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氯堿工業中,主要使用兩種泵來輸送或加壓氯氣和氫氣。離心式氯氣泵輸氣量大,效率高,但要求将氯氣幹燥至含水量小于50x10-6(質量分數),需增加氯氣幹燥設備的投資。例如,當氣體輸入小于1400m3/h時,效率低。目前國内已研制出高速多軸離心式氯氣泵,單機容量可輸送年産3~7萬噸燒堿的氯氣。在中國氯堿行業中,中小型氯堿廠的數量占大多數,液環氯泵的使用仍然相對較多。國内外高壓液氯生産過程中,對排氣壓力在14bar左右的氯氣進行加壓,采用雙吸氯泵。氯泵應與氣液分離器、硫酸冷卻器、循環泵、閥門、管道和儀表在一個共同的基礎上成套供應。
對于氯氣輸送或加壓,無論裝置規模大小,液環氯氣泵組、氯氣泵、液氣分離器、水冷器、閥門、管道、儀表等。通常裝配在一個共同的底座上,以便完全供應。從安全角度來看,液環泵也廣泛用于輸送或加壓乙炔和氯乙烯等危險氣體。
工況特點和選擇要求:
(1)氯氣是有毒氣體,易燃易爆。不允許洩露。對軸封的可靠性要求嚴格,應采用機械密封。
(2)氯泵采用濃硫酸作為工作流體,氯氣壓縮的熱量被濃硫酸吸收,需要濃硫酸的密閉循環。應設置氣液分離器、硫酸冷卻器、循環調節閥和液流觀察窗。對于強制循環型,增加硫酸循環泵。對于氯泵,為了避免液環泵結垢,通常采用飲用水作為工作流體,也采用閉式循環冷卻器的熱負荷。根據國外數據,可以作為90%的軸功率。
(3)氯泵采用廉價鑄鐵制造,在飽和氯的濃硫酸中耐腐蝕性有限。氣體分布表面腐蝕後,間隙增加,發生内部回流,降低容積效率。要求氯泵可以在不拆卸泵的情況下檢查和調整配氣面的間隙,以防止泵性能下降。國外氯泵大多采用奧氏體不鏽鋼。
結構特征:
在分析比較了國内外各種液環氯泵的技術性能和結構設計後,以我國獲得專利的YL型氯泵為例,說明了氯泵的結構特點(見圖3-28)。
(1)雙動式。泵體截面類似橢圓,葉輪與泵體為雙偏心,葉輪旋轉一周完成兩次吸排,葉輪上的徑向力可以自動平衡,對于高密度濃硫酸液環泵非常重要。
(2)懸臂式。與轉子雙支撐結構相比,便于設計一種閥隙可調的結構,軸封由二減一,軸封故障率減半。
(3)錐形氣體分布表面。對于圓柱形氣體分布面,葉輪氣體分布器間隙大時很難恢複。但是軸向進排氣的閥面間隙的調整隻能通過拆卸泵來實現。意大利GARO公司和國外氯氣泵均采用錐形配氣面,轉子可從外部移動,因此不需要拆卸泵就可以間接測量和調整配氣面間隙。
(4)減少間隙容積,減少氯氣洩漏,提高容積效率。在循環硫酸壓縮終點附近,合理确定輪毂比和葉輪與泵體的偏心距,以減少剩餘體積。為了消除大蓋錐孔與氣體分布器之間縫隙處的内漏,兩塊整體鑄造。
(5)用硫酸回流減壓代替背葉。大蓋和氣體分布器的氣體流道是根據等氣速原理設計的。
(6)機械密封采用外部聚四氟乙烯波紋管,輔以内部回流減壓措施,可延長軸封的使用壽命。
(7)進排氣嘴從大蓋上移到泵體上,維修時不用拆排氣管。