實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)研究

郭達(dá)

河南省睢縣環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測站，河南商丘 476900

摘要 本文從實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)原理、工藝流程、工藝組成以及改進(jìn)后的制取技術(shù)優(yōu)越性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境效益等進(jìn)行了分析，詳細(xì)闡述了該技術(shù)對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有的良好促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)室；蒸餾水；制取技術(shù)

中圖分類號TQ174 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0026-02

隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)療、保健、實(shí)驗(yàn)等行業(yè)，對蒸餾水的需求量越來越大，對水質(zhì)的要求也越來超高，然而現(xiàn)行的蒸餾水制取技術(shù)無論從水質(zhì)或是從節(jié)約資源上都和社會(huì)的發(fā)展有一定的差距。

為促進(jìn)蒸餾水制取技術(shù)的改善，本人在日常工作中，從節(jié)約資源能源角度，致力于蒸餾水制取技術(shù)的研究與探討，取得了一定的進(jìn)展，該技術(shù)的應(yīng)用，將有效地節(jié)約大量的水資源和能源，對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有良好的促進(jìn)作用。

1 目前蒸餾水制取方法存在的問題

目前蒸餾水制取方法中冷凝系統(tǒng)采用的是自來水冷卻，使用后的高溫自來水全部排放掉，自來水的利用效率相當(dāng)?shù)?，不僅浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力，而且更重要的是極大的浪費(fèi)了水資源。

2 實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)原理

實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)的原理是：在節(jié)約資源能源的前提下，自來水經(jīng)加熱蒸發(fā)鍋?zhàn)優(yōu)樗羝?，進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，與具有循環(huán)冷卻液的冷凝器接觸后，形成水滴，經(jīng)收集后，即是蒸餾水。

3 實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)的工藝流程

自來水→自動(dòng)進(jìn)水控制開關(guān)→水位控制器進(jìn)水口→蒸發(fā)鍋→加熱→水蒸汽→冷凝器（采用循環(huán)冷卻液）→冷凝→蒸餾水→蒸餾水出口→蒸餾水。

4 實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)工藝組成

該技術(shù)主要有自來水加熱系統(tǒng)、蒸汽冷凝系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及底座等組成。

4.1 加熱蒸發(fā)系統(tǒng)

該系統(tǒng)由全玻璃蒸發(fā)鍋、石英管加熱器等組成，使用玻璃蒸發(fā)鍋、石英管加熱器可有效避免了自來水與金屬接觸的可能性，防止金屬元素進(jìn)入蒸餾水，能夠保證蒸餾水水質(zhì)的良好性。

同時(shí)，玻璃蒸發(fā)鍋上配有進(jìn)口玻璃水管、蒸汽出口及清洗排水口，能夠保證進(jìn)水暢通、出汽順利、排水方便，有效保證蒸發(fā)鍋工作的正常運(yùn)行。石英加熱器采用盤型結(jié)構(gòu)，增加了對水的加熱面積，提高了蒸汽的產(chǎn)出率。

蒸發(fā)鍋采用雙層透明玻璃，夾層抽為真空，即有利于減少熱量散失，起到保溫作用，節(jié)約能源；又利于觀察蒸發(fā)鍋在工作過程中鍋內(nèi)各種情況的變化，能夠做到適時(shí)控制。而且，各種接口采用磨口連接，增加了儀器的密閉性和穩(wěn)定性。

4.2 蒸汽冷凝系統(tǒng)

蒸汽冷凝系統(tǒng)的作用是對蒸發(fā)鍋內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行冷卻，轉(zhuǎn)化為蒸餾水，它由制冷壓縮機(jī)、導(dǎo)流管、冷凝管、保溫箱等組成。

制冷壓縮機(jī)的作用主要是制冷，使循環(huán)液溫度降低，通過導(dǎo)流管送入冷凝管致使其周圍循環(huán)水冷卻，循環(huán)管因接觸冷卻液而使管壁、冷凝器內(nèi)壁及其周圍空間溫度降低，蒸發(fā)鍋內(nèi)上升的水蒸汽遇冷凝管、冷凝器內(nèi)壁而冷凝為液滴。

冷凝管采用石英材料做成，螺旋形，由下而上彎曲度越來越大，冷卻液從下部進(jìn)入，從上部流出冷凝器，這樣即能使循環(huán)冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)暢通，又能使進(jìn)入冷凝器的高溫水蒸汽得到迅速冷凝。冷凝器內(nèi)壁因受冷而溫度下降，對水蒸汽也能直到一定的冷凝作用。

冷凝器采用雙層玻璃做成的，對內(nèi)部的空氣起到保溫作用，它能使冷空氣密集、不散發(fā)，冷空氣得到充分利用，提高制冷效果，節(jié)約能源。冷凝器底部做成凸型，利于蒸餾水的收集。

4.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)能使設(shè)備良好運(yùn)行，有效避免事故的發(fā)生，它主要由水面自動(dòng)控制、制冷自動(dòng)控制及加熱系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)開關(guān)等組成。

