喷射式真空装置

喷射式真空系统

喷射式真空系统用于蒸发器、干燥器、蒸馏和精馏装置中，以及冷冻干燥、聚缩反应、脱气除臭工艺生产和维持真空。此类设备基本上是由喷射式真空泵，冷凝器或者配合其它真空泵（液环式真空泵）组成。

工作原理

喷射式真空泵通过动力介质的膨胀功来产生真空，高速喷射在动力喷嘴内产生，喷嘴出口低的吸入压力下，喷射流体夹带吸入介质并将其加速。通过动能的转换，动力介质与吸入流体的混合物的压力在喷射器的喉口和扩散器内升至设计压力。

喷射式真空泵的工作压力在整个流道上的压力变化

               P_P工作介质压力         P_H引射介质压力         P_C出口介质压力

设备特性

单台喷射式真空泵具有三个端口，分别为：

工作介质即动力介质入口，最高压力P_P。

吸入介质即被引射介质入口，最低压力P_H。

混合介质即动力介质与被引射介质出口,中间压力P_C介于P_P与P_H之间。

P_P/P_H为喷射真空泵的膨胀比，P_C/P_P为喷射真空泵的压缩比，膨胀比越高需要的工作介质越少，压缩比越高需要的工作介质越多。

喷射式真空泵有单级泵和多级泵之分,以适应用户的不同需要。一般真空度(残压)大于100mmHg(Torr)的，使用单级泵就够了，否则就要使用多级泵。在多级泵中，前一级泵排出的混合气体，将成为下一级的负荷。为了减少这一负荷，可在这两段喷射器之间设置冷凝器，以冷凝可凝性气体，特别是工作蒸汽。基于冷却机理的不同，冷凝器可分为混合直冷式和列管间冷式。而混合直冷式冷凝器又可分为（强制膜）喷淋式和分水盘（筛板式）等不同形式。

基于冷却水温的限制（一般在25―35℃）。在第三级喷射器之前不宜（或不能）设置冷凝器，除非用低温水（10℃以下）。

多级真空系统压力分布

                                            a工作介质入口   b吸入介质入口   c排气口    g冷却水进口    s冷却水出口

                                                               1B、2B、3B、4B、5B、6B为一级、二级、三级、四级、五级、六级喷射泵泵体

                                          1C、2C、3C为一级、二级、三级冷凝器

                                          XC为一级喷射器的消音器

上图为六级喷射式真空泵组

工作范围

单级喷射泵：吸入压力75mm汞柱（恒背压喷射泵）

双极喷射泵：吸入压力20-100mm汞柱

三级喷射泵：吸入压力5-30mm汞柱

四极喷射泵：吸入压力0.8-5mm汞柱

五极喷射泵：吸入压力0.07-1.0mm汞柱

六极喷射泵：吸入压力0.05-0.1mm汞柱

设计数据

吸入介质

●组成，M_H[摩尔质量kmol/Kg]

●吸入流量，Q_H[质量流量kg/h]

●吸入压力，P_H[绝对压力MPa]

●吸入温度，T_H [℃]

动力介质

●组成，M_P[摩尔质量kmol/Kg]

●工作压力，P_P[绝对压力MPa]

●工作温度，T_P [℃]

出口介质

●出口压力，P_C[绝对压力MPa]              

冷却介质

●压力，P_L[绝对压力MPa]

●温度，T_L [℃]

以上数据需为设备运行的工况参数，将决定设备布置、级数、动力介质和冷却介质的消耗量。用户提资时可不必增加富裕量，最终设计富裕量大小由设计及使用单位共同确定。

布置形式

单级喷射式真空泵无高低布置限制，但必须采取相应的措施确保装置排空。多级喷射泵组需要有11m以上的高架，如现场条件允许，系统采用高位布置形式。如无高架厂房系统则需采用水环泵+喷射泵的低位布置形式。地位布置形式能提高喷射系统的效率，将喷射器强度与液换泵强度相结合，并取消了一级喷射器与后冷凝器，优化系统布局。水环泵的加入会为系统带来相应电力消耗，用户可酌情选择。

低位布置形式构成

                                                a工作介质入口   b吸入介质入口   c排气口    g冷却水进口    2B、3B为二级、三级喷射泵泵体

上图为单级水环泵串联第二、三级喷射泵泵组

设备优点

1.结构简单、无活动部件

2.低损耗，少维护

3.结构形式多样，可结合机械真空泵

4.抗腐蚀（可根据介质特性选材）

5.适合的工艺真空可达到0.05mm汞柱

6.可用水蒸气和其他动力流体驱动

7.适用于10m³/h到2000000m³/h的吸入流量

8.投资少，性价比高

应用领域

化学工业--反应釜真空，真空可以降低装置的反应温度，从而节省能源。

食品和饮料工业--食糖真空锅，真空将蒸发浓缩后的糖浆转化为结晶状态。

食品和饮料工业--漂白和除臭，真空可去除食用油中的颜色和污染物。

食品和饮料工业--分批或连续过程的固体干燥，真空可以使固体在较低温度下干燥，在加热热敏性物料时真空可以提高干燥效率并降低水分浓度。

石油及天然气工业--真空蒸馏，对塔顶馏出物抽真空冷凝可以分离出两种或者多种沸点不同的挥发组分。

电力行业--冷凝器排气，真空可以使涡轮冷凝器保持在最佳的工作状态。

蒸汽喷射器/喷射器/喷射式真空系统是石油及天然气、化工、电力、食品和饮料行业中苛刻工艺的理想解决方案。