En omfattende guide til valg af kemikaliepumper: fra flowhastighed til overvejelser om korrosionseffekter.

Pumper spiller en afgørende rolle i kemisk produktion og påvirker flere stadier, herunder fodring, tilbagesvaling, bundcirkulation og recirkulation. For at sikre en jævn produktion er det vigtigt at vælge den passende pumpetype baseret på specifikke behov. Valg af den rigtige pumpe påvirker ikke kun proceseffektiviteten, men påvirker også den overordnede produktionssikkerhed og økonomi betydeligt.

 

 

Principper for valg af kemiske pumper

1. Sørg for, at den valgte pumpetype og -ydelse opfylder procesparametrene såsom flowhastighed, løftehøjde, tryk, temperatur, kavitationsflowhastighed og sugning.
2. Pumpen skal opfylde kravene til medieegenskaberne.

• For pumper, der transporterer brændbare, eksplosive, giftige eller værdifulde medier, skal akseltætningen være pålidelig og -fri, såsom magnetiske drivpumper, membranpumper og dåsemotorpumper.
• For pumper, der transporterer korrosive medier, skal konvektionskomponenterne være fremstillet af korrosions-bestandige materialer, såsom AFB rustfrit stål, korrosionsbestandige-pumper og CQF tekniske plastikmagnetiske drivpumper.
• For pumper, der indeholder faste partikler, skal konvektionskomponenterne være fremstillet af- slidbestandige materialer; om nødvendigt skal akseltætningen skylles med en rensevæske.

3. Høj mekanisk pålidelighed, lav støj og lav vibration.

4. Økonomiske overvejelser bør baseres på at minimere de samlede omkostninger til udstyr, drift, vedligeholdelse og forvaltning.

5. Valg af kemiske pumper i almindelige situationer:

• Centrifugalpumper er kendetegnet ved høj hastighed, lille størrelse, lav vægt, høj effektivitet, stor flowhastighed, enkel struktur, pulseringsfri-levering, stabil ydeevne, nem betjening og bekvem vedligeholdelse.
• Når måling er påkrævet, bør en doseringspumpe vælges.
• Når en høj løftehøjde er påkrævet, men strømningshastigheden er meget lille, og en passende lav-flow-hastighed, høj-højde centrifugalpumpe ikke er tilgængelig, kan en frem- og tilbagegående pumpe bruges; hvis kavitationskravene ikke er høje, kan der også vælges en vortexpumpe.
• Når løftehøjden er meget lav, og flowhastigheden er meget stor, kan aksialflowpumper og blandede flowpumper vælges.
• Når middelviskositeten er høj (større end 650~1000 mm²/s), overveje at vælge en rotorpumpe eller en stempelpumpe (gearpumpe, skruepumpe).
• Når det mellemstore gasindhold er 75 %, flowhastigheden er lav, og viskositeten er mindre end 37,4 mm²/s, kan der vælges en vortexpumpe.
• I situationer, hvor hyppige starter eller pumpning er ubelejligt, kan der bruges pumper med selvsugende-egenskaber, såsom selv-spædende centrifugalpumper, selv-sugende hvirvelpumper og pneumatiske (elektriske) specialpumper.

 

Flowhastighed og løftehøjde for kemiske pumper

1. Flowhastighed er en af ​​de vigtigste præstationsparametre for pumpevalg, der direkte påvirker udstyrets samlede produktions- og transportkapacitet. For eksempel kan designinstitutter beregne pumpens normale flowhastighed, minimale flowhastighed og maksimale flowhastighed under designfasen. Når du vælger en pumpe, er den normale flowhastighed normalt baseret på den maksimale flowhastighed. Hvis den maksimale flowhastighed ikke er tilgængelig, kan den tages som 1,1 gange den normale flowhastighed.
2. Systemets påkrævede løftehøjde er en anden vigtig parameter for pumpens ydeevne. Hovedet vælges typisk ved at øge det med 5 % til 10 %.
3. Væskens egenskaber, herunder navn, fysiske egenskaber, kemiske egenskaber og andre egenskaber relateret til systemhøjden, Beregningen af ​​den effektive kavitationsmargin, den passende pumpetype, valget af pumpematerialer og den valgte type akseltætning.
4. Udstyrssystemets rørlayoutforhold refererer til data såsom væskeindløbshøjde, væskeindløbsretning, sugeside, minimum væskeniveau og maksimum væskeniveau samt rørspecifikationer og deres længde, materiale, fittingsspecifikationer og mængde for at udføre beregninger for samlingsprocessen og verificere NPSH (NP-Hydraulic Safety System).
5. Bestem driftsbetingelserne, såsom væskedriftstemperatur, mættet damptryk, sugesidetryk (absolut tryk), tryk på afgangssidebeholderen, højde, omgivelsestemperatur, driftstilstand (intermitterende eller kontinuerlig), pumpeplacering (fast eller mobil) osv. Disse er alle vigtige faktorer for valg.

