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工程应用

气动隔膜泵应用于冰醋酸缓蚀剂生产

一、当前冰醋酸缓蚀剂生产装置现状
1 改造前冰醋酸生产工艺流程(图1)首先打开水环泵的进水阀和出水阀,控制工作液流量(包括运转中循环回来的水)为1. 0m3 /h左右。然后打开水环真空泵的进气阀、排气阀和真空缓冲罐的进气阀、排气阀。启动水环真空泵,将系统(反应釜、缓冲罐)抽成负压,开启反应釜真空系统,确保其真空度(要求< - 0. 06MPa) 。将抽料管插入原料桶中, 开启釜底阀, 操作人员开始手动进料(200L桶装) ,抽料完毕开动搅拌,物料反应完毕后,从反应釜底部出料进入药剂周转罐。(每釜生产约1. 5m3 ) 。

图1

从生产流程可以看出,目前油田化学生产中心抽料的动力为液环真空泵,见图2。其主要工作原理是:
     在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图2中顺时针旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度) 。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。
1. 2 改造前生产装置存在的缺点
从以上反应流程和真空泵工作原理可以看出,原有装置存在着以下缺点:
(1)反应釜体积较小(1. 6m3 ) ,每釜只能生产少量药剂(约1. 5m3 ) ,由于本装置介于两层楼之间,此项工作需要2人同时进行开阀和抽料,耗费了大量人力和工作时间。
(2)系统抽真空时,部分醋酸气体挥发后被直接抽到缓冲罐和水箱内,特别是每桶抽到底部时,瞬间会有大量液体醋酸进入真空管线,水箱内酸性工作液进入泵体势必会对管线和真空设备造成严重腐蚀,真空泵配件维修频次大大增加,最短时间1个月需更换1次备件,大大增加了维修成本,同时由于真空泵系统还需要为其它产品生产提供相应工作条件,在很大程度上影响了其它产品的正常生产。
(3)随着工作时间的增长,工作液温度会不断地升高,这时需给汽分离器加入一定量的冷水(自
来水) ,以降低工作液的温度,保证泵能达到系统所要求的技术要求和性能指标。但是当工作负荷变化较大时,如果工作液温度过高,很容易气化造成产生气蚀,真空泵性能指标会出现不同程度下降,不能保证其它产品正常生产。
(4)原有装置空间有限,操作人员行动不便,存在安全隐患。
2 改造后的冰醋酸缓蚀剂生产装置
2.1 改造后冰醋酸生产工艺流程鉴于液环式真空泵在化工生产过程中存在着一定缺陷,为解决上述问题,减少对其它产品生产的影响。同时考虑到生产负荷不断增加,原有装置已不能满足生产需求。本着不断挖潜,废旧利新的原则,我们将原有厂区扩建后停用的原料储罐( 20m3 )处理后重新投入使用,同时停止使用液环真空泵。根据化工厂所生产药剂性能和现场工作条件,首选用气动隔膜泵来代替液环真空泵,主要从以下几方面来考虑:
气动隔膜泵是一种新型输送机械,是目前国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源,对于各种腐蚀性液体,带颗粒的液体,高黏度、易挥发、易燃、剧毒的液体,均能予以抽光吸尽,减少由于化学物质残留导致的环境污染。气动泵是一种双室隔膜、正向位移泵。当每个
     冲程完毕后,泵把两个液体腔其中一个内的液体排出。接触液体的零部件是可动的:两片隔膜相互以一根轴连接,有两个进口阀球和出口阀球。隔膜将压缩空气供给与液体间隔开。压缩空气代替轴推动隔膜,均匀作用于隔膜上的负载压力代替了轴产生的机械应力,因此延长了隔膜的寿命。阀球在阀座上的开和闭起了单向导流作用。它是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵,其工作原理近似于柱塞泵。因此隔膜泵具有以下特点:
     QBY系列气动隔膜泵是目前国内最新颖的一种采用压缩空气为动力源,通过气阀往复运动分配空气,带动隔膜挤压输送介质的容积式泵,该泵集杂质泵、自吸泵、泥浆泵、屏蔽泵、潜水泵等输送机械的优点该系列泵具有结构美观,良好的物理抗性,经久耐用等特点,对于各种腐蚀性液体、带颗粒、高粘度、易挥发、易燃、易爆、剧毒的液体、陶瓷釉浆、果浆、胶水、油轮仓底油回收、临时倒罐等液体均能予以抽光吸尽,尤其可以解决叶片式泵的跑、冒、滴、漏及不允许空转等问题,该系列产品可利用普通干净的工业气或仪表气,在0.1公斤的低压下启动,在正常输送状况下节约用气量30%以上,是新一代的节能性泵种,具有良好的市场前景。其性能参数与德国的WLLDENPUMPS、美国的MARIOWPUMPS相近。

     QBY系列气动隔膜泵目前成规模生产的有铸铁,铝合金,不锈钢,工程塑料,流体衬氟,流体衬胶六个品种,用户可根据输送介质特性进行选择.

