Cina: nuove tecnologie per la rigenerazione degli acidi? 

Quando senti questo, il primo pensiero è di nuovo il marketing. Tutti parlano di scoperte, ma in realtà spesso ci si imbatte in vecchi problemi: corrosione, consumo energetico, purezza del prodotto rigenerato. C’è davvero molto rumore attorno a questo argomento in Cina, ma se si scava più a fondo, i titoli forti a volte nascondono soluzioni abbastanza praticabili, anche se non ideali. Non nuovo nel senso di una sensazione mondiale, ma nuovo per le condizioni di produzione locale specifiche, spesso molto sporche. Questo è ciò di cui voglio parlare, senza glosse.

Non una rivoluzione, ma un’evoluzione sotto pressione

Il motore principale qui non è nemmeno la tecnologia in sé, ma la legislazione ambientale, che negli ultimi cinque-sette anni è diventata davvero più severa. Lo smaltimento dell’acido esaurito ovunque è ora irto di multe enormi e di chiusura della produzione. Pertanto, molte imprese, soprattutto nei cluster chimici come Shandong o Jiangsu, sono state costrette a cercare opzioni. Inizialmente si è cercato semplicemente di neutralizzarlo, ma questo ha generato montagne di fanghi. Quindi abbiamo seguito il percorso della rigenerazione più semplice, termica, ad esempio, per l'acido solforico. Ma è subito emersa la questione della redditività: se l'acido è debole o contaminato da materia organica, i costi di evaporazione e pirolisi divorano tutti i benefici.

È qui che è iniziata la stessa evoluzione. I metodi classici iniziarono ad acquisire modifiche. Diciamo per la rigenerazioneacido cloridricoCon un alto contenuto di ferro, l'elettrolisi a membrana cominciò ad essere utilizzata più attivamente, non nella sua forma pura, ma in combinazione con l'ossidazione preliminare e lo stripping. Questa non è una scoperta, ma un'ingegneria competente per un compito specifico. Spesso una catena tecnologica viene assemblata come kit di costruzione partendo da componenti disponibili sul mercato. Efficienza? A volte il 70-80% nel recupero acido, ma la cosa principale è che è possibile riciclare il 95% dei rifiuti, trasformandoli in un prodotto secondario, anche se di bassa qualità (ad esempio, cloruro ferrico per il trattamento delle acque reflue). Questa è una vittoria locale.

Un tecnologo che conosco e che lavora in un impianto di decapaggio dei metalli una volta disse: La nostra nuova installazione non riguarda l'estrazione dell'acido da un barile. Si tratta di non dover pagare per lo smaltimento e di non avere problemi con i controlli. La sua installazione, tra l'altro, dopo un anno di funzionamento non ha raggiunto la sua capacità nominale a causa delle fluttuazioni nella composizione delle acque reflue iniziali, ma svolge la sua funzione principale, ambientale. E questa è una storia tipica.

Dove cercare le specifiche? Esperienza degli istituti di design

Per capire la reale situazione è meglio guardare non ai comunicati stampa delle grandi aziende, ma al lavoro delle società di progettazione e ingegneria che implementano queste soluzioni sul campo. Sono costretti a trovare un equilibrio tra le esigenze del cliente, il budget e la chimica fisico del processo. I loro siti Web e i loro casi sono spesso una fonte più onesta.

Qui, ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èyzkjhx.ru). Questo è un istituto di design creato da un'azienda chimica. La loro descrizione afferma direttamente che il capitale sociale di 120 milioni di yuan è un segnale di intenzioni serie nel campo dell'ingegneria. Non vendono solo attrezzature, progettano complessi. Osservando i loro materiali (non senza marketing, ovviamente), si nota un'enfasi su soluzioni complesse: non solo rigenerazione degli acidi, ma anche recupero di metalli da soluzioni di incisione dei rifiuti. Questo è un punto importante. La rigenerazione dell’acido puro può essere economicamente marginale, ma se dalle stesse acque reflue vengono estratti nichel o rame, anche sotto forma di sali o ossidi, l’economia del progetto cambia radicalmente.

Tali aziende spesso dispongono di installazioni pilota in cui testano la tecnologia su campioni reali portati dal cliente. È costoso, ma evita un disastro su vasta scala. Ho sentito una storia su un progetto per la rigenerazione dell'acido fosforico dopo l'attacco dell'alluminio: tutto ha funzionato nell'impianto pilota, ma nell'impianto a grandezza naturale i problemi sono iniziati con la deposizione di fosfati di alluminio negli scambiatori di calore. Ho dovuto modificare al volo il sistema di scarico. Tali sfumature non compaiono mai nelle brochure, ma sono quelle che determinano il successo o il fallimento.

Caso di studio: acidi misti

Un compito speciale è la rigenerazione di miscele di acido nitrico e fluoridrico per il decapaggio dell'acciaio inossidabile. Qui i metodi classici sono spesso impotenti. In Cina, negli ultimi anni, si sta cercando attivamente di combinare la distillazione con l'estrazione. Ho visto una linea sperimentale in cui hanno cercato di separare gli acidi attraverso estraenti amminici selettivi. Teoricamente è bello, ma nella pratica ci sono emulsioni, perdita di solvente e difficoltà di controllo. Alla fine il progetto venne congelato perché il costo degli acidi rigenerati superava il prezzo di mercato di quelli nuovi. Ma il fatto stesso di tali esperimenti è indicativo: stanno cercando strade, anche se senza uscita.

