噴（pēn）射真空泵在化工（gōng）行業的應用

關鍵詞：水噴射真空泵、新型高效蒸汽噴射真空泵（bèng）、汽水串聯噴射真空泵、汽水組合噴射真空泵、化工工藝、應用（yòng）。

摘要：目前真空技術越來越廣泛的（de）應用在（zài）石油、化工、製藥、等行業的減壓蒸發、結晶、蒸餾、升華、幹燥、負壓濃縮、脫水、化學反應吸（xī）收及真空輸送（sòng）物料等工藝，各種加工過程應用真空技術後（hòu）可以節能降（jiàng）耗、加快反應速度、提高產品質量（liàng）、增加經濟效益也逐步形成共識，但真（zhēn）空技術是一門邊緣科學，我國的真空行業（yè）是在（zài）解放後（hòu）消（xiāo）化吸收前蘇聯、美（měi）國（guó）、日本、德國產品的基礎上發展起來的（de），雖然近（jìn）幾年我國的真空設備製（zhì）造廠（chǎng）的數量如雨後春筍般壯大起來，但不少（shǎo）廠家對於其生產的真空泵在不同工藝如何應（yīng）用選型卻並不清楚（更談不上根據用戶提供的工藝參數進行新產品設計），這給廣大（dà）用戶的選型帶來很大的不便，本文將（jiāng）根據我公司30多年的生產、研製和配套經驗，闡述在化工行業幾個典型（xíng）工藝如何合理選用噴射真空泵的問題。

一、 關於真空泵的幾個概念

在化工生產的加工（gōng）過程中如（rú）何應用好真空泵，需要先明（míng）確以下幾個概念：

1、“真空”的概念：“真空”是指在給定空間內低於一（yī）個（gè）大氣壓力的氣（qì）體狀態，也就是該空間內氣體分子密度低於該（gāi）地區大氣（qì）壓的氣體分子密度。完全沒有氣體的空間狀態稱為絕對真空。

2、真空泵：是用（yòng）以（yǐ）產生（shēng）、改善和維持（chí）真空的裝置。

3、抽氣量（liàng）：真空泵在工作壓強下單位時間內抽吸氣體（tǐ）的流量。單位：kg/h或m3/h；

4、極限壓強（qiáng）（真空度）：在抽汽量為零的情況下真空泵所（suǒ）能達到的絕對壓強。單位：Pa、KPa、MPa或mmhg（極限絕壓（yā）減當地大氣壓為（wéi）極（jí）限真空度）；

5、工作壓強（真（zhēn）空度）：噴射泵在額定抽氣量時的絕對壓強。單位：Pa、KPa、MPa或mmhg（工作絕壓減當地大氣壓為工（gōng）作真空度）；

6、工作蒸汽壓力：蒸汽噴射真空泵（bèng）的工作蒸汽壓力。單位：MPa或kgf/cm2；

7、工作蒸汽耗量（liàng）：蒸汽噴射真空泵單位時間蒸汽耗量。單位：kg/h；

8、冷卻水溫：水噴射泵循環水溫度或蒸汽噴射真（zhēn）空泵的冷凝器循環（huán）水溫度。單位：OC；

9、冷卻水（shuǐ）循環（huán）量：單位時間通過水噴射器或蒸汽噴射泵冷（lěng）凝（níng）器的循環水流量。單位：kg/h；

二、 化工（gōng）行業常（cháng）見的的幾種真空泵（bèng）及其優缺點

1、化工行業經常使（shǐ）用的幾種真空泵——化工行業上常見的真空泵可以簡單的分為變容積式真空泵和噴射（shè）真空泵，變容積式真空泵是利用泵腔容積的（de）周（zhōu）期變化來完成吸氣和排（pái）氣的裝置，往複（fù）真空泵、旋片真空泵（bèng）、滑閥真空泵、水環真空泵、羅茨真空（kōng）泵就是屬於變容積式真空泵。噴射真空泵是利用文丘裏效應（yīng）的壓力降產生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動量（liàng）傳輸泵，水噴射真空泵、蒸汽噴射（shè）真空泵、汽水串聯噴（pēn）射真空泵、汽水組合噴射真空泵同屬於噴射真空泵。

