè in rapporto esatto). In questa miscela, nel secondo passaggio, viene introdotto anidride solforosa liquida (SO2). La regolazione precisa del flusso avviene con una valvola a battente scorrevole di tipo 8043 di Schubert & Salzer. L'SO2 liquido si rilassa nel recipiente di reazione, diventando gassoso. Mantenendo costante l'agitazione, il SO2 gassoso e gli altri reagenti reagiscono in modo esotermico con raffreddamento controllato formando soluzione di tiiosolfato di sodio.

Valvole a battente scorrevole – Sicure nell'uso con SO2 tossico

Un punto particolarmente critico in questo processo è la gestione dell'anidride solforosa. “La sostanza chimica è pericolosa e altamente tossica”, spiega Marcus Nöthlich. “Poiché la immagazziniamo e la lavoriamo in grandi quantità, la nostra azienda è soggetta alla normativa sugli incidenti rilevanti. È essenziale monitorare continuamente l'aria ambientale per la presenza di SO2 in modo preciso. Anche le più piccole perdite dell'impianto possono generare allarmi in pochi secondi grazie ai sensori di gas installati. Anche pochi respiri possono causare grave difficoltà respiratoria. Con concentrazioni più elevate, si rischia la vita.”

Per questo motivo, la tenuta e l'affidabilità delle valvole utilizzate per la regolazione dell'anidride solforosa sono di fondamentale importanza per CWK. Con le valvole a battente scorrevole di Schubert & Salzer in versione con flangia intermedia, si è trovata una soluzione che supera di gran lunga le alte esigenze richieste. Le connessioni a flangia sono realizzate come tenuta a denti e scanalature secondo DIN EN 1092-1. La tenuta esterna sull'albero della valvola è garantita da un ulteriore mantello metallico a pieghe per la tenuta. L'intera valvola soddisfa i requisiti della TA-Luft secondo ISO 15848-1.

Durata massima e qualità di regolazione

“Oltre alla eccellente tenuta, ci ha colpito soprattutto l'affidabilità delle valvole a battente scorrevole”, spiega Nöthlich. “Le valvole precedenti dovevano essere sostituite completamente due volte all'anno a causa dell'usura. Ciò comportava costi, tempi di fermo e, a causa dei residui di SO2 nelle tubazioni, rappresentava un rischio per la sicurezza dei nostri tecnici, con costi aggiuntivi. Con le valvole a battente scorrevole, invece, dopo diversi anni di esercizio, si sostituiscono solo alcune parti di usura. Grazie a un addestramento pratico con Schubert & Salzer presso l'impianto chimico, i nostri tecnici possono svolgere facilmente anche queste operazioni di manutenzione in autonomia.”

Queste eccezionali durate sono rese possibili dal principio di funzionamento delle valvole a battente scorrevole: due dischi di tenuta scanalati, disposti perpendicolarmente alla direzione del flusso, vengono spostati l’uno rispetto all’altro, modificando così la sezione di passaggio. La corsa della valvola è molto breve per motivi di progettazione – tra 6 e 9 mm a seconda della dimensione nominale. Grazie a questa caratteristica, le parti di tenuta e il mantello metallico sono sottoposti a minori sollecitazioni meccaniche, con meno usura e una durata più lunga.

Oltre alla durata, anche la qualità di regolazione è stata notevolmente migliorata grazie all’impiego delle valvole a battente scorrevole. “Per regolare il pH della nostra soluzione di tiiosolfato, immettiamo anche SO2 gassoso dopo l'SO2 liquido. La vasta regolazione consentita da questa valvola ci permette di controllare con precisione le masse e di produrre un prodotto che soddisfa sia le nostre che le aspettative di qualità dei nostri clienti”, spiega Nöthlich.

Ampio spettro di applicazioni per le valvole a battente scorrevole

Per queste e altre esperienze, le valvole a battente scorrevole sono da tempo parte integrante dei vari processi e impianti dell'impianto chimico di Bad Köstritz. Contribuiscono ad aumentare la sicurezza operativa, migliorare la precisione e ridurre i costi di manutenzione. “Sia nella regolazione di anidride solforosa, vapore o altri mezzi liquidi o gassosi – le valvole a battente scorrevole di Schubert & Salzer si sono dimostrate estremamente affidabili. Perciò, possiamo solo dire: qui funziona la chimica”, conclude Marcus Nöthlich.