Žíravé chemikálie, které vyžadují zvláštní pozornost při přečerpávání

Žíravé (korozivní) chemikálie jsou takové kapaliny, které rozkládají a ničí materiály, s nimiž přicházejí do styku. Kovy, kámen, sklo, elastomery, dokonce i některé druhy plastů mohou být náchylné ke vzniku koroze způsobené různými kyselinami, zásadami a rozpouštědly. Některé korozivní materiály mohou při kontaktu s nekompatibilními látkami dokonce způsobit fyzikální nebezpečí. Například mnohé anorganické kyseliny mohou při kontaktu s nekompatibilním kovem uvolňovat plynný vodík, který může představovat nebezpečí požáru a výbuchu.

Proto je třeba dbát na opatrnost při výběru čerpadel pro manipulaci s těmito korozivními chemikáliemi. V tomto článku se zabýváme nejčastěji používanými průmyslovými chemikáliemi, včetně jejich odpovídajících vlastností, a vysvětlujeme, proč práce s těmito chemikáliemi vyžaduje zvýšenou pozornost při výběru průmyslových čerpadel pro jejich bezpečné přečerpávání.

Chemikálie způsobující korozivitu přečerpávacích čerpadel

1. Chlorid železitý rozpuštěný ve vodě vytváří vysoce korozivní roztok. Přibližně 80 % jeho použití je jako koagulant a flokulant pro mnoho průmyslových a sanitárních aplikací čištění odpadních vod. Používá se také jako katalyzátor v organické syntéze. Jedná se o poměrně silnou kyselinu a dehydratační činidlo. Obvyklá koncentrace se pohybuje od 30 % do 60 %.

2. Kyselina chlorovodíková, známá také jako kyselina solná, patří mezi silné kyseliny. Běžné koncentrace se pohybují od několika procent do 36 %. Kyselina chlorovodíková je plynný chlorovodík rozpuštěný ve vodě. Má vysoký tlak par, který způsobuje, že při vyšších koncentracích dochází k vytváření dýmu. Typickým použitím je regulace pH, moření oceli a výroba různých organických a anorganických sloučenin.

3. Rozpuštěním fluorovodíku ve vodě vzniká kyselina fluorovodíková, která je z důvodu  elektronegativity přítomného atomu fluoru vysoce korozivní. Přestože se jedná o jednu z nejnebezpečnějších anorganických kyselin, je považována za slabou kyselinu. I krátký fyzický kontakt s kyselinou fluorovodíkovou může způsobit vážné popáleniny kůže a tkání. Běžné koncentrace se pohybují od několika procent do více než 50 %. Mezi aplikace patří moření titanu a výroba polovodičových destiček.

4. Kyselina fluorokřemičitá se používá převážně v průmyslových nebo komunálních aplikacích/procesech. Nejběžnější aplikací je fluorizace městských zdrojů pitné vody. Běžné koncentrace průmyslových roztoků jsou 23% až 25%, ve vodě pak 40%. Kyselina fluorokřemičitá je silně korozivní a při interakci s různými kovy vytváří plynný vodík.

5. Peroxid vodíku se primárně používá jako oxidační či bělicí prostředek, ale ve velké míře slouží také jako raketové palivo. Přestože není hořlavý, je silným oxidačním činidlem, které může při kontaktu s organickým materiálem způsobit samovznícení. Obvyklá koncentrace se pohybuje od 20 % do 50 %.

6. Jako silná kyselina reaguje kyselina dusičná prudce se zásadami a má korozivní účinky na většinu kovů. Bouřlivě reaguje také s organickými chemikáliemi (např. acetonem, kyselinou octovou, acetanhydridem) a způsobuje nebezpečí požáru a výbuchu. Výroba kyseliny dusičné zaujímá šesté místo v chemickém průmyslu USA. Využívá se v mnoha průmyslových odvětvích, především však při výrobě hnojiv a výbušnin. Mezi další aplikace patří pokovování, moření titanu (v kombinaci s kyselinou fluorovodíkovou), výroba polovodičových destiček a roztoků, které jsou následně aplikovány v rámci čištění různých povrchů v potravinářském, nápojovém a farmaceutickém průmyslu. Běžné koncentrace se pohybují od 15 % do 70 %.

