Ионные критерии насоса для производства серной кислоты
Серная кислота является наиболее часто используемым химическим веществом в мире. Серная кислота, которую иногда называют «королем химикатов», производится по всему миру. Китай является крупнейшим потребителем (за ним следуют США), а Канада является крупнейшим экспортером. Ежегодно производится около 265 миллионов метрических тонн (метрических тонн).
По оценкам, рынок серной кислоты превысит 300 миллионов тонн в течение следующих нескольких лет, что представляет собой совокупный годовой темп роста (CAGR) примерно на 3%.
Этот рост во многом обусловлен спросом на сельскохозяйственную, химическую и автомобильную промышленность, металлообработку и нефтепереработку. Серная кислота широко используется в производстве удобрений, пестицидов, металлов, моющих средств, бензина, красок, бумаги, пластмасс и аккумуляторов. Серная кислота производится из серы с помощью процесса, который включает пять стадий, требующих ряда применений.
Горение
Очистка газа
SO2, выходящий из печи, не должен содержать примесей (таких как зола или другие твердые вещества). Охлаждающая колонна охлаждает дымовой газ, а распыляемый кислотой туман удаляет любые случайные частицы. Оттуда электростатический осадитель удаляет все оставшиеся нерастворимые частицы пыли. После удаления примесей газообразный поток SO2 сушат в сушильной башне для удаления оставшейся воды. На данном этапе существует множество насосных приложений, в том числе промывочный насос SO2, скрубберный насос SO2 и осушающий насос SO2, которые должны выдерживать концентрированную (98%) серную кислоту.
Преобразование
Затем газообразный SO2 окисляется и превращается в триоксид серы (SO3) с помощью многоступенчатого каталитического конвертера с теплообменниками. На этом этапе газовый поток, содержащий SO2 и SO3, выходит из конвертера и направляется в колонну первичной абсорбции, где из газового потока извлекается SO3. На этом этапе для перемещения газовых потоков используются компрессоры.
Поглощение
SO3 извлекается из конвертера, где он поглощается концентрированной серной кислотой. В результате этой реакции образуется олеум, также известный как дымящаяся серная кислота (H2S2O7), который собирается в резервуаре. Оставшийся SO3 теперь абсорбирован и представляет собой чистый газ, который можно отправить в дымовую трубу для безопасного рассеивания в атмосфере. На этом этапе используется несколько насосов для первичной абсорбции и окончательной абсорбции 98% серной кислоты.
Разбавление
На последнем этапе олеум, полученный на этапе абсорбции, перекачивается в резервуар, где он разбавляется водой для получения серной кислоты различной концентрации (обычно в коммерческих целях используется серная кислота с концентрацией 78%, 93% или 98%). ). Каждая концентрация серной кислоты затем перекачивается в резервуары для хранения.
Критерии выбора насосов для сернокислотных установок
Что делает серную кислоту такой опасной, так это ее экзотермическая реакция с водой. При попадании в воду или влагу раствор реагирует с образованием ионов гидроксония. Эта реакция выделяет в окружающую среду большое количество тепла, настолько сильного, что концентрированная серная кислота может сама по себе обжечь бумагу.
Идеальное применение для герметичных насосов
Внешние выбросы являются одной из самых больших проблем, связанных с насосным оборудованием, используемым в производстве серной кислоты. Более 85% отказов насосов связаны с выходом из строя механического уплотнения или утечкой через статические уплотнения.
Когда дело доходит до перекачки серной кислоты, любой ценой следует избегать утечек. Одним из лучших способов избежать утечек является использование герметичных насосов. Бессальниковые насосы работают так же, как и обычные центробежные насосы, но вместо сальников или уплотнений они имеют герметичную статическую защитную оболочку, которая образует полностью герметичную часть подачи или границу давления.
Бессальниковые насосы с магнитным приводом герметичны, что исключает любую возможность утечек или выбросов.
Безопасность работников и защита окружающей среды
Надежность благодаря химической стойкости
Материалы конструкции внутренних частей насоса должны быть тщательно продуманы. Жесткая природа серной кислоты может нанести ущерб внутренним компонентам насоса. Многие химические катализаторы, используемые в процессе, предъявляют дополнительные требования к материалам насоса. Для насосов, используемых в производстве серной кислоты, должен быть доступен широкий спектр как металлических, так и неметаллических материалов конструкции, чтобы обеспечить пригодность для различных концентраций, включая 316SS, сплавы с высоким содержанием никеля и насосы с футеровкой из этилентетрафторэтилена (ЭТФЭ).
Упрощенное обслуживание
Огромный объем производства серной кислоты иллюстрирует потребность в надежном оборудовании, которое сводит к минимуму время простоя завода, поскольку многие заводы работают круглосуточно. Возможность рационализировать техническое обслуживание (и планировать профилактическое техническое обслуживание) помогает операторам увеличить время безотказной работы предприятия. Бессальниковые насосы устраняют необходимость в уплотнениях и системах поддержки уплотнений, и в них меньше изнашиваемых компонентов, что сводит к минимуму затраты на техническое обслуживание и увеличивает средний интервал между техническим обслуживанием (МВТМ).
Энергоэффективность
Производство серной кислоты является энергоемким процессом. Электричество может составлять от 40% до 50% эксплуатационных расходов. Во многих случаях способность управлять этими расходами определяет рентабельность завода. Для заводов по производству серной кислоты требуются насосы с эффективной гидравлической системой и гидравлической системой с низким кавитационным запасом (НПХС). Всегда предпочтительны небольшие габариты, не только для экономии места в цеху, но и для облегчения доступа для обслуживания.
Такие особенности, как неметаллическая защитная оболочка с высоким электрическим сопротивлением, могут повысить эффективность герметичных насосов с магнитным приводом за счет устранения вихревых токов и предотвращения гистерезисных потерь во время работы, которые могут
происходят с обычной металлической защитной оболочкой. Эта конструктивная особенность не только снижает затраты на электроэнергию, но и исключает тепловыделение.
10 причин использовать герметичные насосы для производства серной кислоты
Исключая уплотнение и связанную с ним систему поддержки уплотнения, бессальниковые насосы добавляют дополнительные преимущества любой установке по производству серной кислоты. Десять преимуществ, которые обеспечивают герметичные насосы с магнитным приводом:
без уплотнений и систем поддержки уплотнений
полное сдерживание жидкости
нулевые выбросы продукта
нулевое загрязнение технологической жидкости
снижение затрат на установку и ввод в эксплуатацию
прост в обслуживании и эксплуатации
более длительное среднее время наработки на отказ (Среднее время безотказной работы)
нет мониторинга АООС
улучшенная безопасность оператора
охрана окружающей среды