在负压蒸发过程中,往往会配置真空泵,保持设备在一定压力下运行。真空泵的选型时,需要考虑抽气量,真空泵抽走的汽是什么气?选型的时候大多考虑的是原料溶解的不凝气、设备泄露进来的空气。而在实际运行时,由于冷源的限制,往往还有未凝结的水蒸气。
下边通过一个简单的例子,让大家了解由于不凝气的存在,操作温度和压力对水在汽相和液相中的分配规律。(仅仅是粗算,假设水蒸气中的不凝气摩尔分率为1%,不凝气以空气为代表,整个过程的压力固定在10kPa)。分三段冷却,第一段是冷却到纯水的饱和温度45℃,第二阶段冷却到40℃(假设循环水温度30℃,这种工况工业上比较常见),第三阶段冷却到35℃。从计算结果可以看出当冷到35℃的时候,还有大约和不凝气同样体积的水蒸气存在汽相中,被水环真空泵抽走。
从简单计算可以看出:
1)水环真空泵抽走的除了不凝气外,还包括未液化的水蒸气,水蒸气的量受冷却温度的影响,温度越低,抽气量越少。
2)可以预计,不凝气越多,在同样真空度下,抽走的水蒸气就越多。所以尽可能减少不凝气的含量对真空系统是非常关键的,若原料中不凝气含量大,建议通过闪蒸等方式去除。
大家可以继续思考,在确定的冷却温度和压力下,不凝气的含量对蒸汽冷凝的影响(汽相和液相的水的比例,也就是有多少比例的水被冷凝下来了)。若已知冷凝水的温度和压力,能否计算出不凝气含量有多少?是否就可以判断不凝气排放效果了?
