Konzentrations- und Massedurchflussmessung von Schwefelsäure in Echtzeit bei der Düngemittelherstellung

Konzentriertes Phosphat ist ein Hauptinhaltsstoff der meisten Düngemittel. Um für Düngemittel geeignetes Phosphat herzustellen wird zunächst das Phosphaterz gemahlen, mit Wasser vermischt und dann mit Schwefelsäure in einen Reaktor gegeben, wo Phosphorsäure entsteht. Aus der Reaktion der Phosphorsäure mit Ammoniak entsteht schließlich Phosphatdünger.

Schwefelsäure wird innerhalb der Anlage aus geschmolzenem Schwefel und Wasser hergestellt. Der Herstellungsprozess von Schwefelsäure birgt das größte Risiko des Auftretens von Leckagen. Für die Verfahrensführung ist es wesentlich, sowohl den Durchfluss der Säure als auch ihre Konzentration genau zu überwachen. Konventionelle Inline-Messinstrumente sind enormem Verschleiß durch die hochkorrosive Säure sowie die extremen Prozesstemperaturen (> 200 °C) ausgesetzt.

Schwerwiegender als der Ausfall einer Messeinrichtung ist angesichts der damit einhergehenden Gefahren und dem Einfluss auf die Umwelt die Entstehung einer Leckage. Da die Konzentrationsmessung betriebsnotwendig ist, muss im Schadensfall der Prozess heruntergefahren werden, damit das Leck behoben werden kann.

Die passende Lösung für diese Art von Messaufgabe heißt PIOX S. Weil die Clamp-On-Ultraschallsensoren des Prozessanalytiksystems einfach auf der Rohraußenwand aufgespannt werden, geraten sie nicht mit dem aggressiven Medium in direkten Kontakt und können auch nie die Ursache einer potenziellen Leckage sein. PIOX S verwendet die mit der eingriffsfreien Ultraschallmesstechnik gewonnenen Daten zur Konzentrationsbestimmung und zur Berechnung des konzentrationskompensierten Massedurchflusses.

Der weltweit größte Hersteller von Phosphatdünger setzt in seiner Anlage in Florida bereits mehr als 20 PIOX S-Systeme für die Konzentrationsüberwachung und zur Massedurchflussmessung von Schwefelsäure ein – selbst bei Extremtemperaturen über 200 °C. Stillstandszeiten wurden durch die Reduktion von Leckagen erheblich vermindert. Zudem wissen die Anlagenbetreiber nun ständig genau, welche Mengen Schwefelsäure gerade produziert werden. Die Implementierung von PIOX S erweist sich gleich dreifach von Vorteil: Nicht nur wurde das Hauptziel, die Erhöhung der Anlagen- und Arbeitssicherheit, erreicht, darüber hinaus liegt ein erheblicher Gewinn in der Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit sowie in der Gewinnung von Produktionsdaten in Echtzeit.

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