一种含有泵前冷凝器的干式真空系统的制作方法

本发明属于干式真空泵系统领域，尤其涉及一种含有泵前冷凝器的干式真空系统。
背景技术：
：随着化工、制药工业的蓬勃兴起，对于真空环境的要求越来越多、越来越严格。由于节能环保的要求，在一些化工制药领域越来越多的使用真空干泵代替水环泵。国内各种规模的化工企业，尤其是石油、化工行业，为了产生高真空条件，一般也会采用干式真空泵及其系统。大多数石油、化工行业中的真空物料中的气相中含有多种腐蚀性成分，如氰化氢、二氧化硫等，还有一些由反应釜中挥发出来的成分，如丙酮、水蒸气、有机物等。当这些气体进入干式真空泵及其系统后，在真空泵工作周期内，真空泵及管道容易产生积水现象。而大多数情况下，尾气冷凝器与真空泵入口相距较远，管路较长，加上管道内部表面不平，在管路及真空泵中容易发生水蒸气凝结现象，而诸如二氧化硫、氰化氢等酸性气体溶于凝结的水中后成为酸液，会对泵以及管路产生强烈的腐蚀。随着时间的推移，酸性物质对泵的腐蚀程度将逐渐增大，整个真空泵系统的泄漏概率也会逐渐加大。同时，大多数石油、化工行业中还含有诸如氰化氢、氯化氢、硫化氢、氨化物、氮氧化物、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等剧毒物质，泄漏将导致整个真空泵系统的瘫痪，甚至威胁工作人员的生命安全。目前，申请号为200910018983.0的专利公开了一种水环真空泵机组自冷凝气水分离装置，实现了气水分离和对水环真空泵工作液降温两种功能，但是该装置仅能用于水环泵，应用范围过于局限，同时其对腐蚀性气体敏感，容易损坏。申请号为201620855270.5的专利公开了一种汽轮机真空泵系统，该系统在u型水封真空破坏阀前的管路增加抽水阀定期去除管路中冷凝积水，保护汽机正常运行。但是该结构不好加工，水与介质直接接触，对汽轮机和整个系统存在威胁。技术实现要素：(一)要解决的技术问题针对现有存在的技术问题，本发明提供一种含有泵前冷凝器的干式真空系统，该系统中在真空泵之前设置泵前冷凝器，作为可凝性气体的捕集单元，改善真空泵及管路容易产生积水现象。(二)技术方案本发明提供一种含有泵前冷凝器的干式真空系统，包括真空泵单元，和泵前冷凝单元，所述泵前冷凝单元包括泵前冷凝器，所述泵前冷凝器包括五个端口；泵前冷凝器的第一端口通过物料进管与真空物料入口连接，第二端口通过第一物料管与真空泵单元连接，第三端口与冷凝液排出管连接，第四端口和第五端口分别通过第三冷冻盐水出管和第三冷冻盐水进管与第三冷冻盐水出口和第三冷冻盐水入口连接。进一步地，还包括换热单元，所述换热单元包括换热器，所述换热器通过冷却管与真空泵单元连接。进一步地，所述换热器还通过第二冷冻盐水进管和第二冷冻盐水出管分别与第二冷冻盐水入口和第二冷冻盐水出口连接。进一步地，还包括尾气冷凝器，所述尾气冷凝器通过第二物料管和冲洗管与真空泵单元连接。进一步地，所述尾气冷凝器还通过第一冷冻盐水进管与第一冷冻盐水入口连接。进一步地，所述尾气冷凝器上还设置有第一冷冻盐水出口和真空物料出口。进一步地，所述第一物料管上设置有清洗液支管和氮气支管。进一步地，所述第一物料管上设置有截止阀。进一步地，所述冷凝液排出管上设置有单向阀。进一步地，所述泵前冷凝器和尾气冷凝器的内壁均涂有防腐蚀材料。(三)有益效果本发明的有益效果是：1、本发明中的泵前冷凝器可以有效防止含酸性气体对系统的腐蚀，增强了系统的运转可靠性，延长了系统中各组件的使用寿命，提升了系统的运转安全性。同时，有效降低了进入到真空泵中的物料数量和真空管泵的运转功耗。2、本发明中尾气冷凝器的使用，降低了真空泵的排放量和泵后部分的系统负载，降低了系统的能量消耗，同时提升系统的运转安全性。3、本发明中设置的换热器，使使逆流管束中抽出的蒸汽在进入真空泵之前冷凝，减少了抽气中蒸气的含量，增加了空气的抽出量，从而提高了系统的抽吸能力。