2、變容積式真空泵的工（gōng）作原理和優缺點

（1）、往複真空泵（bèng）、旋片真空（kōng）泵、滑閥真空泵、羅茨真空泵是靠活塞往（wǎng）複運動或旋轉將氣體吸（xī）入、壓縮並排出。它們的優點是新投（tóu）入使用的泵真空度相對比較高，但（dàn）是活塞是運（yùn）轉部件，因此活塞（sāi）的磨損是避免不了的（de），隨著檢修次數的增加（jiā）工作真空（kōng）度將不斷下降，直至滿足不了生產的要求。此類（lèi）泵工作噪音大，耗（hào）油量大，故障率高（gāo）也是其致命的缺點，一般都需（xū）要開（kāi）一台備用一台，這無形中增（zēng）加了設備投（tóu）資與運行費用。另外如果用此類泵抽吸水蒸汽等可凝性（xìng）氣體，將使潤滑油（yóu）乳化，因此隻能應（yīng）用在抽吸不凝性（空氣類（lèi））氣體，也不能抽吸帶有顆粒狀的介（jiè）質，這也就限製了其適用範圍。

（2）、水環真空泵是靠裝在泵（bèng）殼內的帶有多（duō）葉片的（de）偏心轉子旋轉，把水拋向泵殼形成（chéng）與泵殼（ké）同心的水環，水環與轉子（zǐ）葉片形成了容積周期變化（huà）從而將氣體吸入、壓縮並排出。它的優點是低真空時抽氣量大（dà）、可以直（zhí）接抽吸水蒸汽等可（kě）凝性（xìng）氣體。它的缺點是真空度低；不能抽吸帶有顆粒狀的介質；轉子高速旋轉不易做防腐處理（lǐ），因此不能抽吸（xī）具有腐蝕性的介質（zhì）。

3、噴射真空泵的工作原（yuán）理和優缺點

噴射真空泵是利用文丘裏效應的壓力降產生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動量傳輸泵。它分為水噴射真空泵、蒸（zhēng）汽噴（pēn）射真空泵、汽水（shuǐ）串聯噴射真空泵、汽水組合噴（pēn）射真空泵。噴射真空泵以其真空度範圍（wéi）廣，可以直接抽吸水蒸汽等可凝性氣體和帶有（yǒu）顆粒狀的介質，結構簡單，操作方便（biàn），無運轉部件維（wéi）修量小，節能降耗等優點越來（lái）越廣泛的應用在化工操作的各工藝中（zhōng），下麵分別介紹各種噴射真空泵的工作原理。

（1）、水噴射真空泵的工作原理及結構（gòu）簡圖

水噴射真空泵的設備組成（chéng）見其結構簡（jiǎn）圖，其工作原理是：循環水箱中的水經循環水泵做功後產生一定的壓力、流速（sù），具有一定壓力、流速的水進入水噴射器的（de）集水室，經孔板上的多個拉瓦爾噴嘴噴射，形成的高速射流使噴射器的混合室產生真空，被抽（chōu）介質在真空（kōng）作用下進入噴射器混合室，在混合室（shì）中與（yǔ）高速水流充分混合和（hé）經文丘裏管降速、增壓後排出到循環水箱中，不凝（níng）性氣體析出，可凝性汽體從水箱（xiāng）溢流口溢出，如此反複做功。它的優點是低位整機型式，比水環真空泵的真（zhēn）空度高，代替W式往複真空泵可以取消前置冷凝器，節省一次性設備投資和運行費用。

（2）、汽水串聯噴射真空泵的工作原理及結構簡圖

在水噴射真空泵的噴射器前麵串聯一級或多（duō）級蒸汽噴射真空泵即汽（qì）水串聯噴（pēn）射真空泵，其結構見汽水串聯噴射真空泵。其工作原理（lǐ）是：一定壓（yā）力的飽和或過熱（rè）蒸氣通過拉瓦爾噴嘴減壓增速後進（jìn）入蒸汽（qì）噴射器的混合室，使混（hún）合室產生真空，被抽介質被抽吸進混合室與工作蒸汽混合，混合後的流體通過擴散管，速度（dù）下（xià）降（jiàng），壓力升高（gāo），直至達到下（xià）一級吸入口壓力後排入下一級蒸汽噴射泵或水噴射（shè）泵。它是低位整機型式，真（zhēn）空度相（xiàng）對較高，可以取代（dài）水環—羅茨機組、旋片—羅茨機組直（zhí）接抽吸可凝性汽體，但它在高（gāo）真空的抽不凝性氣體量有限。

（3）、新型高效蒸（zhēng）汽噴射真空（kōng）泵的工作原理及工藝流程圖

新（xīn）型高效蒸汽噴射真空泵是由一（yī）級或多級蒸汽噴射泵與高效（xiào）冷凝器組（zǔ）成的，一定壓力的飽和或過（guò）熱蒸氣通過拉瓦爾噴嘴減壓增速後進入蒸汽噴射器的混合室，使混（hún）合室產生真空，被抽介質被抽吸進混合室（shì）與工作（zuò）蒸汽（qì）混（hún）合，混合後的（de）流體通過（guò）擴散管（guǎn），速度下降，壓力升高，直（zhí）至達到下一級吸入口壓力後排入下一級蒸汽噴射器。冷凝器前麵的蒸（zhēng）汽噴（pēn）射器排出的混合（hé）流體進入高效冷凝器後，可凝性（xìng）汽體被冷卻成液體與不凝性氣（qì）體一起隨冷卻水（shuǐ）排（pái）出冷凝器（qì）外（見新型高效蒸汽（qì）噴射真空泵工藝流程圖）。它可以實現任意高度安裝，適合於抽吸的介質中不凝性氣體量相對較小，