水面自動(dòng)控制系統(tǒng)是由溫控器和自動(dòng)進(jìn)水開關(guān)組成，它能有效地控制蒸發(fā)鍋內(nèi)的水面處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免因鍋內(nèi)液面過低而發(fā)生加熱管爆裂問題。它的運(yùn)行程序是：當(dāng)鍋內(nèi)的液面低于設(shè)定的液面時(shí)，控制器就會(huì)向進(jìn)水開關(guān)發(fā)出進(jìn)水信號，實(shí)現(xiàn)液面自動(dòng)控制功能。

制冷自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是由制冷系統(tǒng)的溫控器進(jìn)行控制，為使蒸發(fā)鍋內(nèi)上升的水蒸汽遇冷凝管及時(shí)液化，對冷凝管需控制適當(dāng)?shù)臏囟?，即不能過高，也不可過低，過高會(huì)影響冷凝效果；過低會(huì)浪費(fèi)能源，從而實(shí)現(xiàn)即能使水蒸汽迅速冷凝，又能節(jié)約能源的目的。

加熱系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)開關(guān)，能有效地調(diào)節(jié)加熱管內(nèi)的電流，使蒸發(fā)鍋內(nèi)的自來水蒸汽產(chǎn)出率最大，又不至于浪費(fèi)電能。

底座是用于承載蒸發(fā)鍋、冷凝器，自動(dòng)控制系統(tǒng)等。

5 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)室蒸餾水制取技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

該技術(shù)與目前普通蒸餾水制取技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）節(jié)約大量水資源

目前普通蒸餾水制取技術(shù)的冷凝系統(tǒng)采用的是自來水冷卻，不僅冷凝效果差，而且浪費(fèi)大量的水資源。而該蒸餾水制取技術(shù)的冷凝系統(tǒng)，采用的是循環(huán)冷卻水制冷技術(shù)，而不是用自來水一次性冷卻。

該項(xiàng)技術(shù)在蒸餾水制取過程中，不外排廢水，只有在清洗蒸發(fā)鍋時(shí)，排放少量的清洗廢水，完全實(shí)現(xiàn)冷卻水零排放，從而節(jié)約大量的水資源。

此外，該項(xiàng)技術(shù)還采用了液面自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效保證蒸餾工作的正常進(jìn)行。

2）節(jié)約能源

首先，該項(xiàng)技術(shù)的加熱系統(tǒng)采用盤形加熱管和電流控制開關(guān)，盤形加熱管能使鍋內(nèi)自來水受熱均勻，電流控制開關(guān)能有效控制加熱管內(nèi)的電流，以最少的電能制取最多的蒸汽，使蒸汽電流比處于最佳狀態(tài)，從而節(jié)約能源。

其次，蒸發(fā)鍋采用雙層玻璃制成，夾層抽成真空，形成保溫層，大大減少鍋內(nèi)熱量散發(fā)，實(shí)現(xiàn)熱能的充分利用。

最后，冷卻系統(tǒng)實(shí)施溫度控制，能有效控制適宜的冷凝溫度，達(dá)到自動(dòng)開啟和關(guān)閉電源的功能，從而有效節(jié)約能源。而且冷凝器內(nèi)壁為雙層玻璃，能有效防止熱量散發(fā)，起一定的節(jié)能作用。

3）水質(zhì)的良好性

在使用該項(xiàng)技術(shù)制取蒸餾水的過程中均采用玻璃制品，杜絕了自來水及蒸汽與金屬接觸的可能性，確保制取的蒸餾水水質(zhì)具有良好性，能夠滿足各行業(yè)的用水要求。

4）實(shí)現(xiàn)制取單級蒸餾水和多重蒸餾水

采用該技術(shù)制造的蒸餾水制取設(shè)備，具有獨(dú)立性，有一臺設(shè)備可制取單級蒸餾水，若用導(dǎo)管順次連接多臺設(shè)備，就可制取多重蒸餾水，而且操作簡單方便，普通蒸餾水制取設(shè)備不具備此項(xiàng)功能。

5）易清洗

對蒸發(fā)鍋清洗時(shí)，因蒸發(fā)鍋底部邊緣設(shè)有排水口，可在不移動(dòng)和拆卸設(shè)備的情況下，就能實(shí)現(xiàn)清洗和順利排出蒸發(fā)鍋內(nèi)的清洗廢水，易于清洗。

6 該蒸餾水制取技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)技術(shù)與一般技術(shù)相比，每制取1t蒸餾水要節(jié)約300t自來水，如果每噸蒸餾水按2元計(jì)算，則要節(jié)約600元，各行各業(yè)蒸餾水用量之大，節(jié)約的水資源就可想而知；再加上該技術(shù)采用了保溫和電流控制措施，又可節(jié)約電能，兩者相加，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

6.2 社會(huì)效益和環(huán)境效益

我國是一個(gè)淡水資源缺乏的國家，而該技術(shù)實(shí)施后，能夠節(jié)約大量的淡水，有效地緩解淡水嚴(yán)重不足的問題，同時(shí)，對促進(jìn)生態(tài)發(fā)展，維護(hù)生態(tài)平衡具有重要的促進(jìn)作用。

總之，該蒸餾水制取技術(shù)不僅產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)一致的發(fā)展，而且，對促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各行業(yè)的快速發(fā)展具有極其重要的作用。