[Máy bơm hóa chất] Giữa 1 rừng bơm, chọn sao cho đúng?

Một máy bơm hóa chất tiêu chuẩn phải luôn đáp ứng được hai yếu tố sau: Chống lại sự ăn mòn của hóa chất ở các nhiệt độ khác nhau, và không để hóa chất bị rò rỉ trong quá trình bơm.

Hóa chất là gì

Hóa chất được hiểu là một dạng vật chất có chứa các thành phần hóa học bên trong. Với thành phần không thay đổi và mang tính đặc trưng cao, không thể tách rời các thành phần cấu tạo của hóa chất bằng phương pháp vật lý mà không phá vỡ các liên kết hóa học của nó.

Hóa chất có dạng chất rắn, chất lỏng và khí. Nó có thể là bất kỳ nguyên chất tự nhiên nào hoặc cũng có thể là bất kỳ hỗn hợp nào (dạng dung dịch, hợp chất hoặc khí) được sản sinh trong tự nhiên hoặc có thể được tạo ra bằng phương pháp nhân tạo.

Hoá chất công nghiệp

Về mặt nhân tạo, hiện nay trên thế giới có rất nhiều ngành công nghiệp hóa chất được con người xây dựng nhằm mục đích sản xuất. Công nghiệp hóa chất có chức năng chuyển đổi các loại xăng, dầu, khí tự nhiên, nước, kim loại và khoáng sản… thành hơn 70.000 sản phẩm khác nhau phục vụ cho cuộc sống chúng ta hằng ngày. Có thể nói ngành công nghiệp hóa chất đã và đang trên đà trở thành “trung tâm của nền kinh tế thế giới hiện đại”.

Đóng góp vào sự phát triển to lớn của ngành công nghiệp này, thì các máy bơm công nghiệp được chuyên dùng cho ứng dụng hóa chất là thiết bị không thể thiếu trong việc vận chuyển, truyền tải và sản xuất chất lỏng. Các thiết bị bơm chính là phần “cột sống” giúp nâng đỡ toàn bộ ngành công nghiệp có doanh thu trị giá hàng nghìn tỷ USD mỗi năm của con người.

Đặc điểm của máy bơm hóa chất

Đi kèm với sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, nhu cầu xử lý chất lỏng phức tạp ngày càng tăng, đòi hỏi các thiết bị bơm phải xử lý được chất lỏng ăn mòn và phải có độ bền cao khi vận hành lâu dài. Và để đáp ứng nhu cầu trên, máy bơm hóa chất đã được chế tạo và liên tục cải tiến để trở thành thiết bị chuyên dùng cho mục đích vận chuyển, bơm và lưu trữ hóa chất.

Đặc điểm chính của các máy bơm hóa chất là có độ bền cao hơn rất nhiều so với các máy bơm được dùng cho ứng dụng xử lý chất lỏng thông thường. Các bộ phận, cấu tạo của bơm đa phần được chế tạo từ các thành phần có độ chống ăn mòn, chống mài mòn cao, kết hợp từ nhiều loại vật liệu dựa theo các thông số của hóa chất cần bơm trước khi đưa vào mục đích ứng dụng công nghiệp cụ thể.

Máy bơm hóa chất được sử dụng nhiều trong các ứng dụng công nghiệp như hóa dầu, lọc dầu, chế biến thực phẩm, hóa chất cũng như trong các hệ thống lò sưởi nhiệt độ cao… Bơm được nhiều loại chất lỏng từ chất lỏng nóng, chất lỏng làm lạnh, chất ăn mòn, chất dễ bốc hơi, chất gây cháy nổ, chất độc hại và các chất lỏng có giá trị cao.

Xem thêm: Vì sao bơm ly tâm đơn tầng cánh được ưa chuộng và sử dụng nhiều trong lĩnh vực bơm hóa chất?

Nguyên lý vận hành của máy bơm hóa chất

Thông thường, khi chọn mua máy bơm phục vụ việc bơm hóa chất thường người chọn sẽ quan tâm nhiều hơn đến chất liệu của máy bơm sau đó mới đến công suất và lưu lượng. Bởi mục đích chính là máy bơm đó phải chịu được tác động hóa học của chính lưu chất cần bơm.

Tùy theo từng dòng bơm hóa chất được chế tạo, mà thiết bị có thể hoạt động bằng nhiều dạng năng lượng khác nhau như: điện áp AC hoặc DC, hệ thống thủy lực hoặc khí nén, động cơ xăng hoặc diesel, hơi nước, nước và khí.

