一、關(guān)于真空泵的幾個(gè)概念如何在化學(xué)生產(chǎn)過程中應(yīng)用真空泵，首先需要澄清以下概念：
1、“真空”概念：“真空”是指給定空間中低于大氣壓的氣體狀態(tài)，即該空間中氣體分子的密度低于該區(qū)域的大氣壓。完全沒有氣體的空間狀態(tài)稱為絕對(duì)真空。
2、真空泵：這是用于產(chǎn)生，改善和維持真空的設(shè)備。
3、抽氣量：流量，用于在單位時(shí)間內(nèi)在工作壓力下真空抽氣。單位：kg/h或m3/h;
4、極限壓力(真空度)：零抽出條件下真空泵可達(dá)到的絕對(duì)壓力。單位：Pa，KPa，MPa或mmhg(極限絕對(duì)壓力減去局部大氣壓即極限真空);
5、工作壓力(真空度)：在額定抽氣量下噴射泵的絕對(duì)壓力。單位：Pa，KPa，MPa或mmhg(工作絕對(duì)壓力減去當(dāng)?shù)卮髿鈮杭礊楣ぷ髡婵斩?;
6、工作蒸汽壓力：蒸汽噴射真空泵的工作蒸汽壓力。單位：MPa或kgf/cm2;
7、工作蒸汽消耗：蒸汽噴射真空泵每單位時(shí)間的蒸汽消耗。單位：kg/h;
8、冷卻水溫度：水噴射泵的循環(huán)水溫度或蒸汽噴射真空泵的冷凝器循環(huán)水溫度。單位：超頻;
9、冷卻水循環(huán)：每單位時(shí)間通過水噴射器或蒸汽噴射泵的冷凝器的循環(huán)水流量。單位：kg/h;
二、化學(xué)工業(yè)中幾種常見的真空泵及其優(yōu)缺點(diǎn)
1、化工行業(yè)中常用的幾種真空泵——化工行業(yè)中常用的真空泵可以簡單地分為可變?nèi)莘e真空泵和噴射真空泵。可變?nèi)莘e真空泵利用泵腔容積的周期性變化來完成抽吸和排氣。往復(fù)式真空泵，旋轉(zhuǎn)葉片真空泵，滑閥真空泵，水環(huán)真空泵和羅茨真空泵等設(shè)備都是可變?nèi)莘e真空泵。射流真空泵是一種動(dòng)量傳遞泵，它利用文丘里效應(yīng)的壓降產(chǎn)生的高速射流將氣體輸送到出口。水噴射真空泵，蒸汽噴射真空泵，蒸汽-水噴射真空泵和蒸汽-水組合噴射真空泵也是噴射真空泵。
2、可變?nèi)莘e的工作原理與優(yōu)缺點(diǎn)
(1)往復(fù)式真空泵，旋片式真空泵，滑閥真空泵，羅茨真空泵是往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)活塞，將氣體吸入，壓縮和排放。它們的優(yōu)點(diǎn)是，新引入的泵具有較高的真空度，但是活塞是運(yùn)動(dòng)部件，因此無法避免活塞的磨損。隨著維護(hù)次數(shù)的增加，工作真空度將持續(xù)下降，直到不能滿足生產(chǎn)要求為止。這種泵噪音大，油耗高，故障率高。這也是致命的缺點(diǎn)。通常，有必要打開一個(gè)備用設(shè)備，這會(huì)大大增加設(shè)備投資和運(yùn)營成本。此外，如果使用此類泵來泵送可凝性氣體(例如水蒸氣)，則會(huì)使?jié)櫥腿榛?。因此，它只能用于泵送不可冷?基于空氣)的氣體，而不能泵送顆粒狀介質(zhì)。這限制了其應(yīng)用范圍。
