معايير أيون المضخة لإنتاج حامض الكبريتيك
حمض الكبريتيك هو المادة الكيميائية الأكثر استخدامًا في العالم. يُشار إليه أحيانًا باسم "ملك المواد الكيميائية" ، ويتم تصنيع حامض الكبريتيك في جميع أنحاء العالم. الصين هي أكبر مستهلك (تليها الولايات المتحدة) ، وكندا هي أكبر مصدر. يتم إنتاج ما يقرب من 265 مليون طن متري كل عام.
تشير التقديرات إلى أن سوق حامض الكبريتيك سيتجاوز 300 مليون طن متري خلال السنوات العديدة القادمة ، وهو ما يمثل معدل نمو سنوي مركب (معدل نمو سنوي مركب) يقارب 3٪.
هذا النمو مدفوع إلى حد كبير بالطلب على الزراعة والصناعات الكيماوية والسيارات ومعالجة المعادن وتكرير البترول. يستخدم حمض الكبريتيك على نطاق واسع في إنتاج الأسمدة والمبيدات والمعادن والمنظفات والبنزين والدهانات والورق والبلاستيك والبطاريات. يتم إنتاج حامض الكبريتيك من الكبريت ، من خلال عملية تتضمن خمس خطوات تتطلب عددًا من التطبيقات.
الإحتراق
تنظيف الغاز
يجب أن يكون ثاني أكسيد الكبريت الخارج من الفرن خاليًا من الشوائب (مثل الرماد أو المواد الصلبة الأخرى). يقوم برج التبريد بتبريد غاز الاحتراق ، كما يقوم رذاذ الرش الحمضي بإزالة أي جسيمات شاردة. من هناك ، يزيل المرسب الكهروستاتيكي أي جزيئات غبار متبقية غير قابلة للذوبان. بمجرد إزالة الشوائب ، يتم تجفيف تيار غاز ثاني أكسيد الكبريت في برج تجفيف لإزالة أي ماء متبقي. هناك العديد من تطبيقات الضخ في هذه المرحلة ، بما في ذلك مضخة غسيل SO2 ومضخة غسيل SO2 ومضخة تجفيف SO2 التي يجب أن تكون قادرة على الوقوف في وجه حامض الكبريتيك المركز (98٪).
تحويلات
يتأكسد غاز ثاني أكسيد الكبريت ثانيًا ويتحول إلى ثالث أكسيد الكبريت (SO3) عبر محول محفز متعدد المراحل مزود بمبادلات حرارية. خلال هذه الخطوة ، يخرج تيار الغاز المحتوي على SO2 و SO3 من المحول ويتم إرساله إلى برج امتصاص أولي حيث يتم استرداد SO3 من تيار الغاز. تستخدم الضواغط لتحريك تيارات الغاز في هذه المرحلة.
استيعاب
يتم استرداد SO3 من المحول ، حيث يتم امتصاصه في حمض الكبريتيك المركز. ينتج عن هذا التفاعل الأوليوم ، المعروف أيضًا باسم حمض الكبريتيك المدخن (H2S2O7) ، والذي يتم تجميعه في خزان. تم الآن امتصاص ثاني أكسيد الكبريت المتبقي وهو غاز نظيف يمكن إرساله إلى المكدس للتشتت الآمن في الغلاف الجوي. يتم استخدام مضخات متعددة خلال هذه المرحلة للامتصاص الأولي والامتصاص النهائي لحمض الكبريتيك بنسبة 98٪.
تخفيف
في الخطوة النهائية ، يتم ضخ الزيت الناتج في خطوة الامتصاص في خزان حيث يتم تخفيفه بالماء لإنتاج حمض الكبريتيك بتركيزات مختلفة (عادةً ، تستخدم التطبيقات التجارية حمض الكبريتيك بتركيزات إما 78٪ أو 93٪ أو 98٪ ). ثم يتم ضخ كل تركيز من حامض الكبريتيك إلى صهاريج التخزين.
معايير اختيار مضخات وحدات حامض الكبريتيك
ما يجعل حامض الكبريتيك شديد الخطورة هو تفاعله الطارد للحرارة مع الماء. عند إدخاله في الماء أو الرطوبة ، يتفاعل المحلول لتكوين أيونات الهيدرونيوم. يطلق هذا التفاعل كميات كبيرة من الحرارة إلى البيئة بقوة بحيث يمكن لحمض الكبريتيك المركز تفحم الورق بمفرده.
