سولفوریک اسید یا اسید سولفوریک اسیدی است که بسیار قوی با چگالی بالا می‌باشد و می‌تواند با هر درصدی در آب حل شود. این اسید بی‌رنگ بوده با نام‌های هیدروژن سولفات یا جوهر گوگرد نیز شناخته می‌شود. می‌توان گفت که اسید سولفور یکی از ماده‌های شیمیایی پرکاربرد در جهان بوده و مصرف آن در حجم بالایی می‌باشد. باید بدانید که حین اختلاط اسید سولفوریک با سایر مواد شیمیایی یا هنگام رقیق سازی آن با آب، واکنشی گرمازا اتفاق می‌افتد که انرژی تولید شده به حدی است که می‌تواند دمای محلول را به شکل قابل ملاحظه‌ای افزایش دهد. به همین علت در صورتی که گرمای ایجاد شده به درستی کنترل نگردد، سبب آسیب به مخزن ذخیره سازی، لوله، اتصالات و… خواهد شد. یکی از مواد مهم این است که هرگز نباید نباید آب را روی اسید ریخت؛ چرا که دمای ناگهانی و بالایی تولید شده که بسیار خطرناک می‌باشد و برای رقیق سازی این اسید همیشه باید اسید را به آب اضافه نمود.
البته اضافه کردن اسید به آب نیز سبب ایجاد گرمای اضافی می‌گردد و این کار باید در محیطی خاص انجام شود که دستگاه‌های لازم در آنجا وجود داشته باشد. یکی از بهترین دستگاه‌ها برای کنترل دمای تولیدی رقیق سازی اسید سولفوریک و دفع گرمای اضافی، چیلر می‌باشد. چیلر می‌تواند با اجزای مختلف خود گرمای تولیدی حاصل از واکنش را به خارج منتقل کرده و از آسیب به قسمت‌های مختلف دستگاه جلوگیری به عمل آورد. ما در این مطلب قصد داریم در مورد خنک کاری و کاهش دمای فرایند رقیق سازی به اسید سولفوریک با چیلر را صحبت کرده و نکات لازم برای انجام این کار را به طور مفصل شرح دهیم. بنابراین پیشنهاد می‌کنیم جهت کسب اطلاعاتی در این زمینه تا پایان مطلب ما را همراهی بفرمایید.
در فرایند رقیق سازی اسید سولفوریک و در بعضی از فرایندهای تولیدی مثل تولید باتری‌های سربی اسیدی، دما باید تحت کنترل قرار بگیرد و این کار اغلب توسط آب سرد چیلر انجام می‌پذیرد. برای سایر اسیدها نیز به دلایل مختلف در مراحل کاربرد یا آماده‌سازی، حرارت اضافه تولید شده و تنها دستگاه مناسب برای سرمایش همین چیلر می‌باشد؛ چرا که می‌تواند آب را سرد کند و به مدار دستگاه مد نظر انتقال دهد تا فرایند جذب و دفع حرارت به بیرون از سیستم انجام می‌گیرد. به عنوان مثال اسید هیدروکلریک یا همان جوهر نمک، اسید فسفوریک، اسید نیتریک یا جوهر شوره، کلریدریک، استیک، اگزالیک، لاکتیک، فرمیک و… از جمله اسیدهایی هستند که می‌توان عملیات خنک‌کاری و کاهش دمای فرایند رقیق سازی آنها را با چیلر انجام داد. در چیلرهای صنعتی پس از خنک کردن آب و کاهش دمای آن، آب سرد به یک مبدل حرارتی فرستاده شده تا گرمای اضافی اسید را به خود جذب نماید، سپس آب را دوباره به چیلر برگرداند و آب راه سرد کند.