(2)水環(huán)真空泵由帶有多個(gè)葉片的偏心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，該偏心轉(zhuǎn)子安裝在泵殼中，并向泵殼中注水，形成與泵殼同心的水環(huán)。循環(huán)發(fā)生變化以抽吸，壓縮和排出氣體。它的優(yōu)點(diǎn)是在低真空下具有大的抽氣量，并且可以直接抽水等可凝性氣體。它的缺點(diǎn)是真空度低。它不能吸入顆粒狀介質(zhì);轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，不易進(jìn)行防腐處理，因此不能吸入腐蝕性介質(zhì)。
3、射流真空泵的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)射流真空泵是一種動(dòng)量傳遞泵，它利用文丘里效應(yīng)的壓降產(chǎn)生的高速射流將氣體輸送到出口。它分為水噴射真空泵，蒸汽噴射真空泵，蒸汽-水系列噴射真空泵和蒸汽-水組合噴射真空泵。噴射真空泵具有廣泛的真空度，可以直接泵送可凝性氣體，例如水蒸氣和顆粒狀介質(zhì)。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，非運(yùn)行部件的維護(hù)少，節(jié)能降耗的優(yōu)勢(shì)越來越廣泛。在化學(xué)操作的各個(gè)過程中的應(yīng)用，各種噴射真空泵的工作原理是下面介紹。
(1)噴射真空泵的工作原理和結(jié)構(gòu)示意圖噴射真空泵的設(shè)備組成如圖所示。工作原理是：速度，具有一定壓力和速度的水進(jìn)入噴射器的集水室，并通過孔板上的多個(gè)拉瓦爾噴嘴進(jìn)行噴射。形成的高速射流在噴射器的混合腔中產(chǎn)生真空，被泵送的介質(zhì)在真空中起作用，進(jìn)入噴射器混合腔，在混合腔中與高速水混合，并降低噴射器的速度和壓力。文丘里管，然后將其排放到循環(huán)水箱中。不可凝結(jié)的氣體將沉淀，可凝結(jié)的蒸氣將從水箱溢出。嘴巴溢出，反復(fù)發(fā)生。它具有低位類型的優(yōu)點(diǎn)，它的真空度比水環(huán)真空泵高。代替W型往復(fù)式真空泵，可以省去預(yù)冷凝器，從而節(jié)省了一次性的設(shè)備投資和運(yùn)營成本。
(2) 汽水串聯(lián)噴射真空泵的工作原理和結(jié)構(gòu)示意圖。一個(gè)或多個(gè)蒸汽噴射真空泵在水噴射真空泵的噴射器的前面串聯(lián)連接。其工作原理是：一定壓力的飽和或過熱蒸汽通過拉瓦爾噴嘴以降低壓力并提高速度，然后進(jìn)入蒸汽噴射器的混合腔，在混合腔中產(chǎn)生真空。泵送的介質(zhì)被吸入混合室并與工作蒸汽混合?；旌虾蟮牧黧w通過擴(kuò)散管，速度降低，壓力增加，直到達(dá)到下一級(jí)吸入口的壓力，然后排放到下一級(jí)的蒸汽噴射泵或水噴射泵中。它是具有相對(duì)較高真空度的低位置類型。它可以代替水環(huán)
— 羅氣缸單元和旋轉(zhuǎn)葉片— 羅氣缸單元直接吸入可冷凝的氣體，但不能在高真空下泵送。數(shù)量有限的可冷凝氣體。
(3)新型高效蒸汽噴射真空泵的工作原理和工藝流程圖新型高效蒸汽噴射真空泵由一級(jí)或多級(jí)蒸汽噴射泵和高效冷凝器組成。一定壓力的飽和或過熱蒸汽通過拉瓦爾噴嘴。減速并增加速度后，它進(jìn)入蒸汽噴射器的混合腔，以在混合腔中產(chǎn)生真空。泵送的介質(zhì)被吸入混合室并與工作蒸汽混合。混合后的流體通過擴(kuò)散管，速度降低，壓力增加，直到達(dá)到。之后，下一級(jí)吸入口的壓力被排放到下一個(gè)蒸汽噴射器中。從冷凝器前面的蒸汽噴射器排出的混合流體進(jìn)入高效冷凝器后，可冷凝蒸汽被冷卻成液體，并與不可冷凝氣體一起與冷卻水一起排出(請(qǐng)參閱新的高效蒸汽噴射真空泵工藝流程圖)。它可以安裝在任何高度。它適用于用相對(duì)少量的不可冷凝氣體泵送介質(zhì)，其中大多數(shù)是可冷凝蒸氣過程。通過取代傳統(tǒng)的多級(jí)蒸汽噴射真空泵，可以節(jié)省60%以上的工作蒸汽。
