Een uitgebreide gids voor het selecteren van chemische pompen: van debiet tot overwegingen van corrosie-effecten.

Pompen spelen een cruciale rol bij de productie van chemicaliën en beïnvloeden meerdere fasen, waaronder voeding, reflux, bodemcirculatie en recirculatie. Om een ​​soepele productie te garanderen, is het essentieel om het juiste pomptype te selecteren op basis van specifieke behoeften. Het kiezen van de juiste pomp heeft niet alleen invloed op de procesefficiëntie, maar heeft ook een aanzienlijke invloed op de algehele productieveiligheid en economie.

 

 

Principes voor selectie van chemische pompen

1. Zorg ervoor dat het geselecteerde pomptype en de prestaties voldoen aan de procesparameters zoals debiet, opvoerhoogte, druk, temperatuur, cavitatiedebiet en zuigkracht.
2. De pomp moet voldoen aan de eisen van de mediakarakteristieken.

• Voor pompen die ontvlambare, explosieve, giftige of waardevolle media transporteren, moet de asafdichting betrouwbaar en lek-vrij zijn, zoals bij pompen met magnetische aandrijving, membraanpompen en ingeblikte motorpompen.
• Voor pompen die corrosieve media transporteren, moeten de convectiecomponenten gemaakt zijn van corrosie-bestendige materialen zoals AFB roestvrijstalen corrosie-bestendige pompen en CQF technische kunststof magnetische aandrijfpompen.
• Voor pompen die vaste deeltjes bevatten, moeten de convectiecomponenten zijn gemaakt van slijtvast-materiaal; indien nodig moet de asafdichting worden doorgespoeld met een reinigingsvloeistof.

3. Hoge mechanische betrouwbaarheid, laag geluidsniveau en lage trillingen.

4. Economische overwegingen moeten gebaseerd zijn op het minimaliseren van de totale kosten van apparatuur, bediening, onderhoud en beheer.

5. Selectie van chemische pompen in veelvoorkomende situaties:

• Centrifugaalpompen worden gekenmerkt door hoge snelheid, kleine afmetingen, lichtgewicht, hoog rendement, groot debiet, eenvoudige structuur, pulsatie-gratis levering, stabiele prestaties, eenvoudige bediening en gemakkelijk onderhoud.
• Wanneer dosering vereist is, moet een doseerpomp worden geselecteerd.
• Wanneer een hoge opvoerhoogte vereist is, maar het debiet erg klein is, en een geschikte centrifugaalpomp met lage-debiet- en hoge- opvoerhoogte niet beschikbaar is, kan een zuigerpomp worden gebruikt; als de cavitatie-eisen niet hoog zijn, kan er ook voor een vortexpomp worden gekozen.
• Wanneer de opvoerhoogte erg laag is en het debiet erg groot, kunnen axiale stromingspompen en gemengde stromingspompen worden geselecteerd.
• Wanneer de mediumviscositeit hoog is (groter dan 650~1000 mm²/s), overweeg dan om een ​​rotorpomp of een zuigerpomp (tandwielpomp, schroefpomp) te kiezen.
• Wanneer het gemiddelde gasgehalte 75% bedraagt, het debiet laag is en de viscositeit minder dan 37,4 mm²/s bedraagt, kan een vortexpomp worden geselecteerd.
• Voor situaties waarin regelmatig starten of pompen lastig is, kunnen pompen met zelfaanzuigende capaciteiten worden gebruikt, zoals zelfaanzuigende centrifugaalpompen, zelfaanzuigende vortexpompen en pneumatische (elektrische) speciale pompen.