Nhìn chung mỗi máy bơm hóa chất đều vận hành dựa trên các nguyên tắc hoạt động cơ bản của một máy bơm công nghiệp, chúng chỉ khác biệt so với các thiết bị bơm còn lại ở bộ phận cấu tạo bên trong và vật liệu tạo thành.

Để tìm ra hai loại bơm là đại diện tiêu biểu cho hai dòng bơm ly tâm và bơm thể tích được dùng nhiều nhất trong ngành công nghiệp hóa chất hiện nay, ta không thể không nhắc đến: Bơm từ (Magnetic drive pumps) và Bơm màng khí nén (air-operated diaphragm pumps).

Bơm từ hoạt động nhờ hệ thống dẫn động từ tính tiên tiến, bơm dẫn động từ thông qua các khớp từ nam châm bên trong mà không cần phớt cơ khí. Bộ phận nam châm bên ngoài đặt trên trục truyền động, dẫn động đến nam châm bên trong được nối với cánh quạt quay để vận chuyển chất lỏng đi qua bơm. Máy bơm từ có thiết kế không phớt để bơm các loại chất lỏng ăn mòn nguy hiểm. Ngoài ra, bơm còn có khả năng kháng hóa chất cao và không làm rò rỉ chất khi bơm.

Bơm màng khí nén vận hành bằng cách kết hợp sự chuyển động qua lại của bộ phận màng bơm được làm bằng cao su, nhựa nhiệt dẻo hoặc teflon (PTFE) ít gây hao mòn bên trong thiết bị. Sử dụng bộ phận van khí được trang bị ở hai bên màng (có thể là van bướm, van nắp…) để nén khí vào mặt sau của màng bơm làm cho màng chuyển động, đẩy chất lỏng bên trong đi qua thiết bị. Bơm màng khí nén có khả năng tự hút, tự mồi chất lỏng mà không cần người dùng phải mồi thủ công như các máy bơm thông thường.

Hai loại máy bơm trên là ví dụ điển hình nhất cho nguyên lý vận hành của một máy bơm hóa chất. Mỗi thiết bị đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Nhưng tựu chung, chúng đều có một đặc điểm là không sử dụng phớt trục bơm.

Vì khi bơm các hóa chất nóng chảy, hóa chất có độ ăn mòn cao, phớt trục sẽ nhanh chóng bị bào mòn và thiệt hại nặng, từ đó chất lỏng có thể tràn vào các bộ phận bên trong và làm hỏng toàn bộ máy bơm, gây tổn thất cực kỳ lớn. Việc bơm có thiết kế không phớt đồng nghĩa với máy có thể hoạt động mà ít có nguy cơ xảy ra rò rỉ, miễn là người dùng sử dụng và bảo trì bơm một cách phù hợp.

Phân loại máy bơm hóa chất

Máy bơm hoá chất công nghiệp bao gồm nhiều dòng bơm khác nhau có khả năng bơm dẫn lưu chất là các thành phần hoá học, hoá chất. Chúng ta có thể tham khảo một vài loại tiêu biểu trong ngành như:

• Bơm ly tâm

• Bơm từ

• Bơm thể tích

• Bơm màng khí nén

• Bơm turbine trục đứng (bơm trục đứng)

• Bơm trục vít

• Bơm thùng phuy – Máy bơm hóa chất cầm tay

• Bơm cánh khế (Lobe pumps)

• Bơm định lượng

Cách chọn máy bơm hóa chất

Máy bơm hoá chất có nhiều loại với nhiều cách hoạt động vận hành khác nhau. Chính vì thế, chúng ta không thể đưa ra một tiêu chuẩn chọn bơm hoá chất cụ thể. Nhưng về cơ bản, có một vài tiêu chí giúp chúng ta xác định được loại máy bơm hoá chất cần sử dụng. Như là:

Xác định vật liệu tạo thành bơm

Xin nhấn mạnh: Tất cả các nhu cầu và lựa chọn để sử dụng một máy bơm hóa chất đều phải phụ thuộc vào tính chất của loại chất lỏng cần bơm, bao gồm: độ nhớt, độ ăn mòn và độ mài mòn.

Trong đó, độ ăn mòn là yếu tố tiên quyết cần được cân nhắc trước khi chọn mua một máy bơm cho ứng dụng xử lý hóa chất công nghiệp. Điều đó đòi hỏi vật liệu cấu tạo bơm phải cực kỳ tương thích với thành phần hóa học của loại chất lỏng được bơm.

