DE2553794A1

DE2553794A1 - Continuous delivery of hot aggressive fluids - uses sealing liquid arranged to produce temperature drop to safe level

Info

Publication number: DE2553794A1
Application number: DE19752553794
Authority: DE
Inventors: Winfried Guenther; Rolf Krebber
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-11-29
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1977-06-02

Abstract

Continuous delivery system for hot aggressive fluids has a layout to protect the operating parts, such as valves, pump, etc. against the corrosive effects of the fluids handled. The system consists of valve head (1) containing suction valve (2) and discharge valve (3). The head is connected by pipe (4) to pump (6). The entire assembly is made of quartz which is corrosion resistant against concentrated sulphuric acid up to a temperature of 320 deg.C. If the flunger (5) and housing (6) are made of a chrome nickel molybdenum alloy the temperature of the fluid in contact with these parts should be below 40 degrees. Other materials permit higher temperatures, but no known metal would resist to concentrated sulphuric acid of 320 deg.C. With a connecting pipe (4) of one meter length and a diameter of 20 mm a temp of only 35 deg.C was reached at the plunger.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Fördern heißer Method and device for continuously conveying hot

aggressiver Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Fördern von Flüssigkeiten, die bei höherer Temperatur stark korrodierend wirken, mittels einer Kolben-oder Membranpumpe, wobei der Pumpenkolben bzw. die Membran von den Saug- und Druckventilen im Ventilkopf durch eine Flüssigkeitsvorlage räumlich getrennt wird, und die Hin- und Herbewegung des Kolbens bzw. der Membran von der Flüssigkeit in der Vorlage auf den Ventilkopf übertragen wird. aggressive liquids The invention relates to a method and a device for the continuous delivery of liquids, which at higher Temperature have a highly corrosive effect, by means of a piston or diaphragm pump, whereby the pump piston or the membrane of the suction and pressure valves in the valve head is spatially separated by a liquid reservoir, and the back and forth movement of the piston or the membrane from the liquid in the template to the valve head is transmitted.

Zur Durchführung chemischer Prozesse stehen zwar fast immer Werkstoffe zur Verfügung, die gegenüber aggressiven chemischen Reagenzien noch hinreichend korrosionsbeständig sind; diese Werkstoffe sind jedoch in manchen Fällen so schwer bearbeitbar, daß sich daraus nur schwer Komponenten wie Ventile oder Pumpen herstellen lassen. Beispielsweise kann bei einem Prozeß, bei dem siedende konzentrierte Schwefelsäure verbraucht wird, die Säure in einem Rohrleitungssystem aus Quarz geführt werden, es ist jedoch bis jetzt keine hinreichend leistungsfähige Pumpe für die Förderung siedender konzentrierter Schwefelsäure bekannt.Materials are almost always available for carrying out chemical processes available that are still sufficient with regard to aggressive chemical reagents are corrosion resistant; however, these materials are so heavy in some cases machinable that it is difficult to manufacture components such as valves or pumps from it permit. For example, in a process in which boiling concentrated sulfuric acid is consumed, the acid is fed into a pipeline system made of quartz, however, up to now it has not been a sufficiently powerful pump for the delivery boiling concentrated sulfuric acid known.

Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Fördern aggressiver Flüssigkeiten beruhen auf dem Gedanken, daß die Pumpe aus einem weniger korrosionsbeständigen Werkstoff hergestellt wird und daß verhindert werden muß, daß die aggressive Flüssigkeit bis zum Pumpenkolben gelangen kann und ihn korrosiv schädigt. Bekannte Kolbenpumpen arbeiten mit vorgelagerter Hilfsflüssigkeit, beispielsweise Quecksilber. Auch Vorrichtungen, wo zwei Hilfsflüssigkeiten hintereinander geschaltet sind, sind vorgeschlagen worden (DT-AS 1 193 368). Bekannt sind auch Ausführungen mit einem Trennkörpergehäuse. Wegen der mangelhaften Dichtung am Trennkörpergehäuse wird bei einer Ausführungsform von einer Hilfspumpe in den Raum zwischen Trennkörpergehäuse und Kolbenpumpe zusätzlich Pumpenflüssigkeit gebracht (DT-AS 1 453 576).Various methods and devices for pumping aggressive liquids are based on the idea that the pump is made of a less corrosion-resistant Material is produced and that must be prevented that the aggressive liquid can reach the pump piston and cause corrosive damage. Acquaintance Piston pumps work with upstream auxiliary liquid, such as mercury. Also devices, where two auxiliary fluids are connected in series have been proposed (DT-AS 1 193 368). Designs with a separating body housing are also known. Because of the inadequate seal on the separator housing, in one embodiment from an auxiliary pump into the space between the separator housing and the piston pump Pump fluid brought (DT-AS 1 453 576).

