Роль и выбор водокольцевых вакуумных насосов в процессе испарения и кристаллизации сточных вод. 

В системе испарения и кристаллизации сточных вод вакуумный насос является ключевым вспомогательным оборудованием, определяющим эффективность испарения и качество кристаллизации. Краткое изложение роли водокольцевого вакуумного насоса в процессе и как разумно выбрать вакуумный насос.

1. Роль водокольцевого вакуумного насоса в процессе испарения и кристаллизации сточных вод.

1. Установите и поддерживайте отрицательное давление (более низкую точку кипения).

За счет снижения давления внутри испарителя значительно снижается температура кипения сточных вод, достигая низкотемпературного испарения. Низкотемпературное испарение позволяет существенно сэкономить потребление энергии пара и предотвратить разрушение или закоксовывание термочувствительных материалов при высоких температурах.

2. Извлечение неконденсирующегося газа.

В процессе испарения после конденсации водяного пара остаются неконденсирующиеся газы, такие как воздух, углекислый газ и аммиак. Если его не извлечь вовремя, вакуум будет разрушен и скорость испарения замедлится. Водокольцевой насос непрерывно сбрасывает эти неконденсирующиеся газы, обеспечивая непрерывный и стабильный процесс испарения.

3. Стабильная степень вакуума.

В сочетании с регулирующим клапаном или устройством управления преобразованием частоты водокольцевой насос поддерживает систему в заданном диапазоне отрицательного давления (например, -0,06 ~ -0,09 МПа), чтобы обеспечить стабильное пересыщение и выход во время процесса кристаллизации, тем самым стабилизируя размер и чистоту кристаллов.

Ключевые моменты процесса

•Положение: перед насосом установлен газожидкостный сепаратор для предотвращения попадания увлеченной жидкости в камеру насоса;

•Поддержка: Установите конденсатор перед насосом для рекуперации пара и снижения нагрузки на насос;

•Защита: Испарение и кристаллизация склонны к осаждению солей. Возможна установка защиты от кавитации/накипи или выбор коррозионностойких материалов.

2. Метод выбора вакуумного насоса для выпаривания и кристаллизации сточных вод.

Шаг 1: Определите ключевые параметры процесса

Перед выбором необходимо уточнить такие параметры, как температура испарения, объем испарения, температура пара и состав среды. Их источники и последствия показаны в таблице ниже.

Таблица 1 Ключевые параметры процесса

Шаг 2: Рассчитайте степень вакуума

Степень вакуума определяется необходимой температурой испарения, а давление насыщенного пара рассчитывается приближенно по уравнению Антуана:

Давление в системе должно быть на 5–15 % ниже давления насыщения, которое обычно составляет от –0,075 до –0,085 МПа (манометрическое давление), что соответствует абсолютному давлению от 15 до 25 кПа.

Шаг 3. Рассчитайте объем перекачиваемого воздуха.

Общий объем удаления воздуха состоит из трех частей: неконденсируемый газ, газ утечки и унос водяного пара:

Q = Q отсутствие конденсации + Q утечка + Q ремня

Для оценки проекта можно использовать следующую эмпирическую формулу:

Q (фактические условия работы, м³/ч)≈ (0,15~0,3)×производительность испарения (кг/ч)×(293/Т всасывания)×(P всасывания/760)

Пример числовой подстановки: объем испарения 2000 кг/ч, температура всасывания 60°C (333 К), абсолютное давление всасывания 20 кПа (приблизительно 150 мм рт. ст.), коэффициент принимаем 0,2:

Q≈0,2×2000×(293/333)×(150/760)

≈ 400×0,88×0,197

≈ 69 м³/ч (реальные условия работы)

Затем проверьте объем откачки в соответствии с кривой производительности насоса под степенью вакуума или выберите модель непосредственно в соответствии с кривой поставщика.

Шаг 4: Выберите тип насоса

Различные типы насосов имеют очевидные различия в применимой степени вакуума, преимуществах и недостатках. Сравнение распространенных типов насосов выглядит следующим образом.

Таблица 2. Сравнение распространенных типов вакуумных насосов

Обычно для испарения при отрицательном давлении (уровень 0,08 МПа) используется коррозионностойкий водокольцевой насос или водокольцевой агрегат Рутса + водокольцевой агрегат; Процесс выпаривания и кристаллизации сточных вод рекомендуется:

• Низкотемпературное испарение: когда термочувствительные материалы испаряются при низкой температуре и требуется более высокий вакуум, выбирается установка серии Roots + водяное кольцо;

• Рекуперация растворителя: Если происходит регенерация растворителя и вторичное загрязнение не допускается, рассмотрите возможность использования сухого винтового насоса (необходим для предотвращения кристаллизации).

Шаг 5: Подробности о материалах и условиях работы

•Материал: при наличии ионов кислоты или хлорида используйте сталь 316L с покрытием из ПТФЭ или титана. Для обычных сточных вод используйте 304 или чугун с антикоррозийным покрытием;

• Температура рабочей жидкости. Предельный вакуум водокольцевого насоса ограничивается температурой рабочей жидкости. Обычно температуру рабочей жидкости необходимо снизить до уровня ниже 30°C, в противном случае степень вакуума не будет соответствовать требованиям;

•Кавитация/кристаллизация: Испарение и кристаллизация склонны к осаждению солей. Перед насосом следует установить газожидкостный сепаратор и предусмотреть износостойкую конструкцию;

•Объем газа содержит пар: если объем газа содержит пар, перед насосом добавляется конденсатор для рекуперации, чтобы снизить нагрузку на насос.

3. Итог выбора модели

Сначала определите степень вакуума (обратно полученную из температуры испарения), затем рассчитайте объем откачки (оценивается на основе объема испарения), затем выберите тип насоса (обычный водокольцевой или блок Рутса, специальный сухой насос) и, наконец, определите материал (в зависимости от коррозионной активности среды).