Жидкостные насосы условно можно разделить на два типа, это насоса для воды и насосы для химических сред. Если химический насос, зачастую, можно использовать для перекачивания воды, то водяные насосы, в большинстве случаем не предназначены для перекачивания различного рода химии. Подбор химического насоса делается всегда на основании характеристик перекачиваемой жидкости и поставленной перед ним задачи. Насос, а точнее его составляющие, должны быть химически и термически устойчивы к перекачиваемой жидкости. Кроме этого материал деталей насоса, должен позволять использовать его при определенных температурах окружающей среды. Привод насоса должен обладать необходимой мощностью, чтобы создавать заданные производительность и напор. Конструкция насоса должна быть выполнена таких образом, чтобы он мог забрать и подать жидкость без потери своих рабочих характеристик. Необходимо также учитывать взрывоопасность перекачиваемой среды и окружающего пространства или помещения. Данные требования в подборе справедливы как для перекачивающих насосов, так и для насосов-дозаторов.
Вероятно самой часто встречающейся химической средой, наряду с щёлочью, является кислота. Видов, наименований и концентраций кислот огромное множество. В данной статье рассмотрим на что необходимо обратить внимание при выборе насосов для перекачивания или дозирования кислот.
Виды насосов для кислот
Для перекачивания кислот в больших объёмах чаще других видов насосов используют центробежные и мембранно-пневматические насосы. Под центробежными в данном случае могут пониматься как горизонтальные насосы с торцевым уплотнением или магнитной муфтой, так и вертикальные полупогружные насосы. Для мобильного растаривания бочек, канистр и еврокубов с кислотой, удобным решением являются бочковые насосы. Возможно использование импеллерного насоса с гибкой крыльчаткой, но в меньшей степени, так как данный насос выполнен из материалов, которые устойчивы только для небольшого числа кислот. Проточная часть насоса выполнена из нержавеющей стали, а импеллер из Neoprene или EPDM, что значительно ограничивает возможность использования его для кислот. Мембранно-пневматические насосы и дозаторы также как и имепеллерные, являются насосами объёмного типа, но они в большей мере подходят для работы с кислотой. Перекачиваемая или дозируемая кислота в этих насосах всасывается и подается в результате изменения объемов рабочих камер во время работы насосов. При увеличении концентрации кислот, их плотность также увеличивается и зачастую очень значительно. Иногда это ограничивает применение электрических центробежных насосов и накладывает необходимость использовать в их конструкции более мощные электродвигатели. К примеру значение плотности однопроцентной серной кислоты составляет 1г/см3, в то время как при концентрации 98% её плотность составляет 1,84г/см3 , что почти в 2 раза больше. И в данном случае необходимо использовать насосы с большей мощностью привода. Мембранно-пневматические насосы, в этом отношении, конструктивно не столь чувствительны к высокой плотности продукта и поэтому часто используются для работы с плотными концентрированными кислотами. Кроме этого мембраны и другие детали проточной части изготавливают из фторопластов PTFE и PVDF, что допускает использование данных насосов даже для концентрированных кислот при высоких температурах.
Конечно, применение того или иного вида насоса для перекачивания кислоты зависит от задачи, которая стоит перед потребителем. Если нужно перекачать кислоту из одной емкости в другую с нижнего слива, то удобней применить центробежные насосы с торцевым уплотнением или магнитной муфтой, а также мембранно-пневматические насосы. Если перекачивание производится из химической ванны или приямка, то используют полупогружные центробежные или самовсасывающие насосы. Для растаривания кислоты из бочки или еврокуба - бочковые центробежные. Для циркуляции и промывки кислотой бойлеров и котлов, например на ТЭЦ после отопительного сезона, применяют центробежные насосы с торцевым уплотнением или мембранно-пневматические насосы. Если нужно точная подача кислоты в емкость или трубопровод используют насосы-дозаторы.
Особенности перекачивания кислоты
Все упомянутые насосы имеют различную конструкцию и различный принцип действия, что отличает их в процессе работы. Например каждый из насосов, во время работы, по разному воздействует на жидкость. Импеллерные насосы способны бережно перекачивать кислоту без её послойного перемешивания (ламинарный поток), чего нельзя сказать о центробежных насосах создающих на выходе турбулентный поток. Поток создаваемый мембранно-пневматическими насосами турбулентный, пульсирующий.
Не маловажным фактором для выбора перекачивающего насоса для кислоты, является наличие в ней включений. К примеру центробежные насосы с магнитной муфтой используют для перекачивания только чистых кислот, в то время как остальные виды перекачивающих насосов допускают определенное количество и размерность включений.
