Próżniowe pompy destylacyjne - Która pompa do jakiego celu destylacji?

Destylacja próżniowa niezawodnie i delikatnie oddziela substancje o różnych temperaturach wrzenia. Zadaniem próżni jest obniżenie temperatury wrzenia, co pozwala na odparowanie wody ze ścieków przemysłowych w energooszczędny sposób.

Wszystkie substancje o wyższych temperaturach wrzenia, takie jak oleje, tłuszcze, metale ciężkie, sole lub środki powierzchniowo czynne pozostają w koncentracie.

Aby proces destylacji próżniowej przebiegał niezawodnie, a proces separacji zapewniał wysokiej jakości wyniki, ważne jest, aby próżnia w parowniku była skrupulatnie utrzymywana.

Stawia to wysokie wymagania pompom próżniowym, a wybór odpowiedniej, wysokiej jakości pompy jest bardzo ważnym czynnikiem w instalacji odparowywania próżniowego. 

Które pompy próżniowe są szczególnie odpowiednie do destylacji?

W zależności od zastosowania używane są różne pompy próżniowe. Zapoznaj się z różnymi typami pomp, ich zastosowaniami, a także konkretnymi zaletami i wadami:

Pompa membranowa

Pompa membranowa przenosi gazy i ciecze za pomocą mechanizmu wyporowego. Polega to na przesuwaniu gumowej lub termoplastycznej membrany we wnęce, której wlot i wylot są zamknięte zaworem odcinającym.

Zawory te mogą być klapowe, motylkowe lub zwrotne, w zależności od zastosowania. Membrana pompy jest zginana, co powoduje rozszerzanie lub kurczenie się objętości w komorze pompy.

Jeśli objętość zostanie zwiększona, pompa zostanie napełniona; jeśli objętość zostanie zmniejszona, pompowany materiał zostanie wypchnięty przez zawór wylotowy. Wszystkie pompy membranowe zapewniają hermetyczne uszczelnienie między mechanizmem, który wygina membranę, a komorami, przez które transportowane są pompowane substancje.

Umożliwia to pompowanie, sprężanie i opróżnianie bez smarowania. Pompy te, przy doborze odpowiedniego materiału membrany, mogą pracować w bardzo szerokim zakresie ciśnień i temperatur.

Pompy membranowe są również w stanie obsługiwać płyny o wysokiej lepkości, zawiesiny i płyny o wysokim poziomie ciał stałych, takich jak piasek, dzięki czemu pompy membranowe dobrze nadają się do zastosowań w przemyśle rafinacji ropy naftowej lub uzdatniania wody. W przeciwieństwie do innych pomp próżniowych (np. pomp strumieniowych), pompy membranowe mają stosunkowo wysoką cenę zakupu, ale mogą oferować niemal bezobsługową pracę i wysoką sprawność do 97%. Ponadto, w przeciwieństwie do pomp strumieniowych, podczas pracy pomp membranowych nie są generowane żadne ścieki.

© Warut1 - iStock

Pompy strumieniowe do wody

Pompy strumieniowe są często używane do zasysania cieczy lub gazów. Pompy te wykorzystują ciecz jako czynnik napędowy. Poprzez dyszę materiał pędny jest silnie przyspieszany i wytwarzane jest podciśnienie. Podciśnienie zasysa następnie ciecz ze zbiornika wody ssącej. Może to również powodować porywanie niektórych ciał stałych.

Pompy strumieniowe są często używane w laboratoriach chemicznych. Charakteryzują się one bardzo prostym i niezawodnym sposobem działania, a także niską ceną początkową.

Strumień wody jest silnie przyspieszany przez wtłaczanie go przez dyszę. Wytwarzana jest próżnia zasysająca medium, które ma zostać wypompowane.

Suche śrubowe pompy próżniowe

Suche śrubowe pompy próżniowe zawdzięczają swoją nazwę temu, że ich działanie nie wymaga stosowania cieczy, które mogłyby zanieczyścić pompowany materiał. Dwa wirniki śrubowe obracają się w przeciwnych kierunkach i zamykają między sobą pompowane medium. Ruch ten powoduje jego sprężanie i transportowanie kolejno na stronę tłoczną. Pompa może wytwarzać bardzo wysokie podciśnienie bez konieczności stosowania wielu stopni.

Najczęściej pompy te są wykorzystywane w branżach, które wymagają dbałości o to, by gazy i opary były wolne od jakichkolwiek zanieczyszczeń. Ma to miejsce na przykład w zastosowaniach chemicznych i petrochemicznych, gdzie są one używane do pompowania lotnych związków organicznych, lub w przetwarzaniu odpadów, gdzie są używane do usuwania gazów odlotowych ze składowisk odpadów w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska.

Ze względu na swoją konstrukcję pompa może być używana z wieloma gazami, zwłaszcza tymi o dużej gęstości cząstek. Sucha śrubowa pompa próżniowa jest wysoce odporna na korozję.

