在薄膜濃縮法固體燒堿生產中,高濃度高費電燒堿的濃縮采用熔鹽作為加熱介質。采用熔鹽的優點是,在常壓下即可獲得300~500℃的高溫,這比用高壓蒸汽加熱經濟、安全,也比用直接火加熱容易控制,能保證產品質量。熔鹽氟塑料液下泵的工況特點和選型要求如下:
①熔鹽的組成為KNO353%,NANO240%,NANO37%.在引比例下熔鹽的粘度最小,480℃時的粘度為1.5CP,因此流動性好。氟塑料泵清水測試性能可作為輸送熔鹽時的性能,對流量,揚程和效率均不修正,但軸功率為原清水泵的1.73倍。
②高溫熔鹽有很強的氧化性,要避免接觸有還原性的鋁、紙等物質,避免潤滑油漏入儲槽。泵出口法蘭處要嚴防泄露,防止燒傷人員。
③用氮氣保護。空氣中的氧氣會使高溫熔鹽中的NANO2氧化為NANO3使其粘度急劇增加。為此,應熔鹽儲槽液面上方用0.05MPA(G)壓力的氮氣進行保護。氟塑料液下泵軸封應防止空氣漏入,又要減少氮氣耗量。
④由于臥式熔鹽泵軸封難度大,熔鹽泄露有危險性,故一般采用氟塑料液下泵。
⑤加強軸承冷卻措施 大多數高溫氟塑料液下泵底座上方的下軸承處有水冷夾套。德國KSB公司的熔鹽液下泵用軸上自帶的風扇進行風冷,效果不如水冷夾套好。瑞士RH泵公司的高溫液下泵的軸承用稀油強制循環潤滑。潤滑油是利用軸承下方的小葉輪進行循環,軸承座側面設置油箱,內有冷卻盤管。軸承的密封用非接觸式折流罩密封,解決了高溫液下泵漏油問題。
(2)氟塑料液下泵的結構特點
高溫液下泵與常溫液下泵的主要區別是要著重解決與熱膨脹,高溫機械強度和剛度有關的一系列結構設計問題。
①結構上的熱對中性 某些高溫氟塑料液下泵采用常規液下泵結構,即用一根出液管。氟塑料泵運行時,出液管內充滿高溫熔鹽,而中央支撐管僅下部接觸熔鹽,出液管的溫度比支撐管的管,由于熱膨脹量不同產生的熱膨脹力很大,易使泵體偏斜,縮短底軸承壽命,或使葉輪與泵體密封環相碰,密封環偏磨,內泄漏增大。
②懸臂式 某些熔鹽氟塑料液下泵有液下底軸承,因熔鹽的潤滑性不好,且高溫下滑動軸承的間隙值難選的合適,下軸承壽命不長,軸套有磨損使葉輪偏斜,徑向離心力增大,進一步加劇軸套和葉輪密封環磨損。因此,這種有底軸承結構的液下泵檢修頻繁,合理的結構是采用懸臂式結構。
③雙蝸殼泵體 可大幅度減小泵在非設計工況下運行時的徑向力,減小懸臂端撓度。雙蝸殼泵體與雙出液這結合,取消了單出液管雙蝸殼泵體中180度隔板,簡化鑄造。
④為縮短熔鹽氟塑料液下泵的長度,提高其使用可靠性,熔鹽儲槽宜設計成臥式圓筒,或高徑比小的立式圓筒。
⑤氟塑料泵軸封方式要考慮高溫下的壽命問題和便于更換。熔鹽氟塑料液下泵的軸封是針對氮氣的密封,各泵廠都采用填料密封,向填料腔中部的燈籠環處通入氮氣,填料腔四周設水冷夾套,延長填料壽命。
⑥各零件材料的熱膨脹系數應盡量相同或接近。