Un approccio più praticabile per tali miscele si è dimostrato non quello di rigenerare completamente, ma di condizionare la soluzione: rimuovere i principali contaminanti (ioni metallici) attraverso resine a scambio ionico o metodi a membrana, e quindi reimmettere la soluzione acidificata nel processo, con un dosaggio di acido fresco per regolare la concentrazione. Non si tratta di una rigenerazione in senso stretto, ma di un prolungamento significativo della durata del bagno di mordenzatura. Per una pianta, questa è spesso la soluzione ottimale.

Il ruolo dei materiali: non si può vivere senza nuovi materiali

Qualsiasi rigenerazione acida è una battaglia con la corrosione e la temperatura. Il progresso qui spesso dipende dai materiali. I produttori cinesi hanno recentemente fatto grandi progressi nella produzione di tecnopolimeri (PVDF, ECTFE) e di acciai speciali (leghe ad alto contenuto di molibdeno e nichel). Ciò ha permesso di realizzare scambiatori di calore, alloggiamenti di pompe e moduli a membrana più compatti e durevoli.

Ricordo un'installazione di rigenerazioneacido solforicoCome risultato dell'alchilazione, i tubi del condensatore realizzati in normale acciaio inossidabile si guastavano costantemente. Abbiamo provato la ceramica: erano fragili. Di conseguenza, siamo passati ai tubi in lega Hastelloy che, sebbene più costosi, hanno funzionato per tre anni senza essere sostituiti. Il cliente non era soddisfatto dei costi iniziali, ma ora ritiene che ne sia valsa la pena. Tali soluzioni non sono le nuove tecnologie che fanno notizia, ma sono ciò che fa funzionare l’intero sistema.

Lo stesso vale per le membrane per la dialisi per diffusione (uno dei metodi più efficienti dal punto di vista energetico per la rigenerazione degli acidi minerali). In precedenza dipendevamo fortemente dalle merci importate, soprattutto da quelle giapponesi. Ora diverse aziende cinesi (come Shandong Tianwei) hanno raggiunto una qualità abbastanza accettabile per una serie di applicazioni standard (ad esempio, per acidi solforici o cloridrici con impurità non più complesse). Il prezzo è più basso, ma anche la durata è un po' più breve, ma per molti progetti questo è un buon compromesso.

L’economia come principale limitatore

In definitiva, qualsiasi tecnologia si riduce al denaro. La novità spesso non sta nel principio fisico-chimico, ma nello schema di finanziamento o nel modello di business. Sono comparse aziende che non offrono la vendita dell'impianto, ma un servizio di rigenerazione: installano le loro attrezzature sul sito dell'impianto, le riparano e vendono l'acido rigenerato all'impianto ad un prezzo negoziato, che è inferiore al prezzo di mercato, ma garantisce loro un profitto. Ciò elimina i costi di capitale e i rischi dall’impresa.

L’affidabilità e la semplicità della tecnologia sono fondamentali per questo approccio. Spesso si tratta esattamente degli stessi metodi evolutivi e comprovati, ma confezionati in un formato conveniente per il cliente. Ho visto un progetto del genere in un'industria tessile per la rigenerazione dell'acido acetico. L'installazione è semplice, quasi vecchio stile, ma con una buona automazione e telemetria. Funziona stabilmente, ci sono risparmi per l'impianto e anche la società di servizi è in nero. Nessuna sensazione, solo ingegneria competente e logica aziendale adeguata.

È su questo piano - la ricerca di una configurazione economicamente giustificata per rifiuti specifici provenienti da una produzione specifica - che si trova il campo di lavoro principale. A volte una nuova tecnologia risulta essere un vecchio metodo applicato ad un nuovo tipo di scarico, oppure una riuscita combinazione di due lavorazioni classiche. La corsa alla purezza assoluta e al recupero al 100% spesso perde terreno a favore di un approccio più pragmatico: ricicliamo il più possibile per rispettare gli standard e, se possibile, reimmettiamo qualcosa nel ciclo.

Conclusione? Vista dall'officina

Quindi ci sono nuove tecnologie di rigenerazione degli acidi in Cina? Se aspetti scoperte fondamentali, forse no. Ma se parliamo di nuove soluzioni ingegneristiche per un dato impianto, per un dato flusso di rifiuti, in un dato quadro economico e ambientale, allora ce ne sono moltissime. Si tratta di un mercato vivo e in rapido adattamento per i servizi di ingegneria, dove si sperimenta, si commettono errori, si trovano compromessi e talvolta si ottengono sistemi veramente efficaci.

La parola chiave è adattamento. Le tecnologie vengono prese in prestito, combinate e migliorate. Il successo dipende non tanto dalla novità quanto dalla profondità della comprensione del problema: analisi accurata della composizione, modelli economici realistici, scelta corretta dei materiali e, soprattutto, volontà di mantenere questo sistema dopo il lancio. Come ha detto lo stesso tecnologo: qualsiasi installazione, anche la più intelligente, è solo hardware. Funzionerà solo quando lo domerai. Questo processo di addomesticamento per adattarsi alle condizioni locali è, a mio avviso, il principale risultato tecnologico raggiunto oggi in quest’area in Cina.

Pertanto, quando vedi un titolo sulle nuove tecnologie, dovresti chiederti non quale tipo di metodo miracoloso?, ma per quale caso specifico? e come funziona nella realtà e non sulla carta?. Le risposte a queste domande sono molto più interessanti e informative.