水环式抽气机工作原理

摘要:目前真空技能越来越广泛的应用在石油、化工、制药、等行业的减压蒸发、形成晶体、蒸馏、升华、干燥、负压浓缩、脱水、化学反应吸收及真空输送物料等工艺,各种加工过程应用真空技能后可以节能降耗、加快反应速度、提高产品质量、增长经济效益也逐步形成共识,但真空技能是一门边缘科学,我国的真空行业是在解放后克化吸收前苏联、美国、日本、德国产品的基础上发展起来的,虽然近几年我国的真空设备制造厂的数目如雨后春天的竹笋般壮大起来,但不少厂家对于其生产的抽气机在不同工艺如何应用选型却其实不清楚(更谈不上根据用户提供的工艺参量进行新产品设计),这给泛博用户的选型带来很大的不便,本文将根据我公司30多年的生产、研制和配套经验,阐述在化工行业几个典型工艺如何合理选用喷射抽气机的问题。

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在化工生产的加工过程中如何应用好抽气机,需要先明确以下几个观点:/]3 u/T-},S#e 1、"真空"的观点:"真空"是指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态,也就是该空间内气体分子疏密程度低于该地区大气压的气体分子疏密程度。纯粹没有气体的空间状态称为绝对真空。;S;i0 O"d8 o5 xQ/D6 L

2、抽气机:是用以产生、改善和维持真空的装置。

3、抽气量:抽气机在工作压强下单位时间内抽吸气体的流量。单位:kg/h或m3/h;)Z:s:~/J0 o2 j-r v4 T

4、极限压强(真空度):在抽汽量为零的情况下抽气机所能达到的绝对压强。单位:Pa、KPa、MPa或mmhg(极限绝压减本地大气压为极限真空度);;^.U._3 P6 S0^

5、工作压强(真空度):喷射泵在额定抽气量时的绝对压强。单位:Pa、KPa、MPa或mmhg(工作绝压减本地大气压为工作真空度);

6、工作蒸汽压力:蒸汽喷射抽气机的工作蒸汽压力。单位:MPa或kgf/cm2;*e4 p-q(R$K.K7 q

7、工作蒸汽耗量:蒸汽喷射抽气机单位时间蒸汽耗量。单位:kg/h;

、冷却水温:水喷射泵循环水温度或蒸汽喷射抽气机的冷凝器循环水温度。单位:OC;(w"K:U+h/Y:W.F Z

9、冷却水循环量:单位时间路程经过过程水喷射器或蒸汽喷射泵冷凝器的循环水流量。单位:kg/h;8 y"E?.t)g4 B1["h'Z

二、化工行业常见的的几种抽气机及其优错误谬误

1、化工行业经常使用的几种抽气机--化工行业上常见的抽气机可以简单的分为变容积式抽气机和喷射抽气机,变容积式抽气机是哄骗泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气的装置,来去抽气机、旋片抽气机、滑阀抽气机、水环抽气机、罗茨抽气机就是属于变容积式抽气机。喷射抽气机是哄骗文丘里效应的压力降产生的高速喷射的流体把气体输送到出口的一种动量传输泵,水喷射抽气机、蒸汽喷射抽气机、汽水儿串联喷射抽气机、汽水儿组合喷射抽气机同属于喷射抽气机。&}2 v'E-}&x-X;T"\

2、变容积式抽气机的工作原理和优错误谬误9 Ib5 Q7 s9 G$a;};b'?8 r

(1)、来去抽气机、旋片抽气机、滑阀抽气机、罗茨抽气机是靠活塞来去运动或旋转将气体吸入、压缩并排出。它们的优点是新投入使用的泵真空度相相比较较高,但是活塞是运转部件,因此活塞的磨损是避免不了的,随着检修回数的增长工作真空度将不断降落,直至满足不了生产的要求。此类泵工作噪音大,耗油量大,故障率高也是其致命的错误谬误,一般都需要开一台备用一台,这无形中增长了设备投资与运行费用。另外如果用此类泵抽吸水蒸汽等可凝性气体,将使润滑乳化,因此只能应用在抽吸不凝性(空气类)气体,也不能抽吸带有颗粒状的介质,这也就限制了其适用范围。

