噴射真空（kōng）泵在（zài）化工行業的應用

關鍵詞：水噴射真空泵、新型高效蒸汽噴射真空（kōng）泵、汽（qì）水串聯噴射真空泵、汽（qì）水組合（hé）噴射真空泵、化工工藝、應用。

摘要：目前真空（kōng）技術越來越廣（guǎng）泛的（de）應用在石油、化工、製（zhì）藥、等（děng）行（háng）業的減壓（yā）蒸發、結（jié）晶、蒸餾、升華（huá）、幹（gàn）燥、負壓濃縮、脫水、化學反應吸收及真空輸送物料等工藝，各（gè）種加工過程應用真空技術後可以（yǐ）節能降耗、加快反應速度、提高產（chǎn）品質量、增加經濟（jì）效益也逐步形成共識（shí），但真空技術是一門邊緣科學，我國（guó）的真空（kōng）行業是（shì）在解放後消化吸收前蘇聯、美國、日本、德（dé）國產品的基（jī）礎上發展起來的，雖然（rán）近幾年我國的真空設備（bèi）製造廠的數量如雨後（hòu）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用選型（xíng）卻並不清（qīng）楚（更談不（bú）上根據用戶（hù）提供的工藝參數進（jìn）行（háng）新產品設計），這給廣大用戶的選型帶來很大的不便，本文將根據我公司30多年的生產、研製和配套經（jīng）驗，闡述在化工行業幾個典型工藝如何合理選（xuǎn）用噴射真空泵的問題。

一、 關（guān）於真空泵的幾個概念

在化工生產的（de）加工過程中如何應用好真空泵，需要先明確以下幾個概念：

1、“真空”的概念：“真空”是指在給定空（kōng）間內低於一個大氣壓力的（de）氣體狀態，也就（jiù）是該空間內氣體分子密度低於該地（dì）區大氣（qì）壓的氣（qì）體分子密度。完（wán）全（quán）沒有氣體的空間（jiān）狀態稱（chēng）為絕對（duì）真（zhēn）空。

2、真空（kōng）泵：是用以產生、改善和維持真空（kōng）的裝置。

3、抽氣量（liàng）：真空（kōng）泵在（zài）工作（zuò）壓強下單位時間內（nèi）抽（chōu）吸氣體的流量（liàng）。單位：kg/h或（huò）m3/h；

4、極限壓強（真空度）：在抽汽量為零的情況下真空泵所能（néng）達到（dào）的（de）絕對壓（yā）強。單位：Pa、KPa、MPa或mmhg（極限絕壓減當地大氣壓為極限真空度（dù））；

5、工作壓強（真空度）：噴射泵在額定抽氣量時的絕對壓強（qiáng）。單位：Pa、KPa、MPa或mmhg（工作絕壓減當地（dì）大（dà）氣壓為工作（zuò）真空（kōng）度）；

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

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

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

9、冷（lěng）卻水循環量：單位時間通（tōng）過水噴射器或蒸（zhēng）汽噴射泵冷凝器的（de）循環（huán）水流量。單位：kg/h；

二、 化工行（háng）業（yè）常見（jiàn）的的幾種真空泵及其優缺點

1、化工行業經（jīng）常使用的幾種（zhǒng）真空泵——化工行業上常見的真空泵可以簡單的分為變（biàn）容積式真空泵（bèng）和噴射真空泵，變容積式真空泵是利用泵（bèng）腔容積的周期變化來完成吸氣和排氣的裝置，往複真空泵、旋片真空泵、滑閥真空泵、水（shuǐ）環真空泵、羅（luó）茨（cí）真（zhēn）空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的壓（yā）力降（jiàng）產（chǎn）生的高速射（shè）流把氣體輸送到出口的一種動量傳輸泵，水噴射真空泵、蒸汽噴射真空泵、汽水串聯（lián）噴射真空泵、汽水（shuǐ）組合噴（pēn）射真空泵同屬於噴射真（zhēn）空泵。

