Zawory odcinające typu slide valve sprawdzają się w kontaktach z toksycznymi chemikaliami: Zakład chemiczny Bad Köstritz stawia na Schubert & Salzer w regulacji SO₂

Zawór klapowy typu 8043 firmy Schubert & Salzer reguluje przepływ ciekłego i gazowego dwutlenku siarki do zbiornika reakcyjnego. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Dipl.-Ing. (FH) Marcus Nöthlich, inżynier operacyjny w dziale związków siarki w CWK (z prawej), oraz Rainer Weigelt, dział sprzedaży technicznej w Schubert & Salzer podczas oględzin zaworów używanych w zakładzie chemicznym Bad Köstritz. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Oprócz dwutlenku siarki do produkcji tioglikolanu, zawory klapowe regulują w CWK również parę, ciekły siarkę oraz inne media ciekłe i gazowe w wielu zastosowaniach. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

Oprócz dwutlenku siarki do produkcji tiocyjanianu, zawory klapowe regulują w CWK również parę, ciekły siarkę oraz inne media ciekłe i gazowe w wielu zastosowaniach. (Copyright: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH / Schubert & Salzer Control Systems GmbH)

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

Dwutlenek siarki jest silnie toksycznym medium. Obsługa z nim związana podlega przepisom dotyczącym awarii przemysłowych i stawia najwyższe wymagania wobec bezpieczeństwa i niezawodności używanych armatur. W zakładzie chemicznym Bad Köstritz do regulacji ciekłego i gazowego dwutlenku siarki stosuje się zawory klapowe od Schubert & Salzer, co pozwala osiągnąć wyjątkowe wyniki pod względem trwałości i precyzji regulacji.

„Weil die Chemie stimmt.“ to hasło zakładu chemicznego Bad Köstritz – krótko CWK. Producent chemikaliów nieorganicznych z Turyngii sięga swoją historią ponad 195 lat, począwszy od otwarcia saliny Heinrichshall w 1831 roku. Obecnie CWK jest średniej wielkości przedsiębiorstwem chemicznym z historyczną specjalizacją, np. w związkach siarki. Tiosiarczany stanowią jedną z grup, które CWK, jako jeden z nielicznych producentów na świecie, może dostarczać klientom na skalę komercyjną. Od wielu lat w produkcji korzysta się z zaworów klapowych od Schubert & Salzer.

Tiosiarczany – wszechstronne związki siarki

Tiosiarczany to związki chemiczne składające się z siarki, tlenu oraz dodatniego jonowego partnera, takiego jak sód lub potas. Są one wykorzystywane np. jako „antychlor” w oczyszczaniu ścieków i spalin, stanowią cenny dodatek do nawozów, ważny środek redukcyjny w chemii oraz mają długą i znaczącą historię jako sól utrwalająca w fotografii analogowej.

Dipl.-Ing. (FH) Marcus Nöthlich, inżynier operacyjny w dziale związków siarki w CWK, opisuje produkcję na przykładzie natriotiosiarczanu jako dwustopniowy proces wsadowy: najpierw w schłodzonym zbiorniku mieszalnym reaktywnie przekształca się wodorotlenek sodu i siarkę w roztwór poliesiarczanu sodu. Następnie ta mieszanka jest wprowadzana do reaktora razem z wodorotlenkiem sodu, wodą i macierzystym roztworem natriotiosiarczanu w stosunku stechiometrycznym (w dokładnych proporcjach). Do tej mieszanki w drugim etapie procesu wprowadza się ciekły dwutlenek siarki (SO2). Precyzyjne sterowanie przepływem odbywa się za pomocą zaworu klapowego typu 8043 od Schubert & Salzer. Ciekły SO2 rozpręża się w reaktorze i przechodzi w stan gazowy. Podczas ciągłego mieszania, gazowy SO2 i pozostałe składniki reagują egzotermicznie z kontrolowanym chłodzeniem, tworząc roztwór natriotiosiarczanu sodu.