 

Debiet en opvoerhoogte van chemicaliënpompen

1. Debiet is een van de belangrijkste prestatieparameters bij de pompselectie en heeft een directe invloed op de algehele productie- en transportcapaciteit van de apparatuur. Ontwerpinstituten kunnen bijvoorbeeld tijdens de ontwerpfase het normale debiet, het minimale debiet en het maximale debiet van de pomp berekenen. Bij de keuze van een pomp wordt het normale debiet doorgaans gebaseerd op het maximale debiet. Als het maximale debiet niet beschikbaar is, kan dit worden gesteld op 1,1 maal het normale debiet.
2. De vereiste opvoerhoogte van het systeem is een andere belangrijke pompprestatieparameter. De kop wordt doorgaans geselecteerd door deze met 5% tot 10% te vergroten.
3. De eigenschappen van de vloeistof, inclusief de naam, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen en andere eigenschappen die verband houden met de systeemkop, de berekening van de effectieve cavitatiemarge, het juiste pomptype, de selectie van pompmaterialen en het gekozen type asafdichting.
4. De omstandigheden van de leidingindeling van het apparatuursysteem hebben betrekking op gegevens zoals vloeistofinlaathoogte, vloeistofinlaatrichting, aanzuigzijde, minimaal vloeistofniveau en maximaal vloeistofniveau, evenals leidingspecificaties en hun lengte, materiaal, fittingspecificaties en hoeveelheid, om berekeningen uit te voeren voor het assemblageproces en het NPSH (NP-hydraulisch veiligheidssysteem) te verifiëren.
5. Bepaal de bedrijfsomstandigheden, zoals bedrijfstemperatuur van de vloeistof, verzadigde dampdruk, druk aan de zuigzijde (absolute druk), containerdruk aan de perszijde, hoogte, omgevingstemperatuur, bedrijfsmodus (intermitterend of continu), pomplocatie (vast of mobiel), enz. Dit zijn allemaal belangrijke factoren bij de selectie.

 

Leidingwerk van chemische pompen

• Kies de juiste buisdiameter. Een grotere buisdiameter resulteert in een lagere stroomsnelheid en minder weerstandsverlies, maar ook in een hogere prijs; een kleinere leidingdiameter resulteert in een groter weerstandsverlies en vereist een hogere pompopvoerhoogte. Meer vermogen leidt tot hogere kosten en bedrijfskosten. Daarom is een alomvattende afweging vanuit zowel technisch als economisch perspectief noodzakelijk.
• De afvoerleiding en de verbindingen ervan moeten zo zijn ontworpen dat ze de maximale druk kunnen weerstaan.
• Leidingen moeten waar mogelijk met rechte buizen worden aangelegd, waarbij de buisfittingen worden geminimaliseerd en de buislengte zoveel mogelijk wordt ingekort. Bij het maken van bochten moet de buigradius 3-5 keer de buisdiameter zijn en moet de hoek groter zijn dan 90 graden.
• De perszijde van de pomp moet voorzien zijn van een klep (kogelkraan of schuifafsluiter etc.) en een terugslagklep. Deze klep wordt gebruikt om het werkpunt van de pomp te regelen. De terugslagklep voorkomt dat de pomp omkeert als gevolg van terugstroming en voorkomt waterslag (die aanzienlijke tegendruk genereert en de pomp kan beschadigen).

 

Afdichtingsopties voor chemische pompen

• Zeehonden

Voor statische afdichtingen zijn er doorgaans slechts twee typen pakkingen en afdichtingen, waarbij O--ringen het meest worden gebruikt.

Voor dynamische afdichtingen gebruiken chemische pompen zelden pakkingafdichtingen, waarbij voornamelijk gebruik wordt gemaakt van mechanische afdichtingen. Mechanische afdichtingen worden geclassificeerd als enkel-- en dubbelzijdig-, gebalanceerd en ongebalanceerd. Gebalanceerde afdichtingen zijn geschikt voor media onder hoge- druk (meestal verwijzend naar drukken groter dan 1,0 MPa). Mechanische afdichtingen met dubbel- uiteinde worden voornamelijk gebruikt voor hoge- temperatuur, gemakkelijk kristalliserende, stroperige, deeltjes- bevattende en giftige vluchtige media. Voor mechanische afdichtingen met dubbel uiteinde is de injectie van een membraan in de afdichtingsholte vereist, met een druk die doorgaans 0,07~0,1 MPa hoger is dan de gemiddelde druk.