2、變容積式真空泵的工作原理和優缺點

（1）、往複真空泵、旋片真空泵、滑閥真空泵、羅茨真（zhēn）空泵是靠活塞往複運動或旋轉將氣體吸入、壓縮並排（pái）出。它們的優點是新投入（rù）使用的泵真空度相對比較高，但（dàn）是活塞是運轉部件，因此活塞的磨（mó）損是避免不了的，隨著檢（jiǎn）修次數的增加工作真空度（dù）將不斷下降，直（zhí）至滿足不了生產的要求。此類泵工作噪音大，耗油量大，故障率高也（yě）是其致命的缺點，一般都需要開一台備用一台，這無形中增加了設備投資與運行（háng）費用。另外如果用此類泵抽吸水蒸汽等可凝性氣體，將使潤滑油乳化（huà），因此隻能應用在抽吸不（bú）凝性（xìng）（空氣類（lèi））氣體，也不（bú）能（néng）抽吸（xī）帶（dài）有顆粒狀（zhuàng）的介質（zhì），這（zhè）也就限製了其適用（yòng）範圍。

（2）、水環真空泵是靠裝（zhuāng）在泵（bèng）殼內（nèi）的帶有多葉（yè）片的偏心轉子（zǐ）旋轉，把水拋向（xiàng）泵殼形成與泵殼同心的水環，水環（huán）與轉（zhuǎn）子葉片形成了容積周期變化從而將氣體吸入、壓縮並（bìng）排出。它的優點是低（dī）真（zhēn）空時抽氣量大、可以直接抽吸水蒸（zhēng）汽等可凝性氣體。它的缺點是真（zhēn）空度低；不能抽吸帶有顆粒狀（zhuàng）的介（jiè）質；轉子高速旋轉不易做防腐處理，因此不能抽吸（xī）具有腐蝕性的介質。

3、噴射真空泵的（de）工作原理和優缺點

噴射真空（kōng）泵是利用文丘裏效（xiào）應的壓力（lì）降（jiàng）產生的高速射流把氣體輸（shū）送到出口（kǒu）的一種動量傳輸泵。它（tā）分為水噴射真空泵、蒸汽噴射真空泵、汽水（shuǐ）串聯噴（pēn）射真空泵、汽水組合噴射真空泵。噴射真空泵以（yǐ）其（qí）真空度範圍廣（guǎng），可以（yǐ）直接抽吸水蒸汽等可凝性氣體和帶有顆粒狀的介質（zhì），結構簡單，操作方便，無運轉部件維修（xiū）量小，節（jiē）能降耗等優點越來越廣泛的（de）應用在化工操作的各工藝中，下麵分別介紹各種（zhǒng）噴（pēn）射真空泵（bèng）的（de）工作原理。

（1）、水噴（pēn）射真空泵的工作原理及結構簡圖

水噴射真空泵的設備組成見其結構簡圖，其（qí）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，具有一定（dìng）壓力、流速的（de）水進入水噴射器的集水室，經孔板上的（de）多（duō）個拉瓦爾噴嘴噴射，形（xíng）成的高速（sù）射流使噴射器的混合室產生真空，被抽介質（zhì）在真空作用下進入噴射器混合室，在混合室（shì）中與（yǔ）高速水流充（chōng）分混合和經文丘裏管降速、增壓後排出到（dào）循環水箱中，不凝性氣體析出，可凝（níng）性（xìng）汽體從水箱溢流口溢出，如此反複做（zuò）功。它的優點是低位整機型（xíng）式，比水環真空泵的真空度高，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（zī）和運行費用。

（2）、汽水串聯噴（pēn）射真空泵的工作原理及結構簡（jiǎn）圖

在水噴射真空泵的噴射器前麵（miàn）串聯（lián）一級或多級（jí）蒸汽噴射真空泵即汽水（shuǐ）串聯噴射真空泵，其結構見汽水串聯噴射真空（kōng）泵。其工作原理（lǐ）是：一定壓力的飽和或（huò）過熱蒸氣通過（guò）拉瓦爾噴嘴減壓增速後進（jìn）入蒸汽噴射器的混合室（shì），使混合室產生真（zhēn）空，被抽介質被（bèi）抽吸進混合室與工作蒸汽混合，混合後的流（liú）體通過擴散管，速度下降，壓力升高，直至達到下一（yī）級吸入口壓力後排入下一級蒸汽噴射（shè）泵或水噴射泵。它是低（dī）位整機型式，真空度相對較高，可以取（qǔ）代水（shuǐ）環—羅茨機組（zǔ）、旋片—羅茨機組直接抽吸可凝性汽（qì）體，但它在高真空的抽不凝（níng）性氣體量有限。

