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Apr 04, 2023

Editoriale: Motopompe inscatolate per applicazioni con ammoniaca

Spaltrohrmotorpumpen für Ammoniak-Anwendungen. (Bildquelle:

Motopompe incapsulate per applicazioni con ammoniaca. (Fonte immagine: Hermetic

Con le serie CAMT e CNF, lo specialista delle motopompe stagne fornisce unità sicure e durevoli che offrono agli operatori dell'impianto una serie di vantaggi per il processo di produzione dell'ammoniaca rispetto alle pompe centrifughe convenzionali. Mentre la serie CNF con girante ausiliaria integrata e sistema di ritorno del fluido interno è specificamente progettata per il pompaggio di gas liquefatti, fluidi bollenti e condensati, la configurazione tandem della serie CAMT offre una soluzione efficace per il pompaggio di piccole quantità con elevate prevalenze, come è tipicamente il caso quando si pompa ammoniaca liquida in un serbatoio di stoccaggio.

Aree di applicazione L'ammoniaca, il composto chimico di azoto e idrogeno, con la formula NH3, è, con circa 180 milioni di tonnellate all'anno, una delle sostanze chimiche più prodotte a livello mondiale (dati del 2021). Circa il 75% viene utilizzato per la produzione di fertilizzanti. Varie sostanze derivate dall'ammoniaca servono come materiali di partenza per i polimeri. Come refrigerante resistente al fuoco e non pericoloso per l'effetto serra, l'ammoniaca viene utilizzata nella tecnologia del freddo. Nella ricerca di combustibili alternativi, anche l’ammoniaca viene sempre più menzionata come argomento di discussione come potenziale vettore di idrogeno e come alternativa all’idrogeno.

Produzione di ammoniaca L'ammoniaca è prodotta da idrogeno e azoto. Più comunemente viene applicato un processo di sintesi secondo il metodo Haber-Bosch. Negli ultimi anni, tuttavia, la ricerca si è concentrata sempre più su processi alternativi poiché al metodo Haber-Bosch sono associati elevate emissioni di anidride carbonica e un elevato consumo di energia. I materiali di partenza per la sintesi dell'ammoniaca vengono ottenuti mediante un processo noto come riformazione del vapore. Il gas di sintesi risultante è costituito principalmente da idrogeno e azoto.

Sintesi dell'ammoniaca Per sintetizzare l'ammoniaca, viene utilizzato un turbocompressore per comprimere la miscela di sintesi da 250 a 300 bar, in modo che la sintesi vera e propria dell'ammoniaca possa avvenire nel reattore a una temperatura compresa tra 400 °C e 500 °C. Il catalizzatore del reattore è costituito da ferro appositamente preparato, che contiene tracce di potassio, alluminio, calcio, magnesio e ossigeno. È qui che le molecole biatomiche di ossigeno e di idrogeno si dividono e si legano chimicamente con un atomo dell'altro elemento per formare ammoniaca. L'ammoniaca può quindi essere rimossa continuamente dal processo e raffreddata continuamente in uno scambiatore di calore con acqua, gas forniti e/o altri flussi di processo. L'ammoniaca, raffreddandosi, condensa e può essere rimossa dal ciclo mediante un separatore ad alta pressione. I componenti non reattivi dell'ossigeno e dei componenti dell'idrogeno vengono riportati alla pressione di esercizio e aggiunti al gas di sintesi. A volte l'ammoniaca prodotta viene distillata per aumentarne la purezza. L'ammoniaca viene poi raffreddata in modo da diventare un liquido che può essere immagazzinato in grandi serbatoi.

Ponendo requisiti elevati alle attrezzature utilizzate Le proprietà fisiche dell'ammoniaca (bassa viscosità e densità, bassa temperatura) rappresentano una sfida per le pompe. L'elevata corrosività e le proprietà dannose o tossiche dell'ammoniaca richiedono un'elevata resistenza dei materiali e la tenuta stagna delle apparecchiature utilizzate. Poiché le motopompe incapsulate sono sigillate ermeticamente e offrono un elevato livello di sicurezza, sono particolarmente adatte a questo scopo. Ciò è vero soprattutto quando si scarica l'ammoniaca condensata (5) e si pompa l'ammoniaca liquida nel serbatoio di stoccaggio (7).

Tecnologia di pompaggio completamente priva di perdite, a bassa usura e a bassa manutenzione A differenza delle pompe centrifughe convenzionali con tenute meccaniche, le pompe a motore incapsulato non hanno guarnizioni dinamiche vulnerabili. Le motopompe incapsulate sono invece dotate di un secondo contenimento ermetico di sicurezza che impedisce eventuali fuoriuscite del fluido pompato e delle emissioni. L'omissione, in base alla progettazione, di componenti soggetti a usura come guarnizioni dell'albero, giunti e cuscinetti a rulli garantisce un elevato grado di sicurezza operativa, un'usura quasi trascurabile e i migliori valori MTBF (Mean Time Between Failure) rispetto ad altre tecnologie di pompa.