爪式无油真空泵节能创效分析

爪式无油真空泵节能创效分析
——浓缩操作正己烷回收
柳伟1宋东方 2
1.沈阳东瑞精细化工有限公司辽宁沈阳 110000
2.北京长峰机械动力有限公司北京 100000
【摘要】利用爪式无油真空泵产生的真空清洁无污染，且对浓缩操作中因真空而损耗的溶剂可进行回收，因此使用此泵可达到其清洁真空、节能减排等目的。

本文就爪式无油真空泵在浓缩操作中替代罗茨水环真空机组获得的真空具有显著的节能环保效果，且投资回收期短，能为企业创造可观的经济效益。

【关键词】罗茨水环真空机组；爪式无油真空泵；节能环保
在浓缩操作中，某精细化工主要生产羧酸盐工艺中，原使用罗茨水环真空机组获得真空，罗茨水环机组整机真空度主要取决于前级泵的真空度，前级泵水环泵主要靠水作为工作介质，工作过程中能耗非常大，真空度不稳定，同时还造成大量的污水，环保压力非常大，浪费大量的溶媒。

项目改造后，真空获得设备采用爪型干式真空泵，由于爪型干式真空泵属于容积泵，主要靠变容压缩来做功，且工作腔内无任何润滑介质，所有和介质接触的部分都是清洁的，因此在工作过程中抽出什么介质，就排出什么介质，因此对于有回收价值的溶媒，干式真空泵加后级螺旋缠绕式冷凝器即可对溶媒做到98%以上的回收率。

项目改造后，为用户创造显著的效益，主要体现在三个方面，第一，干式真空泵污水处理，解决了环保压力；第二，将以前用罗茨水环机组浪费掉的溶媒，采用干式真空泵后可以回收到98%左右；第三，干式真空泵相对于罗茨水环机组相比，能耗（水、电）明显降低。

一、爪式无油真空泵工作原理及特点
爪式无油真空泵是一种变容积真空泵，通过容积的由大到小、由小到大不断变化，来达到抽真空的目的。

转子之间及转子与泵腔间均有微小的间隙，在齿轮的带动下做同步反向运转。

齿轮在真空腔外与电机之间进行连接，由动力用水进行冷却，通过电机运转带动主动齿轮进行转动，通过齿轮啮合带动从动齿轮转动，进而通过轴带动每级转子转动，从而形成两腔的容积变化。

真空腔通过密封与润滑油腔完全隔离，从而保证泵腔内无油的工作环境。

其特点如下：1.独特的立式联排结构，在工作过程中可边工作边排液。

2.四级转子串联结构，均采用不锈钢材质，使干式真空泵的极限真空、抽速、压缩比可长期稳定的保持最佳状态，因此干式真空泵的真空度可长期稳定维持在10pa 以下。

3.干式真空泵自身冷却系统是在干泵的泵体以及隔板上均开有冷却水道，有效降低了泵体、转子、轴等部件的工作温度，因此延长了本泵的主体使用寿命，同时还可以对被抽物料进行冷却降温，并起到了冷凝器的作用，因此可以直接排出液体，后尾再加冷凝器可以把物料做到96%以上回收，加上干泵本身变容压缩式做功原理，因此可以对物料进行二次回收。

4.干泵采用多重密封形式，首先在选材上，会针对不同的工艺选择不同的材质，其次还对密封做了特殊的的保护措施，即在密封的四周均开有冷却水道，保证密封件在爪泵高速旋转状态下维持恒定的低温状态，从而延长密封件的使用寿命。