     1.泵吸花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱、苹果酱、巧克力等。 
     2.泵吸油漆、树胶、颜料。 
     3.粘合剂和胶水、全部种类可用泵吸取。 
     4.各种瓦、瓷、砖器及陶器釉浆。 
     5.油井钻好后,用泵吸沉积物及灌浆。 
     6.泵吸各种乳剂和填料。 
     7.泵吸各种污水。 
     8.用泵为油轮,驳船清仓吸取仓内污水。 
     9.啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖蜜。 
   10.泵吸矿井、坑道、隧道、选矿、矿渣中的积水。泵吸水泥灌浆及灰浆。 
   11.各种橡胶浆。 
   12.各种磨料、腐蚀剂、石油及泥浆、清洗油垢及一般容器。 
   13.各种剧毒、易燃、易挥发液体。 
   14.各种强酸、强碱、强腐蚀液体。 
   15.各种高温液体最高可耐150℃。 
   16.作为各种固液体分离设备的前级送压装置

QBK第三代气动隔膜泵产品概述

     QBK气动隔膜泵是我公司开发的第三代气动隔膜泵,具有使用寿命长,不会停顿等优点,它既能抽送流动的液体,又能输送一些不易流动的介质,具有自吸泵、潜水泵、屏蔽泵、泥浆泵和杂质泵等输送机械的许多优点。
QBK第三代气动隔膜泵产品优点
1、不需灌引水.吸程高达5m.扬程达70m.出口压力≥6bar。
2、流动宽敞,通过性能好.允许通过最大颗粒直径达10mm。抽送泥浆、杂质时,对泵磨损甚微;
3、扬程、流量可通过气阀开度实现无级调节(气压调节在1—7bar之间):
4、该泵无旋转部件,没有轴封,隔膜片将抽送的介质与泵的运动部件、工件介质完全隔开,所输送的介质不会向外泄漏。所以抽送有毒、易发挥或腐蚀性介质时,不会造成环境污染和危害人身安全;
5、不必用电.在易燃、易爆场所使用安全可靠;
6、可以浸没在介质中工作:
7、使用方便、工作可靠、开停只需简单地打开和关闭气体阀门.即使由于意外情况而长时间无介质运行或突然停机泵也不会因此而损坏.一旦超负荷,泵会自地动停机,具有自我保护性能,当负荷恢复正常后,又能自动启动运行;
8、结构简单、易损件少,该泵结构简单,安装、维修方便,泵输送的介质不会接触到配气阀,联杆等运动部件,不象其他类型的泵因转子、活塞、齿轮、叶片等部件的磨损而使性能逐步下降:
9、可输送较粘的液体(粘度在1万厘泊以下):
10、本泵无须用油润滑,即使空转.对泵也无任何影响,这是该泵最大特点.
气动隔膜泵使用优点主要体现在:
(1)泵不会过热:压缩空气作动力,在排气时是一个膨胀吸热的过程,气动泵工作时温度是降低的,无有害气体排出。
(2)不会产生电火花:气动隔膜泵不用电力作动力,接地后又防止了静电火花。
(3)可以通过含颗粒液体:因为容积式工作且进口为球阀,所以不容易被堵。
(4) 对物料的剪切力极低:工作时怎么吸进就怎么吐出,所以对物料的搅动最小,适用于不稳定物质的输送。
(5)流量可调节,可以在物料出口处理加装节流阀来调节流量。
(6)具有自吸的功能。
(7)可以输送的流体极为广泛,从低黏度的到高黏度的,从腐蚀性的到黏稠的。
(8)没有复杂的控制系统,没有电缆、保险丝等。
(9)体积小、重量轻,便于移动。
(10)无需润滑,维修简便,不会由于滴漏污染工作环境。
(11)泵始终能保持高效,不会因为磨损而降低。
(12)百分之百的能量利用,当关闭出口,泵自动停机,不存在设备移动、磨损、过载、发热。
(13)没有动密封,维修简便避免了泄露,工作时无死点。
综合以上优点,新的冰醋酸缓蚀剂生产装置中增加了气动隔膜泵,并对原有原料储罐系统管线进行相应改造,改造后冰醋酸生产工艺流程如图3所示。

图3

图3 改造后冰醋酸生产工艺流程
冰醋酸缓蚀剂生产流程主要分为卸料流程、循环流程(均匀搅拌流程)和出料流程三部分,三个流程操作时的具体阀门状态见表1。
表1 冰醋酸缓蚀剂生产流程阀门状态
阀门状态
阀 1
阀 2
阀 3
阀 4
阀 5
阀 6
卸料流程
循环流程
出料流程
3.2 改造后的优势
改造后的装置使原有停用储罐得到有效利用。同时,改造后的生产装置存在着以下优点:
(1)操作简单,减少人为手动抽料,降低操作危险。
(2)冰醋酸缓蚀剂生产能力由原来的3100 t提高到目前1万t。
(3)减少工作量, 1人即可进行操作,提高了工作效率,缓解了人员紧张状况。
(4)减少真空泵损坏程度,降低维修成本,使得配件由原来每月更换1次,到现在使用接近一年时间仍保持稳定运行。
(5)原有反应釜继续可以进行其它型号药剂生产,大大缓解了生产设备紧张现状。
(6)保证原有真空系统稳定性,进而保证了其它产品的正常生产。冰醋酸生产装置改造项目已经完成接近一年,达到了预期的效果,有效地降低了操作人员的工作量,提高了生产能力和工作效率,消除了安全隐患,为化工生产部门提供了良好的技术支持。
 

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