Критерии выбора насосов для производства серной кислоты

Серная кислота является наиболее часто используемым химическим веществом в мире. Серную кислоту, которую иногда называют «королем химикатов», производят по всему миру. Китай является крупнейшим потребителем (за ним следуют США), а Канада является крупнейшим экспортером. Ежегодно производится около 265 миллионов метрических тонн (МТ).

Предполагается, что рынок серной кислоты превысит 300 миллионов тонн в течение следующих нескольких лет, что представляет собой совокупный годовой темп роста (CAGR) примерно 3%.

Этот рост во многом обусловлен спросом в сельском хозяйстве, химической и автомобильной промышленности, металлообработке и нефтепереработке. Серная кислота широко используется в производстве удобрений, пестицидов, металлов, моющих средств, бензина, красок, бумаги, пластмасс и аккумуляторов. Серная кислота производится из серы посредством процесса, состоящего из пяти стадий, требующих ряда применений.

Сера, полученная из природных месторождений или путем десульфурации природного газа или сырой нефти, нагревается и термически разлагается в печи. Во время этого процесса нагрева сера (S) реагирует с кислородом (O2) воздуха с образованием диоксида серы (SO2). Расплавленная сера находится в жидкой форме и закачивается в печь с помощью химического насоса.

SO2, выходящий из печи, не должен содержать примесей (таких как зола или другие твердые вещества). Закалочная башня охлаждает дымовой газ, а кислотный туман удаляет любые случайные частицы. Отсюда электростатический осадитель удаляет оставшиеся нерастворимые частицы пыли. После удаления примесей поток газа SO2 сушат в сушильной башне для удаления остатков воды. На этом этапе существует несколько вариантов применения перекачки, включая насос для промывки SO2, насос для скруббера SO2 и насос для осушки SO2, которые должны быть способны противостоять концентрированной (98%) серной кислоте.

Газ SO2 затем окисляется и превращается в триоксид серы (SO3) в многоступенчатом каталитическом конвертере с теплообменниками. На этом этапе газовый поток, содержащий SO2 и SO3, выходит из конвертера и направляется в первичную абсорбционную колонну, где SO3 извлекается из газового потока. На этом этапе для перемещения газовых потоков используются компрессоры.

SO3 извлекается из конвертера, где он абсорбируется концентрированной серной кислотой. В результате этой реакции образуется олеум, также известный как дымящая серная кислота (H2S2O7), который собирается в резервуар. Оставшийся SO3 теперь поглощен и представляет собой чистый газ, который можно отправить в дымовую трубу для безопасного рассеивания в атмосфере. На этом этапе используются несколько насосов для первичной абсорбции и для окончательной абсорбции 98% серной кислоты.

На заключительном этапе олеум, полученный на этапе абсорбции, перекачивается в резервуар, где он разбавляется водой для получения серной кислоты различной концентрации (обычно в коммерческих целях используется серная кислота с концентрацией 78%, 93% или 98%). ). Серная кислота каждой концентрации затем перекачивается в резервуары для хранения.

Серная кислота — опасное и едкое химическое вещество, классифицированное Международным агентством по исследованию рака (IARC) как канцероген для человека. Воздействие при вдыхании, проглатывании или контакте с кожей может вызвать повреждение почек и легких, а сильное воздействие может вызвать химический пневмонит или отек легких.

Что делает серную кислоту такой опасной, так это ее экзотермическая реакция с водой. При попадании в воду или влагу раствор реагирует с образованием ионов гидроксония. Эта реакция выделяет в окружающую среду большое количество тепла, настолько сильное, что концентрированная серная кислота сама по себе может обуглить бумагу.

Внешние выбросы являются одной из крупнейших проблем, связанных с насосным оборудованием, используемым при производстве серной кислоты. Более 85% отказов насосов связаны с выходом из строя механического уплотнения или утечкой через статические уплотнения.

Когда дело доходит до перекачки серной кислоты, следует любой ценой избегать утечек. Один из лучших способов избежать утечек — использовать насосы без уплотнений. Бессальниковые насосы работают так же, как обычные центробежные насосы, но вместо сальников или уплотнений они оснащены статической защитной оболочкой без уплотнений, которая образует полностью герметичную проточную часть или границу давления.