 

Rørlægning af kemikaliepumper

• Vælg den passende rørdiameter. En større rørdiameter resulterer i lavere strømningshastighed og mindre modstandstab, men også en højere pris; en mindre rørdiameter resulterer i større modstandstab og kræver et højere pumpehoved. Øget effekt fører til øgede omkostninger og driftsudgifter. Derfor er en omfattende overvejelse fra både tekniske og økonomiske perspektiver nødvendig.
• Afgangsrøret og dets samlinger skal være designet til at modstå det maksimale tryk.
• Rørledninger bør lægges ud med lige rør, når det er muligt, for at minimere rørfittings og afkorte rørlængden så meget som muligt. Når du laver bøjninger, skal bøjningsradius være 3-5 gange rørdiameteren, og vinklen skal være større end 90 grader.
• Pumpens afgangsside skal være udstyret med en ventil (kugleventil eller skydeventil osv.) og en kontraventil. Denne ventil bruges til at regulere pumpens driftspunkt. Kontraventilen forhindrer pumpen i at vende på grund af tilbageløb og forhindrer vandslag (som genererer betydeligt modtryk og kan beskadige pumpen).

 

Muligheder for tætning af kemiske pumper

• Sæler

Til statiske tætninger er der typisk kun to typer pakninger og tætninger, hvor O-ringe er de mest almindeligt anvendte.

Til dynamiske tætninger bruger kemiske pumper sjældent pakningspakninger, primært ved hjælp af mekaniske tætninger. Mekaniske tætninger er klassificeret som enkelt-endede og dobbelte-endede, balancerede og ubalancerede. Balancerede forseglinger er velegnede til høj-tryksmedier (normalt refererer til tryk på mere end 1,0 MPa). Dobbelt-mekaniske tætninger bruges hovedsageligt til høj-temperatur, let krystalliserende, tyktflydende, partikelholdige- og giftige, flygtige medier. Dobbelt-mekaniske tætninger kræver indsprøjtning af en membran i tætningshulrummet med et tryk, der generelt er 0,07~0,1 MPa højere end mellemtrykket.

• Tætningsmaterialer

Materialet til statiske tætninger i kemiske pumper er generelt fluorgummi; i særlige tilfælde kan polytetrafluorethylen (PTFE) anvendes. Materialevalget til de stationære og dynamiske ringe i den mekaniske tætning er mere kritisk. Hårde legeringer er ikke nødvendigvis lavet af det samme materiale; de er dyre, og hårdhedsforskellene er urimelige. Derfor er det bedst at differentiere dem baseret på mediets egenskaber.

 

Udvalg af specialmedier til kemiske pumper

• Svovlsyre

Svovlsyrens ætsningsevne varierer meget afhængigt af dens koncentration og temperatur. For koncentreret svovlsyre (over 80 %) og under 80 grader giver kulstofstål og støbejern god korrosionsbestandighed, men er uegnede til strømning med høj-hastighed.

Uegnede materialer til pumper og ventiler:

Almindelige rustfrit stål, såsom 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti)

Pumper og ventiler til transport af svovlsyre er typisk lavet af høj-siliciumstøbejern (svært at støbe og bearbejde) og høj-legeret rustfrit stål (legering 20). Fluoroplast giver god svovlsyreresistens; at bruge fluorpolymer-forede pumper (F46) er et mere økonomisk valg.

• Saltsyre

De fleste metalliske materialer er ikke modstandsdygtige over for saltsyrekorrosion (herunder diverse rustfrit stål). Molybdæn-indeholdende højt-siliciumjern kan kun bruges ved 50 grader og under 30 % saltsyreforhold.

I modsætning til metalliske materialer har de fleste ikke-metalliske materialer god modstandsdygtighed over for saltsyrekorrosion; derfor er gummipumper og plastikpumper (såsom polypropylen, fluorplast osv.) de bedste valg til at transportere saltsyre.

