某公司合成氨生產(chǎn)裝置變換氣(含CO2體積分數(shù)約27.8%)量約200000m3/h(標態(tài))，采用碳酸丙烯酯(碳丙)法將CO2體積分數(shù)脫除至0.5%以下，溶解了大量的CO2和一定量有效氣體(H2，CO，N2，CH4等)的碳丙液經(jīng)過閃蒸再生后循環(huán)使用；碳丙液閃蒸產(chǎn)生的閃蒸氣量約6500m3/h(標態(tài))，采用變壓吸附抽真空的方式進行氫氣回收。裝置配套有型號為2BE1403-O的水環(huán)式真空泵3臺，轉(zhuǎn)速為330r/min，處理氣量5160m3/h(86.0m3/min)，配置Y315S-4型電機(110kW，380V)，每臺水環(huán)式真空泵工作水用量16m3/h，極限真空度-3.3kPa。水環(huán)式真空泵泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 水環(huán)式真空泵泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　水環(huán)式真空泵泵體中裝有適量的水作為工作液，當(dāng)葉輪按順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個取決于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)，水環(huán)的上部內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時，葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，此空間又被葉輪分成與葉片數(shù)目相等的若干小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，則葉輪在旋轉(zhuǎn)的前180°時小腔容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，小腔由大變小，氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。如此葉輪反復(fù)工作，泵連續(xù)不斷地抽吸氣體。在此工作過程中，由于水會隨工作時間的延續(xù)而發(fā)熱，同時部分水與氣體一起被排出，因此，工作過程中需不斷地向泵內(nèi)供給冷水，以冷卻和補充泵內(nèi)消耗的水。變壓吸附提氫裝置的水環(huán)式真空泵設(shè)計采用的是尿素循環(huán)水。由于出真空泵的水為常壓，無法返回循環(huán)水池，造成水的大量外排，既造成浪費，又增加動力消耗。真空泵用水分為泵腔水和密封水，工作水進口管道為Ф57mm，真空泵抽真空負壓為0.05～0.07MPa，平均氣量6500m3/h(標態(tài))時需開2臺真空泵，排水量為32m3/h。

　　為此，專門配置了2臺KQ100/185-18.5型臥式單吸泵，流量為93.5m3/h，揚程44m，1開1備，間斷性地將這部分水排至水池循環(huán)利用。但這部分水中含有酸性氣體，導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)變差，必須通過加堿和增加旁濾的方式進行處理，或直接排至終端進行污水處理，導(dǎo)致水資源的大量浪費。為了消除這部分不必要的浪費，根據(jù)實際運行情況，對水環(huán)式真空泵的工作水系統(tǒng)實行了改造，設(shè)計了1套工作水循環(huán)系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 工作水循環(huán)系統(tǒng)

　　在水環(huán)式真空泵的進、出口設(shè)置1只Ф1.6m×1.6m循環(huán)水桶，水桶上部配置排氣閥、安裝液位計，底部設(shè)計了專門的排污裝置，定期排水、排泥；對于泵腔內(nèi)的積塵也要定期進行排污，將其中的污泥排放干凈；水桶溢流口不可超過泵腔頂部。工作水循環(huán)系統(tǒng)投入運行后，真空泵泵腔水并入真空泵循環(huán)水系統(tǒng)，不僅有效改善了泵腔水溢流和外排地溝浪費水資源的問題，而且有效避免了酸性水外排造成的環(huán)境污染；真空泵泵腔水也可少部分排入循環(huán)水池對其水進行置換或直接進入終端污水處理系統(tǒng)，可以大大改善循環(huán)水池的水質(zhì)。

　　經(jīng)過近2年的運行，水環(huán)式真空泵運行平穩(wěn)，抽真空度也較好。