Jej wysoka wydajność jest kluczową cechą zapewniającą długą żywotność pompy, a równomierny rozkład temperatury zmniejsza również punktowe naprężenia termiczne.

© Nordroden - iStock

Pompy próżniowe z pierścieniem cieczowym

Pompa próżniowa z pierścieniem cieczowym to bardzo wytrzymała pompa stosowana w różnych podsekcjach destylacji próżniowej. W zależności od zastosowania stosuje się pompy jedno- lub dwustopniowe.

Pompa próżniowa z pierścieniem cieczowym zawdzięcza swoją nazwę zasadzie działania: pompa ma mimośrodowo zamontowany wirnik i jest częściowo wypełniona cieczą roboczą. Gdy pompa pracuje, siły odśrodkowe powodują powstanie w obudowie tzw. pierścienia cieczy.

Pompowana ciecz jest transportowana w przestrzeniach między łopatkami a pierścieniem cieczy. Ze względu na mimośrodowe zamocowanie wirnika, szczeliny te stają się coraz mniejsze, a pompowane medium jest sprężane, zanim zostanie odprowadzone przez wylot w środku wirnika.

Podczas tego procesu ciepło sprężania jest przekazywane do pierścienia cieczy. Stała wymiana cieczy roboczej zapewnia stałe i optymalne chłodzenie.

Pompa próżniowa z pierścieniem cieczowym jest bezpieczną i niezawodną pompą do przenoszenia zanieczyszczonych i potencjalnie niebezpiecznych gazów, ponieważ jej obsługa jest bardzo prosta i nie ma części mających kontakt z materiałami niebezpiecznymi.

Uwaga: Wadą tej pompy jest fakt, że pompowany gaz jest mieszany z cieczą roboczą, a także wysokie zużycie energii z powodu wewnętrznych strat tarcia. Z tego względu pompy te nie nadają się do systemów H2O VACUDEST.

© surasak petchang - iStock

Rotacyjne łopatkowe pompy próżniowePompes à vide à palettes

Obrotowe łopatkowe pompy próżniowe działają w niemal identyczny sposób jak pompy próżniowe z pierścieniem cieczowym - z tą różnicą, że tylko ustawienie rotatora zapewnia różnice objętości i nie jest używana woda. Podobnie jak w przypadku pompy próżniowej z pierścieniem cieczowym, wnętrze łopatkowych pomp rotacyjnych jest podzielone na różne komory, które zmieniają swoją objętość podczas obrotu. W tym przypadku łopatka obrotowa jest osadzona w korpusie obrotowym za pomocą sprężyn i naciska na wewnętrzną ścianę wydrążonego cylindra podczas obrotu.

Aby zminimalizować zużycie pompy, które jest dość wysokie w przypadku tej technologii pompowania, konieczne jest stosowanie dużej ilości smaru. Stosowanie smarów jest wyraźną wadą tej pompy, ponieważ zanieczyszcza również transportowany materiał.

Głównymi zaletami rotacyjnych łopatkowych pomp próżniowych jest to, że są one bardzo wydajne, bardzo opłacalne i mają kontrolowane natężenie przepływu, które działa w obu kierunkach przepływu.

Rotacyjne łopatkowe pompy próżniowe są szczególnie odpowiednie, gdy wymagana jest wysoka wydajność ssania i gdy pracują w środowisku, w którym może występować olej lub inne substancje chemiczne.

Dobrze wiedzieć: W H2O chcemy usuwać obce substancje z wody w wyparkach próżniowych. Dlatego obrotowe łopatkowe pompy próżniowe nie nadają się do naszych zastosowań. Zamiast tego nasze systemy destylacji próżniowej są wyposażone w pompę korzeniową.

© surasak petchang - iStock

Pompy Rootsa

Składa się z obudowy z 2 symetrycznymi tłokami obrotowymi. Tłoki mają dwa lub trzy krzywki i obracają się w przeciwnych kierunkach w obudowie. Obrót tłoków powoduje przepływ medium do obudowy.

Tłoki transportują medium przez pompę. Sprężanie uzyskuje się dzięki przeciwciśnieniu już przetransportowanego gazu.

Zużycie energii przez dwupłatowe dmuchawy rotacyjne jest - w porównaniu z już bardzo ekonomicznymi dmuchawami trójpłatowymi - ponownie znacznie niższe.

Dmuchawy dwupłatowe są stosowane przede wszystkim tam, gdzie wymagana jest maksymalna oszczędność, a pulsacje objętości gazu nie powodują żadnych niedogodności. Ponadto blok dwupłatowy jest mniej wrażliwy na zanieczyszczenie wlotu powietrza cząstkami stałymi.

Pompy Rootsa są bardzo skuteczne, zwłaszcza przy niskiej próżni, i dlatego są szeroko stosowane w wielu zastosowaniach przemysłowych, takich jak destylacja próżniowa, suszenie próżniowe i pakowanie próżniowe.

Dowiedz się więcej o zaletach systemów H2O VACUDEST ze zintegrowanymi pompami Rootsa.