喷射真空泵在化工行业的（de）应用
关键词：水（shuǐ）喷射（shè）真空（kōng）泵（bèng）、新型高效蒸汽喷射真空泵、汽（qì）水串联喷射真空泵、汽水组合喷射真空泵、化工工艺、应用。
摘要：目前（qián）真空技术越来越广泛的应用在石油、化（huà）工、制药、等行业的减压蒸发、结晶、蒸（zhēng）馏、升华、干燥、负（fù）压浓缩（suō）、脱（tuō）水、化学反应吸（xī）收（shōu）及（jí）真空（kōng）输送物料（liào）等工艺，各种加（jiā）工过程应用真空技术后可以（yǐ）节能降耗、加快反应速度（dù）、提高产品质量、增加经济效益也逐步形成共识，但真（zhēn）空技术（shù）是一门边缘科学，我国的真（zhēn）空行业是在解放后消化吸收前苏（sū）联、美国、日本、德国产品（pǐn）的基础（chǔ）上发（fā）展起来的，虽然近几年我国的真空设备制造厂的数量如雨后春（chūn）笋（sǔn）般壮大（dà）起来，但不少厂家对于其生产的（de）真空泵（bèng）在不同工艺如何应用选型却并不清楚（更谈不上根据用户提供的工艺参数（shù）进行新产品（pǐn）设计），这给广大用户的选型带来很大的（de）不便，本文将根据我公司30多年的生产、研制和配套（tào）经验，阐述在化工（gōng）行业（yè）几个（gè）典型工艺如何合理选用（yòng）喷射真空（kōng）泵的问题。
一、 关于真空泵（bèng）的几个概念
在化工生（shēng）产的加（jiā）工过程中如（rú）何应用好真空泵（bèng），需（xū）要先明确以下几个概念（niàn）：
1、“真空”的概念：“真空”是指在给（gěi）定空间内低于一个大气压力的气（qì）体状态，也就是（shì）该（gāi）空间内（nèi）气体（tǐ）分子密度低于该地区大气压的气体（tǐ）分子密（mì）度（dù）。完（wán）全没有气体的空间（jiān）状态称（chēng）为（wéi）绝对真空（kōng）。
2、真空泵：是用以产生（shēng）、改善和维持真空的装置。
3、抽气量（liàng）：真空泵在工作压强下单位（wèi）时间内抽吸气体的流量。单（dān）位：kg/h或m3/h；
4、极限（xiàn）压强（真空度（dù））：在抽汽（qì）量为零的情况下真空泵所能达到的绝对（duì）压强。单位：Pa、KPa、MPa或mmhg（极（jí）限绝压减当地大气压为极限真空度）；
5、工作压强（真空度）：喷射泵（bèng）在（zài）额定抽气量时的绝对压强。单位：Pa、KPa、MPa或mmhg（工作绝压（yā）减（jiǎn）当地大气压为工作真（zhēn）空度）；
6、工作蒸汽压力（lì）：蒸汽喷射真空泵的工作（zuò）蒸汽压力。单位：MPa或kgf/cm2；
7、工作蒸汽耗量：蒸（zhēng）汽喷射真空泵单（dān）位时间蒸汽耗量。单位：kg/h；
8、冷却水温：水喷射泵循环水（shuǐ）温度（dù）或蒸汽喷射真（zhēn）空泵的冷（lěng）凝器循环水温度。单位：OC；
9、冷却水循环量：单位时间通过水喷射器或蒸汽喷射泵冷凝器（qì）的循环水（shuǐ）流量。单位：kg/h；
二、 化工行业常见的的几种真空泵及其优缺点
1、化工行业经常（cháng）使用的几种真空泵——化工行业上常见的真空泵可以简单的（de）分为变容积式（shì）真空泵和（hé）喷射真空泵，变容积式真空泵是利用泵腔容（róng）积的（de）周期变化来（lái）完成吸气（qì）和排气的装置，往复真空泵、旋片真空泵、滑阀真空泵、水（shuǐ）环真空泵、罗茨真（zhēn）空泵（bèng）就是属于变（biàn）容积（jī）式真空（kōng）泵。喷射真空泵是利用文丘里效应的压力降产生的高速射流把气体（tǐ）输送到出口的一种动量传输泵，水喷射真空泵（bèng）、蒸汽喷射真空泵、汽水串联喷射真空泵、汽水组合喷射真空泵（bèng）同属于喷射真空泵。
2、变容积式（shì）真空泵的工作原理和优缺点