Zum Fördern heißer aggressiver Flüssigkeiten sind solche bekannten Pumpen jedoch nicht geeignet. Es kommt entweder zu unerwünschten Reaktionen mit der Hilfsflüssigkeit oder bei Pumpen mit Trennkörpergehäuse hält das Dichtungsmaterial am Trennkörper der Belastung nicht stand oder es ist nicht tragbar, daß das zu fördernde Produkt durch ständige Zugabe von Hilfsflüssigkeit in der chemischen Zusammensetzung verändert wird.Such liquids are known for pumping hot, aggressive liquids However, pumps are not suitable. There are either unwanted reactions the auxiliary liquid or in the case of pumps with a separator housing, the sealing material holds the load was not on the separating body or it is not acceptable that the to be promoted Product due to constant addition of auxiliary liquid in the chemical composition is changed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, heiße aggressive Flüssigkeiten zu fördern, ohne daß das zu fördernde Produkt chemisch verändert wird. Die Aufgabe wird verfahrensmäßig nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß längs der Flüssigkeitsvorlage ein Temperaturgefälle erzeugt und aufrechterhalten wird, wobei die Temperatur der aggressiven Flüssigkeit in der Nähe des Pumpenkolbens bzw. der Membran so niedrig gehalten wird, daß die Korrosionsgeschwindigkeit zulässige Werte dort nicht überschreitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus von Kolben-bzw. Membranpumpen, die aus Werkstoffen aufgebaut sind, die gegenüber der kalten Förderflüssigkeit hinreichend korrosionsbeständig sind. Ventile, Ventilkopf und Vorlagen sind aus Werkstoffen gefertigt, die auch gegenüber der heißen Förderflüssigkeit hinreichend korrosionsbeständig sind. Das Neue ist darin zu sehen, daß das Vorlagengehäuse eine Vorrichtung enthält, mit der Wärme abgeführt werden kann. Wegen des Warmeleitwiderstandes der Förderflüssigkeit entsteht ein Temperaturgefälle. Nach einer besonderen Ausführungsform ist die Vorlage als Konvektionskühlrohr ausgebildet mit hinreichender Lange und/ oder besonders vergrößerter Oberfläche. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Vorlagengehäuse mit einer zusätzlichen Kühlvorrichtung versehen.The invention is therefore based on the object, hot aggressive liquids to convey without the product to be conveyed being chemically changed. The task is achieved according to the method according to the present invention in that along the Liquid template a temperature gradient is generated and maintained, wherein the temperature of the aggressive liquid in the vicinity of the pump piston or the Membrane is kept so low that the rate of corrosion is acceptable values does not exceed there. The inventive device for performing the The method is based on piston or. Diaphragm pumps built from materials that are sufficiently corrosion-resistant to the cold pumped liquid are. Valves, valve head and templates are made from materials that too are sufficiently resistant to corrosion by the hot pumped liquid. That New can be seen in the fact that the original housing contains a device with which Heat can be dissipated. Because of the thermal resistance of the pumped liquid a temperature gradient is created. According to a particular embodiment, the template designed as a convection cooling tube with sufficient length and / or special enlarged surface. In another embodiment the invention the original housing is provided with an additional cooling device.

Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und den Vorrichtungen sind die Betriebssicherheit der Pumpe und der Umstand, daß mit Kolben- oder Membranpumpen, die selbst nicht gegen die heiße korrosive Flüssigkeit beständig sein müssen, heiße aggressive Flüssigkeiten gefördert werden können, ohne daß die Förderflüssigkeit chemisch verändert wird.Advantageous in the method and devices according to the invention are the operational safety of the pump and the fact that with piston or diaphragm pumps, which themselves do not have to be resistant to the hot corrosive liquid are hot Aggressive liquids can be pumped without affecting the pumped liquid is chemically changed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigen Bild 1 eine Vorrichtung, bei der das Vorlagengehäuse als Konvektionskühlrohr ausgebildet ist, Bild 2 eine Vorrichtung, bei der das Vorlagengehäuse mit einer zusätzlichen Kühlvorrichtung versehen ist.Figure 1 shows a device in which the original housing is used as a Convection cooling tube is formed, Figure 2 a device in which the template housing is provided with an additional cooling device.

