Насосно-эжекторная установка

 

Установка предназначена для создания вакуума. Установка снабжена конденсатором, струйным насосом и дополнительным вакуумсоздающим устройством, включающим дожимающий жидкостно-газовый эжектор, выходной сепаратор, дополнительный насос и дополнительный конденсатор. Струйный насос входом откачиваемой среды подключен к сепаратору, выходом подключен к входу в насос и входом эжектирующей среды подключен к выходу насоса. Конденсатор входом подключен к выходу эжектора и выходом - к сепаратору. Дожимающий эжектор газовым входом подключен к магистрали отвода сжатого газа, жидкостным входом подключен к выходу дополнительного насоса и выходом подключен к входу в дополнительный конденсатор. Выходной сепаратор подключен к выходу дополнительного конденсатора и к входу в дополнительный насос. Выполнение установки описанным образом позволяет повысить надежность ее работы. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к установкам для создания вакуума и сжатия газообразной среды, например при перегонке различных жидких продуктов.

Известна установка для сжатия различных газообразных сред, содержащая жидкостно-газовый эжектор, насос, подключенный выходом к жидкостному входу эжектора, и сепаратор с магистралью отвода сжатого газа (SU, авт.св. 1373906, кл. F 04 F 5/54, 1988).

В данной установке предоставляется возможным сжимать различные газы путем использования энергии жидкой среды. Однако данная установка не обеспечивает возможности создавать вакуум в источнике откачиваемой газообразной среды, что сужает область использования данной установки.

Наиболее близкой к предлагаемой является насосно-эжекторная установка, содержащая источник откачиваемой газообразной среды, например ректификационную колонну с магистралями подвода исходного продукта и откачиваемой газообразной среды (парогазовой фазы) и отвода по меньшей мере одной жидкой фракции, и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый эжектор, подключенный по газу к магистрали подвода откачиваемой газообразной среды, насос, подключенный выходом к жидкостному входу эжектора и сепаратор с магистралью отвода сжатого газа (RU, патент, 2048156, кл. B 01 D 3/10, 1995).

Данная установка позволяет создавать вакуум в источнике откачиваемой газообразной среды и сжимать откачиваемую газообразную среду. Однако в данной установке не удается добиться завершения процесса конденсации легкоконденсируемых компонентов откачиваемой газообразной среды до поступления газожидкостной смеси в сепаратор, что затрудняет процесс разделения сред в сепараторе и способствует накапливанию в жидкой среде растворенной газообразной среды, что снижает производительность эжектора.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности работы насосно-эжекторной установки, путем уменьшения содержания растворенной газообразной среды в жидкой среде, подаваемой в сопло эжектора.

Это достигается тем, что насосно-эжекторная установка, содержащая вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый эжектор, подключенный по газу к магистрали подвода откачиваемой газообразной среды, насос, подключенный выходом к жидкостному входу эжектора, и сепаратор с магистралью отвода сжатого газа, снабжена конденсатором, струйным насосом и дополнительным вакуумсоздающим устройством, включающим дожимающий жидкостно-газовый эжектор, выходной сепаратор, дополнительный конденсатор и дополнительный насос, при этом струйный насос входом откачиваемой среды подключен к сепаратору, выходом подключен к входу в насос и входом эжектирующей среды подключен к выходу насоса, конденсатор входом подключен к выходу эжектора и выходом подключен к сепаратору, дожимающий жидкостно-газовый эжектор газовым входом подключен к магистрали отвода сжатого газа, жидкостным входом подключен к выходу дополнительного насоса и выходом подключен к входу в дополнительный конденсатор, а выходной сепаратор подключен к выходу дополнительного конденсатора и к входу в дополнительный насос.

Выход насоса может быть подключен к дополнительному конденсатору и к конденсатору.

Снабжение установки дополнительным вакуумсоздающим устройством, струйным насосом и конденсаторами позволяет оптимизировать протекающие в установке процессы откачки газообразной среды, смешения и разделения жидкой и пазообразной сред и обеспечить подачу в сопло жидкостно-газового эжектора обезгаженной жидкой рабочей среды.

Как показали проведенные исследования, существенное значение имеет организация процесса откачки и сжатия газообразной среды, а также организация и проведение процесса смешения жидкой рабочей среды установки с откачиваемой газообразной средой.