（1）、往复真空泵、旋（xuán）片真（zhēn）空泵（bèng）、滑阀真空泵、罗茨真空泵是靠活塞往复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对比较高，但是活塞是运转部件，因此活塞的（de）磨损是避免不了的，随着检（jiǎn）修次数的增加工作真（zhēn）空度将不断下降，直至满足（zú）不了生（shēng）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缺点，一般都（dōu）需要开一台备用（yòng）一台，这无（wú）形中增加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（qì）体，将使润滑油乳化，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。
（2）、水环真空泵是靠装在泵壳内的带有（yǒu）多叶片的偏心转（zhuǎn）子旋转（zhuǎn），把水抛向泵壳形成与泵壳同心的水环（huán），水环与转子叶片形成了容（róng）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（liàng）大、可以直接抽吸水（shuǐ）蒸汽（qì）等可凝性（xìng）气体。它（tā）的缺点是（shì）真空度低；不能抽吸带有（yǒu）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、喷射真空泵的工作（zuò）原理和优缺（quē）点
喷（pēn）射真空泵是利用文（wén）丘里效应（yīng）的压（yā）力降（jiàng）产生的高速射流把气体输送到出口的一种动量传输泵。它分为水（shuǐ）喷（pēn）射真空泵、蒸汽喷射真空（kōng）泵（bèng）、汽水串联喷射真空（kōng）泵、汽（qì）水组合喷射真空泵。喷射真空泵以其真空度范围广，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（jié）构简单，操作方便，无运转部件维修量（liàng）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真空泵的工作原理（lǐ）。
（1）、水喷射真空泵的工作原理及结构简图
水（shuǐ）喷射真空泵（bèng）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（dìng）的压（yā）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（kǒng）板上的多个拉瓦尔喷嘴喷（pēn）射，形成的高速射流（liú）使喷射器的混合室产生真空，被抽介质在真空作用下（xià）进入喷射器混合室，在混合室中与高速水流充分混合和（hé）经文丘里管降速、增（zēng）压后排出到循环水箱中，不（bú）凝（níng）性气体析（xī）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（shuǐ）环真空泵的（de）真空度高，代替（tì）W式往（wǎng）复真空泵可以取（qǔ）消前置冷凝器，节省一次性设备投资（zī）和运行费用（yòng）。
（2）、汽水串联喷（pēn）射真空泵的工作原理及结构简图
在（zài）水喷射真空（kōng）泵的喷射器前面串联一级或多级蒸（zhēng）汽（qì）喷射真空泵（bèng）即（jí）汽水串联喷射真空泵，其结构见（jiàn）汽（qì）水串联喷射真空泵（bèng）。其工作原理是：一定压力的饱和或过热蒸（zhēng）气通过拉瓦尔喷嘴减压增速后进入蒸汽喷射器的混合（hé）室，使混合室产（chǎn）生真空，被抽介质被抽吸进混合室与工（gōng）作蒸汽混合，混（hún）合后的（de）流体通过扩散管，速度下降，压力升高（gāo），直至达到下一级吸入口压力后排入下一级（jí）蒸汽喷射泵或水喷射泵。它是低位整机型（xíng）式，真空度相对较（jiào）高，可以取代水环—罗茨机组、旋片—罗茨机组（zǔ）直（zhí）接（jiē）抽吸可（kě）凝性汽体，但它在高真空的抽不凝性气（qì）体量有限。
（3）、新型高（gāo）效蒸汽喷射真空（kōng）泵的工作原理及工艺流程图