Der Ventilkopf 1 mit Saugventil 2 und Druckventil 3 und die Verbindungsleitung 4 sind ebenso wie das übrige Rohrleitungssystem der Anlage aus Quarz gefertigt, das bei 320° gegenüber konzentrierter Schwefelsäure hinreichend beständig ist.The valve head 1 with suction valve 2 and pressure valve 3 and the connecting line 4 are made of quartz like the rest of the piping system, which is sufficiently resistant to concentrated sulfuric acid at 320 °.

Der Pumpenkolben 5 und das Pumpengehäuse 6 können aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Bei einer Chromnickel-Molybdänlegierung muß die Temperatur der konzentrierten Schwefelsäure im Pumpengehäuse und am Kolben unter 400 C sein. Bei Incolloy 825 oder bei Hastelloy B könnte die Temperatur der Schwefelsäure im Pumpengehäuse bis 1000 C betragen. Bei einer Silicium-Eisen-Gußlegierung könnte die Temperatur noch etwas höher sein.The pump piston 5 and the pump housing 6 can be made of a metallic Material. In the case of a chromium-nickel-molybdenum alloy, the temperature must be the concentrated sulfuric acid in the pump housing and on the piston must be below 400 C. at Incolloy 825 or Hastelloy B could be the temperature of the sulfuric acid in the pump housing up to 1000 C. In the case of a cast silicon-iron alloy, the temperature be a little higher.

Es sind aber bis heute keine metallischen Werkstoffe bekannt, aus denen eine Pumpe gebaut werden könnte, die heiße konzentrierte Schwefelsäure fördern kann. Bei einer Versuchsanlage betrug die Länge der Verbindungsleitung 4 einen Meter, sie hatte einen Durchmesser von20 mm. Bei einer Förderleistung von ca. 2 m3/h und einer Säuretemperatur von ca. 3200 C überschritt die Temperatur am Pumpenkolben nicht 350 C.However, no metallic materials are known to date from which a pump could be built to deliver hot concentrated sulfuric acid can. In a test facility, the length of the connecting line 4 was one meter, it had a diameter of 20 mm. With a delivery rate of approx. 2 m3 / h and exceeded an acid temperature of approx. 3200 C. the temperature on the pump piston not 350 C.

Die Verbindungsleitung 4 soll senkrecht verlaufen, die Pumpe unten an der Verbindungsleitung sein. Es muß eine Einfüllvorrichtung 7 vorgesehen werden, damit vor Inbetriebnahme die Vorlage mit kalter Förderflüssigkeit gefüllt werden kann.The connecting line 4 should run vertically, the pump at the bottom be on the connection line. A filling device 7 must be provided, so that the template can be filled with cold liquid before commissioning can.

Sollte aus Platzgründen eine lange Verbindungsleitung nicht möglich sein, so muß das Verbindungsrohr 4 mit einem Kühlgehäuse 8 versehen werden, wobei durch die bessere Steuerbarkeit der Temperatur noch eine höhere Sicherheit erzielbar ist. L e e r s e i t eShould a long connection cable not be possible due to lack of space be, the connecting pipe 4 must be provided with a cooling housing 8, wherein a higher level of safety can be achieved due to the better controllability of the temperature is. L e r s e i t e

Claims

Claims: 1. Method for the continuous conveyance of liquids, which have a highly corrosive effect at higher temperatures, by means of a piston or Diaphragm pump, the pump piston or the diaphragm from the suction and pressure valves is spatially separated in the valve head by a liquid reservoir, and the outward and reciprocating the piston or diaphragm from the liquid in the template is transferred to the valve head, characterized in that along the liquid reservoir (4) a temperature gradient is created and maintained to keep the temperature the aggressive liquid in the vicinity of the pump piston or the diaphragm is so low it is kept that the corrosion rate does not exceed permissible values there.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting from a piston or diaphragm pump, which consists of a material that is opposite the cold liquid to be conveyed is sufficiently resistant, which is via a template housing connected to a valve head, with valves, valve head and master housing consist of a material that is corrosion-resistant to the hot medium to be conveyed, characterized in that the master housing (4) is provided with cooling elements.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the template housing (4) is designed as a convection cooling tube.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the template housing (4) is provided with an additional cooling device (8).

5. Apparatus according to claim 2 to 4, characterized in that the liquid reservoir (4) is vertical and the pump housing (6) at the bottom End is attached.