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      隔膜壓力表如何驗證工廠硫酸應用的安全性和可靠性

      返回列表發布日期:2019-07-19 09:01:29    |    


            生產的硫酸比全球任何其他制造的化學品都多,使其成為最重要的工業化學品之一。生產的硫酸超過50%用于肥料生產。硫酸還用于制造許多化學品,例如鹽酸,硝酸,硫酸鹽,合成洗滌劑,染料和顏料,炸藥和藥物。它用于石油精煉,加工金屬和起動車輛發動機中常見的鉛酸電池。
            硫酸的生產是通過液/氣接觸過程完成的。燃燒硫以產生二氧化硫(SO 2),其通過在氧化釩催化劑存在下使用氧氣然后被氧化成三氧化硫(SO 3)。首先將三氧化硫(SO 3)溶解在濃硫酸中以產生發煙硫酸(發煙硫酸),然后可以安全地與水反應以產生硫酸,其速率大于產生發煙硫酸所需的量。
            硫酸的生產是一個連續的過程。它使用隔膜壓力表將工藝酸壓力表送到噴淋塔,當液體流過吸收塔和干燥塔的組合時,使液體與氣體接觸。
            由于工廠安全性和經過驗證的可靠性,隔膜壓力表是行業標準。壓力表中的任何酸泄漏都包含在油箱中。壓力表中沒有機械密封失效和/或需要更換。市場上常見的技術解決方案是垂直安裝的端吸壓力表。立柱支撐蝸殼,并包含軸,該軸驅動蝸殼中的葉輪。單獨的排放管從蝸殼的排放延伸到罐的頂部。
            還可以使用替代技術解決方案。隔膜壓力表經過特殊構造和配置,可連續工作,全天候壓力表送 - 這是硫酸生產的一項要求。
            在隔膜壓力表的情況下,流動從壓力表吸入通過葉輪并且在離開水平之前直接上升到排放法蘭。存在非接觸式迷宮式密封,其中軸穿過壓力表頂部的彎頭。經過迷宮式密封的任何泄漏都會安全地返回油箱。
      配置高可靠性
            垂直渦輪機配置提供了若干特征,這些特征可有助于壓力表送硫酸的高可靠性。濃度為80%的濃硫酸的比重(SG)為1.73,濃度為98%時為1.84 SG。從機械角度講,垂直渦輪機在葉輪之后具有擴散器蝸殼,這導致沒有徑向載荷。葉輪磨損環和平衡孔控制推力載荷。這是一種非??煽壳医涍^充分驗證的機械解決方案,可延長硫酸應用中的平均維護時間(MTBM)。
            相反,具有切向排放的端部抽吸壓力表在蝸殼中具有低壓區域和高壓區域,導致葉輪處的徑向載荷。在殼體中具有兩個切割水的雙蝸殼可以用于稍微平衡徑向載荷,但是仍然存在徑向載荷分量,其隨著壓力表的液壓部件在正常操作期間磨損而增加。這種磨損導致更高的徑向載荷,振動和降低的MTBM。
            關于安裝,隔膜壓力表提供緊湊的配置,用于安裝在酸罐頂部。它配有一個圓形安裝板,可以用螺栓固定在水箱頂部。該安裝支持帶有電機和排放管道的機械驅動組件。
            硫酸和SO 3的產生是放熱的并產生大量的熱量。硫酸壓力表送應用通常在230°F(110°C)至480°F(250°C)的高溫下運行,這可以在熱回收系統中找到。沿著單個垂直渦輪機柱行進的熱酸流允許在組件內均勻地控制熱生長。避免了雙柱,其中一個柱部分地填充有空氣,另一個柱完全填充有具有不同熱膨脹的液態酸。在溫度最高的情況下,在軸上增加一個氣體密封,以便在機械組件中裝有蒸汽和風扇進行冷卻(見圖2)。
      氣液界面
            除了垂直渦輪機設計固有的機械效益之外,還存在第二個重要的好處。與傳統的隔膜壓力表相比,渦輪機設計上的氣液界面點受到限制。氣液界面點隨著油底殼液位的變化而變化,是立式硫酸壓力表腐蝕磨損增加的一個區域。
            為什么會這樣?硫酸特性如密度,粘度,蒸氣壓和所產生的腐蝕特性隨濃度和溫度的變化而變化很大。例如,可以使用鑄鐵材料壓力表送高濃度,99%的硫酸,然而,將濃度降低至95%以下的硫酸可能需要特殊的合金。即使在最高酸濃度下,在氣液界面區域也會發現壓力表組件的腐蝕速率更高。
            因此,硫酸廠維護人員通常監測硫酸壓力表柱上的金屬厚度。如果未正確監控并且組件未提前更換,則可能發生災難性故障。對于壓力表的可靠性,在選擇硫酸壓力表材料時,考慮溫度的操作條件和硫酸的濃度至關重要。
      結論
            總之,對于硫酸應用,隔膜壓力表提供許多益處,可導致MTBM增加。采用單柱排放的緊湊設計可處理組件中的熱膨脹。消除徑向載荷和受控推力載荷提供了一種機械解決方案,隨著流速增加到更高水平變得更加重要,這是新硫酸工廠的行業趨勢。減少的氣液界面點對于減少壓力表的腐蝕區域是至關重要的。最后,在需要時,它是一個易于組裝的維護。

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