Мембранно-пневматические и импеллерные насосы, а также насосы-дозаторы, являются самовсасывающими, то есть могут устанавливаться выше уровня перекачиваемой жидкости. Высота всасывания мембранно-пневматических насосов до 5 метров, импеллерных до 6 метров, насосы-дозаторы способны забирать кислоту с высоты. Кроме этих насосов самовсасыванием обладают некоторые модификации центробежных насосов. Высота самовсасывания в данном случае зависит от значения плотности, которая, как мы помним, связана с классом и концентрацией кислоты. Например насос способен всасывать воду с высоты 6 метров. Если тот же насос использовать для плавиковой кислоты концентрацией 50% , то максимальная высота всасывания составит уже 5 метров; для 37%-ной соляной кислоты - 4 метра; для плотной серной кислоты 98% - 3,5 метра.
Специфика перекачивания кислот связана с тем, что потребитель имеет дело с химически активными, едкими, опасными веществами и в случае несоблюдения правил безопасности это может привести к серьёзным проблемам здоровья людей и причинить ущерб имуществу. В понятие безопасности, в данном случае, неизбежно входит правильно подобранное насосное оборудование для той или иной кислоты и неукоснительное соблюдение руководства по его эксплуатации.
К примеру, при перекачивании азотной кислоты, необходимо учитывать ее токсичность. Летучие окислы азота могут серьёзно навредить здоровью человека и поэтому помимо средств индивидуальной защиты, рекомендуется использовать герметичные химические насосы. Например центробежные насосы с магнитной муфтой или бочковые насосы с герметичным бочковым адаптером. В случае забора едкой кислоты с верхней части удобней использовать насосы, которые способны всасывать жидкость на сухую. К примеру насосы погружного типа: бочковые для емкостей и полупогружные для больших резервуаров. Центробежные самовсасывающие насосы в данном случае не очень удобны, ввиду того, что перед их запуском необходимо вручную заполнить проточную часть перекачиваемой кислотой, которая токсична и опасна. Мембранно-пневматические насосы являются самовсасывающими и их перед работой искусственно заливать не нужно, но есть риск разрыва мембраны во время работы насоса, что приведёт к утечке жидкости в область пневмораспределительного механизма и далее в окружающую среду. В этом смысле наибольший риск представляют мембранные насосы со сдвоенной мембраной, так они имеют сквозное центральное отверстие.
Помимо токсичности кислоты необходимо обращать внимание на сколько кислота пожаро-взрывоопасна. Например для перекачивания некоторых кислот необходимо использовать насосы во взрывозащищённом исполнении. К таким кислотам относятся высококонцентрированные карбоновые кислоты (муравьиная кислота, пропионовая кислота, уксусная кислота) и синильная кислота.
Перекачивание разных типов кислот одним насосом
Бывают случаи, когда на предприятии в технологическом процессе используется несколько различных кислот. При чем они могут быть различных классов, концентраций и температур. Иногда, для уменьшения производственных затрат желательно иметь один "универсальный" насос, который мог бы перекачивать целый перечень кислот, которые различаются своими химическими свойствами. В данном случае, помимо характеристик насоса, необходимо тщательно подобрать материал его изготовления по таблицам химической совместимости. Детали насоса должны быть выполнены из таких материалов, которые будут устойчивы к данным кислотам их концентрациям и температурам. Необходимо также учесть, что после перекачивания одной кислоты насос необходимо надлежащим образом промыть. Это необходимо делать по нескольким причинам: первое - чтобы в насосе во время простоя не происходило химических реакций окисления, кристаллизаций и т.д., второе - чтобы это не повлияло на качество продукта при последующем перекачивании. Третьей причиной является тот факт, что кислота может вступить в реакцию с последующей жидкостью, что может повлиять на работу насоса. Промывать насос от кислот необходимо слабыми щелочными растворами (1% по весу каустической соды). Для создания растворов необходимо использовать только чистую воду без хлоридов. Необходимо соблюдать температурный режим моющих растворов, который был соответствовал материалам насоса.
На что также обратить внимание
Выбирая насос для перекачивания или дозирования кислоты необходимо учитывать ее агрессивность, которая, по большому счету, определяется её классом, концентрацией и температурой. Плотность кислот также накладывает определённые ограничения на использование того или иного насоса: даже если детали контактирующие с кислотой полностью устойчивы, но двигатель насоса не обладает необходимой мощностью, ввиду высокой плотности среды, насос не сможет справиться с задачей по забору и подаче жидкости совсем, либо он будет перекачивать кислоту, но с гораздо меньшей производительностью и напором. В насосах-дозаторах линия всасывания и подачи также должна быть химически устойчива к кислоте. К примеру, электромагнитные насосы-дозаторы, как правило, поставляются в комплекте со всасывающими и подающими трубками из ПВХ и полиэтилена. Если агрессивность кислоты такова, что трубки из данных материалов выйдут из строя, лучше заранее их заменить на фторопластовые из ПВДФ. В случае перекачивания едких, токсичных или взрывоопасных кислот необходимо использовать насосы, которые бы исключили ущерб здоровью людей и имуществу.
В ассортименте Химтеха вы найдёте насосы для перекачивания большинства видов кислот, а наши специалисты всегда готовы проконсультировать вас по самым сложным вопросам и задачам.
