НОВОСТИ

Производство серной кислоты и критерии выбора насосов

Предисловие

Серная кислота является наиболее часто используемым химическим веществом в мире.Серную кислоту иногда называют «королем химикатов», и ее производят во всем мире.Китай является крупнейшим потребителем серной кислоты (за ним следуют США), а Канада является крупнейшим экспортером, производя около 265 миллионов метрических тонн (метрических тонн) в год.По оценкам, рынок серной кислоты превысит 300 миллионов тонн при среднегодовом темпе роста (CAGR) около 3% в ближайшие несколько лет.Этот рост в значительной степени обусловлен спросом в сельском хозяйстве, химической промышленности, автомобилестроении, металлообработке и нефтепереработке.Серная кислота широко используется в производстве удобрений, пестицидов, металлов, моющих средств, бензина, красок, бумаги, пластмасс и аккумуляторов.Серная кислота производится из серы в ходе пятиступенчатого процесса, который требует различных насосных применений.

Горение

Сера, полученная из природных месторождений или в результате десульфурации природного газа или сырой нефти, нагревается в печи и подвергается термическому разложению.

Во время этого процесса нагревания сера (S) реагирует с кислородом (O2) в воздухе с образованием диоксида серы (SO2).Расплавленная сера находится в жидкой форме и закачивается в печь с помощью химического насоса.

Очистка газа

SO2, выходящий из печи, не должен содержать примесей, таких как зола или другие твердые вещества.Охлаждающая колонна охлаждает дымовые газы, а брызги кислоты удаляют любые незакрепленные частицы.Оттуда электростатический осадитель удаляет все оставшиеся нерастворимые частицы пыли.После удаления примесей газовый поток SO2 сушат в сушильной башне для удаления оставшейся влаги.На этом этапе используются различные насосы, в том числе скрубберные насосы SO2 и осушающие насосы SO2, которые должны выдерживать воздействие концентрированной серной кислоты 98%.

Конвертировать

Затем газообразный SO2 окисляется и превращается в триоксид серы (SO3) с помощью многоступенчатого каталитического нейтрализатора с теплообменником.На этом этапе газовый поток, содержащий SO2 и SO3, выходит из конвертера и направляется в первичный абсорбер, где из газового потока извлекается SO3.На этом этапе компрессор используется для перемещения воздушного потока.

Поглощать

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 для хранения.Оставшийся SO3 теперь поглощается и представляет собой чистый газ, который можно направить вверх по дымовой трубе для безопасного рассеивания в атмосфере.На этом этапе используется несколько насосов для первичной абсорбции и конечной абсорбции 98% серной кислоты.

Разбавление

На заключительном этапе олеум, полученный на этапе абсорбции, перекачивается в резервуар для хранения, где он разбавляется водой для получения различных концентраций серной кислоты (обычно 78%, 93% или 98% для коммерческого применения) серной кислоты).Каждая концентрация серной кислоты затем перекачивается в отдельный резервуар для хранения.

Критерии выбора насоса для производства серной кислоты

Серная кислота является опасным и агрессивным химическим веществом, классифицируемым Международным агентством по изучению рака (IARC) как канцероген для человека.Вдыхание, проглатывание или контакт с кожей могут вызвать поражение почек и легких, серьезное воздействие может вызвать химический пневмонит или отек легких.

Причина, по которой серная кислота так опасна, заключается в том, что она экзотермически реагирует с водой.При контакте с водой или влагой раствор вступает в реакцию с образованием ионов гидроксония.В результате этой реакции в окружающую среду выделяется столько тепла, что концентрированная серная кислота может обуглить саму бумагу.

Идеально подходит 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 негерметичностью статического уплотнения.

При перекачивании серной кислоты следует любой ценой избегать разливов.Один из лучших способов избежать утечек — использовать герметичный насос.Бессальниковые насосы работают так же, как и традиционные центробежные насосы, но в них используется корпус без уплотнений со статическим уплотнением, который создает полностью герметичную часть подачи или границу давления без сальниковых сальников или уплотнений.

