硫酸製造用ポンプの選択基準

硫酸は世界で最も一般的に使用されている化学物質です。 「化学の王様」とも呼ばれる硫酸は、世界中で製造されています。 中国が最大の消費国（次いで米国）、カナダが最大の輸出国である。 毎年、約 2 億 6,500 万トン (MT) が生産されます。

硫酸市場は今後数年間で 3 億トンを超えると推定されており、これは約 3% の年間複利成長率 (CAGR) に相当します。

この成長は主に、農業、化学および自動車製造、金属加工、石油精製の需要によって促進されています。 硫酸は、肥料、殺虫剤、金属、洗剤、ガソリン、塗料、紙、プラスチック、電池の製造に広く使用されています。 硫酸は、多くの用途を必要とする 5 つのステップを含むプロセスを通じて硫黄から生成されます。

天然鉱床から、または天然ガスや原油の脱硫によって得られる硫黄は、炉内で加熱され、熱分解されます。 この加熱プロセス中に、硫黄 (S) が空気中の酸素 (O2) と反応して二酸化硫黄 (SO2) が形成されます。 溶融硫黄は液体の状態であり、ケミカルサービスポンプを使用して炉にポンプで送り込まれます。

炉から出る SO2 には不純物 (灰やその他の固体など) が含まれていてはなりません。 急冷塔が燃焼ガスを冷却し、酸スプレーミストが浮遊粒子を除去します。 そこから、電気集塵機が残っている不溶性の粉塵粒子を除去します。 不純物が除去されると、SO2 ガス流は乾燥塔で乾燥され、残っている水分がすべて除去されます。 この段階では、濃 (98%) 硫酸に耐えることができる SO2 洗浄ポンプ、SO2 スクラバー ポンプ、SO2 乾燥ポンプなど、複数のポンプ アプリケーションがあります。

次に、SO2 ガスは酸化され、熱交換器を備えた多段触媒コンバーターを介して三酸化硫黄 (SO3) に変換されます。 このステップ中に、SO2 と SO3 を含むガス流がコンバーターを出て一次吸収塔に送られ、そこでガス流から SO3 が回収されます。 この段階でガス流を移動させるためにコンプレッサーが使用されます。

SO3 は転炉から回収され、そこで濃硫酸に吸収されます。 この反応により、発煙硫酸 (H2S2O7) としても知られる発煙硫酸が生成され、タンクに収集されます。 残りの SO3 は現在吸収されており、大気中に安全に分散するために煙突に送ることができるクリーンなガスです。 この段階では、98% 硫酸の一次吸収と最終吸収のために複数のポンプが使用されます。

最終ステップでは、吸収ステップで生成された発煙硫酸がタンクにポンプで送られ、そこで水で希釈されてさまざまな濃度の硫酸が生成されます (通常、商業用途では 78%、93%、または 98% の濃度の硫酸が使用されます)。 ）。 次に、各濃度の硫酸が貯蔵タンクにポンプで送られます。

硫酸は危険で腐食性の化学物質であり、国際がん研究機関 (IARC) によってヒト発がん物質として分類されています。 吸入、摂取、または皮膚との接触による曝露は腎臓および肺の損傷を引き起こす可能性があり、重度の曝露は化学性肺炎または肺水腫を引き起こす可能性があります。

硫酸が非常に危険なのは、水との発熱反応です。 水または湿気に導入されると、溶液は反応してヒドロニウムイオンを生成します。 この反応は大量の熱を環境に放出するため、濃硫酸だけで紙が焦げてしまうほどです。

外部排出は、硫酸製造に使用されるポンプ装置に関する最大の問題の 1 つです。 ポンプの故障の 85% 以上には、メカニカル シールの故障または静的シールからの漏れが関係しています。

硫酸をポンプで輸送する場合、漏れは絶対に避けなければなりません。 漏れを防ぐ最良の方法の 1 つは、シールレス ポンプを使用することです。 シールレスポンプは従来の遠心ポンプとほぼ同じように動作しますが、充填されたグランドやシールの代わりに、完全に密閉された液体端または圧力境界を形成するシールレスの静的封じ込めシェルを備えています。