Como funcionam os ejetores a vapor

Os ejetores a vapor utilizam vapor ou gás, em vez de peças móveis para comprimir um gás. Em um ejetor, um gás de pressão relativamente alta, como vapor ou ar, expande-se através de um bico. O vapor ou ar converte essa pressão ou energia potencial em velocidade ou energia cinética. O jato de vapor de alta velocidade ou gás penetra no gás a ser evacuado ou bombeado na sucção do ejetor. A mistura resultante entra no difusor onde a energia de velocidade é convertida em pressão na descarga do ejetor.

Os ejetores que usam o ar são frequentemente chamados de ejetores de ar. O ar é frequentemente empregado em pequenos ejetores quando o vapor não está disponível. Quando emparelhado com uma bomba de vácuo de anel líquido NASH, eles podem usar o ar do ambiente ou o exaustor da bomba como ar motriz para aumentar o nível de vácuo que a bomba é capaz de alcançar. Isso é frequentemente usado em aplicações como desaeração quando o sistema de vácuo precisa ser capaz de descer até a pressão do vapor da água que está sendo desgaseificada. Ejetores de ar deste tipo são convenientes porque não é necessária nenhuma fonte de vapor ou de ar pressurizado para fazê-lo funcionar, apenas a bomba de vácuo.

Os ejetores a vapor também podem ser combinados com bombas de vácuo de anéis líquidos para criar um híbrido capaz de fornecer um vácuo profundo que os ejetores podem proporcionar, mas com menor consumo de energia. A Nash é reconhecida globalmente por montar os mais eficientes jatos de vapor e ejetores de ar e sistemas de ejeção a vácuo. Engenheiros de aplicação asseguram máxima eficiência e benefícios no desempenho ao otimizar um sistema híbrido personalizado de acordo com os requisitos de processos, aplicações e tecnologias. Os ejetores a vapor e ejetores de ar da NASH reduzem as emissões de gases de efeito estufa e a eficiência operacional, ao mesmo tempo em que melhoram a estabilidade do sistema.

Technology of Steam Ejectors

Perfil operacional dos ejetores a vapor 

Os ejetores a vapor passam o vapor através de um bico de expansão. O bico controla a expansão do vapor e converte a pressão em velocidade; criando um vácuo para transferir gases. Um ejetor opera com base na massa, não pelo deslocamento do volume. Portanto, os ejetores são mais adequados para o manuseio de gases com baixo peso molecular e quando operam a baixas pressões absolutas. Estes sistemas são ideais para aplicações de alto vácuo, mas são apenas parcialmente úteis como compressores. 

Um jato de fluido motriz em velocidade supersônica entra na corrente de entrada e eleva sua velocidade até a velocidade do som quando os dois fluxos se misturam. Uma onda de choque sônica se forma no difusor, e a pressão absoluta aumenta abruptamente neste ponto. Ocorre um aumento maior da pressão ao longo do cone de descarga à medida que o fluxo diminui. O fluido motriz mais comum é o vapor a 80 PSIG (6 bar abs) a 400 PSIG (28 bar abs). Outros fluidos podem ser usados sempre que houver um bom motivo para evitar a mistura do vapor com o produto. 

Ejetores a vapor que usam vapor como gás motriz, são de longe o tipo mais popular de ejetores. Um único ejetor pode ser projetado para criar até 27 in. Hg de vácuo (ou cerca de 76 mm HgA). Para criar um vácuo mais profundo, os ejetores podem ser "programados em etapas" ou instalados em série. Os ejetores a vapor são preferidos para isso porque o gás motor - o vapor - pode ser condensado entre algumas das etapas para minimizar a carga (e o vapor motor) até a etapa seguinte. Os ejetores a vapor têm sido utilizados em algumas indústrias para reduzir a pressão de um recipiente ao ponto de congelamento da água. Eles podem ser programados para atingir uma pressão de sucção de menos de 0,1 mm Hg absoluto.

Operating Profile of Steam Ejectors

Como Melhorar a Eficiência do Sistema de Ejeção

  • Combine as forças de ejeção com forças de bomba de vácuo de anel líquido
  • O jato da última etapa e o pós-condensador são eliminados e substituídos por uma bomba de vácuo de anel líquido de alta eficiência
  • A pressão do condensador entre estágios é otimizada e a carga de água de resfriamento é tipicamente reduzida
  • Um ejetor entre estágios poderia ter um bico para otimizar a pressão entre estágios e minimizar o fluxo do vapor

Instalação de ejetores a vapor

  • Os ejetores podem ser montados em qualquer direção, é preciso tomar precauções para drenar corretamente o sistema
  • A perna de drenagem dos condensadores barométricos/condensador de casco e tubo deve ser montada com altura suficiente para drenar a água por gravidade e evitar a inundação no condensador
  • Os ejetores podem descarregar no poço quente
  • Se os condensadores não puderem ser montados na elevação correta, uma bomba NASH de pequena capacidade tem que ser utilizada

Vantagens dos ejetores a vapor

  • Sem peças móveis 
  • Construção simples 
  • Fácil de manter 
  • Disponível em uma grande variedade de materiais 
  • Baixo investimento, alto custo de utilidade

Solução ideal para aplicações exigentes

Os ejetores a vapor e os híbridos de bomba de vácuo/vácuo são as soluções ideais para aplicações mais rigorosas nas indústrias de petróleo e gás, químicas, energia elétrica e alimentos e bebidas

  • Vácuo de reator (indústria química) –O vácuo pode permitir que a fábrica reduza a temperatura de reação e economize energia. Também pode ser usado para evitar a polimerização, reações indesejadas e evitar a degradação térmica.
  • Secagem de Sólidos em Processos de Lote ou Contínuos (Indústrias Químicas/Alimentos e Bebidas) - O uso do vácuo permite que o sólido seja seco a uma temperatura mais baixa. Pode ser uma vantagem ao processar materiais sensíveis ao calor, para melhorar as taxas de secagem e produzir uma concentração de umidade final muito baixa.
Applications for Steam Ejectors
  • Destilação a vácuo (Indústrias químicas/petróleo e gás) - Extrair o vácuo de um produto e condensá-lo permite a separação de dois ou mais componentes voláteis com diferentes pontos de ebulição.
  • Vácuo do evaporador (Indústrias Química/Alimentos e Bebidas) - Concentre os materiais em estado líquido fervendo o solvente (água). Grande parte do trabalho é feita por um condensador. O uso do vácuo pode reduzir o custo de energia e evitar danos aos produtos sensíveis ao calor. 
  • Vácuo do evaporador (Indústria de Alimentos e Bebidas) - Depois que o caldo do suco de açúcar é concentrado por evaporação (ver vácuo do evaporador), o vácuo é usado para converter o xarope para o estado em que inicia a formação dos cristais.
  • Branqueamento e desodorização (Indústria de Alimentos e Bebidas) - Usando o vácuo para remover cor e contaminantes do óleo comestível.
  • Exaustão de condensadores (Indústria de Energia Elétrica) - Para otimizar a expansão do vapor através da turbina, é necessário que o condensador da turbina seja mantido em seu vácuo ideal. Este vácuo deve ser mantido pela remoção do ar que vaza para o condensador.