讨论如何提高真空度

混合冷凝器是真空生产中最常用的真空设备. 本文主要讨论使用混合冷凝器时影响生产系统真空度提高的几个主要因素. 如何在实际的工业生产中利用有利因素来减少和避免不利因素，对于提高系统的真空度，从而提高生产能力非常重要. 的.

真空度与设备的生产能力有关，因此如何提高真空度是生产过程中非常重要的问题. 传热速率方程Q =KFΔt中的有效温差Δt主要取决于系统的总温差. 有两种方法可以增加蒸发过程中系统的总温差: 一种是增加加热蒸汽压力，另一种是增加最终效果真空度. 然而，增加第一效加热的蒸汽压力将提高第二效的温度，并且生产能力的增加并不明显，但是会引起诸如结垢增加，操作周期缩短和设备腐蚀增加的问题. 因此，增加真空度是增加系统总温差的首选. 影响真空度的因素很多，但主要有两个因素: 二次蒸汽的冷凝和不凝性气体的消除.

二次蒸汽的冷凝一般采用冷却水直接接触冷凝的方法. 下面讨论影响冷凝的几个因素.

2.1. 冷却水

目前，一般大型蒸发器的真空系统由大气混合冷凝器和真空泵组成，如图1所示，或者由大气混合冷凝器和蒸汽喷射泵和真空泵组成，如图1所示. 如图2所示.

图1大气混合冷凝器

二次蒸汽在大气混合冷凝器中与冷却水直接接触而迅速冷凝，这使系统形成真空. 不可凝气体由真空泵或蒸汽喷射泵直接吸入，然后由真空泵排出. 还有两个阶段或更高级别的蒸汽注入系统可以实现更高的真空度.

图2大气混合冷凝器加蒸汽喷射泵系统

二次蒸汽冷凝的关键是要有足够的冷却水，冷却水的消耗量可以通过以下公式计算:

在公式中: G ———冷却水消耗量，kg / h； W——末效二次蒸汽量，kg / h； I——末端效应二次蒸汽焓，kJ / Kg； I′————最终温度下混合水的焓，kJ / Kg； C——水的比热真空泵冷凝器作用，kJ / Kg·℃； t1——冷却水入口温度，℃； t2 ———冷却水出口温度，℃.

从式（1）可以看出，冷却水的消耗量随着最终效果的二次蒸汽量，真空度和进水温度的增加而增加，并随着冷却水的进水温度的降低而减少. . 冷却水的出口温度与二次蒸汽之间的温差通常需要5℃〜8℃，因此，如果要获得更高的真空度，必须找到降低冷却水的入口温度的方法. 在过程设计中，必须正确选择局部水温，以便可以使用正确的过程计算来设计满足需求的冷却水供应系统. 此外，必须考虑循环冷却水的冷却措施，以确保系统需求.

应尽可能使用直流水（河水，海水或井水），并且在水源不足的地方可以考虑使用冷却水或冷却池进行冷却水循环.

另一个问题是，冷却水必须清洁，即必须没有碎屑，以免阻塞系统并影响供水. 供水系统必须考虑过滤措施.

此外，由于二次蒸汽会夹带一些雾气，长期的循环会导致冷却水的密度增加而比热降低，因此要注意补充淡水以避免高密度的冷却水. 冷却水影响真空度的增加.

2.2. 设备

二次蒸汽冷凝的主要设备是常压混合冷凝器. 传统的大气混合冷凝器的结构如图1所示. 冷却水从上部开始添加，通过排液孔或喷淋板上的溢流堰向下（7至9件）添加，而二次蒸汽则来自冷凝器. 底部直接接触使二次蒸汽不断凝结. 冷凝水和冷却水沿着大气压支路流向液封罐并排出. 不可冷凝气体通过真空泵排出.

