Una guía completa para seleccionar bombas para productos químicos: desde el caudal hasta consideraciones sobre los efectos de la corrosión.

Las bombas desempeñan un papel crucial en la producción de productos químicos y afectan múltiples etapas, incluidas la alimentación, el reflujo, la circulación del fondo y la recirculación. Para garantizar una producción fluida, es esencial seleccionar el tipo de bomba adecuado en función de las necesidades específicas. La elección de la bomba adecuada no sólo afecta la eficiencia del proceso, sino que también influye significativamente en la seguridad y la economía general de la producción.

 

 

Principios de selección de bombas químicas.

1. Asegúrese de que el tipo de bomba seleccionado y su rendimiento cumplan con los parámetros del proceso, como caudal, altura, presión, temperatura, caudal de cavitación y succión.
2. La bomba debe cumplir los requisitos de las características del medio.

• Para las bombas que transportan medios inflamables, explosivos, tóxicos o valiosos, el sello del eje debe ser confiable y estar libre de fugas-, como en las bombas de accionamiento magnético, bombas de diafragma y bombas de motor encapsulado.
• Para las bombas que transportan medios corrosivos, los componentes de convección deben estar hechos de materiales-resistentes a la corrosión, como las bombas resistentes a la corrosión-de acero inoxidable AFB y las bombas de accionamiento magnético de plástico de ingeniería CQF.
• Para bombas que contienen partículas sólidas, los componentes de convección deben estar hechos de materiales-resistentes al desgaste; si es necesario, se debe lavar el sello del eje con un líquido de limpieza.

3. Alta confiabilidad mecánica, bajo nivel de ruido y baja vibración.

4. Las consideraciones económicas deben basarse en minimizar el costo total del equipo, operación, mantenimiento y gestión.

5. Selección de bombas químicas en situaciones comunes:

• Las bombas centrífugas se caracterizan por su alta velocidad, tamaño pequeño, peso ligero, alta eficiencia, gran caudal, estructura simple, entrega sin pulsaciones-, rendimiento estable, fácil operación y mantenimiento conveniente.
• Cuando se requiere dosificación, se debe seleccionar una bomba dosificadora.
• Cuando se requiere una altura alta pero el caudal es muy pequeño y no se dispone de una bomba centrífuga adecuada de bajo-flujo-y alta-altura, se puede utilizar una bomba alternativa; Si los requisitos de cavitación no son elevados, también se puede seleccionar una bomba de vórtice.
• Cuando la altura es muy baja y el caudal es muy grande, se pueden seleccionar bombas de flujo axial y bombas de flujo mixto.
• Cuando la viscosidad del medio es alta (superior a 650~1000 mm²/s), considere seleccionar una bomba de rotor o una bomba alternativa (bomba de engranajes, bomba de tornillo).
• Cuando el contenido de gas medio es del 75 %, el caudal es bajo y la viscosidad es inferior a 37,4 mm²/s, se puede seleccionar una bomba de vórtice.
• Para situaciones en las que los arranques frecuentes o el bombeo son inconvenientes, se pueden utilizar bombas con capacidades de autocebado, como bombas centrífugas autocebantes, bombas de vórtice autocebantes y bombas especiales neumáticas (eléctricas).

 

Caudal y altura de bombas químicas.

1. El caudal es uno de los parámetros de rendimiento clave para la selección de bombas, y afecta directamente la producción general y la capacidad de transporte del equipo. Por ejemplo, los institutos de diseño pueden calcular el caudal normal, el caudal mínimo y el caudal máximo de la bomba durante la fase de diseño. Al seleccionar una bomba, el caudal normal generalmente se basa en el caudal máximo. Si el caudal máximo no está disponible, se puede tomar como 1,1 veces el caudal normal.
2. La altura requerida del sistema es otro parámetro importante del rendimiento de la bomba. La cabeza normalmente se selecciona incrementándola entre un 5% y un 10%.
3. Las propiedades del líquido, incluido el nombre, las propiedades físicas, las propiedades químicas y otras propiedades relacionadas con la altura del sistema, el cálculo del margen de cavitación efectivo, el tipo de bomba apropiado, la selección de materiales de la bomba y el tipo de sello de eje elegido.
4. Las condiciones de disposición de tuberías del sistema de equipos se refieren a datos como altura de entrada de líquido, dirección de entrada de líquido, lado de succión, nivel mínimo de líquido y nivel máximo de líquido, así como las especificaciones de las tuberías y su longitud, material, especificaciones de accesorios y cantidad, con el fin de realizar cálculos para el proceso de montaje y verificar el NPSH (NP-Sistema de Seguridad Hidráulica).
5. Determine las condiciones de operación, como la temperatura de operación del líquido, la presión de vapor saturado, la presión del lado de succión (presión absoluta), la presión del contenedor del lado de descarga, la altitud, la temperatura ambiente, el modo de operación (intermitente o continuo), la ubicación de la bomba (fija o móvil), etc. Todos estos son factores importantes para la selección.

