化学泵：腐蚀性和危险环境中的保护过程完整性

化学泵 代表工业流体处理中的基石技术，专门设计用于管理侵略性，有毒，易燃或高纯化学化学物质的转移，循环，剂量和加工。与标准泵不同，它们的设计具有重要的重视 物质兼容性 ，，，， 密封完整性 ，，，， 安全 ， 和 可靠性 为了防止泄漏，污染，设备故障以及环境或人员危害。这些泵在药品，石化，水处理，半导体制造和农业等行业之间都是必不可少的。

核心设计原则和挑战
化学泵必须克服独特的挑战：

1. 腐蚀/侵蚀性： 液体（酸，碱，溶剂，浆液）迅速降解不兼容的材料。

2. 密封完整性： 防止危险或挥发性化学物质的泄漏是不可谈判的。

3. 物质纯度： 避免污染在食品，药物和电子产品中至关重要。

4. 温度和压力： 处理极端（高温到高温，真空到高压）。

5. 磨损： 管理浆或微粒而不会损失性能。

6. 安全合规： 符合严格的法规（API，ASME，ISO，FDA，ATEX）。

化学泵的关键类型
选择取决于流体特性，流量，压力，温度和安全要求：

1. 离心泵：

   • 原则： 动能通过叶轮旋转。

   • 最适合： 低粘度流体，高流速，中等压力。

   • 子类型：

     • 无密封磁驱动泵： 使用磁铁消除轴密封；有毒/挥发性液的理想选择。

     • 无密封的罐装电机泵： 运动转子/罐装过程流体；零泄漏。

     • 密封（机械密封）泵： 需要精心选择的密封件（双重，串联，气势屏障）才能进行危险流体。

2. 正位移（PD）泵：

   • 原则： 陷阱和置换固定流体体积。

   • 最适合： 高粘度流体，精确的剂量，高压，剪切敏感的流体。

   • 子类型：

     • 隔膜泵（AODD/ EODD）： 空气或摩托车；无密封设计；处理浆液，剪切敏感的液体。

     • 蠕动泵： 流体接触仅管道；非常适合无菌/磨料流体；易于维护。

     • 齿轮泵（内部/外部）： 适合粘性液体/润滑剂；对于高度腐蚀性流体而言，不太常见。

     • 叶泵： 轻柔的处理； CIP/SIP能够在食品/制药中常见。

     • 渐进腔泵： 处理粘性液体，浆液和固体含量。

关键的材料选择
泵湿零件（套管，叶轮，轴，密封件）必须抵抗化学攻击：

• 金属：

  • 316L不锈钢：一般腐蚀性。

  • Hastelloy（C-276，B2，C-22）：对酸（HCl，H2SO4），氯化物，斑点的优势耐药性。

  • 双链/超级双工不锈钢：高强度，氯化物耐药性。

  • 钛：非常适合氯化物，氧化剂，海水。

  • 合金20（木匠20）：抗硫酸。

• 非金属：

  • PTFE（Teflon）：近乎世界化学惰性；用于衬里，隔膜，密封。

  • PFA/ FEP/ ETFE：用于衬里，组件的荧光聚合物。

  • PP（聚丙烯）：适度温度下的许多酸/碱的成本效益。

  • PVDF（Kynar）：高纯度，良好的化学/温度抗性。

  • 陶瓷（氧化铝，锆）：密封，轴承的极端磨损/腐蚀性。

• 弹性体（密封，膜片）：

  • EPDM，FKM（VITON），FFKM（Kalrez，Chemraz），PTFE封装。选择对于化学/温度兼容至关重要。

密封系统：安全核心

• 机械密封：

  • 单密封： 适用于适当冲洗的非危害流体。

  • 双/串联密封： 密封之间的屏障/缓冲流体包含泄漏； API计划52/53。

  • 气势屏障密封： 将惰性气（N2）用作障碍；零排放。

• 无密封技术：

  • 磁驱动泵： 封闭外壳将湿端与磁铁驱动器分开；没有动态密封。

  • 罐头电动泵： 转子/定子罐头；电机冷却剂是工艺流体。

主要应用

• 化学处理： 转移酸（硫酸，盐酸，硝酸盐），碱（苛性苏打），溶剂，单体。

• 药物和生物技术： CIP/SIP工艺，无菌转移，缓冲溶液，高纯水水。

• 石化和炼油： 原油分数，催化剂，添加剂，酸水。

• 水和废水处理： 剂量凝结剂，用于pH控制的酸/碱，氯，次氯酸盐。

• 半导体制造： 超纯水（UPW），侵略性蚀刻剂（HF，酸），浆液（CMP）。

• 农业： 肥料转移，农药/除草剂给药。

• 纸浆和纸： 化学回收（黑酒），漂白化学品。

选择和操作考虑因素

1. 流体特性： 化学，浓度，温度，粘度，磨料（固体含量），蒸气压。

2. 职责点： 所需的流速（GPM/M³/H）和头压（ft/m）。

3. 安全与环境： 流体毒性，易燃性，波动性；监管要求（爆炸风险的ATEX）。

4. 材料兼容性： 全面的腐蚀图是必不可少的；考虑启动/关闭条件。

5. 密封要求： 泄漏公差决定密封类型（单，双，无密封）。

6. 可靠性和维护： MTBF（失败之间的平均时间），易于服务，备件可用性。

7. 效率和生命周期成本： 能源消耗与资本成本。

8. 代码和标准： API 610（离心），API 685（无密封离心），ASME B73.1/B73.2（ANSI工艺泵），ISO 5199，FDA，Ehedg。

新兴趋势

• 高级材料： 开发更多的腐蚀/耐磨合金（例如增强的Hastelloys）和工程塑料。

• 智能泵： IIT传感器的集成用于预测性维护（振动，温度，密封条件监测）。

• 改进的无密封设计： 较高的效率磁驱动器，高级封闭壳。

• 增材制造： 3D打印复杂的叶轮/外来合金中的壳体。

• 可持续性重点： 节能设计，减少的逃避排放，使用寿命更长。

化学泵是高度专业化的工程解决方案，对于对世界上最具挑战性的液体的安全，高效且可靠的处理至关重要。他们的设计围绕着强大的材料科学，创新的密封技术以及遵守严格的安全标准。选择正确的泵类型和材料不仅是一项操作决策，而且是关键的安全性和环境命令。随着化学过程变得越来越复杂，法规越来越苛刻，材料，密封和智能技术的连续创新确保化学泵仍然处于保护工业过程，人员和地球的最前沿。