• Salpetersyre

Under normale omstændigheder korroderer de fleste metaller og nedbrydes hurtigt i salpetersyre. Rustfrit stål er det mest udbredte salpetersyre-bestandige materiale, som udviser god korrosionsbestandighed over for salpetersyre i forskellige koncentrationer ved stuetemperatur. Det er værd at bemærke, at molybdæn-holdigt rustfrit stål (såsom 316 og 316L) har ringere modstandsdygtighed over for salpetersyrekorrosion sammenlignet med almindeligt rustfrit stål (såsom 304 og 321), og nogle gange endda værre. Til salpetersyremiljøer med høje-temperaturer bruges titanium og titanlegeringer typisk.

• Eddikesyre

Eddikesyre er en af ​​de mest ætsende organiske syrer. Almindelige stål korroderer kraftigt i eddikesyreopløsninger af forskellige koncentrationer og temperaturer. Rustfrit stål er et fremragende eddikesyre--bestandigt materiale. Molybdæn-indeholdende 316 rustfrit stål kan også bruges i miljøer med høje-temperaturer og fortyndede eddikesyredampe. Til hårde applikationer såsom høj-temperatur, høj-koncentration af eddikesyre eller andre ætsende medier, kan høj-legeret rustfrit stål eller fluoroplastiske pumper bruges.

• Alkali (natriumhydroxid)

Almindelig rustfrit stål giver ikke en væsentlig fordel i alkalibestandighed sammenlignet med støbejern. Rustfrit stål anbefales ikke, når tilstedeværelsen af ​​små mængder jern i mediet er tilladt.

Til alkaliske væsker med høj-temperatur anvendes typisk titanium og titanlegeringer eller høj-legeret rustfrit stål. Vores generelle-støbejernspumper kan bruges i lav-alkaliske opløsninger ved stuetemperatur. Til specielle krav kan forskellige rustfrit stål eller fluoroplastiske pumper anvendes.

• Ammoniak (ammoniumhydroxid)

De fleste metaller og ikke-metaller er let ætsende i flydende ammoniak og ammoniak (ammoniumhydroxid), bortset fra kobber og kobberlegeringer.

• saltlage (havvand)

Almindelig stål er ikke stærkt ætsende i natriumchloridopløsninger, havvand eller saltlage og kræver generelt malingsbeskyttelse. Forskellige rustfrie stål har også meget lave ensartede korrosionshastigheder, men lokal korrosion kan forekomme på grund af kloridionvirkning; 316 rustfrit stål yder typisk bedre.

• Alkoholer, ketoner, estere, ethere

Almindelige alkoholmedier omfatter methanol, ethanol, ethylenglycol, propanol osv.; ketonmedier indbefatter acetone, methylethylketon, etc.; estermedier indbefatter forskellige methylestere, ethylestere, etc.; ethermedier omfatter dimethylether, diethylether, butylether osv. Disse medier er generelt ikke-ætsende, og almindeligt anvendte materialer er egnede. Specifik udvælgelse bør baseres på mediets egenskaber og relevante krav.

 

Det er værd at bemærke, at ketoner, estere og ethere er opløselige i en række forskellige gummier, hvorved man undgår fejl i valget af tætningsmaterialer.

 

Effekt af viskositet og temperatur

Mediets viskositet har en væsentlig indflydelse på pumpens ydeevne. Efterhånden som viskositeten stiger, falder pumpens løftehøjdekurve, og løftehøjden og flowhastigheden under optimale driftsforhold falder også, mens effekten øges, og dermed reduceres effektiviteten. Generelt er præstationsparametrene for en pumpe, når der pumpes vand, dens præstationsindikatorer. Ved pumpning af tyktflydende medier kræves konvertering (korrektionsfaktorer for forskellige viskositeter kan findes i de tilsvarende konverteringstabeller). Til pumpning af pulp, pastaer og viskøse væsker med høj-viskositet anbefales skruepumper.

 

For medier med temperaturer under 120 grader leveres et specielt kølesystem normalt ikke; selve mediet fungerer som smøremiddel og kølemiddel.

For medier med temperaturer over 120 grader, men under 300 grader, skal der være et kølekammer på pumpedækslet. Tætningskammeret skal også tilsluttes kølevæsken (ved hjælp af en dobbelt mekanisk tætning). Når kølevæsken ikke kan trænge ind i mediet, skal mediet trækkes ud til afkøling og tilsluttes kølevæsken (dette kan opnås gennem en simpel varmeveksler).

 

For medier med høj- temperatur med temperaturer over 300 grader skal ikke kun pumpehovedet køles, men ophængets lejehulrum skal også være udstyret med et kølesystem. Pumper er generelt centralt understøttet. Mekaniske tætninger af metalbælge foretrækkes, men de er dyrere (mere end 10 gange prisen på almindelige mekaniske tætninger).