（3）、新型高效蒸汽噴射真空泵的工作原理及工藝流程圖

新型高效蒸汽噴射真空泵是由一級或多級蒸汽（qì）噴射泵（bèng）與高效冷凝器組成的，一定壓力的飽和或過熱蒸氣通過拉瓦爾噴嘴減壓增（zēng）速後進入蒸汽（qì）噴射器的混合室，使混合室產生真空（kōng），被抽介質被抽吸進混合室與（yǔ）工（gōng）作蒸汽混合，混合後的流體通（tōng）過擴（kuò）散管，速度下降，壓力升高，直至達到下一級吸入口壓力後排入下一級蒸（zhēng）汽噴射器。冷（lěng）凝器前麵的蒸（zhēng）汽噴射器排出的混合流體進入高效冷（lěng）凝器後，可凝性汽體被（bèi）冷卻成液體（tǐ）與不凝性氣體一起隨冷卻水排出（chū）冷（lěng）凝器外（見新型高效蒸汽噴射真（zhēn）空泵工藝流程圖）。它可以實現任意高度（dù）安裝，適合於抽吸的介（jiè）質中不凝性氣體量相對較小，

大部分為可凝性汽體的（de）工藝，代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）、汽水組合噴射真空泵的工作原（yuán）理及工藝流程圖

它是在傳統的（de）蒸汽（qì）噴射泵的第一級（jí）冷凝器後麵串聯一級汽水串聯噴射真空泵而組成（chéng）的，其（qí）工作原理見汽水組合噴（pēn）射真空泵的（de）工藝流程圖（tú）。它克服了蒸汽（qì）噴射真空泵和水噴（pēn）射真空（kōng）泵（bèng）各（gè）自的（de）缺點，發揮了它們的優點，既可以達到較高的（de）工作真空度，又可以有較大（dà）的抽氣量，比傳統的多級蒸汽噴射真空泵節約（yuē）工作蒸汽50%以上，節約冷卻水30%以上，無需配備啟動泵，抽空塔時（shí）間短。

（5）、多級蒸汽噴射真空泵（bèng）的優點是結構簡單、使用（yòng）方便、工作穩定可靠，缺點是蒸汽（qì）耗量大（運行費用高），必須安（ān）裝在11米高度（dù）以上，檢修不便（biàn）。

三（sān）、 結合工藝選用合理的真空泵

在（zài）化（huà）工生產過程中，可根據具體工藝所要求（qiú）的工（gōng）作壓強高低和抽吸氣（qì）體的性質合理選擇真空泵，一般先確定具體工藝所要求的工作壓強，負壓蒸餾、精餾、升華等工藝要求的真空度高（工作壓強低），負（fù）壓蒸發、幹燥、濃縮、結晶、脫水、脫（tuō）色、化學（xué）反應吸收及真空輸送物（wù）料等工藝要求的真空度低（工作壓強高）。工（gōng）作壓強確定（dìng）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達（dá）到的工作壓強列出各種真空泵的適用範圍。

2、抽吸不同氣體選擇不同噴射真空泵

（1）、水（shuǐ）噴射真空泵泵適用（yòng）於工作壓強大於25mmhg(3.3KPa)，抽吸各種氣體的（de）場合，尤其在抽吸可凝性（xìng）汽體（即凝結於水或遇冷凝結的氣體）、帶有粉塵、顆粒狀介質時其（qí）優點更為突出。當（dāng）工作壓強要求相對較小，抽不凝性氣體量較大時，應選擇蒸（zhēng）汽噴（pēn）射泵和汽（qì）水串聯、汽水組合噴射真空泵。

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

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

（4）、汽水組合噴射真空泵和多級（jí）蒸汽噴射真空泵的（de）工作（zuò）壓強可達到10Pa以內，可以抽吸（xī）各（gè）種氣（qì）體，它們的區別在於汽水組合噴射真空（kōng）泵比多級（jí）蒸汽噴射真空泵節約工作（zuò）蒸汽（qì）耗量，節省運行費用。

四、 結（jié）論

隨著商品經濟的不斷發展和（hé）能源問題的不斷（duàn）突（tū）出，各企（qǐ）業節能降耗、提（tí）高（gāo）生產效率、提升產品質量越來越成為增加（jiā）核心競爭力（lì）的重要手段，在各種加工過程中選擇合適的噴射真（zhēn）空泵，降低運（yùn）行（háng）成本，將是企（qǐ）業增加核心競爭力的有力措施，希望本文對企業合理選用真空泵起到一定的參（cān）考作用。