Meertraps stoomstraalvacuümpompen

Toepassingen

Meertraps stoomstraalvacuümpompen worden gebruikt om vacuüm te produceren in verdampers, drogers, distillatie-installaties, rectificatie-, vriesdroog-, polycondensatie-, ontgassings-, deodorisatie-installaties etc.

Het gebruik van productdamp als aandrijfmedium voor straalpompen speelt een steeds belangrijkere rol in de productie van polyester, folie en textiel. Op deze manier ontwerpt GEA volledig gesloten systemen die worden gekenmerkt door hun ecologische en economische efficiëntie. 

Werkingswijze

Meertraps straalvacuümpompen met stoom als aandrijfmedium zijn gebouwd voor aanzuigdrukken tot 0,01 mbar en voor aanzuigcapaciteiten van tot 2 miljoen m³/u. Er is geen grens aan de veelvoud aan toepassingen voor straalvacuümpompen binnen een gedefinieerde aanzuigcapaciteit en -hoeveelheid. Het is zelfs mogelijk om ze te combineren met mechanische vacuümpompen. 

De compressieverhouding van een eentraps stroomstraalvacuümpomp is begrensd (1:10, max. 1:20). Daarom worden er voor lage aanzuigdrukken meerdere straalvacuümpompen in serie gebruikt. Tussen twee straalpompen wordt een condensor geplaatst om de aandrijfstoom zo veel mogelijk te condenseren. Op deze manier wordt het volume van het complete gasmengsel en dus de benodigde energie voor de volgende trap verkleind.

Om procesgassen te comprimeren van een druk van 0,3 mbar tot een condensordruk van 56 mbar (d.w.z. een compressieverhouding van 56 : 0,3 % 187), zijn twee straaltrappen, voor elk een compressieverhouding van ongeveer 14, net voldoende. Voor een aanzuigdruk van 0,1 mbar is de drukgradiënt 56 : 0,1 % 560, en daarom moeten er drie straalpompen in serie worden geplaatst, voor elk een compressieverhouding van 8,25 per trap. De maximale compressieverhouding voor een stoomstraalvacuümpomp hangt af van de aanzuigdruk en de druk van de beschikbare aandrijfstoom.

De gebruikte condensors zijn watergekoelde mengcondensors of oppervlaktecondensors, in bepaalde gevallen worden zelfs luchtgekoelde condensors gebruikt.

Stoomstraalvacuümpompen met mengcondensors worden gebruikt wanneer het onttrokken medium in contact mag komen met het koelwater en als er geen terugwinning van condensaat nodig is.

Als contact met het koelwater niet is toegestaan, bijvoorbeeld wanneer er ammoniak en kalkhoudend water aanwezig zijn, of als het gecondenseerde product of aandrijfstoomcondensaat moet worden teruggewonnen, moeten er oppervlaktecondensors worden gebruikt in plaats van mengcondensors.

Voor stoomstraalpompen voor aanzuigdrukken van minder dan 6 mbar worden de kop en de mengnozzle verwarmd, afhankelijk van de installatiepositie. Op deze manier wordt ijsvorming in de pomp, die tot problemen zou kunnen leiden, vermeden.

Als er stoomstraalvacuümpompen nodig zijn voor het onttrekken van stoom die bestanddelen met een hoog smeltpunt bevat (bv. caprolactam, oligomeren, lage polymeren in polycondensatie-installaties, etc.), wordt het gebruik van warmtemantels aanbevolen, ook voor hogere aanzuigdrukken. Voor processen met vloeistoffen met zeer hoge smeltpunten worden de ejectors verhit door middel van diphyl in damp- of vloeibare vorm, olie die bestand is tegen hoge temperaturen of een andere hittedragervloeistof.

Stoomstraalvacuümpompen worden voornamelijk gebruikt met waterstoom. Waterstoom is gemakkelijk beschikbaar in de industrie en is een goede aandrijfvloeistof voor straalpompen gebleken. In speciale gevallen waarin het productcondensaat niet mag worden verdund of vermengd met waterstoomcondensaat, worden stoomstraalpompen gebruikt op productstoom.

Stoomstraalvacuümpompen kunnen van verschillende materialen zijn vervaardigd, voornamelijk:

• Voor straalpompen: gietijzer, staal, roestvrij staal
• Voor condensors: staal, met rubber bekleed of geëmailleerd staal, roestvrij staal, brons of andere speciale legeringen.

Voor toepassingen waar metalen materialen niet bestendig zijn, worden stoomstraalvacuümpompen van porselein, grafiet en gas gebruikt.

Voordelen

• Geen bewegende delen
• Onderhoudsvrij
• Kan in virtueel alle situaties worden geïnstalleerd
• Snel en gemakkelijk in werking te stellen
• Bijna onbeperkte levensduur, als er een geschikt constructiemateriaal wordt gekozen
• Kan worden vervaardigd uit diverse materialen
• Lage aanschafkosten

Het doel van de condensaatreiniging is geen belangrijke factor voor deze toepassing. Er is geen grens aan de gekozen materialen (afhankelijk van de procestoepassing).

Mengcondensors zijn uitgerust met interne verdelingen en/of verdeelnozzles. De verdeelnozzles zijn in de meeste gevallen ongevoelig voor vervuiling. Het gemengde condensaat (koelmiddel en condensaat) moet barometrisch worden afgetapt.

Als contact tussen de koelmedia en procesdamp niet toegestaan is, wordt oppervlaktecondensatie met shell- en tube-warmtewisselaars aanbevolen.

Er is geen grens aan de gekozen materialen (afhankelijk van de procestoepassing).

Oppervlaktecondensors zijn gemaakt met interne buizen waar in de meeste gevallen de koelmedia aan de kant van de buizen zitten. Variaties zijn mogelijk (proces aan de buizenzijde). Het condensaat moet barometrisch worden afgetapt.