Una guia completa per seleccionar bombes químiques: des del cabal fins a consideracions sobre els efectes de la corrosió.

Les bombes tenen un paper crucial en la producció química, afectant diverses etapes, com ara l'alimentació, el reflux, la circulació inferior i la recirculació. Per garantir una producció sense problemes, és essencial seleccionar el tipus de bomba adequat en funció de les necessitats específiques. L'elecció de la bomba adequada no només afecta l'eficiència del procés, sinó que també influeix significativament en la seguretat i l'economia globals de la producció.

 

 

Principis de selecció de bombes químiques

1. Assegureu-vos que el tipus de bomba i el rendiment seleccionats compleixin els paràmetres del procés com ara el cabal, la capçalera, la pressió, la temperatura, el cabal de cavitació i la succió.
2. La bomba ha de complir els requisits de les característiques del medi.

• Per a les bombes que transporten mitjans inflamables, explosius, tòxics o valuosos, el segell de l'eix ha de ser fiable i sense fuites-, com ara les bombes d'accionament magnètic, les bombes de diafragma i les bombes de motor enllaunats.
• Per a les bombes que transporten mitjans corrosius, els components de convecció han d'estar fets de materials resistents a la corrosió-com ara les bombes d'acer inoxidable AFB resistents a la corrosió- i les bombes d'accionament magnètic de plàstic d'enginyeria CQF.
• Per a les bombes que contenen partícules sòlides, els components de convecció han d'estar fets de materials-resistents al desgast; si cal, el segell de l'eix s'ha de rentar amb un líquid de neteja.

3. Alta fiabilitat mecànica, baix soroll i baixa vibració.

4. Les consideracions econòmiques s'han de basar en la minimització del cost total de l'equip, l'operació, el manteniment i la gestió.

5. Selecció de bombes químiques en situacions habituals:

• Les bombes centrífugues es caracteritzen per l'alta velocitat, la mida petita, el pes lleuger, l'alta eficiència, el gran cabal, l'estructura senzilla, el lliurament lliure de pulsacions{0}}, el rendiment estable, el funcionament fàcil i el manteniment còmode.
• Quan es requereixi dosificació, s'ha de seleccionar una bomba dosificadora.
• Quan es requereix una capçalera alta però el cabal és molt petit i no hi ha disponible una bomba centrífuga de-caudal-de baix i alt-cab, es pot utilitzar una bomba alterna; si els requisits de cavitació no són alts, també es pot seleccionar una bomba de vòrtex.
• Quan la capçalera és molt baixa i el cabal és molt gran, es poden seleccionar bombes de flux axial i bombes de flux mixt.
• Quan la viscositat mitjana és alta (més de 650 ~ 1000 mm²/s), considereu seleccionar una bomba de rotor o una bomba alterna (bomba d'engranatges, bomba de cargol).
• Quan el contingut mitjà de gas és del 75%, el cabal és baix i la viscositat és inferior a 37,4 mm²/s, es pot seleccionar una bomba de vòrtex.
• Per a situacions en què els engegaments freqüents o el bombeig és incòmode, es poden utilitzar bombes amb capacitats d'auto{0}}cebament, com ara bombes centrífugues auto-cebades, bombes de vòrtex auto-i bombes especials pneumàtiques (elèctriques).

 

Caudal i capçalera de les bombes químiques

1. El cabal és un dels paràmetres de rendiment clau per a la selecció de la bomba, que afecta directament la producció global i la capacitat de transport de l'equip. Per exemple, els instituts de disseny poden calcular el cabal normal de la bomba, el cabal mínim i el cabal màxim durant la fase de disseny. Quan es selecciona una bomba, el cabal normal es basa normalment en el cabal màxim. Si el cabal màxim no està disponible, es pot considerar 1,1 vegades el cabal normal.
2. La capçalera necessària del sistema és un altre paràmetre de rendiment de la bomba important. El cap es selecciona normalment augmentant-lo entre un 5% i un 10%.
3. Les propietats del líquid, inclòs el nom, les propietats físiques, les propietats químiques i altres propietats relacionades amb el cap del sistema, el càlcul del marge de cavitació efectiu, el tipus de bomba adequat, la selecció de materials de la bomba i el tipus de segell de l'eix escollit.
4. Les condicions de disposició de la canonada del sistema d'equip fan referència a dades com ara l'alçada d'entrada de líquid, la direcció d'entrada de líquid, el costat d'aspiració, el nivell mínim de líquid i el nivell màxim de líquid, així com les especificacions de la canonada i la seva longitud, material, especificacions de connexió i quantitat, per tal de realitzar càlculs per al procés de muntatge i verificar el NPSH (NP-Sistema de seguretat hidràulica).
5. Determineu les condicions de funcionament, com ara la temperatura de funcionament del líquid, la pressió de vapor saturat, la pressió del costat d'aspiració (pressió absoluta), la pressió del contenidor del costat de descàrrega, l'altitud, la temperatura ambient, el mode de funcionament (intermitent o continu), la ubicació de la bomba (fixa o mòbil), etc. Tots aquests són factors importants per a la selecció.