Lựa chọn loại vật liệu cấu tạo bơm hóa chất phù hợp là điều kiện quyết định để bơm có thể sử dụng cho ứng dụng hóa chất đó hay không. Hóa chất cần bơm rất đa dạng, chẳng hạn như chất có tính mài mòn, có tính axit, có độ dính, rất nóng, rất lạnh hoặc là chất nguy hiểm. Do đó, các vật liệu của hầu hết các máy bơm hóa chất trên thị trường hiện nay đều được làm bằng gang, nhựa và thép không gỉ. Tất cả đều sở hữu những lợi thế khác nhau để xử lý các dạng hóa chất này.

Vật liệu bơm làm bằng nhựa, hay nhựa nhiệt dẻo như PTFE và polypropylene về cơ bản có chi phí thấp nhưng vẫn cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời từ axit và các hóa chất khác nhau.

Hợp kim thép không gỉ, INOX cho khả năng bảo vệ chống ăn mòn hóa học và gỉ sét, và đạt mức áp suất cao hơn so với hầu hết các loại vật liệu nhựa.

Vật liệu làm bằng gang mang lại khả năng chống mài mòn tuyệt vời, đồng thời cũng đạt mức áp suất cao. Ví dụ: Các chất lỏng có tính ăn mòn cao như axit đòi hỏi phải sử dụng bơm có cấu tạo làm bằng thép không gỉ.

Ngoài ra còn một số vật liệu khác trên thị trường hiện nay cũng đảm bảo khả năng chống ăn mòn cao cho các thiết bị bơm như:

• Thép crôm-niken, thép crôm-niken molypden hoặc thép đồng crôm-niken molybdenum
• Gang silic crôm hoặc hợp kim
• Hợp kim titan

Lưu ý khi chọn mua một máy bơm hóa chất, người dùng hãy chọn những dòng bơm được làm từ vật liệu có chất lượng cao. Nếu mua những thiết bị bơm không đúng chuẩn, làm từ vật liệu kém chất lượng thì thiết bị sẽ nhanh chóng bị ăn mòn gây hỏng hóc có thể làm thiệt hại cho toàn bộ quy trình và hệ thống bơm. Như gang xám là vật liệu ít được dùng trong việc chế tạo bơm hóa chất, vì gang xám dễ bị phá hủy bởi các hóa chất ăn mòn. Và khi bị thiệt hại các ion sắt sẽ được giải phóng, xâm nhập vào thành phần lưu chất được bơm.

Xác định loại hóa chất cần bơm

Đây là tổng hợp những dạng hóa chất, dạng chất lỏng đang được đưa vào sản xuất, chế biến nhiều nhất tại các nhà máy trong ngành công nghiệp hóa chất hiện nay

• Hóa chất ăn mòn, chất độc hại, chất có hoạt tính cao (kiềm, axit, sản phẩm dầu mỏ, dung môi)
• Chất mài mòn, xút ăn da
• Các chất có hỗn hợp khí và chất lỏng
• Chất xơ, chất lỏng nhớt
• Chất có chứa hạt rắn huyền phù
• Chất nổ, độc hại và rất dễ cháy
• Khí dễ bay hơi và hóa lỏng (Freon / ammonia)
• Chất độc hại và chất phóng xạ

Hóa chất ăn mòn được sử dụng nhiều trong những quy trình sản xuất, làm nguyên liệu để chế biến các sản phẩm đầu cuối hoặc để điều chỉnh độ pH của chất hỗn hợp để tạo điều kiện cho các phản ứng hóa học hoặc phản ứng sinh hóa quan trọng xảy ra. Chẳng hạn như Axit sulfuric có tính ăn mòn rất cao và được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Nó được sử dụng trong sản xuất phân bón và có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho da và mô sau khi tiếp xúc trực tiếp.

Axit clohydric là một loại axit nguy hiểm khác, thường được sử dụng để xử lý cân bằng pH. Axit này có thể gây suy hô hấp, tổn thương trên mắt và gây nguy hiểm đáng kể cho sức khỏe người lao động nếu tiếp xúc. Các chất kiềm đậm đặc, như hydroxit của natri, canxi và kali cũng là chất có độ ăn mòn cao và cần được xử lý cẩn thận.

