Unidade de arrefecimento ALASKA: controlo de baixas temperaturas

Na indústria da química de especialidades, os engenheiros de produção podem escolher entre três principais tecnologias de permutador para integrar nos reatores:

• Permutador com serpentina imersa no reator: permite um arrefecimento direto, mas apresenta limitações de superfície útil.
• Camisa dupla: a solução mais comum, mas proporcional à superfície do reator. Quanto maior for a superfície do reator, mais otimizadas serão as caraterísticas de arrefecimento.
• Permutador dissociado do reator (Unidade de arrefecimento ALASKA): a solução eficiente que oferece maior flexibilidade. Arrefecimento do fluido de transferência de calor do reator num circuito integrado num permutador para maximizar a superfície de troca.

Para responder aos desafios industriais, a Air Liquide escolheu a tecnologia com permutador dissociado do reator (Unidade de arrefecimento ALASKA), uma vez que o azoto líquido (armazenado a baixa pressão), com o seu ponto de ebulição a -196 °C, representa o vetor térmico mais potente do mercado.
O permutador térmico, ou permutador criogénico, representa o elemento essencial para o controlo do arrefecimento criogénico em aplicações de química de especialidades. Para o engenheiro de métodos, não se trata apenas de dimensionar este equipamento através de uma simples avaliação da potência frigorífica; trata-se de equilibrar os condicionalismos das propriedades térmicas dos fluidos criogénicos com os imperativos de alto desempenho da produção industrial.
Para as reações químicas altamente exotérmicas, a rapidez de resposta constitui o fator mais crítico para o dimensionamento do permutador criogénico. O dimensionamento técnico privilegia, nestes casos, permutadores de baixa inércia térmica, com valores de arrefecimento de vários graus por minuto. Esta agilidade não pode ser alcançada com a tecnologia de frio mecânico, dada a inércia dos compressores.

Os permutadores de calor e as unidades da gama ALASKA estão disponíveis numa série de potências de 5 a 100 kW, com numerosas opções:

• Para abranger a gama de temperaturas de -140 °C a +200 °C, permitindo integrar, se necessário, um módulo para reaquecimento do fluido de transferência de calor.