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隔膜压力表如何验证工厂硫酸应用的安全性和可靠性

返回列表发布日期:2019-07-19 09:01:29    |    


      生产的硫酸比全球任何其他制造的化学品都多,使其成为最重要的工业化学品之一。生产的硫酸超过50%用于肥料生产。硫酸还用于制造许多化学品,例如盐酸,硝酸,硫酸盐,合成洗涤剂,染料和颜料,炸药和药物。它用于石油精炼,加工金属和起动车辆发动机中常见的铅酸电池。
      硫酸的生产是通过液/气接触过程完成的。燃烧硫以产生二氧化硫(SO 2),其通过在氧化钒催化剂存在下使用氧气然后被氧化成三氧化硫(SO 3)。首先将三氧化硫(SO 3)溶解在浓硫酸中以产生发烟硫酸(发烟硫酸),然后可以安全地与水反应以产生硫酸,其速率大于产生发烟硫酸所需的量。
      硫酸的生产是一个连续的过程。它使用隔膜压力表将工艺酸压力表送到喷淋塔,当液体流过吸收塔和干燥塔的组合时,使液体与气体接触。
      由于工厂安全性和经过验证的可靠性,隔膜压力表是行业标准。压力表中的任何酸泄漏都包含在油箱中。压力表中没有机械密封失效和/或需要更换。市场上常见的技术解决方案是垂直安装的端吸压力表。立柱支撑蜗壳,并包含轴,该轴驱动蜗壳中的叶轮。单独的排放管从蜗壳的排放延伸到罐的顶部。
      还可以使用替代技术解决方案。隔膜压力表经过特殊构造和配置,可连续工作,全天候压力表送 - 这是硫酸生产的一项要求。
      在隔膜压力表的情况下,流动从压力表吸入通过叶轮并且在离开水平之前直接上升到排放法兰。存在非接触式迷宫式密封,其中轴穿过压力表顶部的弯头。经过迷宫式密封的任何泄漏都会安全地返回油箱。
配置高可靠性
      垂直涡轮机配置提供了若干特征,这些特征可有助于压力表送硫酸的高可靠性。浓度为80%的浓硫酸的比重(SG)为1.73,浓度为98%时为1.84 SG。从机械角度讲,垂直涡轮机在叶轮之后具有扩散器蜗壳,这导致没有径向载荷。叶轮磨损环和平衡孔控制推力载荷。这是一种非??煽壳揖浞盅橹さ幕到饩龇桨?,可延长硫酸应用中的平均维护时间(MTBM)。
      相反,具有切向排放的端部抽吸压力表在蜗壳中具有低压区域和高压区域,导致叶轮处的径向载荷。在壳体中具有两个切割水的双蜗壳可以用于稍微平衡径向载荷,但是仍然存在径向载荷分量,其随着压力表的液压部件在正常操作期间磨损而增加。这种磨损导致更高的径向载荷,振动和降低的MTBM。
      关于安装,隔膜压力表提供紧凑的配置,用于安装在酸罐顶部。它配有一个圆形安装板,可以用螺栓固定在水箱顶部。该安装支持带有电机和排放管道的机械驱动组件。
      硫酸和SO 3的产生是放热的并产生大量的热量。硫酸压力表送应用通常在230°F(110°C)至480°F(250°C)的高温下运行,这可以在热回收系统中找到。沿着单个垂直涡轮机柱行进的热酸流允许在组件内均匀地控制热生长。避免了双柱,其中一个柱部分地填充有空气,另一个柱完全填充有具有不同热膨胀的液态酸。在温度最高的情况下,在轴上增加一个气体密封,以便在机械组件中装有蒸汽和风扇进行冷却(见图2)。
气液界面
      除了垂直涡轮机设计固有的机械效益之外,还存在第二个重要的好处。与传统的隔膜压力表相比,涡轮机设计上的气液界面点受到限制。气液界面点随着油底壳液位的变化而变化,是立式硫酸压力表腐蚀磨损增加的一个区域。
      为什么会这样?硫酸特性如密度,粘度,蒸气压和所产生的腐蚀特性随浓度和温度的变化而变化很大。例如,可以使用铸铁材料压力表送高浓度,99%的硫酸,然而,将浓度降低至95%以下的硫酸可能需要特殊的合金。即使在最高酸浓度下,在气液界面区域也会发现压力表组件的腐蚀速率更高。
      因此,硫酸厂维护人员通常监测硫酸压力表柱上的金属厚度。如果未正确监控并且组件未提前更换,则可能发生灾难性故障。对于压力表的可靠性,在选择硫酸压力表材料时,考虑温度的操作条件和硫酸的浓度至关重要。
结论
      总之,对于硫酸应用,隔膜压力表提供许多益处,可导致MTBM增加。采用单柱排放的紧凑设计可处理组件中的热膨胀。消除径向载荷和受控推力载荷提供了一种机械解决方案,随着流速增加到更高水平变得更加重要,这是新硫酸工厂的行业趋势。减少的气液界面点对于减少压力表的腐蚀区域是至关重要的。最后,在需要时,它是一个易于组装的维护。

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