• Afdichtingsmaterialen

Het materiaal voor statische afdichtingen in chemische pompen is over het algemeen fluorrubber; in speciale gevallen kan polytetrafluorethyleen (PTFE) worden gebruikt. De materiaalkeuze voor de stationaire en dynamische ringen van de mechanische asafdichting is kritischer. Harde legeringen zijn niet noodzakelijkerwijs gemaakt van hetzelfde materiaal; ze zijn duur en de verschillen in hardheid zijn onredelijk. Daarom is het het beste om ze te differentiëren op basis van de kenmerken van het medium.

 

Selectie van speciale media voor chemische pompen

• Zwavelzuur

De corrosiviteit van zwavelzuur varieert sterk, afhankelijk van de concentratie en temperatuur. Voor geconcentreerd zwavelzuur (boven 80%) en onder 80 graden bieden koolstofstaal en gietijzer een goede corrosieweerstand, maar zijn ze niet geschikt voor hoge- stromingssnelheden.

Ongeschikte materialen voor pompen en kleppen:

Gebruikelijke roestvaste staalsoorten, zoals 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti)

Pompen en kleppen voor het transporteren van zwavelzuur zijn doorgaans gemaakt van hoog-siliciumgietijzer (moeilijk te gieten en machinaal te bewerken) en hoog-gelegeerd roestvrij staal (legering 20). Fluorkunststoffen bieden een goede weerstand tegen zwavelzuur; het gebruik van met fluorpolymeer-gevoerde pompen (F46) is een economischere keuze.

• Zoutzuur

De meeste metalen materialen zijn niet bestand tegen zoutzuurcorrosie (inclusief verschillende soorten roestvrij staal). Molybdeen-met een hoog-siliciumijzergehalte kan alleen worden gebruikt bij een temperatuur van 50 graden en bij een zoutzuurgehalte van 30%.

In tegenstelling tot metalen materialen zijn de meeste niet-metalen materialen goed bestand tegen zoutzuurcorrosie; daarom zijn rubberen pompen en plastic pompen (zoals polypropyleen, fluorkunststoffen, enz.) de beste keuzes voor het transporteren van zoutzuur.

• Salpeterzuur

Onder normale omstandigheden corroderen de meeste metalen en worden ze snel afgebroken in salpeterzuur. Roestvrij staal is het meest gebruikte materiaal dat tegen salpeterzuur- bestand is, en vertoont een goede corrosieweerstand tegen salpeterzuur in verschillende concentraties bij kamertemperatuur. Het is vermeldenswaard dat molybdeen-bevattende roestvaste staalsoorten (zoals 316 en 316L) een inferieure weerstand tegen salpeterzuurcorrosie hebben in vergelijking met gewone roestvaste staalsoorten (zoals 304 en 321), en soms zelfs slechter. Voor salpeterzuuromgevingen met hoge- temperaturen worden doorgaans titanium en titaniumlegeringen gebruikt.

• Azijnzuur

Azijnzuur is een van de meest corrosieve organische zuren. Gewone staalsoorten corroderen ernstig in azijnzuuroplossingen van verschillende concentraties en temperaturen. Roestvrij staal is een uitstekend azijnzuur-bestendig materiaal. Molybdeen-dat roestvrij staal 316 bevat, kan ook worden gebruikt in omgevingen met hoge- temperaturen en verdunde azijnzuurdampen. Voor zware toepassingen zoals azijnzuur met hoge- temperatuur, hoge- concentratie of andere corrosieve media kunnen hoog-gelegeerde roestvrijstalen of fluorkunststofpompen worden gebruikt.