为了增加气液接触面积，从理论上讲，喷淋板上的排放孔应尽可能小，但不应太小，以防止异物堵塞排放孔. 一般为Φ5mm〜Φ8mm，因此需要进行蒸汽凝结. 气液接触面积大大减小. 由于冷却水在混合冷凝器中的停留时间短，冷却水加热不均匀，无法得到充分利用.

为了解决这个问题，近年来，一些制造商已经使用新型的常压混合机来代替传统的混合机，以达到良好的效果. 其结构如图3所示. 从图3可以看出，新型冷却器实际上是用喷头代替喷水板. 冷却水通过环形分布在冷却器中的喷头形成水雾，从而大大增加了冷却水和二次蒸汽. 液体接触面积提高了冷却水利用效率，从而实现了更高的真空度. 实践证明，该冷凝器形成的真空度比传统的淋浴板式冷却器高2000Pa.

图3新型常压混合冷凝器

不可凝气体的来源主要来自溶解在进料液体中的气体，被设备和管道连接处紧密渗透的空气以及溶解在冷却水中的气体. 除了溶解在进料液和冷却水中的气体外，由于密封性强而渗透到系统中的不可冷凝气体也可以从设计，安装和日常操作中进行控制.

首先，设计应尽可能减少泄漏点的设置. 设备与管道的连接，管道与管道以及一些仪器附件的焊接应避免法兰连接. 应避免选择阀门和其他附件. 选择一种具有更好气密性的产品，以减少空气从源头的渗透. 在安装过程中必须确保安装质量. 必须仔细检查焊缝是否有瑕疵，并清除泄漏点. 必须平衡螺栓的拧紧力，以确保设备和管道的气密性. 密封材料和密封形式的选择也应谨慎，并且必须考虑其气密性和耐久性. 渗透系统的风量的计算与真空系统的风量有关. 在计算真空系统的体积时，应综合考虑，包括管道的体积以及接头泄漏长度的影响.

在启动系统之前，必须进行气密性测试，包括冷测试和热测试. 热试验后，必须重新拧紧设备和管道的法兰连接，以免因热胀冷缩而松动. 发生泄漏. 必须仔细检查，并且必须检查连接到真空系统的所有设备，管道和配件，以消除泄漏.

不凝性气体的排放设备一般是水环真空泵或蒸汽喷射泵加水环真空泵. 为了使水环真空泵工作，必须控制进水量. 添加或多或少的水会影响真空泵的工作，不利于提高真空度. 因此，有必要对设备和位置进行往返检查，以确保设备的正常运行. 在设备方面，许多公司现在使用罗茨水环式真空泵装置代替单个水环式真空泵在真空系统中抽出不可冷凝的气体，并取得了良好的效果. 主要原因是罗茨泵的极限真空度更高，可以达到0.5Pa甚至更高.

4.1. 管道设计

真空系统设计中的另一个重要问题是管道的设计. 无论是二次蒸汽管道还是非冷凝气体管道，管道中的流速都不应太高. 范宁公式:

从等式（2）可以看出，摩擦阻力hf与流速u和管长l的平方成正比，与管径d成反比. 其中，流速的影响最大. 例如，与60m / s相比，80m / s的流速阻力增加了77％. 因此，管道中的流速不应太高.

在设计管道时，请尝试减少弯头，缩短长度真空泵冷凝器作用，减少阀门等附件的使用并减小直径，并尝试使布局尽可能紧凑以最小化管道阻力.

4.2. 大气腿的高度

由于冷却水在冷却器中停留的时间相对较短（根据数据，大约为2.5s），其加热程度不均匀，从而导致一部分溶解在水中的气体在流过大气时溢流腿，因此气泡将从水封罐溢出. 这意味着大气分支中水的比重小于1，因此大气分支的设计高度必须大于11m.

有很多因素会影响真空度. 这里只是其中的一些. 在实际生产过程中有许多提高真空度的措施. 我不会在这里一一列出. 给你的同事一些启发.

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