 

Disposición de tuberías de bombas químicas.

• Elija el diámetro de tubería apropiado. Un diámetro de tubería mayor da como resultado una menor velocidad de flujo y una menor pérdida de resistencia, pero también un precio más alto; un diámetro de tubería más pequeño da como resultado una mayor pérdida de resistencia y requiere una altura de bomba más alta. El aumento de potencia conduce a mayores costos y gastos operativos. Por lo tanto, es necesaria una consideración integral desde la perspectiva tanto técnica como económica.
• La tubería de descarga y sus juntas deben diseñarse para soportar la presión máxima.
• Las tuberías deben disponerse utilizando tubos rectos siempre que sea posible, minimizando los accesorios de tubería y acortando la longitud de la tubería tanto como sea posible. Al hacer curvas, el radio de curvatura debe ser de 3 a 5 veces el diámetro de la tubería y el ángulo debe ser superior a 90 grados.
• El lado de descarga de la bomba debe estar equipado con una válvula (válvula de bola o válvula de compuerta, etc.) y una válvula de retención. Esta válvula se utiliza para regular el punto de funcionamiento de la bomba. La válvula de retención evita que la bomba retroceda debido al reflujo y evita el golpe de ariete (que genera una contrapresión importante y puede dañar la bomba).

 

Opciones de sellado de bombas químicas

• Sellos

Para los sellos estáticos, normalmente solo hay dos tipos de juntas y sellos, siendo las juntas tóricas las más utilizadas.

Para los sellos dinámicos, las bombas químicas rara vez utilizan sellos de empaque, principalmente emplean sellos mecánicos. Los sellos mecánicos se clasifican en de un-extremos y de dos-extremos, equilibrados y desequilibrados. Los sellos equilibrados son adecuados para medios de alta-presión (normalmente se refieren a presiones superiores a 1,0 MPa). Los sellos mecánicos de doble-extremos se utilizan principalmente para medios volátiles tóxicos, viscosos, de alta-temperatura, que contienen partículas-y de fácil cristalización. Los sellos mecánicos de doble-requieren la inyección de un diafragma en la cavidad de sellado, con una presión generalmente entre 0,07 y 0,1 MPa mayor que la presión media.

• Materiales de sellado

El material para los sellos estáticos en las bombas químicas es generalmente caucho fluorado; en casos especiales se puede utilizar politetrafluoroetileno (PTFE). La selección del material para los anillos estacionarios y dinámicos del sello mecánico es más crítica. Las aleaciones duras no están necesariamente hechas del mismo material; son caros y las diferencias de dureza no son razonables. Por tanto, lo mejor es diferenciarlos en función de las características del medio.

 

Selección de medios especiales para bombas químicas

• Ácido sulfúrico

La corrosividad del ácido sulfúrico varía mucho según su concentración y temperatura. Para ácido sulfúrico concentrado (por encima del 80 %) y por debajo de 80 grados, el acero al carbono y el hierro fundido ofrecen una buena resistencia a la corrosión, pero no son adecuados para flujos de alta-velocidad.

Materiales inadecuados para bombas y válvulas:

Aceros inoxidables comunes, como 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti)

Las bombas y válvulas para transportar ácido sulfúrico suelen estar hechas de hierro fundido con alto contenido de silicio ({0}}(difícil de fundir y mecanizar) y acero inoxidable de alta-aleación (aleación 20). Los fluoroplásticos ofrecen buena resistencia al ácido sulfúrico; el uso de bombas revestidas de fluoropolímero-(F46) es una opción más económica.

• Ácido clorhídrico

La mayoría de los materiales metálicos no son resistentes a la corrosión del ácido clorhídrico (incluidos varios aceros inoxidables). El molibdeno-que contiene hierro con alto contenido de-silicio solo se puede utilizar a 50 grados y en condiciones de ácido clorhídrico al 30 %.

A diferencia de los materiales metálicos, la mayoría de los-materiales no metálicos tienen buena resistencia a la corrosión del ácido clorhídrico; por lo tanto, las bombas de caucho y las bombas de plástico (como polipropileno, fluoroplásticos, etc.) son las mejores opciones para transportar ácido clorhídrico.