(4)蒸汽-水聯(lián)合噴射真空泵的工作原理和工藝流程圖它由一系列汽水串聯(lián)噴射真空泵串聯(lián)而成，串聯(lián)在傳統(tǒng)蒸汽噴射泵的第一級(jí)冷凝器之后。有關(guān)工作原理，請(qǐng)參見蒸汽-水聯(lián)合噴射真空泵的工藝流程圖。它克服了蒸汽噴射真空泵和水噴射真空泵的缺點(diǎn)，并發(fā)揮了它們的優(yōu)點(diǎn)。它不僅可以實(shí)現(xiàn)更高的工作真空度，而且可以實(shí)現(xiàn)更大的抽氣量。與傳統(tǒng)的多級(jí)蒸汽噴射真空泵相比，它可以節(jié)省工作蒸汽。超過50%，節(jié)省30%以上的冷卻水，無需啟動(dòng)泵，疏散塔時(shí)間短。
(5)多級(jí)蒸汽噴射真空泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，工作穩(wěn)定可靠，但缺點(diǎn)是蒸汽消耗大(運(yùn)行成本高)，必須安裝在11米以上的高度，這給維護(hù)帶來不便。
三、結(jié)合工藝選擇合理的真空泵。在化學(xué)生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)特定過程所需的工作壓力和所泵送氣體的性質(zhì)合理選擇真空泵。通常，特定過程，蒸餾，升華和其他過程所需的工作壓力需要高真空(低工作壓力)，負(fù)壓蒸發(fā)，干燥，濃縮，結(jié)晶，脫水，脫色，化學(xué)反應(yīng)吸收以及材料的真空輸送低真空(高工作壓力)。確定工作壓力后，可以根據(jù)吸入量和吸入氣體的性質(zhì)合理選擇真空泵。
1、根據(jù)幾個(gè)真空泵可以達(dá)到的工作壓力，列出了各種真空泵的適用范圍。
2、吸入不同的氣體以選擇不同的噴射真空泵
(1)噴射真空泵適用于泵送工作壓力大于25mmhg(3.3KPa)的各種氣體，尤其適用于泵送可冷凝蒸汽(即，在水中冷凝或在冷凝時(shí)冷凝的氣體)。是灰塵和顆粒狀介質(zhì)。當(dāng)工作壓力要求相對(duì)較小且不可冷凝氣體量較大時(shí)，應(yīng)選擇蒸汽噴射泵和汽水串聯(lián)蒸汽-水聯(lián)合噴射真空泵。
(2)。
汽水串聯(lián)噴射真空泵的工作壓力可以達(dá)到2mmhg(267Pa)，但其泵送體積比新型高效蒸汽噴射真空泵，蒸汽-水聯(lián)合噴射真空泵和多級(jí)蒸汽噴射真空小泵。
(3)新型高效蒸汽噴射真空泵的工作壓力可達(dá)到0.5mmhg(65Pa)，適用于其中大多數(shù)抽氣為可燃?xì)怏w，非可燃?xì)怏w比例為相對(duì)較小。
(4)蒸汽-水聯(lián)合噴射真空泵和多級(jí)蒸汽噴射真空泵的工作壓力可以達(dá)到10Pa以下，并且可以吸入各種氣體。區(qū)別在于，蒸汽-水聯(lián)合噴射真空泵節(jié)省了工作蒸汽消耗，比多級(jí)蒸汽噴射真空泵節(jié)省了更多的運(yùn)營費(fèi)用。