真空システムにおける凝縮器の設置位置に関する検討
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大神たち、工場では単効濃縮器を使って低圧状態で物質を濃縮し、エタノールを回収しています。水環式真空ポンプを用いて真空引きを行う。現在の単効濃縮器ではエタノールの回収効率が低いため、エタノールを回収するために凝縮器を追加する予定です。同時に、ウォーターリング型真空ポンプをドライ型真空ポンプに交換することも検討していますが、その場合、凝縮器はドライ型真空ポンプの前端に設置した方が良いのでしょうか、それとも後端に設置した方が良いのでしょうか？なぜ？
前は良い、後ろのポンプの出力を下げる
ありがとう！前方に設置すると確かにポンプの動力が下がりますが、それは利点です。他にも利点はあるのでしょうか？もっと詳しく知りたいです
ドライ真空ポンプの排気圧力は大気圧なので、コンデンサーを後ろに置けば低温水ではなく循環水で冷却できるのでしょうか？しかし、前方に設置する場合と比べて、後方に設置すると排気量が多くなり、必要な装置の排気能力もそれに応じて大きくなるため、装置コストが高くなります。正しく理解できているかわからない~
はい、後部に設置すると冷却循環水を使用でき、これが後部に設置する利点です
個人的にはポンプの後ろに設置する傾向にありますが、具体的にはポンプの前の真空度や温度を見る必要がありますね。個人的には、ポンプの前の真空度が非常に高いと思います。この真空度では、メタノールの沸点は非常に低くなります。高真空下でそのガスを凝縮させようとしても、効果は非常に悪い。役に立てば幸いです。
真空度は約-0.09MPa、エタノール蒸気の温度は45～55℃で、初期段階では冷却水（7～10℃）を用いて冷却する予定です
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溶剤の二次凝縮、同時に真空ポンプの前にも凝縮器を設置し、真空ポンプの後ろにも凝縮器を設置する
前面に取り付けると、後ろ側が真空ポンプに影響を与えます
前後両方に取り付けると、改造は少し複雑になります。他社で前後両方に設置している例を見たことがありますが、主に最初のコンデンサーが動作します。
例えば、どんな影響があるのでしょうか？もう少し具体的に言うと
1時間あたり、どれだけのエタノールを処理してほしいですか？この真空度を正圧に変えるとかなり多くなります。ポンプの前で凝縮しない場合は、かなり大きなドライポンプが必要になるかもしれません
コールドトラップとして使用する場合、前方に取り付ける方が良いですが、コンデンサーによって真空への影響も異なります。
一般的には前に加えられますが、エタノールの沸点が低いため特殊で、効果が必ずしも良くない場合があります。冷凍水を使えば、もう少し良くなるかもしれません。
もし現在のウォーターリングポンプをポンプの前で凝縮させるなら、結局ウォーターリングポンプを使用すると溶剤の回収が不純になってしまう。乾式真空ポンプを使用する場合は、溶剤凝縮器をポンプの後ろに設置しますが、低温の水を使用することを推奨します。しかし、乾式ポンプを使った場合でも、私が訪れた現場では様々な種類の熱交換器が見られました。それは各工程の排ガス成分が複雑だからという理由もあれば、単に適当に大きなものを選んで、回収率が高くなると思い込んでいるだけという場合もあります。しかし、実際の現場で理論的な設計値に達しているケースはごくわずかです。したがって、この凝縮器には適切な製品を選ぶ必要があり、排気温度を過冷却度まで下げるだけでなく、できれば溶剤を回収できるものが望ましい。現在、製薬業界向けの排ガス凝縮器として、内部にフィンを持つ熱交換器が多く使用されており、このようなアルコールの回収においては理論上99％回収することも不可能ではない。もちろん、ポンプの後段で微量の不凝縮ガスを含む溶剤を回収する場合は、物質の特性に応じて考える必要があります。アルコール系ならまだしも、製薬工場で使われる二塩化メタンのようなものでは、高い回収率を得るのは非常に困難です。このような場合は、単純に凝縮器を使用するだけでは不十分で、前段で凝縮し後段で吸収塔を用いる方式を検討するべきです。したがって、この種の溶剤回収には、個々の問題を具体的に分析する必要がある。
当社には溶媒回収システム「ハオマイ溶媒回収システム」があります。これは、ハオマイの螺旋巻き管式凝縮器と真空ポンプユニット、ハオマイ製の高効率捕集器、そしてPLC制御システムを科学的に組み合わせたもので、真空状態での運転時に発生する真空度や温度の問題、エネルギー消費量が多いといった課題を解決します。その結果、溶媒の回収率を**98％以上まで向上させることができます。ポンプの前にスパイラルコイル式コンデンサーを設置することで、溶媒の凝縮温度がさらに下がり、**真空ポンプの負荷が軽減されます。ポンプの後段に高性能な捕集装置を設置することで、排気ガス中の溶剤を最大限回収し、環境規制への負担や装置の運用コストを削減します。
真空システムにおける凝縮器の設置位置は、運転条件によって決定されます。