⑵、水环抽气机是靠装在泵壳内的带有多叶片的偏疼转子旋转,把水抛向泵壳形成与泵壳同心的水环,水环与转子叶片形成了容积周期变化从而将气体吸入、压缩并排出。它的优点是低真空时抽气量大、可以直接抽吸水蒸汽等可凝性气体。它的错误谬误是真空度低;不能抽吸带有颗粒状的介质;转子高速旋转不易做防腐处理,因此不能抽吸具有腐蚀性的介质。

3、喷射抽气机的工作原理和优错误谬误

喷射抽气机是哄骗文丘里效应的压力降产生的高速喷射的流体把气体输送到出口的一种动量传输泵。它分为水喷射抽气机、蒸汽喷射抽气机、汽水儿串联喷射抽气机、汽水儿组合喷射抽气机。喷射抽气机以其真空度范围广,可以直接抽吸水蒸汽等可凝性气体和带有颗粒状的介质,结构简单,操作方便,无运转部件维修量小,节能降耗等优点越来越广泛的应用在化工操作的各工艺中,下面分别介绍各种喷射抽气机的工作原理。-O!L,A;Y*B'c&w+g.S6 M

(1)、水喷射抽气机的工作原理及结构简图!R#G9 r1[)k)t

水喷射抽气机的设备组成见其结构简图,其工作原理是:循环水箱中的水经循环水泵做功后产生一定的压力、流速,具有一定压力、流速的水进入水喷射器的集水室,经孔板上的多个拉瓦尔喷嘴儿喷射,形成的高速喷射的流体使喷射器的混合室产生真空,被抽介质在真空作用下进入喷射器混合室,在混合室中与高速水流充实混合和经文丘里管降速、增压后排出到循环水箱中,不凝性气体析出,可凝性汽体从水箱溢流口溢出,如此反复做功。它的优点是低位整机型式,比水环抽气机的真空度高,代替W式来去抽气机可以勾销前置冷凝器,节省一次性设备投资和运行费用。,e"n'n._(z!?3 XS b

⑵、汽水儿串联喷射抽气机的工作原理及结构简图+s;D3 x:k&s'J9 a-S4 L

在水喷射抽气机的喷射器前边串联一级或多级蒸汽喷射抽气机即汽水儿串联喷射抽气机,其结构见汽水儿串联喷射抽气机。其工作原理是:一定压力的饱和或过热蒸气路程经过过程拉瓦尔喷嘴儿减压增速后进入蒸汽喷射器的混合室,使混合室产生真空,被抽介质被抽吸进混合室与工作蒸汽混合,混合后的流体路程经过过程扩散管,速度降落,压力升高,直至达到下一级吸入口压力后排入下一级蒸汽喷射泵或水喷射泵。它是低位整机型式,真空度相对于较高,可以取代水环-罗茨机组、旋片-罗茨机组直接抽吸可凝性汽体,但它在高真空的抽不凝性气体量有限。$w8 e-W3}.L.g

(3)、新型高效蒸汽喷射抽气机的工作原理及工艺流程图:w!n4\"v+t)g.N7 H*V.n,@

新型高效蒸汽喷射抽气机是由一级或多级蒸汽喷射泵与高效冷凝器组成的,一定压力的饱和或过热蒸气路程经过过程拉瓦尔喷嘴儿减压增速后进入蒸汽喷射器的混合室,使混合室产生真空,被抽介质被抽吸进混合室与工作蒸汽混合,混合后的流体路程经过过程扩散管,速度降落,压力升高,直至达到下一级吸入口压力后排入下一级蒸汽喷射器。冷凝器前边的蒸汽喷射器排出的混合流体进入高效冷凝器后,可凝性汽体被冷却成液体与不凝性气体一起随冷却水排出冷凝器外(见新型高效蒸汽喷射抽气机工艺流程图)。它可以实现肆意高度安装,适合于抽吸的介质中不凝性气体量相对于较小,

