В подавляющем большинстве экономик мира химическая индустрия принадлежит к числу базовых отраслей, на предприятиях которой изготавливают десятки тысяч наименований продукции. Доля химической отрасли в промышленном производстве большинства развитых стран составляет «плюс-минус» десять процентов. Именно такова она, например, в США ─ крупнейшем производителе и втором в мире экспортере химической продукции. Учитывая, что вклад промышленного производства в ВВП (валовый внутренний продукт) США составляет 20%, доля «химпрома» в нем ─ 2%. Несмотря на сравнительную скромность относительных цифр, в абсолютных это очень много ─ свыше 350 млрд. долларов. Наряду с США крупнейшими игроками на рынке химической продукции являются Китай, Япония и Германия вместе, консолидирующие почти половину мирового производства химических продуктов.
Химия ─ важная отрасль российской индустрии. По данным Росстата количество предприятий химической промышленности в России превышает 14 тысяч. А их оборот в фактически действовавших ценах составлял в 2016 году 2767,7 млрд. рублей.
Значимое место в химическом производстве по-прежнему занимает получение основных продуктов неорганического синтеза. На предприятиях этого направления химических технологий наряду со щелочами и солями изготавливают неорганические кислоты ─ азотную, серную, соляную, фосфорную и другие.
Мировое производство азотной кислоты оценивается в 700-800 млн. т ежегодно; серной кислоты ─ в 150 млн. т (из них примерно 10 млн. т в России при 70-процентной загрузке производственных мощностей); выпуск фосфорной кислоты (в P2O5) превышает 40 млн. т в год, из которых 3 млн. т приходится на Россию.
Все более востребованным продуктом становятся органические кислоты, хотя их мировое производство не столь масштабно: уксусной кислоты ─ 10 млн. т, лимонной кислоты ─ 2 млн. т, щавелевой кислоты ─ 200 тыс. т.
Кислоты широко используют при изготовлении удобрений, синтетических волокон и тканей, кино- и фотоматериалов, клеев, пластмасс, взрывчатых веществ. Востребованы они и в «нехимических» отраслях. Так, соляную кислоту применяют в нефтедобыче для обработки скважин с целью повысить их продуктивность за счет улучшения сообщаемости с пластом. Уксусную кислоту помимо множества других приложений используют в производстве содержащих уксус овощных консервов, которых только в России ежегодно изготавливают полмиллиарда условных банок.
С участием разнообразных кислот (а, значит, и насосов для кислот) выполняется большое число производственно-технологических процессов в черной и цветной металлургии, машиностроении. Кислотные насосы используют для травления — удаление окалины и ржавчины при воздействии травильных (кислотных) растворов. Они являются распространенным оборудованием в системах водоочистки.
Дозировочные (или дозирующие насосы для кислоты, насосы-дозаторы кислоты), будучи обязательными участниками производства, как самих кислот, так и продуктов с их участием или содержанием обеспечивают стабильность технологических процессов и высокое качество выпускаемой продукции.
Химические насосы и …
В «ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения» о химических насосах ничего не сказано. Но словосочетание «химические насосы» широко употребляется применительно к насосам, перекачивающим агрессивные, химически активные среды, напоминая о своем существовании буквой «Х» в их маркировке. Насос для перекачки кислоты и щелочи (а в нашем случае еще и для дозирования) ─ это химический насос.
Часто встречаемым примером химических насосов служат бочковые насосы для кислот. Т. е. оснащенный приводом или ручной насос для кислот, перегружаемых из бочек, контейнеров, еврокубов и проч.
Кстати, применяемое в данном контексте существительное «перекачка» (насос для перекачки серной кислоты, насос для перекачки соляной кислоты) не принадлежит к числу выходящих за переделы литературного языка жаргонных или специальных слов. Оно встречается как в словарях общеупотребительной лексики, так и в нормативных документах. Не возбраняется применять его более благозвучный синоним «перекачивание», например, «насос для перекачивания кислоты».
…требования к ним
Кислоты бывают разными. Как было сказано выше ─ органическими и неорганическими. А еще ─ кислородосодержащими и бескислородными; одно-, двух-, трех- и многоосновными; сильными и слабыми; устойчивыми и неустойчивыми; растворимыми и нерастворимыми; летучими и нелетучими. Их растворы могут иметь различную концентрацию и температуру. Но почти всегда кислота ─ сложная рабочая среда, предъявляющая к насосу повышенные, а часто очень жесткие требования. И, прежде всего, к материалам, из которых изготовлена его проточная часть, непосредственно контактирующая с кислотой. Особые требования предъявляются к уплотнениям, если таковые имеются.
От материала требуются не только механическая прочность, но и коррозионная, а в ряде случаев еще и температурная устойчивость.
Для изготовления проточной части применяют легированные стали, содержащие хром, молибден, медь. Стойкость хромоникелевых сталей к действию кислот повышает добавление кремния. Серый чугун для кислотных насосов ─ материал малоподходящий, зато высококремнистый чугун к воздействию кислот более стоек. Также используют другие металлические (титановый сплав) и неметаллические (полипропилен, этиленпропиленовый каучук, политетрафторэтилен, поливинилиденфторид) материалы.