Снабжение установки конденсаторами, струйным насосом, дополнительным насосом и дожимающим жидкостно-газовым эжектором позволяет завершить процесс смешения жидкой рабочей среды и откачиваемой газообразной среды с одновременным сжатием последней до входа смеси сред в сепаратор. Как следствие, удается добиться практически полной конденсации легкоконденсируемых компонентов откачиваемой газообразной среды в жидкой рабочей среде, что снижает нагрузку на сепараторы. Установка струйного насоса со стороны входа в насос позволяет независимо от режима работы установки, а именно от величины давления в сепараторе и магистрали подвода откачиваемой газообразной среды, добиться оптимального режима работы насоса, полностью исключив вероятность работы последнего в кавитационном режиме. Выполнение установки с дополнительным вакуумсоздающим устройством, включающим дожимающий жидкостно-газовый эжектор, дополнительные насос, конденсатор и выходной сепаратор, позволяет значительно расширить диапазон работы установки, а именно за счет снижения давления в сепараторе, а следовательно, и на выходе из жидкостно-газового эжектора, предоставляется возможность увеличить глубину достигаемого вакуума в источнике откачиваемой газообразной среды, например в ректификационной колонне или любом другом объекте, в которою требуется создавать и/или поддерживать вакуум. Снижение давления в сепараторе позволяет в большей степени, чем это было возможно ранее дегазировать жидкую рабочую среду, причем этот процесс становится управляемым, поскольку требуемую степень дегазации можно регулировать величиной устанавливаемого и поддерживаемого в сепараторе давления, что является дополнительным средством, если это потребуется, регулирования режима работы всей установки. Подключение выхода насоса к дополнительному и основному конденсаторам и магистрали отвода жидкой фракции (последняя имеет место в случае, если откачиваемым объектом является ректификационная колонна) к основному конденсатору позволяет активно регулировать режим образования газожидкостной смеси в процессе смешения жидкой рабочей среды и откачиваемой газообразной среды, а также проводить, в случае необходимости, обновление или замену жидкой рабочей среды как в основном, так и в дополнительном вакуумсоздающих устройствах.

Таким образом, путем выполнения установки описанным выше образом достигается выполнение поставленной в изобретении, указанной выше, задачи.

На чертеже схематически представлена описываемая насосно-эжекторная установка.

Установка для вакуумной перегонки жидкого продукта содержит источник откачиваемой газообразной среды, например ректификационную колонну 1 с магистралями 2, 3, 4 подвода исходного продукта, подвода откачиваемой газообразной среды и отвода по меньшей мере одной жидкой фракции, и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый эжектор 5, подключенный по газу к магистрали 3 подвода откачиваемой газообразной среды, насос б, подключенный выходом к жидкостному входу эжектора 5, и сепаратор 7 с магистралью 8 отвода сжатого газа. Установка снабжена конденсатором 9, струйным насосом 10 и дополнительным вакуумсоздающим устройством, включающим дожимающий жидкостно-газовый эжектор 11, выходной сепаратор 12, дополнительный конденсатор 13 и дополнительный насос 14, при этом струйный насос 10 входом откачиваемой среды подключен к сепаратору 7, выходом подключен к входу в насос 6 и входом эжектирующей среды подключен к выходу насоса 6, конденсатор 9 входом подключен к выходу эжектора 5 и выходом подключен к сепаратору 7, дожимающий жидкостно-газовый эжектор 11 газовым входом подключен к магистрали 8 отвода сжатого газа, жидкостным входом подключен к выходу дополнительного насоса 14 и выходом подключен к входу в дополнительный конденсатор 13, а выходной сепаратор 12 подключен к выходу дополнительного конденсатора 13 и к входу в дополнительный насос 14.

Выход насоса 6 может быть подключен к дополнительному конденсатору 13, магистраль 4 отвода жидкой фракции (если установка подключена к ректификационной колонне 1) может быть подключена к конденсатору 9, а насос 6 со стороны выхода может быть подключен к конденсатору 9.

Установка работает следующим образом.

Жидкая рабочая среда насосом 6 подается через жидкостной вход в сопло жидкостно-газового эжектора 5. Истекая из сопла эжектора 5, жидкая рабочая среда откачивает через магистраль 3 газообразную среду (например, парогазовую смесь) из источника откачиваемой газообразной среды, в нашем примере использования из ректификационной колонны 1, и смешивается с ней в проточной части эжектора 5 с инициированием процесса конденсации легкоконденсируемых компонентов парогазовой смеси и одновременным сжатием газообразной составляющей смеси. Из эжектора 5 парогазожидкостная смесь поступает в конденсатор 9, где завершается процесс конденсации легкоконденсируемых компонентов и за счет завершения растворения газообразной составляющей смеси устанавливается окончательный состав газожидкостной смеси, которая из конденсатора 9 направляется в сепаратор 7. В сепараторе 7 газожидкостная смесь разделяется на жидкую рабочую среду и сжатый газ. Жидкая рабочая среда из сепаратора 7 откачивается струйным насосом 10, в сопло которого подают жидкую рабочую среду с выхода насоса 6. Из струйного насоса 10 жидкая рабочая среда под требуемым напором поступает на вход насоса 6, который подает жидкую рабочую среду в сопло эжектора 5.

