Bombas de vácuo a jato de vapor de múltiplos estágios

Aplicações

As bombas de vácuo a jato de múltiplos estágios são usadas para produzir vácuo em evaporadores, secadores, em plantas de destilação, retificação, liofilização, poli-condensação, desgaseificação, desodorização, etc.

O uso de vapor de produto como meio motriz para bombas a jato desempenha um papel cada vez mais importante na produção de poliéster, folhas de alumínio e têxteis. Dessa maneira, a GEA projeta sistemas completamente fechados, caracterizados pela sua eficiência ecológica e econômica. 

Modo de operação

As bombas de vácuo a jato de múltiplos estágios que usam vapor como meio motriz são usadas para pressões de sucção de até 0,01 mbar e para capacidades de sucção de até 2 milhões m³/h. Não há limite para a variedade de aplicações para as bombas de vácuo a jato dentro de uma capacidade de sucção e quantidade de sucção definidas. É possível combiná-las com bombas de vácuo mecânicas. 

A taxa de compressão de uma bomba de vácuo a jato de vapor de estágio único é limitada (1:10, máx.1:20). Portanto, para baixas pressões de sucção, várias bombas de vácuo a jato são dispostas em série. Um condensador é colocado entre duas bombas a jato para condensar o vapor motriz o máximo possível. Desta forma, o volume da mistura completa de gás e, assim, a necessidade de energia do próximo estágio, é reduzida.

Para comprimir os gases do processo de uma pressão de 0,3 mbar para uma pressão do condensador de 56 mbar (ou seja, uma taxa de compressão de 56: 0,3 % 187), apenas dois estágios de jato são suficientes, cada um lidando com uma taxa de compressão de aprox.14. Para uma pressão de sucção de 0.1 mbar, o gradiente de pressão é 56: 0,1 % 560 e, por isso, devem ser dispostas três bombas de jato em série, cada uma lidando com uma taxa de compressão de 8.25 por estágio. A taxa de compressão máxima para uma bomba de vácuo a jato de vapor depende da pressão de sucção e da pressão do vapor motriz disponível.

Os condensadores usados​são condensadores mistos resfriados a água ou condensadores de superfície; em alguns casos individuais, são usados até mesmo condensadores resfriados a ar.

As bombas de vácuo a jato de vapor com condensadores mistos são usadas onde o meio extraído pode entrar em contato com a água do resfriamento e onde a recuperação de condensado não é necessária.

Se, no entanto, o contato com a água de resfriamento não for permitido, como por exemplo, se houver amônia e água calcária, ou se o produto condensado ou o condensado do vapor motriz tiver que ser recuperado, devem ser usados os condensadores de superfície em vez de condensadores mistos.

Para bombas a jato de vapor com pressão de sucção inferior a 6 mbar, o cabeçote e o bico de mistura são aquecidos, dependendo da posição de instalação. Desta forma, se evita a formação de gelo no interior da bomba, o que poderia causar problemas.

Se forem necessárias bombas de vácuo a vapor para a extração de vapores que contenham quaisquer constituintes com alto ponto de fusão (por exemplo, caprolactama, oligômeros, polímeros baixos em plantas de poli-condensação, etc.), é aconselhável um revestimento térmico mesmo para níveis de pressão de sucção mais altos. Para os processos que envolvam fluidos com pontos de fusão muito elevados, os ejetores são aquecidos por meio de diphyl líquido ou gasoso, óleos resistentes a alta temperatura ou qualquer outro fluido transportador de calor.

As bombas de vácuo a jato de vapor são operadas principalmente com vapor de água. O vapor de água está facilmente disponível na indústria e provou ser um bom fluido motriz para bombas a jato. Em casos especiais em que o produto condensado não pode ser diluído ou misturado com o condensado de vapor de água, as bombas a jato de vapor são operadas com o vapor do produto.

As bombas de vácuo a jato de vapor podem ser fabricadas a partir de diferentes materiais, principalmente:

• Para bombas de jato: ferro fundido, aço, aço inoxidável
• Para condensadores: aço, aço emborrachado ou esmaltado, aço inoxidável, bronze ou outras ligas especiais.

Para aplicações nas quais os materiais metálicos não sejam resistentes, são usadas bombas de vácuo a jato de vapor em porcelana, grafite e vidro.

Vantagens

• Nenhuma peça móvel
• Não exigem manutenção
• Podem ser instaladas em praticamente todas as situações
• Entram em funcionamento de forma rápida e fácil
• Vida útil praticamente ilimitada quando é selecionado um material de construção adequado
• Podem ser fabricadas com diversos materiais de construção
• Custos baixos de aquisição

A limpeza do condensado não é um fator importante para esta aplicação. Não há limitação de materiais de seleção (dependendo da aplicação do processo).

Os condensadores mistos são construídos com distribuições internas e/ou bicos de distribuição. Os bicos de distribuição são, na maioria dos casos, insensíveis contra incrustações. O condensado misto (meio de resfriamento e condensado) deve ser drenado barometricamente.

Caso o contato entre o meio de resfriamento e o vapor do processamento não seja permitido, é aconselhável uma condensação de superfície com trocadores de calor de tubo/concha.

Não há limitação de materiais de seleção (dependendo da aplicação do processo).

Os condensadores de superfície são construídos com tubos internos, onde na maioria dos casos o meio de resfriamento está no lado do tubo. São possíveis variações (processo no lado do tubo). O condensado deve ser drenado barometricamente.