Criteri degli ioni di pompa per la produzione di acido solforico
L'acido solforico è la sostanza chimica più usata al mondo. A volte indicato come il "Re delle sostanze chimiche", l'acido solforico viene prodotto in tutto il mondo. La Cina è il maggior consumatore (seguita dagli Stati Uniti) e il Canada è il più grande esportatore. Ogni anno vengono prodotte circa 265 milioni di tonnellate (MT).
Si stima che il mercato dell'acido solforico supererà i 300 milioni di tonnellate nei prossimi anni, rappresentando un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di circa il 3%.
Questa crescita è in gran parte alimentata dalla domanda di agricoltura, produzione chimica e automobilistica, lavorazione dei metalli e raffinazione del petrolio. L'acido solforico è ampiamente utilizzato nella produzione di fertilizzanti, pesticidi, metalli, detersivi, benzina, vernici, carta, plastica e batterie. L'acido solforico viene prodotto dallo zolfo, attraverso un processo che prevede cinque fasi, che richiedono una serie di applicazioni.
Combustione
Pulizia del gas
L'SO2 in uscita dal forno deve essere esente da impurità (come ceneri o altri solidi). Una torre di spegnimento raffredda il gas di combustione e una nebbia acida spray rimuove le particelle vaganti. Da lì, un precipitatore elettrostatico rimuove le particelle di polvere non solubili rimanenti. Una volta rimosse le impurità, il flusso di gas SO2 viene essiccato in una torre di essiccazione per rimuovere l'acqua residua. Esistono molteplici applicazioni di pompaggio in questa fase, tra cui una pompa di lavaggio SO2, una pompa di lavaggio SO2 e una pompa di essiccazione SO2 che deve essere in grado di resistere all'acido solforico concentrato (98%).
Conversione
Il gas SO2 viene successivamente ossidato e convertito in triossido di zolfo (SO3) tramite un convertitore catalitico multistadio con scambiatori di calore. Durante questa fase, il flusso di gas contenente SO2 e SO3 esce dal convertitore e viene inviato ad una torre di assorbimento primaria dove l'SO3 viene recuperato dal flusso di gas. I compressori vengono utilizzati per spostare i flussi di gas in questa fase.
Assorbimento
L'SO3 viene recuperato dal convertitore, dove viene assorbito in acido solforico concentrato. Questa reazione produce oleum, noto anche come acido solforico fumante (H2S2O7), che viene raccolto in un serbatoio. L'SO3 rimanente è stato ora assorbito ed è un gas pulito che può essere inviato al camino per una sicura dispersione nell'atmosfera. Durante questa fase vengono utilizzate più pompe per l'assorbimento primario e per l'assorbimento finale dell'acido solforico al 98%.
Diluizione
Nella fase finale, l'oleum prodotto nella fase di assorbimento viene pompato in un serbatoio dove viene diluito con acqua per produrre acido solforico a concentrazioni variabili (tipicamente, le applicazioni commerciali utilizzano acido solforico a concentrazioni del 78%, 93% o 98% ). Ogni concentrazione di acido solforico viene quindi pompata nei serbatoi di stoccaggio.
Criteri per la selezione di pompe per unità di acido solforico
Ciò che rende l'acido solforico così pericoloso è la sua reazione esotermica con l'acqua. Quando viene introdotta in acqua o umidità, la soluzione reagisce per creare ioni idronio. Questa reazione rilascia grandi quantità di calore nell'ambiente così forte che l'acido solforico concentrato può carbonizzare la carta da solo.
Un'applicazione ideale per pompe senza tenuta
Le emissioni esterne sono uno dei maggiori problemi relativi alle apparecchiature di pompaggio utilizzate nella produzione di acido solforico. Più dell'85% dei guasti della pompa comporta un guasto della tenuta meccanica o perdite attraverso le tenute statiche.
Quando si tratta di pompare acido solforico, le perdite devono essere evitate a tutti i costi. Uno dei modi migliori per evitare perdite è utilizzare pompe senza tenuta. Le pompe senza tenuta funzionano in modo molto simile alle pompe centrifughe convenzionali, ma invece di premistoppa o tenute, sono dotate di un guscio di contenimento statico senza tenuta che forma una testata liquida o un limite di pressione completamente sigillato.
Le pompe senza tenuta a trascinamento magnetico sono sigillate ermeticamente, eliminando qualsiasi rischio di perdite o emissioni.
Sicurezza dei lavoratori e protezione dell'ambiente
Affidabilità tramite resistenza chimica
I materiali di costruzione degli interni di una pompa devono essere considerati attentamente. La natura dura dell'acido solforico può devastare gli interni di una pompa. Molti dei catalizzatori chimici utilizzati nel processo aggiungono ulteriori requisiti ai materiali delle pompe. Dovrebbe essere disponibile un'ampia gamma di materiali di costruzione sia metallici che non metallici per le pompe utilizzate nella produzione di acido solforico per garantire l'idoneità con una varietà di concentrazioni, tra cui 316SS, leghe ad alto contenuto di nichel e pompe rivestite di etilene tetrafluoroetilene (ETFE).
Manutenzione semplificata
L'enorme volume di produzione di acido solforico illustra la necessità di apparecchiature affidabili che riducano al minimo i tempi di fermo dell'impianto, poiché molti impianti eseguono operazioni 24 ore su 24. La capacità di semplificare la manutenzione (e pianificare le attività di manutenzione predittiva) aiuta gli operatori ad aumentare i tempi di attività dell'impianto. Le pompe senza tenuta eliminano la necessità di tenute e sistemi di supporto delle tenute e hanno un minor numero di componenti soggetti a usura, il che riduce al minimo i costi di manutenzione e aumenta il tempo medio tra gli intervalli di manutenzione (MBTM).
Efficienza energetica
La produzione di acido solforico è un processo ad alta intensità energetica. L'elettricità può rappresentare dal 40% al 50% dei costi operativi. In molti casi, la capacità di gestire questa spesa determina la redditività dell'impianto. Gli impianti che producono acido solforico richiedono pompe con un involucro idraulico efficiente e un'idraulica a bassa prevalenza netta di aspirazione (NPSH). Gli ingombri ridotti sono sempre preferiti, non solo per risparmiare spazio in officina, ma anche per facilitare l'accesso semplice per la manutenzione.
Caratteristiche come un guscio di contenimento non metallico con un'elevata resistenza elettrica possono rafforzare l'efficienza delle pompe a trascinamento magnetico senza tenuta eliminando le correnti parassite e prevenendo le perdite di isteresi durante il funzionamento, che potrebbero
si verificano con un guscio di contenimento metallico convenzionale. Questa caratteristica del design non solo riduce i costi energetici, ma elimina anche la generazione di calore.
10 motivi per utilizzare pompe senza tenuta per la produzione di acido solforico
Eliminando la tenuta e il relativo sistema di supporto della tenuta, le pompe senza tenuta aggiungono vantaggi incrementali a qualsiasi unità di trattamento dell'acido solforico. I dieci vantaggi offerti dalle pompe a trascinamento magnetico senza tenuta sono:
nessuna guarnizione e sistemi di supporto della guarnizione
completo contenimento dei liquidi
zero emissioni di prodotto
zero contaminazione del fluido di processo
costi di installazione e avvio ridotti
semplice da mantenere e utilizzare
tempo medio tra i guasti più lungo (MTBF)
nessun monitoraggio EPA
maggiore sicurezza dell'operatore
protezione dell'ambiente