新型高效蒸汽喷射真空泵是由一（yī）级或多级蒸汽喷射泵与高效冷凝器组（zǔ）成的，一定压力的饱和或过热蒸气通过拉瓦尔喷嘴（zuǐ）减压增速后进入蒸汽喷射器的混合（hé）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（hé），混合后的流体通过扩散管，速度下降，压力升高，直至达到下一级吸入口压力后排入（rù）下一级蒸汽喷射器。冷凝器前面（miàn）的蒸汽喷射器排出的混合（hé）流体进入高效冷（lěng）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真空泵工艺流程图）。它可以实现任意高度安（ān）装，适合于抽吸（xī）的（de）介质（zhì）中不凝性气体量相对较（jiào）小，
大部分为可（kě）凝性（xìng）汽体的工艺，代替传统（tǒng）的多级蒸汽（qì）喷射真空泵可以节约（yuē）工作蒸汽60%以（yǐ）上。
（4）、汽水组合喷射真空（kōng）泵的（de）工作原理及工（gōng）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串联喷射真空（kōng）泵而组成的，其工作原理见汽水组合喷射真空泵的工艺流程图。它克服了蒸汽喷射（shè）真空泵和（hé）水喷射真空泵各自的（de）缺点，发挥了它们的优点，既可以达到较高的工作真空度，又可（kě）以有较大的抽气量，比传统的多级蒸汽喷射真空泵节（jiē）约工作蒸汽50%以上，节（jiē）约冷却水（shuǐ）30%以上，无需配备启动泵，抽空塔时间短。
（5）、多级蒸（zhēng）汽喷射真空泵的优点是结构简单、使用方便、工作（zuò）稳定（dìng）可靠，缺（quē）点是蒸汽耗量大（dà）（运行费用高），必须安装在11米高度以上，检修不便。
三、 结合工艺选用合理的真空泵
在化工生产过程中，可根据（jù）具体工艺所要（yào）求的工作压强高低和抽吸气体的性质合（hé）理选择真空泵，一般（bān）先确定（dìng）具体工艺（yì）所要求的（de）工作压强，负压蒸馏、精馏、升华等工艺要（yào）求的真空度高（工（gōng）作（zuò）压强低），负压蒸发、干燥、浓缩（suō）、结晶、脱水、脱色（sè）、化学反应吸收及真空输送物料等工（gōng）艺要求的真空度（dù）低（工（gōng）作压强高）。工作压强（qiáng）确定后，可根据抽气（qì）量大小和抽吸气（qì）体的性质合理选择真（zhēn）空泵。
1、根据几种真空泵所能达到的工作压强列出各种真空泵的适用范围。
2、抽吸（xī）不同气体（tǐ）选择不（bú）同喷射（shè）真空泵
（1）、水喷射真空泵泵适用于工作压强大于25mmhg(3.3KPa)，抽吸各（gè）种气体的场合（hé），尤其在抽吸可凝性汽体（即凝结于水或遇冷凝结的气体（tǐ））、带有粉尘、颗粒状介质时（shí）其优点更为突出。当工作压强要求相对较小，抽不（bú）凝性气体量较大时，应（yīng）选择蒸汽喷射泵和汽水串（chuàn）联、汽水组（zǔ）合喷射真空泵。
（2）、汽水串联喷射真空泵工作压强可达到2mmhg(267Pa)，但其比（bǐ）新型高效蒸汽喷射真空泵（bèng）、汽水组合喷射真空泵、多（duō）级蒸汽喷射真空泵（bèng）抽气量（liàng）小，适合于中（zhōng）小企业间歇式生产。
（3）、新型高效蒸汽喷射真空泵的工作压强可达到0.5mmhg(65Pa)，适（shì）合于抽吸的气体中大（dà）部分为可凝性汽体，不凝性气体量占有的比例相对较（jiào）小的工艺。
（4）、汽水组合喷射真空泵和多级蒸汽喷射真空（kōng）泵的工作压（yā）强可达到10Pa以（yǐ）内，可以抽（chōu）吸（xī）各种气体，它们的区别在于汽水组合喷射真空泵比多级蒸汽（qì）喷（pēn）射真空泵节约工（gōng）作蒸汽耗量，节省运行费用（yòng）。
四（sì）、 结论
随着商品经济的不断发展和能源问题的不断突出（chū），各企业节能降耗、提高生产效（xiào）率、提升产品质量越来越成为增加核心竞争力的重要手段（duàn），在各种（zhǒng）加工过程中（zhōng）选择合适的喷射真空泵，降低运行成本，将是企业增加核心竞争力的有力措施，希望本（běn）文（wén）对企业合理选用真空（kōng）泵起到一定（dìng）的参考作用。