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El dióxido de azufre es una sustancia altamente tóxica. Su manejo está sujeto al Reglamento de Accidentes Graves y exige los más altos requisitos en cuanto a seguridad y fiabilidad de las válvulas utilizadas.
En la planta química Chemiewerk Bad Köstritz (Alemania) se emplean válvulas de compuerta deslizante de Schubert & Salzer para el control de dióxido de azufre líquido y gaseoso, logrando así resultados excepcionales en cuanto a vida útil y precisión de control.
´Porque tenemos buena química´ es el lema de la planta química Chemiewerk Bad Köstritz, abreviado como CWK. El fabricante de productos químicos inorgánicos especiales de Turingia cuenta con una historia de más de 195 años, que comenzó con la apertura de la salina Heinrichshall en 1831.
Hoy en día, CWK es una empresa química mediana con especializaciones históricamente consolidadas, por ejemplo, en compuestos de azufre. Los tiosulfatos son uno de estos grupos, y CWK es uno de los pocos proveedores en el mundo capaz de suministrarlos a escala comercial. Para el proceso de fabricación, la empresa confía desde hace muchos años en las válvulas de compuerta deslizante de Schubert & Salzer.
Los tiosulfatos son compuestos químicos formados por azufre, oxígeno y un ion asociado de carga positiva, como el sodio o el potasio. Se utilizan, por ejemplo, como «anticloro» en el tratamiento de aguas residuales y gases de escape; son también un valioso aditivo para fertilizantes y un importante reductor en química, y tienen una larga e importante historia como sal fijadora en la fotografía analógica.
Dipl.-Ing. (FH) Marcus Nöthlich, ingeniero de operaciones en la unidad de negocio de compuestos de azufre de CWK, describe, tomando como ejemplo el tiosulfato de sodio, un proceso por lotes de dos etapas: En primer lugar, la soda cáustica y el azufre reaccionan de forma exotérmica en un depósito agitador refrigerado para formar una solución de polisulfuro de sodio.
A continuación, se introduce en un recipiente de reacción junto con soda cáustica, agua y un licor madre de tiosulfato de sodio, en proporciones estequiométricas (en la relación cuantitativa exacta). En la segunda etapa del proceso se introduce en esta mezcla dióxido de azufre (SO₂) líquido.
El control preciso del caudal se realiza con una válvula de compuerta deslizante tipo 8043 de Schubert & Salzer. El SO₂ líquido se expande en el recipiente de reacción y pasa así al estado gaseoso. Bajo agitación constante, el SO₂ gaseoso y los demás materiales de partida reaccionan en una reacción exotérmica con enfriamiento controlado para formar una solución de tiosulfato de sodio.
Un punto especialmente crítico en este proceso es el manejo del dióxido de azufre. "El producto químico es peligroso y altamente tóxico", explica Marcus Nöthlich. "Dado que lo almacenamos y procesamos en cantidades muy grandes, nuestra empresa está sujeta al Reglamento de Accidentes Graves. El control continuo del aire ambiente para conocer su concentración exacta de SO₂ es esencial. Incluso fugas mínimas de la instalación hacen que los sensores de gas existentes activen una alarma en segundos. Tan solo unas pocas inhalaciones pueden provocar una dificultad respiratoria grave. A concentraciones más elevadas existe un grave peligro para la vida".
Por esta razón, la estanqueidad y la fiabilidad de las válvulas utilizadas para el control del dióxido de azufre son de vital importancia para CWK. Con las válvulas de compuerta deslizante de Schubert & Salzer en diseño tipo wafer se ha encontrado una solución que cumple con creces los elevados requisitos. Las conexiones de brida están diseñadas para esta aplicación como junta de lengüeta y ranura según la norma DIN EN 1092-1.
En el vástago de la válvula, la estanqueidad exterior queda asegurada mediante un fuelle metálico adicional a la empaquetadura. La válvula en su conjunto cumple los requisitos de la TA-Luft conforme a ISO 15848-1.
"Además de la excelente estanqueidad, lo que más nos ha convencido es la fiabilidad de las válvulas de compuerta deslizante", explica Marcus Nöthlich. "Las válvulas utilizadas anteriormente tenían que sustituirse por completo dos veces al año debido al desgaste. Esto genera costes, tiempos de parada y, debido a los residuos de SO₂ en las tuberías, supone un riesgo para la seguridad de nuestros técnicos con el correspondiente esfuerzo adicional. En cambio, con las válvulas de compuerta deslizante, incluso tras varios años de operación, solo sustituimos algunas piezas de desgaste. Gracias a una formación práctica con Schubert & Salzer aquí en la planta, nuestros técnicos pueden realizar estos trabajos de mantenimiento sin problemas por sí mismos".
Estas vidas útiles excepcionalmente largas son posibles gracias al principio de funcionamiento de las válvulas de compuerta deslizante: dos discos de sellado ranurados, dispuestos perpendicularmente a la dirección del flujo, se deslizan uno sobre otro modificando así la sección de paso. Por diseño, la carrera de la válvula es muy corta: tan solo 6 - 9 mm en función del diámetro nominal.
Por ello, en las válvulas de compuerta deslizante, la empaquetadura y el fuelle metálico están sometidos a cargas mecánicas considerablemente menores, presentan menos desgaste y ofrecen una mayor vida útil.
Además de la vida útil, la precisión de control también mejoró notablemente con la incorporación de las válvulas de compuerta deslizante. "Para ajustar el pH de nuestra solución de tiosulfato, introducimos también SO₂ gaseoso tras el SO₂ líquido. El amplio rango de regulación de la válvula de compuerta deslizante empleada nos permite regular el caudal másico con precisión y fabricar un producto que cumple tanto con nuestras exigencias de calidad como con las de nuestros clientes", explica Marcus Nöthlich.
Gracias a estas y otras experiencias similares, las válvulas de compuerta deslizante son desde hace tiempo un componente habitual en los diversos procesos e instalaciones de CWK. Contribuyen a aumentar la seguridad operativa, mejorar la precisión y reducir los costes de mantenimiento.
"Ya sea en el control de dióxido de azufre, vapor u otros medios líquidos o gaseosos, las válvulas de compuerta deslizante de Schubert & Salzer han demostrado un excelente rendimiento en nuestra planta. Por eso solo cabe decir: aquí sí que tenemos buena química", concluye Marcus Nöthlich.
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