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真空過(guò)濾器的結(jié)冰現(xiàn)象
結(jié)冰現(xiàn)象
產(chǎn)生原因
首先分析利用水蒸氣制冷的原理。在物態(tài)的兩相區(qū)內(nèi)，如維持壓力不變蒸發(fā)或冷凝，其溫度亦不變。因此，利用水蒸氣在濕蒸氣區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)，則理論上就可按卡諾逆循環(huán)進(jìn)行。
在抽真空初期，由于真空系統(tǒng)中剩余壓力較高，從還原罐中出來(lái)的高溫水蒸氣很容易在較低溫度下的管壁凝結(jié)，而釋放出來(lái)的潛熱會(huì)通過(guò)管壁傳輸?shù)江h(huán)境大氣中。而在抽真空中、后期，由于真空系統(tǒng)中剩余壓力較低，水蒸氣為過(guò)熱蒸汽，很顯然此時(shí)水蒸氣不會(huì)在真空管路中凝結(jié)或管壁上凝結(jié)的水再次蒸發(fā)。當(dāng)水蒸氣通過(guò)真空過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，由于局部蒸氣壓力突然增高及過(guò)濾介質(zhì)的吸附作用。水蒸氣很容易凝結(jié)成水珠而附著在過(guò)濾介質(zhì)上，特別是當(dāng)過(guò)濾層堵塞或截面積過(guò)小時(shí)水蒸氣凝結(jié)成水的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。由于真空泵的作用，凝結(jié)水會(huì)再次蒸發(fā)同時(shí)帶走大量的熱量。從還原罐蒸發(fā)出來(lái)的水蒸氣很類似于經(jīng)制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)出來(lái)的蒸氣；還原罐至過(guò)濾器之間的管路很類似于制冷系統(tǒng)冷凝器;而過(guò)濾器中的過(guò)濾介質(zhì)很類似于制冷系統(tǒng)節(jié)流閥和蒸發(fā)器。通常真空系統(tǒng)剩余壓力為5-10Pa，在此真空條件下，就是冰塊也會(huì)氣化而帶走熱量。只要過(guò)濾層中含有足夠的凝結(jié)水，就很有可能發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。如果過(guò)濾介質(zhì)為導(dǎo)熱材料，則會(huì)加快結(jié)冰過(guò)程。
綜上所述，產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象的主要原因是被抽氣體中含有大量水分、過(guò)濾器堵塞或截面積過(guò)小以及高真空。但高真空是生產(chǎn)所必需的，故只能從氣體中含水量以及過(guò)濾器方面去考慮解決方案[2]。
防范措施
知道結(jié)冰現(xiàn)象形成的機(jī)理和原因后，就可以采用如下一些積極有效的措施來(lái)防止結(jié)冰的發(fā)生：
1.縮短物料的貯存時(shí)間以及采用密閉貯存以防止物料吸收過(guò)多的水分。大量的水分不但會(huì)影響物料的活性而使鎂的產(chǎn)出率降低，而且會(huì)乳化真空泵油從而影響真空泵的正常運(yùn)作，同時(shí)也是產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象的主要根源之一。
2.吸時(shí)清理過(guò)濾介質(zhì)。過(guò)濾介質(zhì)在使用一段時(shí)間后會(huì)因粉塵附著而造成堵塞，應(yīng)定期清理過(guò)濾介質(zhì)，以保證其暢通。
3.應(yīng)保障過(guò)濾器有足夠的截面積。一些鎂生產(chǎn)廠家的過(guò)濾器截面積過(guò)小，這不僅加大了清理過(guò)濾介質(zhì)的工作量，而且很容易在短時(shí)間內(nèi)造成堵塞，加劇水蒸氣在過(guò)濾層的凝結(jié)。
4.以法掉過(guò)濾器的冷卻水套。鎂生產(chǎn)廠家的過(guò)濾器有冷卻水套，這會(huì)加劇水蒸氣在過(guò)濾層的凝結(jié)。如果過(guò)濾介質(zhì)采用非導(dǎo)熱材料，便可減緩結(jié)冰過(guò)程。
5.采用水環(huán)泵作為初抽泵。還原初期的大量粉塵及水蒸氣可直接由水環(huán)泵排走。這不僅減少了清理過(guò)濾介質(zhì)的工作量，而且不容易在短時(shí)間內(nèi)造成堵塞，減輕水蒸氣在過(guò)濾層的凝結(jié)，同時(shí)也減輕了對(duì)真空泵油的污染。
6.防止水環(huán)泵中的水倒罐。當(dāng)操作不當(dāng)時(shí)或由于閥門質(zhì)量不好，很容易造成水環(huán)泵中的水進(jìn)入真空管路中。