 

Disseny de canonades de bombes químiques

• Trieu el diàmetre de tub adequat. Un diàmetre de canonada més gran provoca una velocitat de flux més baixa i menys pèrdua de resistència, però també un preu més alt; un diàmetre de canonada més petit provoca una major pèrdua de resistència i requereix un capçal de bomba més elevat. L'augment de potència comporta un augment dels costos i despeses d'explotació. Per tant, és necessària una consideració integral tant des del punt de vista tècnic com econòmic.
• La canonada de descàrrega i les seves juntes han d'estar dissenyades per suportar la pressió màxima.
• Les canonades s'han de disposar utilitzant canonades rectes sempre que sigui possible, minimitzant els accessoris de canonada i escurçant la longitud de la canonada tant com sigui possible. En fer corbes, el radi de flexió ha de ser de 3 a 5 vegades el diàmetre de la canonada i l'angle ha de ser superior a 90 graus.
• El costat de descàrrega de la bomba ha d'estar equipat amb una vàlvula (vàlvula de bola o vàlvula de comporta, etc.) i una vàlvula de retenció. Aquesta vàlvula s'utilitza per regular el punt de funcionament de la bomba. La vàlvula de retenció impedeix que la bomba s'inverteixi a causa del reflux i evita el cop d'ariet (que genera una contrapressió important i pot danyar la bomba).

 

Opcions de segellat de bombes químiques

• Foques

Per als segells estàtics, normalment només hi ha dos tipus de juntes i segells, sent les juntes O-les més utilitzades.

Per als segells dinàmics, les bombes químiques rarament utilitzen segells d'embalatge, principalment emprant segells mecànics. Els segells mecànics es classifiquen en un-extrem i dos-extrems, equilibrats i desequilibrats. Els segells equilibrats són adequats per a mitjans d'-alta pressió (normalment es refereixen a pressions superiors a 1,0 MPa). Els segells mecànics de doble-extrem s'utilitzen principalment per a mitjans volàtils d'alta-temperatura, de fàcil cristal·lització, viscosos, que contenen-partícules i tòxics. Els segells mecànics de doble extrem requereixen la injecció d'un diafragma a la cavitat de segellat, amb una pressió generalment 0,07 ~ 0,1 MPa superior a la pressió mitjana.

• Materials de segellat

El material per als segells estàtics de les bombes químiques és generalment de cautxú fluorat; en casos especials, es pot utilitzar politetrafluoroetilè (PTFE). La selecció del material per als anells estacionaris i dinàmics del segell mecànic és més crítica. Els aliatges durs no estan fets necessàriament del mateix material; són cars i les diferències de duresa no són raonables. Per tant, el millor és diferenciar-los en funció de les característiques del mitjà.

 

Selecció de mitjans especials per a bombes químiques

• Àcid sulfúric

La corrosivitat de l'àcid sulfúric varia molt depenent de la seva concentració i temperatura. Per a l'àcid sulfúric concentrat (per sobre del 80%) i per sota dels 80 graus, l'acer al carboni i el ferro colat ofereixen una bona resistència a la corrosió, però no són adequats per a un flux d'-alta velocitat.

Materials inadequats per a bombes i vàlvules:

Acers inoxidables comuns, com ara 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti)

Les bombes i les vàlvules per transportar l'àcid sulfúric solen estar fetes de ferro colat d'alt-silici (difícil de colar i mecanitzar) i d'acer inoxidable d'alt-aliatge (aliatge 20). Els fluoroplàstics ofereixen una bona resistència a l'àcid sulfúric; utilitzar bombes revestides de fluoropolímer-(F46) és una opció més econòmica.

• Àcid clorhídric

La majoria dels materials metàl·lics no són resistents a la corrosió de l'àcid clorhídric (inclosos diversos acers inoxidables). El molibdè-conté un alt-fer de silici només es pot utilitzar a 50 graus i en condicions d'àcid clorhídric al 30%.

A diferència dels materials metàl·lics, la majoria dels materials no-metàl·lics tenen una bona resistència a la corrosió de l'àcid clorhídric; per tant, les bombes de goma i les bombes de plàstic (com ara polipropilè, fluoroplàstics, etc.) són les millors opcions per transportar àcid clorhídric.