7. Hydroxid draselný, často označovaný jako žíravá potaš, se řadí mezi silné zásady. Je také velmi chemicky aktivní a prudce reaguje s kyselinami, přičemž vzniká značné množství tepla. Hlavní využití KOH je při výrobě sloučenin obsahujících draslík (50 %), zatímco přibližně 10 % se používá k výrobě mýdel a detergentů. Typické koncentrace se pohybují od několika procent do 50 %.

8. Hydroxid sodný, známý také jako louh nebo kaustická soda, je nejčastěji používanou zásadou na světě. Jedná se o silnou zásadu, která má vysokou specifickou hmotnost a je vysoce exotermická. Jedna z běžných koncentrací hydroxidu sodného je 50 %, při níž je poněkud viskózní a tuhne při teplotě 58 °C. Hydroxid sodný se používá k výrobě mýdel, plastů a papíru. Používá se také při zpracování bavlněných tkanin, čištění kovů, galvanizaci a loupání ovoce a zeleniny.

9. Chlornan sodný (bělidlo) se běžně vyskytuje v 5,5% koncentraci (tj. bělidlo pro domácnost), protože je v porovnání s vyššími koncentracemi stabilnější. Působí velmi agresivně na širokou škálu materiálů. Průmyslově silný chlornan sodný má obvykle 12% až 15% koncentraci a často se vyrábí v těchto vyšších koncentracích, aby se snížily přepravní náklady, ale uživatel ho pak snižuje na přibližně 5,5 % kvůli stabilnějšímu charakteru v této nižší koncentraci. Mezi typická použití patří dezinfekce pitné a odpadní vody, případně dezinfekce v potravinářských závodech.

10. Kyselina sírová je nejčastěji používanou kyselinou na světě. Jedná se o silnou kyselinu, v koncentrované formě má velmi vysokou specifickou hmotnost (je těžší ve srovnání s vodou), při smíchání s vodou je krajně exotermická (uvolňuje velké množství tepla) a je extrémně korozivní pro mnoho materiálů. Běžně se vyskytuje v 98% a 93% koncentraci. Je hojně využívána při výrobě hnojiv a chemikálií, při rafinaci ropy a jako elektrolyt v olověných akumulátorech.

Obrázek 2: Na snímku vidíme čerpadla Finish Thompson ULTRAChem instalovaná v systému elektrochlorace, v němž se chlornan sodný vyrábí protékáním slané vody elektrolytickými články. S aplikací se nejčastěji setkáme při úpravě vody a čištění odpadních vod

Další informace o žíravých chemikáliích

Je nutné znát všechna nebezpečí spojená s chemickými látkami a používat vhodné konstrukční materiály přečerpávacího čerpadla a souvisejícího potrubí, ventilů a veškerého příslušenství. Důsledky nesprávného výběru vhodných materiálů mohou být katastrofální.

Existuje několik způsobů, jak se dozvědět více o specifických nebezpečích spojených s žíravými chemikáliemi. Začněte s bezpečnostními listy (SDS), které jsou k dispozici u dodavatele chemikálií. Dále lze prostřednictvím vyhledávání na internetu nalézt řadu příruček na téma odolnosti vůči chemickým látkám; mnoho výrobců čerpadel disponuje vlastními příručkami. Někteří výrobci čerpadel navíc mají elektronické programy, v rámci kterých zvolíte pouze navzájem kompatibilní materiály. V případě jakýchkoli pochybností o kompatibilitě se obraťte na výrobce čerpadla v co nejranější fázi procesu specifikace.

Autorem článku je Pete Scantlebury, viceprezident pro rozvoj ve společnosti Finish Thompson. Má více než 45 let zkušeností na několika technických pozicích ve společnosti a je zdrojem informací ohledně nuancí a aplikací průmyslových čerpacích systémů. Společnost Finish Thompson navrhuje a vyrábí čerpadla pro bezpečnou přepravu nejrůznějších žíravých kapalin. Další informace naleznete na adrese www.finishthompson.com.