大部分為可（kě）凝性汽體的工藝，代（dài）替傳統的多級蒸汽噴射真空泵可以節約工作蒸汽60%以上。

（4）、汽水組合噴射（shè）真（zhēn）空泵的工作原理及工藝流程圖

它（tā）是在傳統的蒸汽噴射泵（bèng）的第一級冷凝器後麵串聯一級汽水串聯噴射真空泵而組成的，其（qí）工作原（yuán）理見汽水組（zǔ）合噴射真空泵的工藝（yì）流程（chéng）圖。它克服了蒸汽噴（pēn）射真空泵和水噴射真（zhēn）空泵各自的缺（quē）點，發（fā）揮了它們的優（yōu）點，既可以（yǐ）達到較高的工作真空度，又可以有較大的抽氣（qì）量，比傳統（tǒng）的多級蒸汽噴射真空泵節（jiē）約工作蒸汽50%以上，節約冷卻（què）水30%以上，無需配備啟動泵，抽空塔時間短。

（5）、多級蒸（zhēng）汽噴射真空泵的優點是結構（gòu）簡（jiǎn）單、使用方（fāng）便、工作穩定可靠，缺點是蒸汽耗量大（運行費用高），必須安裝在11米高度以上，檢修不便。

三、 結合工藝選用合理的（de）真空泵

在化工生產過程中，可根據具體工藝所要求的工作壓強高低和抽吸（xī）氣體的性質合理選擇真（zhēn）空泵，一般先確定具體工藝所要（yào）求的（de）工作壓強，負壓蒸餾、精餾、升華等工藝要求的真（zhēn）空度高（工作壓強低），負壓蒸發、幹燥（zào）、濃縮、結晶、脫水、脫色、化學反應吸收及真空輸（shū）送物料（liào）等工藝（yì）要求的真空度低（工作壓強高）。工作壓強確定後，可根據抽氣量大小和抽吸氣體的性質合理選擇真空泵。

1、根據幾種真空泵所能（néng）達到的工作壓強列出各（gè）種真空泵的適用範圍（wéi）。

2、抽吸不同氣體選擇不（bú）同噴射真空泵

（1）、水噴射真空泵泵適用於工作壓強大於25mmhg(3.3KPa)，抽吸各種氣體（tǐ）的場合，尤其在抽吸（xī）可（kě）凝性汽體（即凝結於（yú）水或遇冷凝結的氣體）、帶有粉塵、顆粒狀介質時其優（yōu）點更為突出。當工作壓強要求相（xiàng）對較小，抽（chōu）不凝性（xìng）氣體量較大時，應選（xuǎn）擇蒸汽噴射泵（bèng）和汽水串聯、汽水組合噴射真空泵。

（2）、汽水串聯噴（pēn）射真空泵工作壓強可達到2mmhg(267Pa)，但其比新（xīn）型高效蒸汽噴射真空（kōng）泵、汽水組合噴射真空泵、多級蒸汽噴射真空泵抽氣量（liàng）小，適合於中小企業間（jiān）歇式生產。

（3）、新型高效蒸汽噴射真空泵的工作（zuò）壓強可達到0.5mmhg(65Pa)，適合於抽（chōu）吸的氣體中大部分為可凝性汽體，不凝性氣體（tǐ）量占有的比（bǐ）例相對較小的工藝。

（4）、汽水組合噴射真（zhēn）空泵和多（duō）級蒸汽噴射真空泵的工作（zuò）壓強可達（dá）到10Pa以內，可以抽吸各種氣體，它（tā）們的區別在於汽水組合噴射真空泵比多級蒸汽噴射真空泵節（jiē）約工作蒸汽耗量，節省運行（háng）費用。

四、 結論

隨著（zhe）商品經（jīng）濟的不斷發展和能源問題的不斷突出，各企業節能（néng）降耗（hào）、提高生產效率、提升產品質量越來越成為（wéi）增加核（hé）心競爭力的重（chóng）要手段，在各種加工過程中選擇合適的噴射真空泵，降低運行成本，將是企業增加核（hé）心競（jìng）爭力（lì）的有力措施，希（xī）望本（běn）文對企業合理選用真空泵起到一定的參考作用。