Химические центробежные насосы

Химические центробежные насосы предназначены для перекачивания агрессивных или нейтральных жидкостей при выполнении различных промышленных процессов. Оборудование способно обрабатывать растворы и составы, содержащие примеси или твердые частицы.

Механизмы проектируются для эксплуатации в условиях широкого диапазона давлений — от низких до высоких значений. Техника выпускается в нескольких модификациях для работы при разных диапазонах температур.

Особенности конструкции

Насосы химические центробежные изготавливаются из специальных материалов, устойчивых к воздействию агрессивных сред: из нержавеющей стали, титана, полипропилена и т.д.

Оборудование состоит из корпуса и ротора, вращающегося внутри корпуса. Ротор оснащен лопастями, создающими центробежную силу, необходимую для перекачивания жидкости.

Типы насосов

Некоторые модели снабжены механическим уплотнением. Элемент обеспечивает герметичность между валом насоса и корпусом, предотвращая протекание жидкости. Механическое уплотнение из эластомеров состоит из кольца и штока, работающих под давлением или с помощью пружины.

Другая модификация химических центробежных насосов оснащена магнитной муфтой, обеспечивающей герметичность без прямого контакта жидкости и вала. В таких устройствах для передачи вращательного движения с внешней стороны насоса на внутреннюю используется магнитное поле. Необходимость в наличии физического уплотнения отпадает. Оборудование рекомендовано к применению при перекачивании особо опасных или токсичных жидкостей.

Преимущества использования магнитной муфты:

• 1. Деталь обеспечивает полную герметичность между рабочей жидкостью и окружающей средой. Отсутствие уплотнительных элементов исключает риск утечки раствора.
• 2. Безопасность: поскольку нет прямого контакта между жидкой средой и валом, не возникает риска его износа и параллельного загрязнения жидкости твердыми частицами.
• 3. Энергоэффективность: магнитная муфта оптимизирует процесс передачи вращательного движения с внешней стороны насоса на внутреннюю, что повышает рациональность использования электроэнергии.

Использование магнитной муфты увеличивает срок службы оборудования. Отсутствие трения минимизирует износ элементов и частоту замены деталей. Одновременно снижается риск отказа и простоев техники. Это повышает надежность работы насоса и снижает необходимость в регулярном техническом обслуживании.

Область применения

Химические центробежные насосы находят широкое применение в различных отраслях, например:

• в процессе производства химических веществ;
• для дозирования реагентов;
• для перекачки нефтепродуктов, сырой нефти и др;
• при перекачивании фармакологических ингредиентов, растворов, используемых в производстве лекарственных препаратов;
• в водоочистке, при обработке сточных вод;
• при перекачивании топлива, масел, охлаждающих сред и химических добавок, применяемых в энергетических установках.

Оборудование используются и в других отраслях, где требуется перекачка и перемешивание жидкостей.

На что обратить внимание при выборе

Перед покупкой оборудования рекомендуется удостовериться, что перекачиваемый состав или раствор совместим с материалами, из которых изготовлены проточные элементы насоса. Кроме того, значение имеет температурный режим, при котором планируется использование устройства.

Например, агрегат, контактная часть которого выполнена из фторопласта PVDF, подходит для перекачивания кислот и щелочей максимальной концентрации. Диапазон рабочих температур не должен превышать 90°С.

Механизм, изготовленный из полипропилена, рекомендован для взаимодействия с растворами кислот и щелочей или перекачивания нейтральных жидкостей. Рабочая температура не может превышать 60°С.

От размера ротора и мощности мотора, которым оснащен насос, зависят плотность и вязкость жидкости, которую может перекачивать оборудование.

Серная кислота (H2SO4) — один из самых опасных химикатов, используемых в производственных процессах. Коррозионно-активное, агрессивное вещество требует предельно осторожного обращения. В связи с этим, выбирая химический насос для перекачивания серной кислоты, внимание обращают не только на производительность оборудования, но и его безопасность.

Типы устройств и их особенности

Центробежный насос с уплотнением

С точки зрения конструкции оборудование представляет собой устройство горизонтального или вертикального исполнения. Для работы с серной кислотой подходит механизм, проточные части которого изготовлены из химически стойкого сырья, такого как:

• полипропилен PP (для растворов кислоты с температурой не более 40 °C и ограниченного давления в системе);
• поливинилхлорид (PVC);
• полиэтилен (PE);
• фторопласт PTFE (для кислот повышенных концентраций 50-96%);
• полифторэтилен PFA (для высокотемпературных кислот);
• нержавеющая сталь, например, марки AISI 316 (стоит учитывать концентрацию и температуру серной кислоты, так как материал обладает ограниченной стойкостью к высококонцентрированным составам и повышенным температурам);
• титан (подходит для работы с серной кислотой высоких концентраций и температур);
• никель и его сплавы;
• чугун с футеровкой F46 из политетрафторэтилена со стекловолокно-армирующим слоем.

