前言

硫酸是世界上最常用的化學(xué)品。硫酸有時(shí)被稱為“化學(xué)品之王”，在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)。中國是最大的硫酸消費(fèi)國（其次是美國），加拿大是最大的出口國，每年生產(chǎn)約2.65億公噸（MT）。

據(jù)估計(jì)，在未來幾年內(nèi)，硫酸市場(chǎng)將超過3億MT，復(fù)合年增長率（CAGR）約3％。

這種增長在很大程度上是由農(nóng)業(yè)、化學(xué)、汽車制造、金屬加工和石油煉油的需求所推動(dòng)的。硫酸廣泛用于生產(chǎn)肥料、農(nóng)藥、金屬、洗滌劑、汽油、油漆、紙張、塑料和電池。硫酸是由硫生產(chǎn)出來的，該過程涉及五個(gè)步驟，需要多種泵送應(yīng)用。

燃燒

從天然礦床或者通過天然氣或者原油脫硫中獲得的硫在爐中加熱并熱分解。在此加熱過程中，硫（S）與空氣中的氧氣（O2）反應(yīng)形成二氧化硫（SO2）。熔融的硫呈液體形式，使用化學(xué)泵將其泵入爐中。

氣體凈化

離開熔爐的SO2必須不含雜質(zhì)（例如灰分或其它固體）。淬火塔冷卻燃燒氣體，酸性噴霧去除任何游離顆粒。從那里，靜電除塵器去除任何剩余的不溶性粉塵顆粒。去除雜質(zhì)后，SO2氣流在干燥塔中干燥以去除任何殘留的水份。在這個(gè)階段有多種泵送應(yīng)用，包括SO2洗滌泵和SO2干燥泵，它們必須能夠承受98%的濃硫酸。

轉(zhuǎn)化

接下來，SO2氣體被氧化，并通過帶有換熱器的多級(jí)催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為三氧化硫（SO3）。在該步驟中，含有SO2和SO3的氣流離開轉(zhuǎn)化器并被送至一級(jí)吸收塔，在那里從氣流中回收SO3。在此階段，壓縮機(jī)用于移動(dòng)氣流。

吸收

SO3從轉(zhuǎn)化器中回收，在那里被吸收到濃硫酸中。該反應(yīng)產(chǎn)生發(fā)煙硫酸（oleum），也稱為fumingsulfuricacid（H2S2O7），將其收集在儲(chǔ)罐中。剩余的SO3現(xiàn)已被吸收，是一種清潔氣體，可以被送往煙囪以便安全地?cái)U(kuò)散到大氣中。在此階段，使用多臺(tái)泵進(jìn)行一級(jí)吸收和最終吸收98%的硫酸。

稀釋

在最后一步中，將吸收步驟中產(chǎn)生的發(fā)煙硫酸泵送到儲(chǔ)罐中，在那里用水稀釋以產(chǎn)生不同濃度的硫酸（通常，商業(yè)應(yīng)用中使用的濃度為78%、93%或98%的硫酸）。然后，將每種濃度的硫酸分別泵送到不同的儲(chǔ)罐中。

硫酸裝置泵的選擇標(biāo)準(zhǔn)

硫酸是一種危險(xiǎn)且具有腐蝕性的化學(xué)品，被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）歸類為人類致癌物。吸入、攝入或皮膚接觸可導(dǎo)致腎和肺損傷，嚴(yán)重接觸可引起化學(xué)性肺炎或肺水腫。

硫酸之所以如此危險(xiǎn)，是因?yàn)樗c水發(fā)生放熱反應(yīng)。當(dāng)與水或濕氣接觸時(shí)，溶液反應(yīng)生成水合氫離子。這種反應(yīng)向環(huán)境釋放出大量的熱量，以至于濃硫酸可以自行燒焦紙張。

無密封泵的理想應(yīng)用

外部排放是與硫酸生產(chǎn)中使用的泵送設(shè)備有關(guān)的最大問題之一。超過85%的泵故障涉及機(jī)械密封故障或靜態(tài)密封泄漏。

在泵送硫酸時(shí)，應(yīng)不惜一切代價(jià)避免泄漏。避免泄漏的最佳方法之一是使用無密封泵。無密封泵的運(yùn)行方式與傳統(tǒng)離心泵非常相似，但它們采用無密封的靜態(tài)密封殼，形成完全密封的液體端或壓力邊界，而沒有填料壓蓋或密封。