При работе с кислотами особого внимания требуют вопросы безопасности. Как создания безопасных санитарно-гигиенических условий труда для персонала, так и предупреждения вредного воздействия рабочей среды на среду окружающую. Нужно иметь в виду, что кислота, вырвавшаяся за пределы рабочей камеры насоса, может нанести вред не только воздуху и воде, но и самому насосу (например, его приводу или подшипникам) и расположенному рядом дорогостоящему технологическому оборудованию. С другой стороны, необходимо обеспечить чистоту и сохранить структуру самой рабочей среды - кислоты, защитив ее от влияния внешних факторов. Поэтому насосы для кислот и щелочей просто «обязаны» быть максимально герметичными.
От насоса для кислоты часто требуется умение справляться ─ это задача, прежде всего, его привода ─ с рабочими средами, обладающими высокой плотностью. У серной кислоты она выше, чем у воды в 1,8 раз, у азотной ─ в полтора.
Если устойчивым к воздействию агрессивных веществ должен быть любой насос химический для перекачивания кислот, то от дозировочных насосов требуется еще и высокая точность подачи. В т. ч. при дозировании совсем небольших количеств реагента и при воздействии таких неблагоприятных факторов как, например, нестабильное давление. Обычно она составляет ±1% или ±0,5%. При дозировании пропорционально сигналу датчика pH точность измерения показателя рН составляет несколько знаков после запятой.
Конструкции дозировочных насосов для перекачивания кислот
Дозировочные насосы для перекачивания кислот имеют различную конструкцию ─ мембранные, перистальтические, плунжерные.
В мембранных дозировочных насосах перекачивание рабочей среды (всасывание и вытеснение) происходит за счет колебаний мембраны, разделяющей поршень и рабочую среду. Колебания инициируются электромеханическим, пневматическим, гидравлическим или электромагнитным (соленоидные насосы) приводом.
Достоинство дозирующих мембранных насосов для кислоты ─ обусловленная особенностями конструкции высокая надежность. При работе с кислотами это особенно важно, поэтому такие насосы широко применяют в самых разных областях технологий. Например, на станциях дозирования серной кислоты, установленных на очистных сооружениях, дозировочными мембранными насосами перекачивается концентрированная серная кислота. Серная кислота особенно требовательна к герметичности насоса, поскольку ее смешивание с водой сопровождается образованием большого количества газа и повышением температуры, что может привести к поломкам оборудования.
В химической промышленности применяют мембранные насосы для соляной кислоты.
Возможность варьировать материалом мембраны позволяет изготовить насос, наилучшим образом подходящий для перекачивания конкретной кислоты с индивидуальными для данного технического процесса параметрами.
Широкое распространение получили отличающиеся высокой точностью дозировочные плунжерные насосы для кислоты. Часто выбор в их пользу делается, когда требуется насос, обладающий высокой производительностью.
Выигрышными качествами перистальтических насосов являются умение работать с вязкими жидкостями и равномерность подачи.
В перистальтических насосах с рабочей средой контактирует только эластичная трубка или шланг, следствием чего является его абсолютная (в пределах погрешности измерений) герметичность. Даже работа с очень агрессивной, быстро приводящей к износу трубки (шланга) средой мало влияет на длительность срока эксплуатации насоса в целом. Замена трубки производится в течение короткого времени с минимальными трудозатратами. А это означает еще и универсальность перистальтических насосов. В зависимости от свойств рабочей среды можно подобрать наилучшим образом отвечающий ее особенностям материал эластичного элемента. А при переходе на рабочую среду с другими свойствами ─ заменить на новый, обладающий лучшей химической совместимостью уже с этой перекачиваемой жидкостью.
Дозировочные перистальтические насосы для кислоты «ЗДТ «Ареопаг» оснащаются рукавами из различных материалов. Так, используя шланги из комбинации изопренового и бутадиенового каучуков (СКИ+СКД) можно перекачивать слабые растворы кислот и щелочей концентрацией до 35% и температурой от минус 10OC до плюс 80OC. Тогда как применение шлангов, изготовленных из СКЭПТ (синтетический тройной этилен-пропиленовый каучук), позволяет перекачивать концентрированные кислоты с температурой до плюс 50OC (особенно агрессивную азотную кислоту ─ с температурой до плюс 25OC).
Дозировочные насосы для кислоты ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг»
Дозировочные химические насосы (кислотные, щелочные, для растворителей) в силу предъявляемых к ним повышенных требований являются технологически сложной продукцией. Еще совсем недавно основные потребности российских предприятий в них удовлетворялись за счет импорта. Сегодня появилась возможность приобрести российский дозировочный насос для кислоты, причем купить насос для кислоты, цена которого будет ниже, а надежность и эксплуатационные параметры ничуть не хуже, чем у зарубежных аналогов. И уже очень многие сделали свой выбор в пользу российских насосов, изготовленных в ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» ─ ведущем производителем этого класса оборудования в РФ. Продукция предприятия известна далеко за пределами России ─ с 1992 года часть насосов идет на экспорт, а завод является членом Европейской ассоциации Europump.
В ассортименте ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» представлены дозировочные насосы для азотной кислоты, включая концентрированную, насосы для других кислот (серной, пропионовой), а также щелочей и иных агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий.
Свойственные компании стремление к инновациям и первостепенное внимание к качеству не могут не отражаться в позитивную сторону на эффективности производимой продукции, в т. ч. такой сложной и ответственной как насосы для кислот. А индивидуальный подход к каждому заказчику, готовность к разным формам сотрудничества, обязательность и неукоснительное соблюдение всех договоренностей, современный качественный сервис делают «ЗДТ «Ареопаг» наилучшим партнером для тех, кому такие насосы нужны.