تطبيق مثالي للمضخات غير المختومة
تعد الانبعاثات الخارجية واحدة من أكبر المشكلات المتعلقة بمعدات الضخ المستخدمة في إنتاج حامض الكبريتيك. أكثر من 85٪ من حالات فشل المضخة تنطوي على عطل ميكانيكي أو تسرب من خلال موانع التسرب الاستاتيكية.
عندما يتعلق الأمر بضخ حامض الكبريتيك ، يجب تجنب التسرب بأي ثمن. من أفضل الطرق لتجنب التسرب هو استخدام المضخات غير المانعة للتسرب. تعمل المضخات الخالية من الختم مثل مضخات الطرد المركزي التقليدية ، ولكن بدلاً من الغدد المعبأة أو الأختام ، فإنها تتميز بغلاف احتواء ثابت غير مانع للتسرب يشكل نهاية سائلة محكمة الغلق أو حدود ضغط.
مضخات الدفع المغناطيسي غير محكمة الغلق ، مما يلغي أي احتمال للتسرب أو الانبعاثات.
سلامة العمال وحماية البيئة
الموثوقية عبر المقاومة الكيميائية
يجب مراعاة مواد بناء الأجزاء الداخلية للمضخة بعناية. يمكن أن تؤدي الطبيعة القاسية لحمض الكبريتيك إلى إحداث فوضى في الأجزاء الداخلية للمضخة. تضيف العديد من المحفزات الكيميائية المستخدمة في العملية متطلبات إضافية على مواد الضخ. يجب أن تتوفر مجموعة واسعة من المواد المعدنية وغير المعدنية للبناء للمضخات المستخدمة في إنتاج حامض الكبريتيك لضمان ملاءمتها مع مجموعة متنوعة من التركيزات ، بما في ذلك 316SS ، وسبائك النيكل المرتفع ومضخات الإيثيلين رباعي فلورو الإيثيلين (ETFE).
صيانة مبسطة
يوضح الحجم الهائل لإنتاج حامض الكبريتيك الحاجة إلى معدات موثوقة تقلل من وقت تعطل المصنع ، حيث تعمل العديد من المصانع على مدار الساعة. تساعد القدرة على تبسيط الصيانة (وتخطيط أنشطة الصيانة التنبؤية) المشغلين على زيادة وقت تشغيل المحطة. تلغي المضخات غير المحكم الحاجة إلى أنظمة منع التسرب وأنظمة دعم السدادات ، كما أنها تحتوي على مكونات أقل قابلية للتآكل ، مما يقلل من تكاليف الصيانة ويزيد متوسط الوقت بين فترات الصيانة (MBTM).
كفاءة الطاقة
يعتبر إنتاج حامض الكبريتيك عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة. يمكن أن تمثل الكهرباء 40٪ إلى 50٪ من تكاليف التشغيل. في كثير من الحالات ، تحدد القدرة على إدارة هذه النفقات ربحية المصنع. تتطلب المصانع التي تنتج حامض الكبريتيك مضخات ذات غلاف هيدروليكي فعال ومكونات هيدروليكية لرأس شفط إيجابي منخفض الصافي (NPHS). يُفضل دائمًا وجود آثار أقدام صغيرة ، ليس فقط لتوفير مساحة على أرضية المتجر ، ولكن أيضًا لتسهيل الوصول البسيط للصيانة.
يمكن لميزات مثل غلاف الاحتواء غير المعدني ذي المقاومة الكهربائية العالية أن تعزز كفاءة مضخات الدفع المغناطيسية غير المانعة للتسرب من خلال القضاء على التيارات الدوامية ومنع خسائر التباطؤ أثناء التشغيل ، مما قد يؤدي إلى
تحدث مع غلاف احتواء معدني تقليدي. لا تقلل ميزة التصميم هذه من تكاليف الطاقة فحسب ، بل تقضي أيضًا على توليد الحرارة.
10 أسباب لاستخدام المضخات الخالية من السدادات لإنتاج حامض الكبريتيك
من خلال التخلص من الختم ونظام دعم الختم المرتبط به ، تضيف المضخات غير المانعة للتسرب فوائد إضافية لأي وحدة معالجة حمض الكبريتيك. المزايا العشر التي توفرها مضخات الدفع المغناطيسي غير المانعة للتسرب هي:
لا توجد أختام وأنظمة دعم الختم
احتواء كامل للسوائل
انبعاثات المنتج الصفرية
صفر تلوث لسوائل العملية
انخفاض تكاليف التركيب وبدء التشغيل
سهل الصيانة والتشغيل
أطول متوسط الوقت بين الفشل (MTBF)
لا توجد مراقبة وكالة حماية البيئة
تحسين سلامة المشغل
حماية البيئة