4、本发明中设置清洗液管路对真空泵内部进行清洗，设置氮气管路对真空泵进行吹扫，有效地保证了真空泵的运行寿命，且降低了维护原料和人工成本。附图说明图1为本发明提供的含有泵前冷凝器的干式真空系统；图2为本发明的干式真空系统的工作流程图；图3为现有的原干式真空系统所在的工艺流程图。【附图标记说明】1：第一冷凝液出口；2：第二冷凝液出口；3：第一冷冻盐水入口；4：第二冷冻盐水出口；5：第二冷冻盐水入口；6：密封气进口；7：干式真空泵；8：放净口；9：截止阀；10：泵前冷凝器；11：真空物料入口；12：第三冷冻盐水入口；13：单向阀；14：第三冷冻盐水出口；15：清洗液入口；16：氮气入口；17：仪表空气入口；18：换热器；19：第一冷冻盐水出口；20：真空物料出口；21：尾气冷凝器；22：物料进管；23：第一物料管；24：冷凝液排出管；25：第三冷冻盐水出管；26：第三冷冻盐水进管；27：第二物料管；28：冲洗管；29：第一冷却管；30：第二冷却管；31：第二冷冻盐水进管；32：第二冷冻盐水出管；33：冷凝液出管；34：第一冷冻盐水进管；α—泵前冷凝单元，β—清洗单元，γ—真空泵单元，δ—换热单元，ε—plc控制单元；a：原干式真空系统；b：排气冷凝液存储系统；c：回收凝液泵系统；d：排气冷凝器系统。具体实施方式为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。如图1所示，本发明提供一种含有泵前冷凝器的干式真空系统，包括泵前冷凝器10、干式真空泵7、换热器18和尾气冷凝器21。泵前冷凝器10包括五个端口，泵前冷凝器10的第一端口(即物料入口端)与真空物料入口11通过物料进管22连接，泵前冷凝器10的第二端口(即物料出口端)与干式真空泵7通过第一物料管23连接，泵前冷凝器10的第三端口与冷凝液排出管24连接，在冷凝液排出管24上设置有单向阀13，用于防止系统中冷凝液的回流，泵前冷凝器10的第四端口、第五端口分别通过第三冷冻盐水出管25、第三冷冻盐水进管26与第三冷冻盐水出口14和第三冷冻盐水入口12连接。其中，物料进管22、第一物料管23分别用于真空物料进入和排出泵前冷凝器10，冷凝液排出管24用于冷凝液的排出和输送，第三冷冻盐水出管25、第三冷冻盐水进管26分别用于冷冻盐水排出和进入泵前冷凝器10。优选地，在第一物料管23上设置有截止阀9，截止阀9用于控制泵前冷凝器10接入与否。干式真空泵7包括五个端口，干式真空泵7的第一端口(即物料入口端)通过第一物料管23与泵前冷凝器10的第二端口(即物料出口端)连接，干式真空泵7的第二端口(即物料出口端)、第三端口分别通过第二物料管27、冲洗管28与冷凝器21连接，干式真空泵7的第四端口、第五端口分别通过第一冷却管29、第二冷却管30与换热器18连接。其中，冲洗管28用于干式真空泵7的清洗。换热器18包括四个端口，换热器18的第一端口、第二端口分别通过第二冷冻盐水进管31、第二冷冻盐水出管32与第二冷冻盐水入口5和第二冷冻盐水出口4连接，换热器18的第三端口、第四端口分别通过第二冷却管30、第一冷却管29与干式真空泵7的第五端口和第四端口连接。其中，第一冷却管29、第二冷却管30用于冷却冷凝液，进而冷却干式真空泵7，第二冷冻盐水进管31、第二冷冻盐水出管32分别用于冷冻盐水进入和排出换热器18。尾气冷凝器21包括六个端口，尾气冷凝器21的第一端口(即物料入口端)通过第二物料管27与干式真空泵7的第二端口(即物料出口端)连接，尾气冷凝器21的第二端口通过冷凝液出管33与第二冷凝液出口2连接，在冷凝液出管33上设置有三通截止阀，在冷凝液出管33上分出用于与第一冷凝液出口1连接的支路。尾气冷凝器21的第三端口通过第一冷冻盐水进管34与第一冷冻盐水入口3连接，尾气冷凝器21的第四端口通过冲洗管28与干式真空泵7的第三端口连接。