螺桿真空泵的工業(yè)應用

2013-05-08 姜燮昌 美國泰悉爾(中國)集團

(1)螺桿真空泵在制藥行業(yè)溶媒回收中的應用

  采用溶媒結(jié)晶工藝的原料藥,通常在結(jié)晶后進行過濾、洗滌和真空干燥。物料中含濕通常在20%~200%,濕物料所含溶媒通常是易燃、易爆、有毒、有害的介質(zhì),它們在干燥過程中被真空機組抽走。

  傳統(tǒng)的濕式真空系統(tǒng)普遍選用羅茨-液環(huán)真空泵機組,液環(huán)泵的密封液在運行中會溶解或吸收部分有機溶媒,在汽液分離器中分離廢氣和高濃度的有機廢液,這兩部分都需要處理,這不僅不能充分回收這部分溶媒,而且使企業(yè)運行成本增加,更對健康安全和環(huán)保帶來挑戰(zhàn);而應用干式真空冷凝系統(tǒng),可以使干燥過程中的有機溶媒在排氣側(cè)冷凝,實現(xiàn)溶劑的回收,以及廢水廢液的零排放,由于螺桿泵泵腔內(nèi)無任何其他工藝介質(zhì),內(nèi)部表面均采取涂層的防腐措施,既節(jié)能又環(huán)保,無廢液處理問題,溶媒還可以全部回收。所以螺桿真空泵已成為這一應用領域的最佳選擇。溶媒回收螺桿泵真空機組如圖15所示。

溶媒回收螺桿真空泵

圖15 溶媒回收螺桿真空泵

(2)螺桿真空泵在石化行業(yè)汽油蒸汽回收方面的應用

  干式螺桿真空泵在汽油蒸汽回收裝置中是一個關鍵性設備,所抽氣體為容易揮發(fā)的汽油蒸汽,主要成份是C4、C5、C6 等汽油蒸汽,其裝置原理如圖16 所示。

汽油回收裝置原理圖

圖16 汽油回收裝置原理圖

  通常要求泵的運行溫度控制在80℃以下,然而僅僅依靠泵體夾套冷卻無法使泵的運行降低到如此低的溫度,另外在多數(shù)現(xiàn)場都不能提供冷卻水,可以提供的冷卻液就是汽油;為了降低泵的運行溫度除了往泵體夾套內(nèi)通入汽油外,最有效的方法就是向泵腔內(nèi)(在溫度最高點)注入適量的汽油,以此蒸發(fā)吸熱來降低泵腔內(nèi)溫度,如圖17 所示。

向泵內(nèi)注入冷卻液

圖17 向泵內(nèi)注入冷卻液

  由于螺桿真空泵在油汽回收工藝過程中,被冷凝的汽油會堆集在泵的排氣口處,這種積液現(xiàn)象會造成泵的異常振動和噪聲,因此必須及時排出,為此可以采取下列三種改進措施。

  措施1:泵的排氣管向下傾斜,排氣管道位置低于泵的排氣口位置(見圖18)。

改進措施

圖18 改進措施1

  措施2:在泵的排氣口或消音器最低位處,安裝一臺循環(huán)泵以消除積液現(xiàn)象(見圖19)。

改進措施

圖19 改進措施2 圖20 改進措施3

  措施3:在泵的排氣口處安裝單向閥,以防止泵在停止運行時由于虹吸現(xiàn)象造成冷凝液倒流入泵腔內(nèi)(見圖20)。

(3) 螺桿真空泵在空間模擬方面的應用

  由于空間模擬裝置其被抽容器的容積從幾千立方米到幾萬立方米,真空度變化從幾萬Pa 到幾個Pa,而且被抽氣體中含有大量的水蒸氣或部分氮氧化物,所以這種真空系統(tǒng)首先遇到問題就是預抽真空問題,如果選用傳統(tǒng)的滑閥泵作前級泵則存在下列問題:

  首先是滑閥泵在高入口壓力下長時間運行,由于氣流攜帶作用,其噴油現(xiàn)象十分嚴重,一是浪費大量昂貴的油,二是污染環(huán)境;

  由于被抽氣體中含有大量的水蒸氣或氮氧化物,這些氣體一旦進入泵內(nèi)會使真空泵油迅速乳化變質(zhì),油的密封性破壞,導致真空性能下降,甚至使泵毀壞;

  需要配置泵的數(shù)量多,而且滑閥泵的振動、噪聲也大;

  螺桿真空泵由于具有清潔無油、抽速大、振動小、噪聲低等優(yōu)點,已成為當前大型空間模擬真空系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。另外,為了提高真空機組的抽速和極限真空并相應的減小螺桿泵的尺寸,一般都是采用一臺羅茨泵與螺桿真空泵串聯(lián)構(gòu)成的二級機組或二臺羅茨泵與螺桿真空泵串聯(lián)構(gòu)成的三級機組。為防止顆粒雜質(zhì)進入泵內(nèi),在真空機組入口均配置入口過濾器,其精度為50 μm。

  干式螺桿真空泵機組應用如圖21、圖22 所示。

羅茨螺桿兩級真空泵機組和羅茨螺桿三級真空泵機組

圖21 羅茨螺桿兩級真空泵機組 圖22 羅茨螺桿三級真空泵機組