Zawory klapowe – bezpieczna obsługa toksycznego SO2

Jednym z najbardziej krytycznych punktów tego procesu jest obsługa dwutlenku siarki. „Chemikalium jest niebezpieczny i wysoce toksyczny”, wyjaśnia Marcus Nöthlich. „Ponieważ magazynujemy i przetwarzamy go w dużych ilościach, jako zakład podlegamy przepisom dotyczącym awarii przemysłowych. Ciągłe monitorowanie powietrza w pomieszczeniach pod kątem dokładnego stężenia SO2 jest nieodzowne. Nawet najmniejsze nieszczelności instalacji mogą w ciągu sekund wywołać alarm za pomocą dostępnych czujników gazu. Już kilka oddechów może prowadzić do silnej duszności. Przy wyższych stężeniach istnieje bezpośrednie zagrożenie życia.”

Dlatego też szczelność i niezawodność zaworów używanych do regulacji dwutlenku siarki mają kluczowe znaczenie dla CWK. Zawory klapowe od Schubert & Salzer w konstrukcji z pośrednim kołnierzem okazały się rozwiązaniem, które spełnia wysokie wymagania. Połączenia kołnierzowe są wykonane jako uszczelnienie z rowkiem i językiem zgodnie z DIN EN 1092-1. Na osi zaworu zapewniono zewnętrzną szczelność za pomocą dodatkowego metalowego pierścienia falistego, który zabezpiecza uszczelnienie. Cały zawór spełnia wymagania TA-Luft zgodnie z ISO 15848-1.

Maksymalna trwałość i jakość regulacji

„Oprócz doskonałej szczelności, szczególnie przekonała nas niezawodność zaworów klapowych”, wyjaśnia Nöthlich. „Zawory, które wcześniej stosowaliśmy, musiały być wymieniane dwa razy w roku z powodu zużycia. To generowało koszty, przestoje i stanowiło zagrożenie bezpieczeństwa dla naszych techników z powodu pozostałości SO2 w liniach. Z zaworami klapowymi, nawet po wielu latach eksploatacji, wymieniamy tylko niektóre elementy zużywające się. Dzięki szkoleniu praktycznemu z Schubert & Salzer w naszym zakładzie, nasi technicy mogą samodzielnie wykonywać te prace konserwacyjne bez problemu.”

Te niezwykle długie okresy eksploatacji są możliwe dzięki podstawowemu zasadzie działania zaworów klapowych: dwie równoległe do kierunku przepływu, szczelinowe tarcze uszczelniające przesuwają się względem siebie, zmieniając przekrój przepływu. Ze względu na konstrukcję, skok zaworu jest bardzo krótki – w zależności od nominalnej średnicy wynosi tylko od 6 do 9 mm. W zaworach klapowych, uszczelnienie i metalowy pierścień falisty są poddawane znacznie mniejszym obciążeniom mechanicznym, co przekłada się na mniejsze zużycie i dłuższą trwałość.

Oprócz trwałości, jakość regulacji została również znacznie poprawiona dzięki zastosowaniu zaworów klapowych. „Aby ustawić pH naszej roztworu tiosiarczanu, wprowadzamy po wprowadzeniu ciekłego SO2 również gazowy SO2. Duży zakres regulacji tego zaworu klapowego pozwala nam precyzyjnie sterować masami i produkować produkt spełniający zarówno nasze, jak i wymagania jakościowe naszych klientów”, wyjaśnia Nöthlich.

Szerokie zastosowanie zaworów klapowych

Ze względu na te i podobne doświadczenia, zawory klapowe od dawna są nieodłącznym elementem różnych procesów i instalacji w zakładzie chemicznym Bad Köstritz. Pomagają zwiększyć bezpieczeństwo operacji, poprawić precyzję i obniżyć koszty konserwacji. „Niezależnie od tego, czy chodzi o regulację dwutlenku siarki, pary czy innych cieczy lub gazów – zawory klapowe od Schubert & Salzer sprawdziły się u nas doskonale. Dlatego można powiedzieć: tutaj chemia działa zgodnie z planem”, kończy Nöthlich.