خنک کاری فرایند رقیق سازی اسید سولفوریک به چه منظور صورت می‌پذیرد؟
طی فرایند مخلوط کردن اسید سولفوریک غلیظ یا همان جوهر گوگرد با آب که برای تهیه اسید سولفوریک رقیق انجام می‌شود، پس از تماس مستقیم آب با این اسید، مقدار زیادی حرارت ایجاد شده که این حرارت اضافه باید به گونه‌ای از سیستم خارج گردد. آب رقیق کننده و اسید سولفوریک غلیظ از مسیری که توسط تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی، مثلا پمپ مخصوص مقاوم در برابر خوردگی، عبور می‌کنند. سپس در محفظه‌ای به نام میکسر یا مخلوط کننده اسید با ورقی کننده با یکدیگر ترکیب می‌گردند که در اثر این اتفاق حرارت زیادی ایجاد می‌گردد. این ترکیب با دمای بالا وارد یک مبدل حرارتی شده که از سمت دیگر مبدل آب سرد به چیلر وارد می‌شود و گرمای اضافی ایجاد شده مخلوط را به خود جذب می‌کند. آب سرد نیز که اکنون دمای بیشتری پیدا کرده است، از سمت دیگر دستگاه خارج شده تا دوباره به چیلر بازگشته و خنک شود. به همین علت می‌توان گفت که چیلر مسئولیت سرمایش این فرایند را به عهده داشته و آب را دائماً در مداری بسته سرد می‌نماید. اسید سولفوریک به علت ذخیره‌سازی و انتقال آسان‌تر و جهت صرفه‌جویی در مصرف انرژی، اغلب به شکل غلیظ به محل مصرف منتقل شده و در کارخانه‌ها توسط چنین سیستمی رقیق می‌گردد. باید بدانید که اسید قادر است به سرعت سطوحی را که با آن در تماس است را دچار خوردگی کند و حتی در شرایطی سبب از بین رفتن کامل سطوح شود. بنابراین برای رفع این موضوع سازندگان، سطوح تجهیزاتی مانند محفظه میکسر یا مبدل را با موادی مخصوص می‌سازد تا در برابر خوردگی از بین نرفته و در برابر اسید از خود مقاومت نشان دهند. همچنین مقدار مخلوط شدن آب رقیق کننده و اسید و دمای کاری سیستم دائماً توسط یک سیستم کنترلی به نام PLC تحت کنترل قرار می‌گیرد.
علت کاهش دمای اسید در فرایند تولید باتری‌های سربی اسیدی
در فرایند تولید باتری‌های سربی اسیدی باید اسید سولفوریک با دمای کم در باتری‌ها پر شود که این دما می‌تواند بین ۵ تا ۱۰ درجه سانتیگراد و حتی کمتر باشد. به همین دلیل دمای اسید باید توسط آب سرد چیلر کاهش پیدا کند. در صورتی که اسید با آب سرد چیلر خنک نگردد، پس از ورود به باتری‌ها واکنش شیمیایی ایجاد شده که منجر به تولید حرارت بالا خواهد شد که این حرارت سبب منبسط شدن پوسته پلاستیکی باتری می‌گردد. پس از این اتفاق کیفیت محصولات تولید شده تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند و به جز این مورد، بسیار خطرناک نیز خواهند بود.
چیلر به چه شکل می‌تواند منجر به سرمایش اسید شود؟
منابع انرژی مختلفی برای چیلر وجود دارد؛ ولی پراستفاده‌ترین نوع آن منبع تراکمی بوده که با انرژی الکتریسیته روشن می‌گردد. چیلر تراکمی با مصرف برق و به حرکت درآوردن کمپرسورها و توسط گاز مبرد، سبب کاهش دمای آب می‌شود. در حقیقت می‌توان گفت که گاز مبرد بین این اجزا گردش می‌کند و در طی یک چرخه همیشگی سبب سرد شدن آب در اواپراتور خواهد شد. پس از آن نیز آب سرد با پمپ به مبدل حرارتی که اسید در آن جریان دارد، فرستاده شده و بعد از اینکه گرمای اسید را جذب نمود، به چیلر یا مینی چیلر برگشته و دوباره خنک می‌شود. بد نیست بدانید چیلری که جهت خنک‌کاری و کاهش دمای فرایند رقیق سازی اسید سولفوریک و یا کم کردن دمای آن در تولید باتری‌ها و حتی کاربردهای دیگر استفاده می‌شود، باید از نوع صنعتی باشد. همچنین چیلرهای صنعتی باید دارای ویژگی‌های خاص و منحصر به فردی بوده تا بتوانند بدون مشکل و به شکل دائم کار خود را به خوبی انجام دهند. به همین دلیل به شما پیشنهاد می‌کنیم اگر قصد تهیه و خرید و استفاده از این گونه محصولات را دارید، ابتدا با کارشناسان صاحب نظر در این زمینه مشورت کنید؛ چرا که آنها می‌توانند با توجه به بودجه در اختیار شما و نوع نیازی که دارید، بهترین مدل چیلر را معرفی کرده و طرز کار صحیح با آن را نیز به شما یاد می‌دهند. در این صورت شما می‌توانید خریدید مطمئن و درستی داشته، برای سال‌های طولانی از محصول استفاده نموده و دچار ضرر و زیان و خسارت‌های مالی نشوید. ضمناً توصیه می‌کنیم که برای فرایند رقیق سازی اسید سولفوریک به جهت خطرناک بودن این کار، تمامی موارد ایمنی را در نظر داشته باشید و همه شرایط را برای انجام واکنش در نظر بگیرید تا عواقب بعدی گریبانگیرتان نشود.
