据估计,在未来几年内,硫酸市场将超过3亿T,复合年增长率(CAGR)约3 %。
这种增长在很大程度上是由农业、化学、汽车制造、金属加工和石油炼油的需求所推动的。硫酸广泛用于生产肥料、农药、金属、洗涤剂、汽油、油漆、纸张、塑料和电池。硫酸是由硫生产出来的,该过程涉及五个步骤,须要多种泵送运用。
燃烧
从天然矿床或者通过天然气或者原油脱硫中得到的硫在炉中加热并热分解。在此加热过程中,硫(S)与空气中的氧气(O2)反应形成二氧化硫(SO2)。熔融的硫呈液体形式,利用化学泵将其泵入炉中。
气体净化离开熔炉的SO2必须不含杂质(例如灰分或其它固体)。淬火塔冷却燃烧气体,酸性喷雾去除任何游离颗粒。从那里,静电除尘器去除任何剩余的不溶性粉尘颗粒。去除杂质后,SO2气流在干燥塔中干燥以去除任何残留的水份。在这个阶段有多种泵送运用,包括 SO2 洗涤泵和 SO2 干燥泵,它们必须能够承受98%的浓硫酸。
转化接下来,SO2气体被氧化,并通过带有换热器的多级催化转化器转化为三氧化硫(SO3)。在该步骤中,含有SO2和SO3的气流落开转化器并被送至一级接管塔,在那里从气流中回收SO3。在此阶段,压缩机用于移动气流。
接管SO3从转化器中回收,在那里被接管到浓硫酸中。该反应产生发烟硫酸(oleum),也称为fuming sulfuric acid(H2S2O7),将其网络在储罐中。剩余的SO3现已被接管,是一种清洁气体,可以被送往烟囱以便安全地扩散到大气中。在此阶段,利用多台泵进行一级接管和终极接管98%的硫酸。
稀释在末了一步中,将接管步骤中产生的发烟硫酸泵送到储罐中,在那里用水稀释以产生不同浓度的硫酸(常日,商业运用中利用的浓度为78%、93%或98%的硫酸)。然后,将每种浓度的硫酸分别泵送到不同的储罐中。
硫酸装置泵的选择标准硫酸是一种危险且具有堕落性的化学品,被国际癌症研究机构(IARC)归类为人类致癌物。吸入、摄入或皮肤打仗可导致肾和肺损伤,严重打仗可引起化学性肺炎或肺水肿。
硫酸之以是如此危险,是由于它与水发生放热反应。当与水或湿气打仗时,溶液反应天生水合氢离子。这种反应向环境开释出大量的热量,以至于浓硫酸可以自行烧焦纸张。
无密封泵的空想运用外部排放是与硫酸生产中利用的泵送设备有关的最大问题之一。超过85%的泵故障涉及机器密封故障或静态密封泄露。
在泵送硫酸时,应不惜统统代价避免泄露。避免泄露的最佳方法之一是利用无密封泵。无密封泵的运行办法与传统离心泵非常相似,但它们采取无密封的静态密封壳,形成完备密封的液体端或压力边界,而没有填料压盖或密封。
磁力驱动无密封泵是密封的,肃清了任何泄露或排放的可能性。
工人安全与环境保护只管无密封泵供应了安全无泄露的环境,但一些化学流程须要额外的保护。许多无密封泵供应传感器和仪表包,提醒操作员系统故障情形,如汽蚀、过热、低流量、关去世扬程或无流量。对付最危险的泵做事,无密封泵还应具有二级防护选项,可以承受运用所需的设计温度和压力,以便在系统故障后发生一级泄露时供应额外的保护。
通过耐化学性实现可靠性必须仔细考虑泵内部的构造材料。硫酸的苛刻性子会对泵的内部造成严重毁坏。该流程中利用的许多化学催化剂增加了对泵材料的进一步哀求。硫酸生产中利用的泵应供应具有广泛的金属和非金属构造材料,以确保适用于各种浓度,紧张包括 316SS、高镍合金和乙烯-四氟乙烯(ETFE)衬里泵。
简化掩护硫酸生产的巨大规模表明,由于许多工厂都在全天候运行,因此须要可靠的设备来最大限度地减少工厂停机韶光。简化掩护(和操持预测性掩护活动)的能力有助于操作员提高工厂的正常运行韶光。无密封泵肃清了对密封和密封支持系统的需求,并且它们具有更少的易损部件,从而最大限度地降落了掩护本钱并增加了均匀掩护间隔韶光 (MBTM)。
能源效率硫酸生产是一个能源密集型过程。电力可占运营本钱的40%至50%。在许多情形下,管理这笔用度的能力决定了工厂的盈利能力。生产硫酸的工厂须要具有高效水力零部件和低净正吸入压头 (NPSH) 水力系统的泵。小的占地面积始终是首选,不仅可以节省车间空间,而且还可以方便进行掩护。
诸如具有高电阻的非金属密封外壳等的特性,可以通过肃清涡流和防止在运行过程中的磁滞丢失来提高无密封磁力驱动泵的效率,而传统的金属外壳会涌现这种情形。这种设计特点不仅降落了能源本钱,而且肃清了热量的产生。
利用无密封泵生产硫酸的 10 个情由在操持新的泵安装或对现有装置的升级时,密封支持系统的财务影响是相称大的。一旦安装了这些系统,由于须要遵守当地、区域或国家的环境哀求,包括监测这些系统的有效性,可能会产生更多的用度。
由于无密封泵没有密封及干系的密封支撑系统,增加了任何硫酸处理装置增的增量效益。无密封磁力驱动泵的十大优点是:
1)没有密封及密封支持系统
2)完备密封流体
3)产品零排放
4)流程液体零污染
5)降落安装和启动本钱
6)易于掩护和操作
7)更长的均匀故障间隔韶光 (MTBF)
8)无EPA监测
9)提高了操作员的安全
10)保护环境
来源:泵沙龙