5.采用纳米渗镍的防腐处理，纳米
渗镍涂层是一种新型环保的表面处理新技术，区别于传统的防腐蚀镀层。

主要优点有高精度、高结合力、高硬度、高耐腐蚀、高耐热、高环保的特性。

6.干泵前端可加装自动清洗装置，在泵停机前对泵腔进行自动清洗，防止停机后被抽介质冷凝结晶残留在泵腔内，造成下次开机困难的问题。

7.润滑系统中设有独立的供油泵，通过供油管道给轴承进行供油。

这样既达到了优良的润滑效果，同时还给轴承起到了良好的降温作用，延长了轴承的使用寿命和稳定性。

8.干泵均有3000万小时无故障运行记录。

9.独特的免维护设计，为用户节约大量的维修保养费用。

二、设备变化前后真空机组在浓缩操作中的能耗分析
1.工艺流程简要描述：浓缩操作时，在真空的作用下，蒸馏出的正己烷经冷凝器冷却后至正己烷接收罐进行接收，被真空抽走的溶剂进入罗茨水环真空机组，从水环真空泵处与水一起排出进入环保污水处理装置进行处理。

罗茨水环真空机组性能参数如下：
设备名称设备型号抽气速率
（L/S)
极限真空压力
（Pa）
额定功率
（KW)
罗茨水环真空
机组ZJ600-ZJ150-
2SK6
600 40 21.5
2.工艺流程简要描述：采用爪式无油真空泵产生的真空进行减压浓缩时，经泵前冷凝未.冷凝下来的被真空抽走损失的溶剂进入爪式真空泵后气体经冷凝器冷却后进行再次回收。

爪式无油真空泵性能参数如下：
设备名称设备型号抽气速率
（L/S)
极限真空压力
（Pa）
额定功率
（KW)
爪式无油真空
泵
GZLL-150 150 40 15 项目改造完成后工作实验记录20批次，每批次完成后，准确计量工艺时间，真空泵后回收溶媒量做出准确计量并做好工艺记录，同时大约计算出损失溶媒量以及回收率如下表所示：
项目改造后干式真空泵泵后溶媒回收数据表
试验料批次工艺时间
（小时）
回收物料量
（kg)
损失物料量
（kg)
回收率（%）
1 7.0 67.0 3.0 95.7
2 7.1 68.4 1.6 97.7
3 7.0 66.8 3.2 95.4
4 7.0 69.7 0.3 99.6
5 7.0 68.0 2.0 97.1
6 7.0 66.9 3.1 95.6
7 7.0 66.8 3.2 95.4
8 7.0 68.3 1.7 97.6
9 7.1 67.2 2.8 96.0
10 7.1 68.6 1.4 98.0
11 7.0 69.3 0.7 99.0
12 7.0 66.8 3.2 95.4
13 7.0 69.2 0.8 98.9
14 7.0 68.3 1.7 97.6
15 7.0 67.4 2.6 96.3
16 7.0 66.8 3.2 95.4
17 7.0 68.7 1.3 98.1
18 7.0 67.5 2.5 96.4
19 7.0 67.9 2.1 97.0
20 7.0 68.3 1.7 97.6
综合以上数据20批试验料，干式真空泵后共回收正己烷共1357.9kg，平均每批次试验料工艺时间7小时，平均每批次料泵后回收物料量为67.9kg，平均每批料泵后损失物料量为2.1kg，平均每天回收正己烷量为135.8kg。

平均每批料泵后回收率为97%。

项目改造后效益对比（以年计）：该工艺项目每天生产两批料，每批料浓缩时间7小时，每月运行平均28天，每天可回收正己烷135.8kg 由此计算，正己烷按照市价13元/公斤计算如下溶剂回收创效：135.8kg/天*28天*12月*13元/kg=45628.8kg*13元/kg=59.31万元.节约电费估算：（21.5-15）KW*7H*2批*28天*12月=6.5*7*2*28*12=30576*0.8=2.446万元.年创效金额：59.31+2.446=61.756万元。

结论
干式真空泵相对于罗茨水环机组，真空度高，单台泵即可代替罗茨水环机组的真空度，同时在电耗上大大降低运行成本，水环泵靠水来做功，每天耗水量非常大，干式真空泵节能环保，水环泵造成大量污水处理的同时，还浪费大量的有机溶媒，而干式真空泵既解决了环保的压力，又在溶媒二次回收上为用户创造显著地经济效益。