制藥設(shè)備冷卻水的回收再利用

李瑩瑩　郭文仿

摘要：醫(yī)藥中間體7-ACA生產(chǎn)具有用水量大、污染量大的特點(diǎn)。從清潔生產(chǎn)——循環(huán)利用理念入手，研究設(shè)備冷卻水、生產(chǎn)用水工序的最優(yōu)化組合，有效利用設(shè)備冷卻水廢熱同時(shí)提高水的重復(fù)利用率，將降低資源消耗的重要舉措落到實(shí)處，達(dá)到環(huán)境與企業(yè)的雙贏。

關(guān)鍵詞：醫(yī)藥中間體；7-ACA；設(shè)備冷卻水；回收利用

中圖分類號(hào)：TS224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0102-02

7-ACA生產(chǎn)包括微生物發(fā)酵、過(guò)濾、提取、結(jié)晶等過(guò)程，而過(guò)濾和提取環(huán)節(jié)用排水量最大。發(fā)酵過(guò)程需要充足穩(wěn)定的氣源維持菌種的生長(zhǎng)，因此通過(guò)空氣壓縮機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氣源供給。生產(chǎn)過(guò)程中的空氣壓縮機(jī)冷卻水是流經(jīng)設(shè)備的夾層，水質(zhì)好，沒(méi)有污染，設(shè)備產(chǎn)生的熱能通過(guò)管程傳遞給水，來(lái)保證空壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。文章從空壓機(jī)冷卻水的選擇及冷卻后水資源、熱能的利用進(jìn)行研究，得出了符合抗生素生產(chǎn)的節(jié)能降耗措施，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

1 離心式空壓機(jī)工作原理及余熱產(chǎn)生

空氣壓縮機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體隨著旋轉(zhuǎn)在離心力作用下，氣體被甩到后面的擴(kuò)壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時(shí)外界的新鮮氣體進(jìn)入葉輪。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體不斷地吸入并甩出，從而保持了氣體的連續(xù)流動(dòng)。將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能過(guò)程中，空氣被強(qiáng)烈地壓縮，溫度驟升，產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)空壓機(jī)機(jī)械部件高速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱?？諌簷C(jī)產(chǎn)生的熱量主要被冷卻水或排風(fēng)帶走，并排放到周?chē)h(huán)境中。

2 影響冷卻系統(tǒng)的因素

對(duì)空壓機(jī)空氣冷卻器水冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，冷卻水的溫度、壓力、清潔度以及水的硬度都會(huì)影響冷卻系統(tǒng)的效果。

2.1 冷卻介質(zhì)選擇——循環(huán)水

循環(huán)水具有重復(fù)利用，有減少排放的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，但在空壓機(jī)空氣冷卻器應(yīng)用中卻存在如下劣勢(shì)：（1）結(jié)垢換熱效率降低，嚴(yán)重影響空壓機(jī)運(yùn)行；（2）腐蝕性水中Cl-、SO42-等腐蝕性離子，易造成金屬的電化學(xué)腐蝕，從而腐蝕冷卻器及管道；（3）水溫高夏季不利于空壓機(jī)多級(jí)空氣冷卻系統(tǒng)散熱，因季節(jié)需冷凍水配合使用，因而增加能耗。

2.2 冷卻介質(zhì)選擇——一次水

從上述各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比來(lái)看，空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)利用一次水冷卻在結(jié)垢、腐蝕性、機(jī)組散熱方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

3 方案設(shè)計(jì)

本方案設(shè)計(jì)將一次水應(yīng)用于空壓機(jī)組設(shè)備冷卻用，解決空壓機(jī)冷卻器結(jié)垢、腐蝕等問(wèn)題同時(shí)充分利用該冷卻水及其余熱應(yīng)用于下道生產(chǎn)環(huán)節(jié)，達(dá)到水資源、廢熱回收再利用的效果。生產(chǎn)用1臺(tái)離心式空氣壓縮機(jī)（700Nm3/min），原設(shè)計(jì)運(yùn)行第二級(jí)冷卻根據(jù)季節(jié)利用循環(huán)水或7℃水冷卻?，F(xiàn)將設(shè)備第二級(jí)冷卻介質(zhì)用一次水水冷替代，用水量約60t/h，二級(jí)冷卻器的出水溫度達(dá)到30℃～32℃。一部分設(shè)備冷卻排水直接回用到循環(huán)水系統(tǒng)作為補(bǔ)水，另一部分設(shè)備冷卻水收集儲(chǔ)存并利用，帶有余熱的冷卻水直接應(yīng)用于7-ACA提取生產(chǎn)設(shè)備加熱、清洗。

4 實(shí)施方案及經(jīng)濟(jì)效益

4.1 空壓排放冷卻水應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)

空壓排放設(shè)備冷卻水每小時(shí)60t，每天排放1440t。其中循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水550t/d，867t/d作為生產(chǎn)車(chē)間回收再利用?？諌号欧爬鋮s水的綜合利用率達(dá)到98.4%。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)際需求純化水量如表2所示。

4.2 綜合能耗分析

4.2.1 節(jié)約蒸汽?？諌簷C(jī)冷卻排水收集利用余熱并配置堿水，升溫堿洗設(shè)備，節(jié)約部分蒸汽，如下：

節(jié)約蒸汽費(fèi)用：3.37t/d×193.56元/t蒸汽=652元/d

4.2.2 增加用冷耗能?，F(xiàn)方案設(shè)計(jì)中在7-ACA提取生產(chǎn)上利用空壓機(jī)排水，比直接用一次水降溫至工藝用9℃，需增加7℃制冷機(jī)組用冷量。生產(chǎn)用650t/d純化水，其中520t/d純化水增加用冷量，所消耗的7℃水冷費(fèi)用1304元/d。

4.2.3 節(jié)約空壓機(jī)用水/冷。為達(dá)到空壓二級(jí)機(jī)冷卻效果，空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)1～5月及11～12月用循環(huán)水，6～10月份用7℃水。若將用一次水替代循環(huán)水和7℃水冷，降低循環(huán)水和7度水的成本，節(jié)約循環(huán)水成本12960元/月和7℃水成本為4560元/d。

4.3 效益

具體見(jiàn)表4。

5 結(jié)語(yǔ)

空氣壓縮機(jī)的冷卻水回收再利用方案從生產(chǎn)全局考慮，將動(dòng)力消耗與生產(chǎn)需求相結(jié)合，既滿足動(dòng)力設(shè)備的最佳運(yùn)行條件，又節(jié)約能源降低消耗，達(dá)到了資源利用最小化，切實(shí)能給企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益，非常值得應(yīng)用

推廣。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：李瑩瑩（1980—），女，華北制藥河北華民藥業(yè)有限責(zé)任公司環(huán)境主管，環(huán)境工程師，研究方向：環(huán)境工程、企業(yè)節(jié)能減排、污水處理工程等。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）