大部分为可凝性汽体的工艺,代替传统的多级蒸汽喷射抽气机可以节约工作蒸汽60%以上。7 X;R"a)M(p"r:B%Q/_

(4)、汽水儿组合喷射抽气机的工作原理及工艺流程图

它是在传统的蒸汽喷射泵的第一级冷凝器后面串联一级汽水儿串联喷射抽气机而组成的,其工作原理见汽水儿组合喷射抽气机的工艺流程图。它克服了蒸汽喷射抽气机和水喷射抽气机各自的错误谬误,发挥了它们的优点,既可以达到较高的工作真空度,又可以有较大的抽气量,比传统的多级蒸汽喷射抽气机节约工作蒸汽50%以上,节约冷却水30%以上,无需配备开始工作泵,抽空塔时间短。-b-w!v+r0 i5|._

(5)、多级蒸汽喷射抽气机的优点是结构简单、使用方便、工作稳定靠患上住,错误谬误是蒸汽耗量大(运行费用高),必须安装在11米高度以上,检修不便。

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三、结合工艺选用合理的抽气机#q5\$i7@*Y+b'B;m

在化工生产过程中,可根据具体工艺所要求的工作压强高低和抽吸气体的性质合理选择抽气机,一般先确定具体工艺所要求的工作压强,负压蒸馏、精馏、升华等工艺要求的真空度高(工作压强低),负压蒸发、干燥、浓缩、形成晶体、脱水、脱色、化学反应吸收及真空输送物料等工艺要求的真空度低(工作压强高)。工作压强确定后,可根据抽气量大小和抽吸气体的性质合理选择抽气机。"L,[6 f.T)g(Y2 H&B8 H

1、根据几种抽气机所能达到的工作压强列出各种抽气机的适用范围。

(1)、水喷射抽气机泵适用于工作压强大于25mmhg(3.3KPa),抽吸各种气体的场所,尤其在抽吸可凝性汽体(即凝结于水或遇冷凝结的气体)、带有粉尘、颗粒状介质时其优点更为凸起。当工作压强要求相对于较小,抽不凝性气体量较大时,应选择蒸汽喷射泵和汽水儿串联、汽水儿组合喷射抽气机。%r$W;O3 m-l

⑵、汽水儿串联喷射抽气机工作压强可达到2mmhg(267Pa),但其比新型高效蒸汽喷射抽气机、汽水儿组合喷射抽气机、多级蒸汽喷射抽气机抽气量小,适合于中小企业间歇式生产。.n5 C/Y)`*E

(3)、新型高效蒸汽喷射抽气机的工作压强可达到0.5mmhg(65Pa),适合于抽吸的气体中大部分为可凝性汽体,不凝性气体量占有的比例相对于较小的工艺。6 f-J.n2 k#}:o

(4)、汽水儿组合喷射抽气机和多级蒸汽喷射抽气机的工作压强可达到10Pa以内,可以抽吸各种气体,它们的区别在于汽水儿组合喷射抽气机比多级蒸汽喷射抽气机节约工作蒸汽耗量,节省运行费用。6 Q;a*Z0 o4|8 N

四、结论&D4 l9 T(F6 m!Z#S

随着商品经济的不断发展和能源问题的不断凸起,各企业节能降耗、提高生产效率、提升产品质量越来越成为增长核心竞争力的重要手段,在各种加工过程入选择合适的喷射抽气机,降低运行成本,将是企业增长核心竞争力的有力措施,希望本文对企业合理选用抽气机起到一定的参考作用。

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