探讨罗茨风机替代氢气泵输送氢气的可行性分析？

山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机、三叶罗茨鼓风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机，赢得了市场好评和认可。此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

目前较先进的氢气输送方法是使用罗茨风机输送氢气。罗茨风机工作时不需要其它工作介质，效率高，能耗低。罗茨风机结构简单使用台数少，检修量明显少于氢气泵，既节约了检修费甩又降低了工人的劳动强度，同时不用水作为工作介质，既可节约工业用水，又可降低排污量。

　　1、使用罗茨风机输送氢气的可行性目前国内有较多同行业厂家使用罗茨风机输送氢气，但由于盐酸生产操作条件不同我公司生产系统对氢气压力的要求较高：多数厂家般氢气分配台压力控制在1013左右，这个压力使用罗茨风机没有任何问题。而我公司氢气分配台压力控制在撕1化上，如果用罗茨风机输送空气完全可达到这个输出压力，但氢气密度要远低于空气，达到这个输出压力很困难。

　　经过与罗茨风机生产厂家协商，巧做了L37X45LDA型罗茨风机，电机四级，功率巧kW，通过提高电机转数、降低叶轮与泵壳间的间隙提高输出压力，设计能力为在风机出入口升压35 10的条件下，输送能力为巧1.同时将轴端密封改为机械密封，防止在高压情况下氨气泄漏。巧做出的罗茨风机与原有的氢气泵并联安装，进行实物试车。

　　通过试车检验，当升压力为3511化味风机的输送能力达到3试车阶段，开1台罗茨风机可替代2~3台氢气泵，证实了通过对风机结构进行改造，使用罗茨风机输送氢气在出口压力要求较高的条件下也完全可行，而且与使用氢气累相比具有明显的优越性。

　　2、对现行生产工艺进行的改进2.1对氢气次冷却系统进行改造氢气次冷却系统是用于对电解槽产生的氢气进行冷却，保证氢气压缩能力，形式为喷淋塔。氢气次冷却的工作对氢气压缩王作有极强的影响，主要表现为：1如果氢气次冷却后氢气温度高，则氢气体积会相应增大，对氢气压缩输送会造成不良影响；2由于罗茨风机不使用水作为工作介质，在给氢气升压的同时，氢气的温升也较高，正常情况下风机出口氢气温度可达90°，如果入温度升高，出口温度及风机工作温度也将进步提高，罗茨风机叶轮与机壳间隙很小，风机温度过高，会使叶轮严重膨胀，最终会与机壳研磨在起，造成风机突然停屯另外个会对罗茨风机王作造成严重影响的是氨气结垢问题。由于隔膜电解槽阴极室气液分离空间较小，氨气会夹带脱落的石棉绒和少量碱液进入氨气输送系统，并在管路。设备内结垢。

　　在管路内结垢，会降低管道的截面积，造成管路阻力上升，影响输送能力。在设备内结垢，会造成叶轮与粟壳间隙迅速缩小，最终研磨在起，导致突然停车。由于使用水环式氢气泵时开动力设备台数务每台机器的过机气量较小，因此，氢气结垢对生产造成的影响很小而罗茨风机开动台数少，氢气过机气量大幅度力口，氢气结垢现象会明显加重使叶轮与泵壳的间隙迅速缩小，极易造成罗茨风机突然停车。由于电解槽阴极室的气液分离空间不可能改变，因此，只能通过改进后部处理工序来解决这问题。由于氢气出电解槽后经过的第1台设备就是氢气次冷却塔，在氢气次冷却塔除去石棉绒最为理想。

　　由于保证氢气冷却温度及消除氢气结垢的要求，对氢气次冷却塔进行改造势在必行。我公司氢气干燥冷却塔使用的是填料塔，根据经过氢气二次冷却塔洗涂后可完全消除氢气结垢的情况分析，最佳的办法就是将氢气次冷却塔改为填料塔，同时加粗塔径，这样既可保证冷却效果，又可保证洗缓除杂质的效果。