Бессальниковые насосы с магнитным приводом герметичны, что исключает любую возможность утечки или разгрузки.

Безопасность работников и защита окружающей среды

В то время как герметичные насосы обеспечивают безопасную среду без утечек, некоторые химические процессы требуют дополнительной защиты.Многие герметичные насосы оснащены датчиками и комплектами контрольно-измерительных приборов, которые предупреждают оператора о неисправностях системы, таких как кавитация, перегрев, низкий расход, мертвый напор или отсутствие потока.Для наиболее опасных насосных служб герметичные насосы также должны иметь вторичную защитную оболочку, способную выдерживать расчетную температуру и давление, требуемые приложением, для дополнительной защиты в случае первичной утечки после отказа системы.

Надежность благодаря химической стойкости

Материалы конструкции внутри насоса должны быть тщательно продуманы. Жесткая природа серной кислоты может нанести ущерб внутренним частям насоса.Многие химические катализаторы, используемые в этом процессе, предъявляют дополнительные требования к материалам насоса.Насосы, используемые в производстве серной кислоты, должны быть изготовлены из широкого спектра металлических и неметаллических материалов конструкции, чтобы обеспечить пригодность для широкого диапазона концентраций, в первую очередь включая насосы из нержавеющей стали 316SS, сплавы с высоким содержанием никеля и насосы с футеровкой из этилен-тетрафторэтилена (ЭТФЭ).

Упрощение обслуживания

Огромные масштабы производства серной кислоты демонстрируют потребность в надежном оборудовании для минимизации времени простоя завода, поскольку многие заводы работают круглосуточно.

Возможность упростить техническое обслуживание (и планировать действия по профилактическому обслуживанию) помогает операторам увеличить время безотказной работы предприятия.Бессальниковые насосы устраняют необходимость в уплотнениях и системах поддержки уплотнений, а также имеют меньше изнашиваемых деталей, что сводит к минимуму затраты на техническое обслуживание и увеличивает среднее время между техническим обслуживанием (MBTM).

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 предприятия.Для заводов по производству серной кислоты требуются насосы с высокоэффективными гидравлическими компонентами и гидравлической системой с низким кавитационным запасом (NPSH).Небольшая занимаемая площадь всегда предпочтительнее не только для экономии места в мастерской, но и для облегчения обслуживания.

Такие особенности, как неметаллический герметичный корпус с высоким электрическим сопротивлением, могут повысить эффективность герметичного насоса с магнитным приводом за счет устранения вихревых токов и предотвращения гистерезисных потерь во время работы, которые могут иметь место в традиционных металлических корпусах.Эта конструктивная особенность не только снижает затраты на электроэнергию, но и исключает тепловыделение.

10 причин использовать герметичные насосы для производства серной кислоты

При планировании установки нового насоса или модернизации существующей установки система поддержки уплотнения может иметь значительные финансовые последствия.После установки этих систем могут возникнуть дополнительные расходы в связи с необходимостью соблюдения местных, региональных или национальных экологических требований, включая мониторинг эффективности этих систем.

Поскольку герметичные насосы не имеют уплотнений и связанных с ними систем поддержки уплотнений, любая установка для обработки серной кислоты получает дополнительную выгоду.Десять основных преимуществ бессальниковых насосов с магнитным приводом:

1) Отсутствие системы уплотнения и поддержки уплотнения

2) полностью герметичная жидкость

3) Нулевой сброс продукта

4) Технологическая жидкость с нулевым загрязнением

5) Сокращение затрат на установку и запуск

6) Простота обслуживания и эксплуатации

7) Более длительное среднее время наработки на отказ (MTBF)

8) Нет мониторинга EPA

9) Повышенная безопасность оператора

10) защитить окружающую среду