爪形干式无油真空泵的节能环保应用分析

摘要 干式真空获得技术因其清洁真空、节能环保等特点逐渐在各个领域得到应用。本文就爪 形干式无油真空泵在芳炷抽提装置中替代蒸汽喷射泵的节能环保效益进行对比分析，得出爪 形干式无油真空泵在替代湿式法真空获得设备的应用中具有显著的节能环保效果，投资回收 期短，并能为企业创造可观的经济效益，具有普遍的推广意义。 关键词爪式干泵芳炷抽提节能环保 、，-、 刖5 在芳炷抽提装置中，主要以蒸汽喷射泵为真空获得设备。在喷射泵中主要以水蒸汽作为 动力介质。在绝大部分工业中，水蒸汽作为基本的能量被大量地生产，容易获得。相对于其 它湿式真空泵，水蒸汽喷射泵是比较经济的选择。但蒸汽喷射泵的蒸汽消耗量大，被抽溶剂 和气液混合物不能直接回收利用，且产生大量废水对环境造成污染，运行成本仍然较高。爪 形干式无油真空泵（以下简称爪式泵）是一种新型环保真空获得设备，其过流部分没有任何有 机介质，在给用户提供清洁真空环境的同时，可抽除大量的可凝性气体，实现气液分离、回 收利用和节能环保。在山东齐旺达集团10万吨芳炷抽提装置中一年多的应用实践表明，爪 式泵不但可以提高系统真空度，其特有的压缩冷凝功能可直接回收气液混合物中的产成品， 剩余气体能直排大气，能耗低，没有废水排放。实现了节能环保，降低了运行费用，为企业 增加了更多的利润。 蒸汽喷射泵在10万吨芳炷抽提装置中的能耗分析 1、工艺流程（如图1） T-103芳炷塔组分经过E-115A/B水冷器冷却后进入V-104芳炷塔回流罐，在此经过气 液分离、油水分离，分离后液相组分经泵打出直接进入后续T-104苯塔系统生产装置主要产 品苯、甲苯。气相组分经过V-104芳炷塔回流罐气相线水冷器冷却后进入蒸汽喷射泵入口。 油水混合物经分离后，物料进入原料罐，废水送污水处理厂。 系统中，蒸汽喷射泵能抽真空到70KPa,加热器的加热温度为175C。 2、能耗分析 蒸汽用量约337.5公斤/小时，蒸汽费200元/吨。年消耗蒸汽量约2700吨，产生蒸汽 费约54万元。 污水处理年排放污水约2700吨，污水处理费为15元/吨。年污水处理费为4.05万元。 用水量每小时用水3.29吨，水费4元/吨。年用水量约26280吨，折合水费为10.5万 JLi o 年综合能耗为68.55万元。 3、物料回收 采用蒸汽喷射泵的系统，物料回收只能通过放空系统冷却返回原料罐，回收物料作为原 料使用进入下次生产循环。 10万吨芳炷抽提装置中，每小时进料为15吨，回收原料61.6公斤。年回收原料约为 493吨，折合人民币约为242万元。 二、爪式泵在在10万吨芳炷抽提装置中的能耗分析 1、爪式泵选型要求 1 节能降耗。 2 满足系统对真空度的要求。 3 有较强的抽除可凝性气体的能力，并能直接回收液相芳炷。 4 安装调试、后期维护方便，占地面积较小。 2、爪式泵的选型参数表1及功能特点 参数 型号 GZ-150DY1 极限真空Pa 50 抽气速率L/S150 满载功率KW22 输入电压V380 冷却水流量M3/h0.7 经充分分析比较后，决定采用立式联排结构的爪式泵，型号为GZ-150DY1型，极限压 力小于50Pa,抽气速率为150L/S。 立式联排结构爪式泵的转子轴及电机并排竖直安装，进气口在泵上面，排气口在泵下部 泵体由循环水冷却。四对转子装在二根平行轴上，电动机倒立安装，经过渡齿轮将动力传递 到转子轴上。泵腔级与级之间有隔板，隔板上有级间气体通道。