• Ácido nítrico

En circunstancias normales, la mayoría de los metales se corroen y se descomponen rápidamente en ácido nítrico. El acero inoxidable es el material resistente al ácido nítrico-más utilizado y presenta una buena resistencia a la corrosión del ácido nítrico en diversas concentraciones a temperatura ambiente. Vale la pena señalar que los aceros inoxidables que contienen molibdeno- (como 316 y 316L) tienen una resistencia inferior a la corrosión por ácido nítrico en comparación con los aceros inoxidables ordinarios (como 304 y 321) y, a veces, incluso peor. Para entornos de ácido nítrico de alta-temperatura, normalmente se utilizan titanio y aleaciones de titanio.

• Ácido acético

El ácido acético es uno de los ácidos orgánicos más corrosivos. Los aceros comunes se corroen severamente en soluciones de ácido acético de diversas concentraciones y temperaturas. El acero inoxidable es un excelente material resistente al ácido acético-. El acero inoxidable 316 que contiene molibdeno- también se puede utilizar en entornos de alta-temperatura y vapor de ácido acético diluido. Para aplicaciones exigentes como altas-temperaturas, altas-concentraciones de ácido acético u otros medios corrosivos, se pueden usar bombas de acero inoxidable de alta-aleación o fluoroplásticas.

• Álcali (hidróxido de sodio)

El acero inoxidable común no ofrece una ventaja significativa en resistencia a los álcalis en comparación con el hierro fundido. No se recomienda el uso de acero inoxidable cuando se permite la presencia de pequeñas cantidades de hierro en el medio.

Para líquidos alcalinos de alta-temperatura, normalmente se utiliza titanio y aleaciones de titanio o acero inoxidable de alta-aleación. Nuestras bombas-de hierro fundido de uso general se pueden utilizar en soluciones alcalinas de baja-concentración a temperatura ambiente. Para requisitos especiales, se pueden utilizar varias bombas de acero inoxidable o fluoroplástico.

• Amoníaco (hidróxido de amonio)

La mayoría de los metales y no-metales son ligeramente corrosivos en amoníaco líquido y amoníaco (hidróxido de amonio), excepto el cobre y las aleaciones de cobre.

• Salmuera (agua de mar)

El acero común no es fuertemente corrosivo en soluciones de cloruro de sodio, agua de mar o salmuera y, por lo general, requiere protección con pintura. Varios aceros inoxidables también tienen tasas de corrosión uniforme muy bajas, pero puede ocurrir corrosión localizada debido a la acción de los iones cloruro; El acero inoxidable 316 suele tener un mejor rendimiento.

• Alcoholes, cetonas, ésteres, éteres

Los medios alcohólicos comunes incluyen metanol, etanol, etilenglicol, propanol, etc.; los medios cetónicos incluyen acetona, metiletilcetona, etc.; los medios éster incluyen diversos ésteres metílicos, ésteres etílicos, etc.; Los medios de éter incluyen éter dimetílico, éter dietílico, éter butílico, etc. Estos medios generalmente no son corrosivos y los materiales comúnmente utilizados son adecuados. La selección específica debe basarse en las propiedades del medio y los requisitos relevantes.

 

Vale la pena señalar que las cetonas, ésteres y éteres son solubles en una variedad de cauchos, evitando así errores en la selección de materiales de sellado.

 

Efecto de la viscosidad y la temperatura.

La viscosidad del medio tiene un impacto significativo en el rendimiento de la bomba. A medida que aumenta la viscosidad, la curva de altura de la bomba disminuye, y la altura y el caudal en condiciones óptimas de funcionamiento también disminuyen, mientras que la potencia aumenta, lo que reduce la eficiencia. Generalmente, los parámetros de rendimiento de una bomba al bombear agua son sus indicadores de rendimiento. Al bombear medios viscosos se requiere una conversión (los factores de corrección para diferentes viscosidades se pueden encontrar en las tablas de conversión correspondientes). Para bombear pulpas, pastas y líquidos viscosos de alta-viscosidad, se recomiendan bombas de tornillo.

 

Para medios con temperaturas inferiores a 120 grados, generalmente no se proporciona un sistema de enfriamiento especial; el propio medio sirve como lubricante y refrigerante.

Para medios con temperaturas superiores a 120 grados pero inferiores a 300 grados, se debe proporcionar una cámara de enfriamiento en la cubierta de la bomba. La cámara de sellado también debe estar conectada al refrigerante (mediante un sello mecánico doble). Cuando el refrigerante no puede penetrar el medio, se debe extraer el medio para enfriarlo y conectarlo al refrigerante (esto se puede lograr mediante un simple intercambiador de calor).

 

Para medios de alta-temperatura con temperaturas superiores a 300 grados, no solo el cabezal de la bomba necesita enfriamiento, sino que la cavidad del cojinete de suspensión también debe estar equipada con un sistema de enfriamiento. Las bombas suelen tener un soporte central. Se prefieren los sellos mecánicos de tipo fuelle metálico, pero son más caros (más de 10 veces el precio de los sellos mecánicos comunes).