Дополнительный насос 14 полает под напором жидкую рабочую среду из выходного сепаратора 12 в сопло дожимающего жидкостно-газового эжектора 11 через его жидкостной вход. Истекая из сопла эжектора 11, жидкая рабочая среда откачивает сжатый газ из сепаратора 7 с образованием газожидкостной смеси и дополнительным сжатием газообразной составляющей этой смеси. В силу повышения давления по сравнению с давлением достигнутым в эжекторе 5 начинается новый процесс конденсации конденсируемых компонентов сжатого газа, который поступил из сепаратора 7. Из эжектора 11 газожидкостная смесь поступает в дополнительный конденсатор 13, где завершается процесс конденсации и формируется окончательный состав газожидкостной смеси, которая из дополнительного конденсатора 13 поступает в выходной сепаратор 12, где газожидкостная смесь разделяется на жидкую рабочую среду и сжатую газообразную среду. Жидкая рабочая среда из выходного сепаратора направляется на вход в дополнительный насос 14, который вновь подает ее в дожимающий, жидкостно-газовый эжектор 11, а сжатая газообразная среда под давлением отводится из выходного сепаратора 12 и подается потребителю.

В случае, если парогазовая фаза содержит большое количество конденсируемых компонентов, присутствие которых может оказать влияние на качественные характеристики жидкой рабочей среды, предусмотрена возможность подачи дополнительного количества жидкой рабочей среды в конденсаторы 9 и 13 с помощью насоса 6 и подвод в конденсатор 9 жидкой фракции из колонны 1.

Такое схемное построение позволяет, во-первых, интенсифицировать процесс конденсации с завершением этого процесса до выхода газожидкостной смеси из конденсаторов 9, 13; во-вторых, подача жидкой рабочей среды насосом 6 в дополнительный конденсатор 13 позволяет, кроме интенсификации процесса конденсации, перебрасывать, накапливающиеся излишки жидкой рабочей среды (за счет конденсации) в дополнительное вакуумсоздающее устройство, из которого, например, путем отвода из выходного сепаратора 12 эти излишки отводятся из установки; и в-третьих, такое схемное решение позволяет, если это необходимо, производить обновление жидкой рабочей среды путем организации проточной схемы подвода новой жидкой рабочей среды, т.е. имеется в виду следующее: из внешнего источника, например из магистрали 4, в конденсатор 9 подают новую, жидкую рабочую среду, которая смешивается с действующей жидкой рабочей средой в конденсаторе 9, далее полученная жидкая рабочая среда насосом 6 частично подается в эжектор 5, а частично подается в дополнительный конденсатор 13, где смешивается с жидкой рабочей средой дополнительного вакуумсоздающего устройства, после чего, например, из выходного сепаратора 12 излишек жидкой рабочей среды, эквивалентный подведенному количеству новой жидкой рабочей среды и количеству сконденсированной части парогазовой смеси, выводится из установки. Таким образом, без остановки установки достигается возможность обновлять жидкую рабочую среду сразу в обоих вакуумсоздающих устройствах.

Данное изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и ряде других отраслей, где требуется создание и поддержание вакуума.

Формула изобретения

1. Насосно-эжекторная установка, содержащая вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый эжектор, подключенный по газу к магистрали подвода откачиваемой газообразной среды, насос, подключенный выходом к жидкостному входу эжектора, и сепаратор с магистралью отвода сжатого газа, отличающаяся тем, что установка снабжена конденсатором, струйным насосом и дополнительным вакуумсоздающим устройством, включающим дожимающий жидкостно-газовый эжектор, выходной сепаратор, дополнительный конденсатор и дополнительный насос, при этом струйный насос входом откачиваемой среды подключен к сепаратору, выходом подключен к входу в насос и входом эжектирующей среды подключен к выходу насоса, конденсатор входом подключен к выходу эжектора и выходом подключен к сепаратору, дожимающий жидкостно-газовый эжектор газовым входом подключен к магистрали отвода сжатого газа, жидкостным входом подключен к выходу дополнительного насоса и выходом подключен к входу в дополнительный конденсатор, а выходной сепаратор подключен к выходу дополнительного конденсатора и входу в дополнительный насос.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выход насоса подключен к дополнительному конденсатору.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что насос со стороны выхода подключен к конденсатору.

РИСУНКИ

Рисунок 1