气体的进气口和排气口均开 在隔板端面上，分别由两个转子端面定时开闭。当泵腔的一部分正在压缩气体和排气时，另 一部分则打开入口，吸入气体。每一级都是气体入口在上，出口在下，便于压缩冷凝的液体 或粉尘微粒正常排出。[1] 立式联排爪式泵具有连续不间断自动排液功能，且能抽除含有灰尘和带有悬浮微粒的气 体，而且轴向返流小。且结构稳固，重心低，振动小，安装调试和后期维护方便。 3、工艺流程（图2） T-103芳炷塔组分经过E-115A/B水冷器冷却后进入V-104芳炷塔回流罐，在此经过气 液分离、油水分离，分离后液相组分经泵打出直接进入后续T-104苯塔系统生产装置主要产 品苯、甲苯。气相组分经过V-104芳炷塔回流罐气相线水冷器冷却后进入爪式泵入口。爪式 泵在变频控制下将系统压力控制在40Kpa（原蒸汽喷射泵只能抽至70Kpa）。爪式泵在变频控 制下负荷操作弹性较大，完全可以满足超负荷生产要求。 爪式泵抽出的液相芳炷（纯度99以上）则由调节控制系统控制进入V-104芳炷回流罐从 而完成芳炷组分回收，不凝气由调节控制系统气相线进入放空系统。 系统真空度为40Kpa,加热器的加热温度为165C。 （图2）采用爪式泵的工艺流程 4、能耗分析 用电量爪式泵正常使用60左右负荷，每小时耗电约14.38千瓦，电费0.6元/KW/H。 年耗电量约115000KW/H,折合电费为6.9万兀。 用水量每小时用水量约1吨，水费4元/吨。年用水量约8760吨，折合水费为3.5万 JLi o 年综合能耗为10.4万兀。 5、物料回收 采用爪式泵后，系统可直接回收纯度为99的液相芳炷。每小时进料约15吨，回收芳 炷68.4公斤。年回收量约547吨，折合人民币约为331万元。 运行能耗费用及经济效益比较（表2） 10万吨芳炷抽提装置中蒸汽喷射泵与爪式泵年运行费用及经济效益比较 项目单位蒸汽喷射泵爪式泵 购置费及运行 能耗费比较 购置费万元550 耗蒸汽量吨/年27000 蒸汽费（成本200元/吨）万元540 耗电量KW/h/年0115000 电费（成本0.6元/KW/H）万元06.9 循环冷却水量吨/年262808760 水费（成本4元/吨）万元10.53.5 污水处理量吨/年27000 污水处理费（成本15元/吨）万元4.050 总运行费用万元68.5510.4 节约费用对比万兀058.15 节约率084.8 节约费用计算投资回收期10.3个月 回收物料比较 溶剂/气液混合物回收量吨/年492.5（原料）547（芳炷） 溶剂/气液混合物市场价万兀242（市价4900元/吨）331（市价6050元/吨） 回收率比较 100 137 多回收物料价值万兀089 节约费用和多回收物料价值总和万兀0147.15 综合计算投资回收期4.1个月 结论 相对于蒸汽喷射泵，一年可增效147.15万元/年。 通过上表分析可知，在10万吨芳炷抽提装置中，用爪式泵替代蒸汽喷射泵，仅运行费 用一年可减少58.15万元，且没有污水排放，不但节能，而且环保。 爪式泵替代蒸汽喷射泵后，能直接回收价值331万元的液相芳炷，能帮企业多创造89 万元的经济效益，收益可观。 另外，还提高了系统真空度（由原来的70Kpa提高至40Kpa）,而且降低了加热器的加热 温度（由原来的175C降低为165C）。 虽然爪式泵的初始采购成本较高，但通过节能收益和回收物料收益，仅4个多月就可收 回成本。 四、爪式