浅谈制药企业的实用性节能技术改造

2013-08-27田洪果

机电信息 2013年20期

关键词：浓水反渗透膜滤膜

田洪果辛星

（山东众山生物科技有限公司，山东日照276807）

0 引言

制药企业在生产过程中会消耗大量的水、电、汽等能源，能源消耗费用占据了生产成本的大部分，因此，节能降耗成为制药企业生产运行过程中的重要课题。通过对制药企业的设备进行节能技术改造，可大大降低制药企业的能耗。

我公司节能技术改造的措施主要有：纯化水系统的一级浓水回收利用、酒精精馏系统的余热回收利用和空调系统的节能改造。

1 纯化水系统一级浓水回收改造

纯化水系统是制药企业中普遍使用的设备，主要用于制备符合质量标准的纯化水。纯化水系统是运用反渗透原理来生产纯化水，反渗透是一种借助于选择透过（半透过）膜的性能，以压力为推动力的膜分离技术。当系统中所施加的压力大于进水溶液渗透的压力时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，而未透过反渗透膜的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，在浓水出水端流出，从而达到分离净化的目的。

反渗透设备应用膜分离技术，能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等。自来水在进入反渗透膜之前必须进行预处理，以便除去自来水中的悬浮物、黏胶物质、余氯等。

图1为二级反渗透纯化水系统工艺流程图。

图1 二级反渗透纯化水系统工艺流程图

我公司的纯化水系统为二级反渗透系统，预处理水先进入一级反渗透膜，透过一级反渗透膜的一级反渗透产水进入二级反渗透膜，未透过一级反渗透膜的浓水直接排掉。一级反渗透产水透过二级反渗透膜成为二级反渗透产水（纯化水），未透过二级反渗透膜的二级浓水回流至一级反渗透膜前。

图1中的一级浓水中的离子浓度较高，以前一级浓水（占原水的30%）都被排掉，造成浪费。现我公司通过加装浓水回收装置对一级浓水进行回收，并通过以下2种方式对其实施再利用。

第1种方式是将一级浓水通过加装纳滤膜等过滤装置对其进行过滤，透过纳滤膜的一级浓水产水回流至原水罐重新利用，未透过纳滤膜的一级浓水还可以接收储存起来，用于清洗车间设备及地面。

通过这种方式可大大提高纯化水系统的水利用率，而且回流至原水罐的一级浓水产水的水质比自来水的水质要高。以一个20 t/h的纯化水系统为例，正常运行时排掉一级浓水为5 t/h，经过纳滤膜的回收，可回收2.5 t/h的一级浓水产水，这种方式没有后续的投资，且一级浓水回收不会产生新的能源消耗，但缺点是刚开始运行时纳滤膜有一定的费用。图2为一级浓水经过纳滤膜的工艺流程。

图2 一级浓水经过纳滤膜的工艺流程

第2种方式是将一级浓水通过加装储存池、泵等设备对其进行储存再利用。我公司每天有很多设备及车间地面需要冲洗，原先都是用自来水进行冲洗，造成自来水消耗量大。

现在，我公司先将一级浓水储存在一个20m3的地下水池，通过泵加压将储存的水用于车间冲洗（图3）。这种方式节约了公司自来水用量，具有投资小、运行费用低的优点。

图3 一级浓水通过加装储存池、泵等设备对其进行储存再利用

2 酒精精馏系统的余热回收利用

酒精是一种有机溶剂，因其在制药企业中有产品沉淀等用途而被广泛使用，可利用精馏装置将低浓度的酒精精馏成高浓度的酒精进行循环利用，此方式被很多制药企业所采用。

酒精精馏装置就是通过蒸汽对低浓度酒精进行加热和多级蒸馏（精馏）得到高浓度的酒精的装置。酒精在精馏过程中会消耗很多的蒸汽热量，蒸汽冷凝后的冷凝水含有很高的热量，但常常会被排放掉，造成浪费。

通过安装换热器可将外排的蒸汽冷凝水热量进行回收，通过换热器利用外排冷凝水热量可将精馏前的酒精进行预热。同时，酒精精馏后的高浓度的酒精蒸汽需要冷凝成温度较低的酒精，这也需要利用冷却水进行冷却。利用酒精蒸汽冷凝、冷却释放的热量还可通过换热设备进行热量回收利用，回收的热量可用来对锅炉用水进行预热，或者给车间办公场所供暖等。

图4为酒精精馏热量回收节能装置。通过本装置中的酒精预热器，其利用蒸汽冷凝水的热量可将精馏前酒精温度提高至40℃（本公司通过本装置可将酒精由原来的15℃提高至55℃左右），这样可大大节约酒精精馏装置的蒸汽用量。

通过酒精冷凝器，利用酒精冷凝的热量可将锅炉用水或供暖空调用水温度提高50℃以上（本公司将此装置用于锅炉用水预热，使锅炉进水温度由20℃提高至70℃，冬天利用此装置回收热量，实现了车间、办公室及职工宿舍的供暖）。此装置很好地实现了能量的循环再利用，大大降低了能耗，减少了公司的运营成本。

3 空调系统的改造

空调系统是制药企业的一种重要设施，空调系统主要通过冬季蒸汽加热器加热和夏季冷水机组制冷来实现温度调节。制药企业具有空调系统多且能耗大的特点，可以说空调系统是制药企业里的“能耗大户”。

图4 酒精精馏热量回收节能装置

我公司通过以下2个方面对空调系统进行节能化改造。

（1）每年的冬季，需要空调系统对办公及生产区域进行升温，这就需要通过蒸汽对加热器进行加热，然后蒸汽冷凝成热水通过疏水阀排走。这样会大大损耗蒸汽的用量，而且冷凝后的热水会白白排掉，非常可惜。

我公司通过对酒精精馏装置跟空调之间安装管道、泵、控制电器等设备，利用酒精精馏回收余热对空调加热器进行加热，空调由原来使用蒸汽加热改为回收热水加热，这样改造的结果也能达到温度要求，而且节省了大量蒸汽能耗。其具有投资费用低、运行成本低的特点。

（2）每年的春季、秋季甚至冬季，有的厂房内的生产会产生一定的热量，调节新风量无法保持洁净室的温度，仍需要运行冷水机组，这样需要消耗很多的电能。为了满足制药厂房的温度要求，有时需要空调系统对洁净区进行降温，考虑到冬季的冷却水温度已经很低，我公司决定不启用冷水机组，而用冷却水直接给空调制冷。冷冻水通过新加的旁通阀直接进入冷却塔冷却，然后回流到冷冻水系统，停止运行冷水机组和冷却水泵。

通过这种方式大大降低了空调系统的能耗，节约了大量的电能，也不会出现机组故障、停机等问题，可以在夏季冷却循环水不能满足降温要求的情况下，再开启冷水机组。