尾气冷凝器21上还设置有第一冷冻盐水出口19(即第五端口)和真空物料出口20(即第六端口)。其中，冷凝液出管33用于冷凝液排出尾气冷凝器21，第一冷冻盐水进管34用于冷冻盐水进入尾气冷凝器21。优选地，在第一物料管23上设置两条支管，即清洗液管路和氮气管路。清洗液入口15通过清洗液管路与第一物料管23连接，氮气入口16通过氮气管路与第一物料管23连接。清洗液和氮气可以对干式真空泵7及系统进行清洗，氮气还具有吹扫、密封的作用。另外，考虑到干式真空泵7的密封问题，可以在干式真空泵7上设置密封。优选地，在系统中设置密封气进口6、放净口8(即密封气出口)和仪表空气入口17。上述三个接口可以通过附件管路与系统连接。工作原理：如图2所示，真空物料在plc控制单元ε的控制下，进入泵前冷凝单元α，之后进入真空泵单元γ，最终随管路进入系统的其他组成部分。在此期间该系统通过换热单元δ对干式真空泵7进行冷却。系统运转前、间歇以及检修时通过清洗单元β对系统进行冲洗。除此之外，还有氮气吹扫系统进行吹扫，用以吹出灰尘等杂质。优选地，泵前冷凝单元α中含有缓冲罐，用以储存一定量的清洗液，具有吸收水蒸气的作用，同时减少对干式真空泵7的冲击。本实施方式中以丙酮氰醇的合成工艺为例，进入泵前冷凝器的真空物料(即气体组成)如表1所示：表1泵前冷凝器进口气体组成由工艺条件可知，泵前冷凝器的进口气体总密度为0.23m3/h，质量流量为42.333kg/h，体积流量为184.057kg/m3，各成分的摩尔流量之和即总摩尔流量为1.372kmol/h。由摩尔流量＝质量流量/相对分子量，可获得如表2所示的各成分的物质的量的百分比(％)。表2各成分的物质的量的百分比(％)成分氰化氢丙酮水硫酸铵空气二氧化硫有机物百分比0.6020.1280.0230.0010.1920.0030.051相同条件下，气体的物质的量之比等于压力之比，得到如表3所示的各成分的饱和蒸汽压和如表4所示的各成分的分压。表3各成分的饱和蒸汽压表4各成分的分压通过饱和蒸汽压和分压得到如表5所示的各成分的凝结状况表。表5各成分的凝结状况表**其中，“-”表示不会凝结，“+”表示会发生凝结。如图3所示，为现有的原干式真空系统所在的工艺流程图，真空物料进入原干式真空系统a，经过气液分离器冷凝、分离后，真空物料经管路进入排气冷凝器系统d，经过再次的冷凝、分离后随管路进入下一级的工作流程。而冷凝液通过回收凝液泵系统c的动力输送作用，随管路进入排气冷凝液存储系统b，随后统一进行下一步的处理。而本发明在原干式真空系统a的入口处增加了泵前冷凝器，将有害于真空泵的气体捕集下来。优选地，真空泵系统至少要准备两套，同时运转(一个工作，一个空转)，以便工作的系统出现问题时可以及时切换。根据上述，真空物料进入真空泵之前，经过的管路较长，气体压力较低，水蒸气会凝结、蒸发、凝结、二次蒸发......反复进行，在管路和真空泵的腔内壁形成积液。真空物料中如氰化氢和二氧化硫会溶解在水中，形成酸液，长期积累会对管路及真空泵造成点蚀。增加泵前冷凝器不仅可以有效防止含酸性气体对系统的腐蚀，大大增强了系统的运转可靠性，延长了系统组件的使用寿命。同时，大量的易凝结蒸气在进入真空泵之前就被分离出来，回收进入到后续废液处理流程中反复利用，一方面有效降低了进入到真空泵中的介质数量，大大降低了真空泵的运转功耗；另一方面，降低了真空泵的排放量，大大降低了泵后部分的系统负载，降低了能量消耗，达到节能降耗的效果，延长了系统有效生产周期。本发明在真空泵的前后分别设置泵前冷凝器和冷凝器，可大量抽除可凝蒸气，在气液混合两相流工况下真空泵也不会阻塞。同时，将真空泵制成耐腐蚀型和全封闭型，以抽除腐蚀性气体或有毒气体。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。当前第1页12