{"id":12391,"date":"2024-05-13T09:30:33","date_gmt":"2024-05-13T07:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/it\/?p=12391"},"modified":"2024-05-12T18:53:58","modified_gmt":"2024-05-12T16:53:58","slug":"sensori-di-temperatura-per-calcinazione-di-catalizzatori","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/it\/applicazioni\/sensori-di-temperatura-per-calcinazione-di-catalizzatori\/","title":{"rendered":"Case study: sistema di sensori di temperatura per la calcinazione dei catalizzatori"},"content":{"rendered":"

Un importante produttore di catalizzatori supportati negli Stati Uniti era insoddisfatto della breve durata dei sensori di temperatura dei suoi calcinatori rotanti. WIKA ha proposto una soluzione creativa che protegge le termocoppie dai danni meccanici, pur fornendo letture accurate e tempi di reazione rapidi.<\/strong><\/p>\n

I catalizzatori sono una parte essenziale delle attivit\u00e0 dowstream del petrolio e del gas<\/a>, compresa la produzione di syngas e i processi di raffinazione come l’idrocracking e il cracking catalitico fluido (FCC). Anche la produzione di prodotti alimentari<\/a>, farmaceutici<\/a>, chimici<\/a> e petrolchimici<\/a> si basa sui catalizzatori.<\/p>\n

Cosa fanno i catalizzatori<\/h2>\n

Disponibili in una miriade di forme e formulazioni, i catalizzatori sono sostanze che accelerano e ottimizzano le reazioni chimiche abbassandone l’energia di attivazione. Utilizzando un catalizzatore, le temperature e le pressioni non devono essere cos\u00ec elevate, consentendo ai produttori di risparmiare tempo ed energia. Altre caratteristiche dei catalizzatori sono che potenziano le reazioni senza essere completamente consumati e possono essere rimessi in funzione dopo essere stati trattati con calore, idrogeno, soluzioni acide o alcaline o un altro processo rigenerativo, anche se alla fine dovranno essere sostituiti.<\/p>\n

La maggior parte delle centinaia di catalizzatori utilizzati nella produzione sono catalizzatori supportati, in cui il componente attivo, come un metallo o un ossido metallico, \u00e8 legato a un substrato di supporto. I materiali di supporto includono allumina, carbone attivo, ceramica, vari polimeri, silice, zeolite e zirconia. I supporti ideali sono:<\/p>\n

– Porosi:<\/strong>\u00a0in modo che il catalizzatore abbia un’ampia superficie su cui depositarsi, poich\u00e9 pi\u00f9 materiale catalitico significa pi\u00f9 incontri con le molecole del reagente.
\n– Puri e inerti:<\/strong> in modo da non creare reazioni chimiche secondarie.
\n– Meccanicamente forti<\/strong>: in quanto un materiale duro resiste meglio durante i processi industriali e la rigenerazione dei catalizzatori.<\/p>\n

I catalizzatori supportati sono solitamente prodotti mediante calcinazione in forni rotanti, detti anche calcinatori rotanti o calcinatrici rotanti.<\/p>\n

Come si producono i catalizzatori nelle calcinatrici rotanti<\/h2>\n

La calcinazione, in particolare in un calcinatore rotante, \u00e8 solo una delle varie fasi della produzione di catalizzatori in grandi lotti. Il metodo di produzione specifico dipende dal tipo di catalizzatore da produrre. In generale, le fasi sono le seguenti.<\/p>\n

    \n
  1. Preparazione delle materie prime:<\/strong> le particelle di ceramica, metalli e\/o polimeri vengono mescolate con una soluzione per creare una sospensione di catalizzatore e materiali di supporto.<\/li>\n
  2. Trattamento idrotermale<\/strong>: la sospensione viene versata in un reattore, dove viene riscaldata e agitata finch\u00e9 il materiale di supporto non si impregna di atomi di catalizzatore. Il reattore asciuga quindi i cristalli risultanti fino a raggiungere uno stato polveroso.<\/li>\n
  3. Modellazione<\/strong>: la polvere viene mescolata con un agente legante e la pasta risultante viene solitamente inserita in un estrusore. Questo precursore catalitico pu\u00f2 anche essere pellettizzato o compresso. Le dimensioni e la forma della pasta hanno un impatto sulle prestazioni e sulla resistenza strutturale.<\/li>\n
  4. Calcinazione<\/strong>: i catalizzatori sagomati vengono introdotti in un calcinatore, un forno che applica un calore elevato per asciugare e indurire ulteriormente il materiale e bruciare le impurit\u00e0. La calcinazione pu\u00f2 anche cambiare la fase del catalizzatore, aumentarne la superficie e\/o attivarlo. Un calcinatore rotante fornisce un’agitazione continua mentre il catalizzatore si muove lungo il recipiente rotante ed \u00e8 esposto a temperature sempre pi\u00f9 elevate, ottenendo un prodotto di qualit\u00e0 superiore e pi\u00f9 uniforme.<\/li>\n
  5. Riduzione<\/strong>: una volta calcinato, il catalizzatore pu\u00f2 passare attraverso un’atmosfera riducente per rimuovere l’ossigeno dall’ossido metallico. In questo modo si garantisce che il catalizzatore si trovi nello stato corretto.<\/li>\n
  6. Attivazione<\/strong>: se la calcinazione non ha attivato sufficientemente il catalizzatore, la fase successiva consiste nel trattarlo con un reagente.<\/li>\n
  7. Imballaggio<\/strong>: ora puro e pronto per l’uso, il prodotto finale viene messo in fusti, sigillato per evitare contaminazioni e quindi spedito al cliente.<\/li>\n<\/ol>\n

    Problema: misurare le alte temperature nelle difficili condizioni di un forno rotativo<\/h2>\n

    I forni rotativi industriali consentono di calcinare grandi quantit\u00e0 di catalizzatori in modo efficace ed efficiente. I sensori di temperatura sono fondamentali in questa fase, poich\u00e9 il corretto trattamento termico dei catalizzatori richiede un monitoraggio e un controllo precisi della temperatura. I dati vengono inviati a un sistema di controllo computerizzato, che regola il flusso d’aria e l’apporto di combustibile come necessario per mantenere le condizioni ottimali di termoprocesso.<\/p>\n

    Le calcinatrici rotanti presentano una combinazione di sfide di misura che non si trovano in molte altre applicazioni:<\/p>\n