　　对氯气二次冷却系统进行改造氨气二次冷却系统是用于冷却压缩后的氨气，所用设备为填料塔，内装增强聚改良鲍尔环填料。罗茨风机出口氨气温度可达90°，而使用水环式氨气粟输送氨气时，累出氨气温度仅为40~50心由于出口温度升高，对氨气压缩后的冷却系统提出了较高要求。

　　我公司处于北方冬季最低温度可达零下3°与氢气必须经过固碱干燥、降低含水后才能送给用户使用。含水过高，冷凝水会在管路内结冰，堵塞管路，影响生产。而氢气气冷却效果对氢气干燥能力有极大影响，经实践证实，氢气干燥完全起不到作用。因此，为了保证氢气干燥效果，必须对氢气冷却系统进行改进，保证氢气冷却效果。温度提高后，体积增大，而且氢气冷却能力需要提高，为此需要将氢气冷却塔的直径加粗，对填料层进行加高。

　　3、对生产操作进行改进氢气回流操作由于保证电解槽氢气压力的需要，氢气必须有部分从正压区回到负压区从而保证电解生产氢气量与过机气量的平衡。在使用氢气泵输送氢气时，正常使用两种形式的回流，种是从氢气累出口总管回到氢气泵入总管，另种是从氢气泵本机的出口回到本机的入；第二种方法是在第种方法的回流量无法满足要求时使用。但使用罗茨风机后这两种方法均不可用，因为罗茨风机出氢气温度较高，用上述方法回流操作会提高入口温度，造成风机运行温度过挹极易发生突然停车。

　　概括罗茨风机出口温度高的特点，必须将回流起点移至氢气二次冷却后。考虑到防止存水的要求，最理想的位置就是从氢气分配台回流到入口总管。由于罗茨风机能力较高，为适应不同生产负荷的要求，必须设置2套回流系统，套回流量相对较小，进行自动控制，这样调节灵敏，可保证槽上氢气压力正常另套回流量较大，进行手动或与第套联动控制，用于第套回流量达不到要求化对回流量进行补充。

　　 开车操作我公司有隔膜。离子膜2套电解生产系统，许多同行企业也有2套抖上的电解系统。正常情况下，开车前对送电系统进行充氮，分析合格后即可送电。

　　这种操作方法在使用氢气泵的条件下可行，因为氢气泵的输送能力反后送电的系统中氮气进入系统的速度较慢，这样对氢气纯度造成的影响很小。而使用罗茨风机后，这样操作是很危险肋因为罗茨风机输送能力赢本机又不能进行回流操作，只能通过分配台进行回流操作，这样，后送电系统中氮气进入氢气分配台的速度极快，氢气纯度会在瞬间大幅度下降虽然氮气本身不会与氨气形成爆炸混合气，但氢气纯度大幅度下降，会使盐酸与树脂生产的合成炉中氢气气与氮气的比例失调，极易达到爆炸极限，造成生产事故。

　　根据上述情况，对后开车的系统进行简单的充氮处理是不可行的，最可靠的方法是将分配台的氢气倒压回去部分，使整个系统中充满氢气，这样，罗茨风机送入分配台的全是氢气，就不会对系统的氨气纯度造成影响。

　　4、对操作生产环境进行改进罗茨风机与氢气泵相比虽然有低能耗、低检修量等优越性，但也具有个突出的缺点，就是噪音极大。使用氨气粟时，生产厂房是接近封闭晚而且控制室不需要特殊的隔音要求。但若完全使用罗茨风机，噪音极大，这种操作条件对工人的健康是有害的，需要对生产厂房及控制室进行相应改进。生产厂房可使用框架结构，不巧音，可降低噪音的影响，工人在生产厂房工作时少受噪音危害。控制室的口窗进行隔音处理，可巧除噪音影响。

　　5、结语通过试车检验，在我公司使用罗茨风机替代氢气泵输送氨气完全可行，而且具有低能耗。低检修量、低排污量等优越性。但是要完全使用罗茨风机替代氨气粟输送氨气，对生产工艺及生产操作都要进行相应的改进，才能保证罗茨风机的正常工作对生产操作环境进行相应的改善，才能更好地发挥抖罗茨风机替代氨气粟的社会效益。

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(来自：罗茨风机，罗茨鼓风机，三叶罗茨鼓风机，http://www.hcblower.com/)

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