磁力驅(qū)動(dòng)無密封泵是密封的，消除了任何泄漏或排放的可能性。

工人安全與環(huán)境保護(hù)

盡管無密封泵提供了安全無泄漏的環(huán)境，但一些化學(xué)流程需要額外的保護(hù)。許多無密封泵提供傳感器和儀表包，提醒操作員系統(tǒng)故障情況，如汽蝕、過熱、低流量、關(guān)死揚(yáng)程或無流量。對(duì)于最危險(xiǎn)的泵服務(wù)，無密封泵還應(yīng)具有二級(jí)防護(hù)選項(xiàng)，可以承受應(yīng)用所需的設(shè)計(jì)溫度和壓力，以便在系統(tǒng)故障后發(fā)生一級(jí)泄漏時(shí)提供額外的保護(hù)。

通過耐化學(xué)性實(shí)現(xiàn)可靠性

必須仔細(xì)考慮泵內(nèi)部的結(jié)構(gòu)材料。硫酸的苛刻性質(zhì)會(huì)對(duì)泵的內(nèi)部造成嚴(yán)重破壞。該流程中使用的許多化學(xué)催化劑增加了對(duì)泵材料的進(jìn)一步要求。硫酸生產(chǎn)中使用的泵應(yīng)提供具有廣泛的金屬和非金屬結(jié)構(gòu)材料，以確保適用于各種濃度，主要包括316SS、高鎳合金和乙烯-四氟乙烯（ETFE）襯里泵。

簡(jiǎn)化維護(hù)

硫酸生產(chǎn)的巨大規(guī)模表明，由于許多工廠都在全天候運(yùn)行，因此需要可靠的設(shè)備來最大限度地減少工廠停機(jī)時(shí)間。簡(jiǎn)化維護(hù)（和計(jì)劃預(yù)測(cè)性維護(hù)活動(dòng)）的能力有助于操作員提高工廠的正常運(yùn)行時(shí)間。無密封泵消除了對(duì)密封和密封支持系統(tǒng)的需求，并且它們具有更少的易損部件，從而最大限度地降低了維護(hù)成本并增加了平均維護(hù)間隔時(shí)間（MBTM）。

能源效率

硫酸生產(chǎn)是一個(gè)能源密集型過程。電力可占運(yùn)營成本的40%至50%。在許多情況下，管理這筆費(fèi)用的能力決定了工廠的盈利能力。生產(chǎn)硫酸的工廠需要具有高效水力零部件和低凈正吸入壓頭（NPSH）水力系統(tǒng)的泵。小的占地面積始終是首選，不僅可以節(jié)省車間空間，而且還可以方便進(jìn)行維護(hù)。

諸如具有高電阻的非金屬密封外殼等的特性，可以通過消除渦流和防止在運(yùn)行過程中的磁滯損失來提高無密封磁力驅(qū)動(dòng)泵的效率，而傳統(tǒng)的金屬外殼會(huì)出現(xiàn)這種情況。這種設(shè)計(jì)特點(diǎn)不僅降低了能源成本，而且消除了熱量的產(chǎn)生。

使用無密封泵生產(chǎn)硫酸的10個(gè)理由

在計(jì)劃新的泵安裝或?qū)ΜF(xiàn)有裝置的升級(jí)時(shí)，密封支持系統(tǒng)的財(cái)務(wù)影響是相當(dāng)大的。一旦安裝了這些系統(tǒng)，由于需要遵守當(dāng)?shù)?、區(qū)域或國家的環(huán)境要求，包括監(jiān)測(cè)這些系統(tǒng)的有效性，可能會(huì)產(chǎn)生更多的費(fèi)用。

由于無密封泵沒有密封及相關(guān)的密封支撐系統(tǒng)，增加了任何硫酸處理裝置增的增量效益。無密封磁力驅(qū)動(dòng)泵的十大優(yōu)點(diǎn)是：

1）沒有密封及密封支持系統(tǒng)

2）完全密封流體

3）產(chǎn)品零排放

4）流程液體零污染

5）降低安裝和啟動(dòng)成本

6）易于維護(hù)和操作

7）更長的平均故障間隔時(shí)間（MTBF）

8）無EPA監(jiān)測(cè)

9）提高了操作員的安全

10）保護(hù)環(huán)境

來源：遠(yuǎn)大設(shè)備人（微信公眾號(hào)）