Ngoài nhiều loại hóa chất kể trên, máy bơm hóa chất còn có thể hoạt động và dùng cho các chất trung tính bao gồm (chất lỏng sạch, chất ô nhiễm nặng hoặc ô nhiễm vừa phải) và dùng trong chân không.

Xác định tiêu chuẩn máy bơm hóa chất phù hợp

Do đặc tính đa dạng của chất lỏng nên một số ngành chế biến và sản xuất hóa chất bắt buộc các máy bơm hóa chất phải có thiết kế theo tiêu chuẩn riêng, hoặc đáp ứng các quy định cụ thể của ứng dụng để có thể đưa vào vận hành. Các tiêu chuẩn máy bơm thường thấy trong ngành công nghiệp hóa chất là:

• Tiêu chuẩn ASME: Bộ tiêu chuẩn Hoa Kỳ dành cho lĩnh vực công nghệ áp suất, nhà máy điện, thang máy, thiết bị xây dựng, đường ống, các thành phần hạt nhân…

• Chuẩn ANSI: Chứng nhận sản phẩm đảm bảo tiêu chuẩn nhất quán từ Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ.

• Tiêu chuẩn API: Tiêu chuẩn do Viện dầu khí Hoa Kỳ chỉ định, bao gồm các điều khoản, hướng dẫn chung sử dụng cho công nghiệp dầu mỏ và công nghiệp khí tự nhiên.

• Tiêu chuẩn NACE: Tiêu chuẩn Hiệp hội Kỹ sư Ăn mòn Quốc gia Hoa Kỳ cho các ứng dụng công nghiệp có liên quan đến hóa chất ăn mòn.

Một thiết bị bơm hóa chất tiêu chuẩn sẽ có một hoặc nhiều hơn các tiêu chuẩn trên. Và ngoài ra còn có các tiêu chuẩn liên quan khác tùy theo đặc tính của từng ngành.

Xem xét các thông số kỹ thuật của thiết bị

Bước tiếp theo để chọn được một máy bơm hóa chất phù hợp đó chính là xác định được các thông số kỹ thuật cần thiết, phù hợp theo nhu cầu. Kiểm tra đường đặc tính, điểm làm việc của bơm.

Hướng dẫn cách xem đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm.

Các thông số để chọn máy bơm hóa chất cũng không ngoại lệ, không có khác biệt gì so với các thông số để chọn các máy bơm khác. Ví dụ:

• Lưu lượng
• Cột áp
• Áp suất
• Công suất
• Nhiệt độ vận hành
• Vật liệu

Các thông số trên sẽ được đưa ra kèm với thiết bị bơm khi người dùng lựa chọn, nếu có bất kỳ thắc mắc, người dùng có thể liên hệ ngay với nhà cung cấp để yêu cầu tư vấn.

Lời kết

Trong tất cả các ngành công nghiệp, ngành hóa chất chắc chắn là ngành phụ thuộc nhiều nhất vào các thiết bị bơm. Việc máy bơm hoạt động hiệu quả là điều rất quan trọng để đảm bảo cho quy trình chế biến và sản xuất không bị gián đoạn. Thêm nữa, các thiết bị bơm hóa chất còn phải đảm bảo các tiêu chuẩn, quy định về an toàn sức khỏe cho người dùng và thiết bị để giảm thiểu tối đa các nguy cơ xảy ra thiệt hại trong quá trình vận hành. Chính vì những yêu cầu trên đã làm các dòng bơm cho ứng dụng xử lý hóa chất trở nên độc đáo và có nhiều chức năng đa dạng.

Trên đây là những thông tin quan trọng để người đọc có cái nhìn tổng quan hơn về các thiết bị bơm dùng cho ngành công nghiệp hóa chất, cũng như là các bước cần thiết để xác định một máy bơm hóa chất tiêu chuẩn. Lưu ý, người dùng nên tìm hiểu rõ loại hóa chất mình cần bơm cũng như cân nhắc lựa chọn máy bơm có thiết kế phù hợp cho ứng dụng của mình nhé.

Hy vọng bài viết trên giúp ích cho bạn hiểu thêm về các dòng máy bơm hóa chất và cách chọn mua chúng.

Thái Khương hiện cung cấp những dòng máy bơm hóa chất, bơm từ của các thương hiệu Ý, đảm bảo chất lượng EU, G7. Nếu quý khách có nhu cầu tư vấn hoặc cần cung cấp về thông tin giá cả sản phẩm, thiết bị bơm hóa chất. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi.

Thái Khương Pumps luôn sẵn sàng lắng nghe và hỗ trợ bạn.