• Alkali (natriumhydroxide)

Gewoon roestvast staal biedt geen significant voordeel op het gebied van alkalibestendigheid vergeleken met gietijzer. Roestvast staal wordt niet aanbevolen als de aanwezigheid van kleine hoeveelheden ijzer in het medium toelaatbaar is.

Voor alkalische vloeistoffen op hoge- temperatuur worden doorgaans titanium en titaniumlegeringen of hoog-gelegeerd roestvrij staal gebruikt. Onze gietijzeren pompen voor algemeen-gebruik kunnen worden gebruikt in basische oplossingen met een lage-concentratie bij kamertemperatuur. Voor speciale eisen kunnen verschillende roestvrijstalen of fluorkunststofpompen worden gebruikt.

• Ammoniak (ammoniumhydroxide)

De meeste metalen en niet-metalen zijn licht corrosief in vloeibare ammoniak en ammoniak (ammoniumhydroxide), behalve koper en koperlegeringen.

• Pekel (zeewater)

Gewoon staal is niet sterk corrosief in natriumchlorideoplossingen, zeewater of pekel, en vereist over het algemeen verfbescherming. Diverse roestvaste staalsoorten hebben ook zeer lage uniforme corrosiesnelheden, maar plaatselijke corrosie kan optreden als gevolg van de werking van chloride-ionen; 316 roestvrij staal presteert doorgaans beter.

• Alcoholen, ketonen, esters, ethers

Gebruikelijke alcoholmedia omvatten methanol, ethanol, ethyleenglycol, propanol, enz.; ketonmedia omvatten aceton, methylethylketon, enz.; estermedia omvatten verschillende methylesters, ethylesters, enz.; ethermedia omvatten dimethylether, diethylether, butylether, enz. Deze media zijn over het algemeen niet-corrosief en algemeen gebruikte materialen zijn geschikt. Specifieke selectie moet gebaseerd zijn op de eigenschappen van het medium en relevante vereisten.

 

Het is vermeldenswaard dat ketonen, esters en ethers oplosbaar zijn in een verscheidenheid aan rubbers, waardoor fouten bij de selectie van afdichtingsmaterialen worden vermeden.

 

Effect van viscositeit en temperatuur

De viscositeit van het medium heeft een aanzienlijke invloed op de pompprestaties. Naarmate de viscositeit toeneemt, neemt de opvoerhoogtecurve van de pomp af, en nemen de opvoerhoogte en het debiet onder optimale bedrijfsomstandigheden ook af, terwijl het vermogen toeneemt, waardoor de efficiëntie afneemt. Over het algemeen zijn de prestatieparameters van een pomp bij het verpompen van water de prestatie-indicatoren. Bij het verpompen van viskeuze media is conversie vereist (correctiefactoren voor verschillende viscositeiten zijn te vinden in de bijbehorende conversietabellen). Voor het verpompen van pulp met een hoge- viscositeit, pasta's en stroperige vloeistoffen worden schroefpompen aanbevolen.

 

Voor media met temperaturen onder de 120 graden is er doorgaans geen speciaal koelsysteem aanwezig; de media zelf dienen als smeermiddel en koelmiddel.

Voor media met temperaturen boven de 120 graden maar onder de 300 graden moet een koelkamer op het pompdeksel worden aangebracht. De afdichtingskamer moet ook op de koelvloeistof worden aangesloten (met behulp van een dubbele mechanische afdichting). Wanneer het koelmiddel niet in het medium kan dringen, moet het medium eruit worden getrokken om te koelen en op het koelmiddel worden aangesloten (dit kan worden bereikt via een eenvoudige warmtewisselaar).

 

Voor media met hoge- temperaturen en temperaturen boven de 300 graden heeft niet alleen de pompkop koeling nodig, maar moet de holte van het ophanglager ook worden uitgerust met een koelsysteem. Pompen worden doorgaans centraal ondersteund. Mechanische afdichtingen van het type metalen balg hebben de voorkeur, maar zijn duurder (meer dan 10 keer de prijs van gewone mechanische afdichtingen).