Насосы для перекачивания сульфатного мыла с торцовыми уплотнениями John-Crane ("Джон Крейн" - Англия)

             На целлюлозно-бумажных комбинатах и целлюлозных заводах в технологических линиях по производству сульфатного мыла используются специальное насосное оборудование [1]. В связи с потребностью модернизации производства либо в связи с поломкой насосов возникает потребность в выборе аналогов насосов, что вызывает затруднения, обусловленные следующим.

          В технологических линиях по производству сульфатного мыла установлены центробежные насосы, которые перекачивают растворы сульфатного мыла низкой концентрации, но  низкой вязкости. Это  приводит к дополнительным энергетическим затратам для выпаривания избыточной влаги и увеличению продолжительности производства.

              Попытки увеличить концентрацию сульфатного мыла в растворе приводят к значительному уменьшению производительности насоса или к перегрузке электродвигателя насоса и выходу его из строя из-за увеличения вязкости. Поэтому приходится использовать объемные насосы, которые специально приспособлены для перекачивания вязких жидкостей, однако, они менее надежны, чем центробежные насосы и требуют дорогостоящего ремонта.

         Использование  объемных насосов при производстве сульфатного мыла связано с высокой вероятностью аварий на напорном трубопроводе, так как при изменении вида исходного сырья, концентрации, температуры и пр. вязкость, а тем самым и сопротивление трубопровода может возрасти в десятки и даже сотни раз. Ключевым вопросом при подборе насоса в данном случае является выяснение особенностей реологии сульфатного мыла на конкретном производстве. По литературным данным [2] реологические свойства сульфатного мыла следующие.
Вязкость сульфатного мыла значительно зависит от концентрации, причем у лиственного мыла она возрастает с увеличением концентрации, а у хвойного мыла наоборот падает. Смеси составленные из хвойного и лиственного мыла в зависимости от пропорций и температуры имеют вязкость в диапазоне от 2000 до 350000 сПз (см. рис. 1). Ко всему прочему, сульфатное мыло может проявлять как свойства дилатантной жидкости (это проявляется в увеличении эффективной вязкость при увеличении расхода жидкости по трубе), так и свойства вязкопластичной жидкости (противоположные свойствам дилатантной).

Рис. 1 Температурная зависимость наибольшей ньютоновской вязкости для всех исследуемых образцов мыл [2]:

1. 100% лиственного мыла, 2. 80% лиственного + 20 % хвойного мыла, 3. 60% лиственного + 40% хвойного мыла, 4. 40% лиственного + 60%  хвойного мыла, 5. 20% лиственного + 80% хвойного мыла, 6. 100% - хвойного мыла

            Вязкость сульфатного мыла значительно зависит от концентрации, причем у лиственного мыла она возрастает с увеличением концентрации, а у хвойного мыла наоборот падает. Смеси составленные из хвойного и лиственного мыла в зависимости от пропорций и температуры имеют  вязкость в диапазоне от 2000 до 350000 сПз см. рис. 1. Ко всему прочему, сульфатное мыло может проявлять как свойства дилатантной жидкости (это проявляется в увеличении эффективной вязкость при увеличении расхода жидкости по трубе), так и свойства вязкопластичной жидкости (противоположные свойствам дилатантной).

Рис. 2 Насос типа ОНЛ для перекачивания сульфатного мыла

              Все это приводит к тому, что насос необходимо подбирать индивидуально под каждую технологическую линию, с учетом технологии, рецептуры и производительности. 

             Для перекачивания сульфатного мыла мы предлагаем использовать насос типа ОНЛ (рис. 2), рассчитанный на перекачивание жидкости с вязкостью до 200000 сПз. Особенность насоса состоит в том, что потребляемая мощность и напор насоса очень мало зависят от вязкости перекачиваемой жидкости, а также в том, что если вязкость жидкости возрастет, то он в отличие от объемного насоса, не увеличит давление нагнетания, а снизит подачу пропорционально увеличению вязкости.

        Насос имеют штампосварную конструкцию из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, рубашку обогрева, торцовое уплотнение John  Crane (Англия) (рис.3), которое обеспечивает надежную и продолжительную работу насоса, имеется защита от сухого хода. Электродвигатель может быть выполнен, как в общепромышленном исполнении, так и во взрывозащищенном.

Рис. 3 Торцовое уплотнение John-Crane

Литература:

1. А.И. Головин и др. Лесохимические продукты сульфат-целлюлозного производства. – М.: Лесная промышленность. - 1988

2. Реологические характеристики сульфатного мыла / А.Н. Сундуков и др., // Гидролизная и лесохимическая промышленность. – 1980. - №8.