Pompe per vuoto a getto vaporizzato multistadio

Applicazioni

Le pompe per vuoto a getto vaporizzato multistadio sono usate per produrre il vuoto in evaporatori, essiccatori, impianti di distillazione, rettifica, liofilizzazione, policondensazione, degasazione, deodorazione ecc.

L’uso del vapore del prodotto come mezzo motore per le pompe a getto riveste un ruolo sempre più importante nella produzione di poliestere, pellicola e tessuti. Per le rispettive applicazioni GEA progetta sistemi completamente chiusi che si contraddistinguono per la loro efficienza economica ed ecologica. 

Funzionamento

Le pompe per vuoto a getto multistadio che utilizzano il vapore come mezzo motore sono realizzate per pressioni di aspirazione fino a 0,01 mbar e per capacità di aspirazione fino a 2 milioni di m³/h. Non c’è limite alla varietà di applicazioni delle pompe per vuoto a getto entro una definita capacità e quantità di aspirazione. Si possono persino combinare con pompe per vuoto meccaniche. 

Il rapporto di compressione di una pompa per vuoto a getto vaporizzato monostadio è limitato (1:10, max. 1:20). Pertanto, per basse pressioni di aspirazione, si collegano in serie diverse pompe per vuoto a getto. Un condensatore è inserito fra due pompe a getto per condensare il vapore motore il più possibile. In questo modo il volume della miscela di gas completa e quindi l'energia richiesta dallo stadio successivo sono ridotti.

Per comprimere i gas di processo da una pressione di 0,3 mbar a una pressione del condensatore di 56 mbar (ad es. un rapporto di compressione di 56 : 0,3 % 187), sono sufficienti due stadi, ciascuno dei quali può generare un rapporto di compressione di ca. 14. Per una pressione di aspirazione di 0,1 mbar, il gradiente di pressione è 56 : 0,1 % 560, e pertanto occorre collegare in serie tre pompe a getto, ciascuna delle quali può ottenere un rapporto di compressione di 8,25 per stadio. Il massimo rapporto di compressione per una pompa per vuoto a getto vaporizzato dipende dalla pressione di aspirazione e dalla pressione del vapore motore disponibile.

I condensatori utilizzati sono condensatori di miscelazione raffreddati ad acqua o condensatori a superficie, in alcuni casi specifici si utilizzano persino condensatori raffreddati ad aria.

Le pompe per vuoto a getto vaporizzato con condensatori di miscelazione sono utilizzate ove il mezzo estratto può entrare a contatto con l'acqua di raffreddamento e dove non occorre il recupero del condensato.

Tuttavia, qualora non sia consentito il contatto con l’acqua di raffreddamento, come ad esempio in presenza di ammoniaca e acqua calcarea, o se il prodotto condensato o il condensato di vapore motore devono essere recuperati, al posto dei condensatori di miscelazione devono essere utilizzati i condensatori a superficie.

Nelle pompe a getto vaporizzato con una pressione di aspirazione inferiore a 6 mbar la testa e l’ugello di miscelazione vengono riscaldati in funzione della posizione di installazione. In questo modo si evita la formazione di ghiaccio all’interno della pompa che potrebbe altrimenti causare dei problemi.

Se sono richieste pompe per vuoto a getto vaporizzato per l'estrazione di vapori con componenti aventi un alto punto di fusione (come il caprolattame, oligomeri, un numero ridotto di polimeri in impianti di condensazione ecc.) si raccomanda una camicia riscaldante anche per livelli di pressione di aspirazione più elevati. Nei processi con fluidi con punti di fusione molto alti, gli eiettori vengono riscaldati per mezzo di diphyl liquido o sotto forma di vapore, oli resistenti alle alte temperature o qualsiasi altro fluido vettore di calore.

Le pompe per vuoto a getto vaporizzato sono per lo più azionate con vapore acqueo. Il vapore acqueo è facilmente disponibile nell’industria e si è dimostrato un buon fluido motore per le pompe a getto. In casi speciali in cui il condensato del prodotto non deve essere diluito da o mescolato con condensato di vapore acqueo, le pompe a getto vaporizzato vengono azionate con il vapore del prodotto.

Le pompe per vuoto a getto vaporizzato possono essere realizzate in vari materiali, come:

• pompe a getto: ghisa, acciaio, acciaio inox
• condensatori: acciaio, acciaio smaltato o gommato, acciaio inox, bronzo o altre leghe speciali.

Per applicazioni in cui i materiali metallici non sono resistenti, si utilizzano pompe per vuoto a getto vaporizzato in porcellana, grafite e vetro.

Vantaggi

• Nessuna parte in movimento
• Nessuna manutenzione
• Installazione in pressoché ogni situazione
• Facile e rapida messa in esercizio
• Durata pressoché illimitata, se si sceglie un materiale costruttivo adatto
• Possibilità di realizzazione con diversi materiali costruttivi
• Costi di acquisizione ridotti

Lo scopo di depurare il condensato non è un fattore importante in questa applicazione. Non ci sono restrizioni alla scelta dei materiali (che dipendono dall’applicazione di processo).

I condensatori di miscelazione sono costruiti con elementi di distribuzione interni e/o ugelli distributori. Gli ugelli distributori sono per lo più insensibili alle incrostazioni. Il condensato miscelato (mezzo raffreddante e condensato) viene scaricato barometricamente.

Qualora il contatto fra il mezzo raffreddante e il vapore di processo non sia consentito, si raccomanda un condensatore a superficie con scambiatori di calore a fascio tubiero.

Non ci sono restrizioni alla scelta dei materiali (che dipendono dall’applicazione di processo).

I condensatori a superficie sono costruiti con tubi interni e nella maggior parte dei casi il mezzo raffreddante è sul lato tubo. Sono possibili variazioni (processo lato tubo). Il condensato viene scaricato barometricamente.