• Àcid nítric

En circumstàncies normals, la majoria dels metalls es corroeixen i es descomponen ràpidament en àcid nítric. L'acer inoxidable és el material resistent-à l'àcid nítric més utilitzat, que presenta una bona resistència a la corrosió a l'àcid nítric de diverses concentracions a temperatura ambient. Val la pena assenyalar que els acers inoxidables que contenen-molibdè (com el 316 i el 316L) tenen una resistència inferior a la corrosió de l'àcid nítric en comparació amb els acers inoxidables ordinaris (com el 304 i el 321), i de vegades encara pitjor. Per a ambients d'àcid nítric d'alta-temperatura, normalment s'utilitzen titani i aliatges de titani.

• Àcid acètic

L'àcid acètic és un dels àcids orgànics més corrosius. Els acers ordinaris es corroeixen severament en solucions d'àcid acètic de diverses concentracions i temperatures. L'acer inoxidable és un excel·lent material resistent-à l'àcid acètic. L'acer inoxidable 316 que conté molibdè-també es pot utilitzar en ambients d'alta-temperatura i vapor d'àcid acètic diluït. Per a aplicacions dures, com ara àcid acètic d'alta-temperatura, alta-concentració o altres mitjans corrosius, es poden utilitzar bombes d'acer inoxidable d'alt-aliatge o fluoroplàstics.

• Àlcali (hidròxid de sodi)

L'acer inoxidable normal no ofereix un avantatge significatiu en la resistència als àlcalis en comparació amb el ferro colat. L'acer inoxidable no es recomana quan es permet la presència de petites quantitats de ferro al medi.

Per a líquids alcalins d'alta-temperatura, s'utilitzen habitualment titani i aliatges de titani o acer inoxidable d'alt-aliatge. Les nostres bombes de ferro colat d'ús general-es poden utilitzar en solucions alcalines de baixa-concentració a temperatura ambient. Per a requisits especials, es poden utilitzar diverses bombes d'acer inoxidable o fluoroplàstics.

• Amoníac (hidròxid d'amoni)

La majoria de metalls i no{0}}metalls són lleugerament corrosius en amoníac líquid i amoníac (hidròxid d'amoni), excepte en el coure i els aliatges de coure.

• Salmorra (aigua de mar)

L'acer normal no és fortament corrosiu en solucions de clorur sòdic, aigua de mar o salmorra, i generalment requereix protecció de pintura. Diversos acers inoxidables també tenen taxes de corrosió uniformes molt baixes, però es pot produir corrosió localitzada a causa de l'acció dels ions clorur; L'acer inoxidable 316 normalment funciona millor.

• Alcohols, cetones, èsters, èters

Els mitjans alcohòlics comuns inclouen metanol, etanol, etilenglicol, propanol, etc.; Els mitjans cetònics inclouen acetona, metil etil cetona, etc.; Els mitjans èster inclouen diversos èsters metílics, èsters etílics, etc.; Els medis d'èter inclouen èter dimetil, èter dietílic, èter butílic, etc. Aquests medis generalment no són-corrosius i els materials utilitzats habitualment són adequats. La selecció específica s'ha de basar en les propietats del medi i els requisits rellevants.

 

Val la pena assenyalar que les cetones, els èsters i els èters són solubles en una varietat de cautxús, evitant així errors en la selecció de materials de segellat.

 

Efecte de la viscositat i la temperatura

La viscositat del medi té un impacte significatiu en el rendiment de la bomba. A mesura que augmenta la viscositat, la corba de la capçalera de la bomba disminueix, i el cabal i el cabal en condicions de funcionament òptimes també disminueixen, mentre que la potència augmenta, reduint així l'eficiència. En general, els paràmetres de rendiment d'una bomba quan bombeja aigua són els seus indicadors de rendiment. Quan es bombeja medis viscosos, és necessària la conversió (els factors de correcció per a diferents viscositats es poden trobar a les taules de conversió corresponents). Per bombejar pasta, pastes i líquids viscosos d'alta-viscositat, es recomanen bombes de cargol.

 

Per a mitjans amb temperatures inferiors a 120 graus, normalment no es proporciona un sistema de refrigeració especial; el propi mitjà serveix com a lubricant i refrigerant.

Per a medis amb temperatures superiors a 120 graus però inferiors a 300 graus, s'ha de proporcionar una cambra de refrigeració a la coberta de la bomba. La cambra de segellat també s'ha de connectar al refrigerant (utilitzant un segell mecànic doble). Quan el refrigerant no pot penetrar al medi, el medi s'ha de treure per refredar i connectar-lo al refrigerant (això es pot aconseguir mitjançant un intercanviador de calor senzill).

 

Per a medis d'alta-temperatura amb temperatures superiors a 300 graus, no només el capçal de la bomba necessita refrigeració, sinó que la cavitat del coixinet de suspensió també ha d'estar equipada amb un sistema de refrigeració. Les bombes generalment tenen suport central. Es prefereixen els segells mecànics de tipus manxa metàl·lica, però són més cars (més de 10 vegades el preu dels segells mecànics normals).