Важно учитывать, что характеристики материала выбранного насоса должны соответствовать конкретным условиям эксплуатации (концентрация жидкости, температура, давление, плотность и другие факторы).

Для герметизации оборудования могут использоваться кольцевые прокладки или механические уплотнители. Для перекачивания серной кислоты устанавливаются уплотнения из тефлона, графита или керамики, которые обладают химической стойкостью и способны предотвратить протечку системы. Насосы этого типа требуют регулярного обслуживания и замены уплотнений в соответствии с рекомендациями производителя.

Центробежный насос с магнитной муфтой

Аналогично насосам с уплотнением, для работы с серной кислотой выбирают оборудование, изготовленное из химически стойких материалов, соответствующее условиям эксплуатации.

Использование магнитной муфты исключает необходимость в механическом уплотнении вала насоса. Конструктивный элемент обеспечивает абсолютную герметичность и эффективно переносит вращательное движение с внешней стороны насоса на внутреннюю, минимизируя риск утечек или загрязнения серной кислоты.

Центробежные насосы с магнитной муфтой реже требуют обслуживания, поскольку отсутствуют детали, подверженные износу. Но при необходимости замены муфты, понадобится специализированный сервис.

Оба варианта — центробежный насос с уплотнением и с магнитной муфтой — могут быть эффективными при перекачивании серной кислоты. Выбор зависит от конкретных требований технологического процесса, предпочтений по обслуживанию и доступности соответствующего оборудования.

Например, насосы с магнитной муфтой выходят из строя, если в жидкости присутствует взвесь из твердых частиц. Загрязненная кислота вредит компонентам этого типа оборудования. При потребности в перекачивании сильнодействующих минеральных кислот с примесями необходимо установить перед муфтой фильтр. В противном случае следует готовиться к частыми поломкам техники или предпочесть насос с уплотнением, который уступает в показателях герметичности.

Работают по принципу сжатия и расширения мембраны при помощи воздуха или газа, чтобы создать перепад давления для перекачки серной кислоты. Обладают способностью самовсасывания. Это означает, что они могут поднимать жидкость с резервуара, расположенного ниже уровня насоса, (для плотной серной кислоты 98% перепад высот может составлять до 3,5 метров без дополнительного применения внешнего вакуума или напора).

При отсутствии жидкости мембрана насоса не будет повреждаться в процессе работы, что позволяет иметь сухой ход. Это особенно полезно при перекачке агрессивных или вязких жидкостей, таких как серная кислота. Мембрана предотвращает застойное течение и предупреждает повреждение оборудования.

Мембранно-пневматические насосы обладают возможностью регулировки потока и давления, что позволяет контролировать процесс перекачки жидкости в соответствии с требуемыми параметрами.

Особенности конструкции

Оборудование для перекачивания серной кислоты может быть оснащено антикавитационными устройствами. Кавитация — это образование пузырьков пара в жидкости, которые затем коллапсируют, создавая сильные ударные волны и коррозионные явления. В случае с серной кислотой, кавитация может привести к повреждению насоса и его компонентов из-за агрессивных химических свойств жидкости.

Антикавитационные устройства предотвращают или снижают кавитацию, возникающую в условиях высокого или пониженного давления. В качестве элементов, предупреждающих повреждение оборудования, могут выступать:

• специальные лопатки или противокавитационные решетки: детали размещаются внутри насоса, создают дополнительное сопротивление потоку и предотвращают образование кавитационных пузырьков;
• регулирующие клапаны: используются для контроля давления в устройстве;
• оптимизированная конструкция ротора и корпуса.

Оборудование для перекачивания серной кислоты оснащают разными типами приводов. Это могут быть электромоторы, дизельные или газотурбинные двигатели. При выборе учитывают условия эксплуатации механизма и особенности энергосистемы на предприятии.

Важным аспектом безопасности при работе с агрессивными химическими веществами является взрывозащита. Поэтому при проектировании и изготовлении насосов для серной кислоты соблюдаются соответствующие стандарты. Взрывозащищенные двигатели и материалы корпуса предупреждают искрение и возгорание.

Область применения

Химические насосы широко применяются в различных отраслях, где требуется перекачка агрессивных жидкостей, включая серную кислоту. Среди потребителей такого рода продукции следующие предприятия:

• химическая промышленность;
• металлообработка, где в процессе гальванического покрытия насосы используются для перекачки серной кислоты, применяемой в качестве электролита;
• в горнодобывающей промышленности, где H2SO4 используется для обработки руды или извлечения металлов;
• в нефтегазовой промышленности для очистки нефтепродуктов, удаления солей и отложений из скважин, а также для бурения и гидроразрыва пластов;
• в процессе производства бумаги, где H2SO4 применяется для обработки древесной массы и отбеливания волокон.

Серная кислота широко используется для регулирования pH и обеззараживания в системах водоочистки и обработки сточных вод. Это лишь некоторые примеры областей применения химических насосов.