Acidi e post combustori

Acidi inorganici e postcombustori

Hai un ossidatore termico rigenerativo che ha problemi di ruggine dopo qualche tempo dalla sua installazione?

Ecco forse ti stai trovando nella situazione di questa azienda. 

Un giorno ricevo una telefonata da un cliente, una bella azienda farmaceutica, che mi richiede una visita per verificare un loro impianto di ossidazione termica rigenerativa, meglio conosciuto anche come post combustore o RTO (regenerative thermal oxidizer). 

Mi reco sul posto e con i vari tecnici del cliente iniziamo una piacevole chiacchierata sull’applicazione per comprenderne meglio i contorni fisici e chimici. 

L’impianto è un RTO standard a 3 camere con riempimento ceramico. Nessuna particolare predisposizione per lavorare con sostanze che non siano i mitici composti organici volatili (COV). 

Dopo qualche tempo l’impianto ha iniziato ad arrugginirsi, qui di seguito un’immagine della cassa valvola che nei punti meno turbolenti, quindi a maggiore probabilità di ristagno, ha iniziato un curioso arrugginimento.

Corrosione RTO

Ovviamente il ferro arrugginisce ma quando la ruggine arriva in poco tempo e soprattutto dall’interno verso l’esterno c’è qualcosa che non va.

Un impianto di questo tipo sottoposto a corrosione inizia ad essere una macchina problematica:

  • la corrosione crea micro fori e considerando che nella stragrande maggioranza, questi impianti lavorano in pressione, l’inquinante tende a uscire; 
  • la corrosione crea un assottigliamento delle strutture meccaniche di sostegno e di supporto. In questi impianti vi sono delle griglie di sostegno per i corpi ceramici dello scambiatore, se queste dovessero ridursi troppo, il peso dei corpi le farebbe collassare facendo crollare lo stesso riempimento;
  • la corrosione agisce sulle pareti di contenimento e divisive interne dell’impianto, soprattutto quelle a bassa temperatura e senza particolare protezione, assottigliando il metallo e via via creando grosse voragini nella macchina. Questo comporta anche il rischio di miscelazione tra flussi (inquinato e pulito) cosa che non va bene per un impianto di depurazione come questo.

Ovviamente la presenza di corrosione sulle strutture metalliche implica che con buona probabilità vi siano acidi che fuoriescano dal camino ed in funzione della quantità, questi potrebbero creare “problemi” intorno alla macchina. 

Tetti, alberi e strutture metalliche solitamente vengono facilmente segnati da questa angusta presenza, soprattutto se posti all’interno di un’altra proprietà, proprio quella del tuo vicino di azienda.

Da cosa può derivare la corrosione? 

Composti organici alogenati

La corrosione in un ossidatore termico di solito deriva dalla combustione in camera di combustione di composti organici alogenati, tipicamente clorurati. 

Uno su tutti in questi casi, si chiama cloruro di metilene, che è un fantastico solvente con proprietà uniche e per questo molto utilizzato nelle industrie chimiche e farmaceutiche. 

Ecco questo è il nostro amico / nemico che prendiamo come esempio:

La sua struttura consta di 1 atomo di carbonio e rispettivamente di 2 atomi di cloro e di idrogeno. Quando “brucia” questa sostanza libera anidride carbonica (CO2), vapore acqueo (H2O) e cloro (Cl2). 

Man mano che la temperatura si abbassa all’interno del letto ceramico, il cloro reagisce con il vapore acqueo e si trasforma in acido cloridrico (HCl) che in fin dei conti è il vero incubo per gli impianti di ossidazione termica rigenerativa. 

L’acido a bassa temperatura condensa e inizia il suo lavoro di corrosione sulle strutture metalliche. 

Fortunatamente questa corrosione è facilmente riconoscibile, ha in  pratica un suo marchio specifico, infatti viene chiamata corrosione di pitting o vaiolatura.

Nel nostro caso, il pitting era visibile anche all’esterno, o meglio la corrosione aveva intaccato l’interno della camera e “forato” il metallo completamente tanto da rendere visibile il fenomeno della vaiolatura all’esterno, con tanto di “gocciolamento” della condensa acida.

Per questo cliente abbiamo trovato l’indiziato che poi a seguito di una analisi, verrà reso colpevole della situazione. 

Ma quali altri acidi si possono trovare in un ossidatore termico rigenerativo?

Composti organici solforati

Come per i composti organici alogenati, esistono anche quelli solforati. 

Composti tipici sono i mercaptani che vengono utilizzati per odorizzare il gas metano e dargli il suo tipico odore. 

Come per il cloruro di metilene, il metilmercaptano e suoi simili quando bruciano formano anidride carbonica (CO2), vapore acqueo (H2O) e anidridi di zolfo (SOx)

Come per il cloro, qui gli SOx possono interagire con il vapore acqueo formando acido solforoso e solforico che agisce contro le strutture metalliche corrodendole. 

Acidi liberi all’ingresso dell’impianto

Non esistono solo COV con cloro o zolfo all’interno della loro struttura che bruciando creano gli acidi corrispondenti.

Nelle industrie chimiche e farmaceutiche ma non solo, è probabile che questi acidi (cloridrico e solforico), siano molto presenti all’interno di reazioni di base e quindi già nell’effluente in arrivo al post combustore, questi siano già presenti.

In questo caso la corrosione avviene sia lato ingresso dell’impianto che lato uscita. 

Come è possibile proteggersi dall’aggressione degli acidi?

Un buon impiantista sa benissimo quali accorgimenti attuare e installare affinchè sia possibile ridurre drasticamente l’impatto degli acidi sulle strutture dell’impianto. 

Il vero problema nasce quando NON sai che tipo di COV dai da bruciare al tuo impianto di ossidazione o magari quando, dopo qualche tempo, cambi la tua produzione aggiungendo uno dei composti di cui abbiamo parlato precedentemente e la tua macchina è standard.

Qui nascono diversi problemi che potremmo insieme affrontare per limitare la proliferazione dell’aggressione acida al tuo impianto e trovare una soluzione duratura. 

Quindi ricapitolando, se sul tuo impianto vedi fenomeni corrosivi è possibile che questi possano scaturire da: 

  • COV alogenati
  • COV solforati
  • acidi vari all’ingresso dell’impianto

Se non sai come affrontare la situazione e ti serve una mano per trovare una soluzione, scrivimi. 

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