严苛条件下的硫酸泵

硫酸生产对硫酸泵提出了极高的要求

作者:Michaela Wassenberg 文章来源:PROCESS《流程工业》 发布时间:2019-02-18
高浓度的纯硫酸不仅具有很强的腐蚀性而且它在生产过程中还有着高达240℃的温度,许多材料都无法满足硫酸生产的特殊要求。因此,硫酸的生产过程也对安装在生产设备中的硫酸泵提出了很高的要求。

硫酸的全球市场都在稳步发展,因为硫酸是一种最常用的化肥原材料。根据具体的使用要求,您可以在市场上找到各种不同浓度的硫酸和硫酸混合物。稀释的硫酸或者稀酸因其中的硫酸含量低一些而得名,其硫酸最高含量不超过25%,并且在许多硫酸流程工艺中都被当作废酸进行回收再加工。

其他常见的硫酸类型为干燥器酸(75%~98%)和发烟硫酸。发烟硫酸是浓度为100%的硫酸与三氧化硫SO3气体的混合物,通常也将其称之为“超100%”的硫酸。在各种硫酸中,工作条件最苛刻的是高浓度(96%~99%)硫酸的生产条件,因为生产过程中的温度高达240℃,这对于使用的硫酸泵来说是一个严峻的挑战。

需要特种材料

由于生产伴随着高酸性与高温,因此生产硫酸时需要高耐性能的原材料来制造硫酸泵
由于生产伴随着高酸性与高温,因此生产硫酸时需要高耐性能的原材料来制造硫酸泵

Rheinhütte公司是世界上为数不多的能够为硫酸生产全过程提供硫酸泵的生产厂家之一。这里的全过程指的是从硫酸生产的固体原材料开始,也就是从原料硫的运输到硫酸的生产制造直至稀酸的回收再加工的全部过程。多年来,这家公司在耐腐蚀、耐磨损塑料、金属和陶瓷材料的应用中积累了丰富的经验。该公司生产硫酸泵的材料主要是金属或者塑料,下文会进行仔细的举例与介绍。

金属合金材料

Rheinhütte公司经常使用1.4136S号合金材料来制造输送高浓度硫酸的硫酸泵。这是一种铁素体基础的金属材料,含30%的铬、2.5%的钼,不含金属元素镍。除了1.4136S号之外还有一种简称为RH-RS的高合金铁素体铸钢材料,这是Rheinhütte公司自主研发、适用于制造硫酸泵的特殊材料之一。这两种材料可以制造在温度180℃的高浓度硫酸和发烟硫酸生产过程中使用的硫酸泵,且具有极好的耐腐蚀和耐侵蚀性能。

由于生产伴随着高酸性与高温,因此生产硫酸时需要高耐性能的原材料来制造硫酸泵
以上为理论数据

如果常用材料受不了中等浓度和高温硫酸作用而失效时,Rheinhütte公司会采用它们研发的Siguss材料。Siguss是唯一一种在各种浓度硫酸沸点温度时都能够具有很好的耐化学腐蚀性的合金材料。这种合金材料含有15%的硅和5%的铬。由于这种材料非常脆,因此对Siguss材料硫酸泵的机械加工和维护保养都提出了很高的要求。除这点不足之外,Siguss合金有着最强的耐腐蚀和耐酸性能。目前Rheinhütte公司是全球唯一一家利用含铬的Siguss材料生产、制造硫酸泵的企业。

塑料材料

聚四氟乙烯PTFE塑料材料的耐腐蚀性能与Siguss合金材料具有可比性,但PTFE材料的耐高温性能略差,各种规格型号聚四氟乙烯材料的硫酸泵能够承受的最高温度只有180℃。如果泵送的硫酸液体中还含有固体物质成分时,PTFE的能力就又受到了限制,但与不锈钢材料相比,塑料的优点是更加柔软,因此用聚四氟乙烯材料制造的泵来泵送含有污垢成分的介质时会磨损得更快。

生产硫酸时,首先要在135~155℃的温度范围中用硫酸泵来泵送液体硫酸。GVSO和RCEV系列的硫酸泵是最适合泵送这种温度的硫酸泵了,因为它们会被高温硫酸液体加热,从而保证了原料硫的液体物质状态。液态硫酸是可能被污染,也可能含有一些固体物质成分,这是硫酸泵遇到的另一个挑战,但对GVSO系列的硫酸泵来讲这根本不是问题。如果液体中的固体物质成分含量较高时,则RCEV系列的硫酸泵是最合适的。

虽然塑料材料的硫酸泵不适合在高浓度和高温的硫酸泵送中使用,但它们在低浓度硫酸的生产领域中还是适用的,例如泵送酸洗液,一种浓度15%~75%的硫酸和二氧化硫组成的化合物。

对所有浓度较高的硫酸,从硫酸干燥器用的硫酸到高浓度的纯硫酸,GVPN系列的硫酸泵都是可以使用的类型。GVRN 450/500型立式叶片泵可达到3 000 m2/h的硫酸泵送效率。

此外,Rheinhütte公司研发生产的RMKV系列硫酸泵是一种金属材料的磁力驱动泵。它也适合于泵送温度高的腐蚀性硫酸,在硫酸生产过程中使用这种卧式泵只有Rheinhütte公司能够做到。

0
-1
收藏