劉　濤　朱亞文　王　賀

（藍(lán)旺節(jié)能科技（浙江）有限公司，浙江湖州313100）

0　引言

隨著國家全面提倡節(jié)能減排以及人們節(jié)能環(huán)保意識的提高，燃煤鍋爐正在逐步關(guān)停，而天然氣鍋爐及生物質(zhì)鍋爐所生產(chǎn)的蒸汽價(jià)格逐步上漲，勢必造成藥企蒸汽能耗成本的驟增。因此，降低能耗，對于企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提升市場競爭力而言，具有重大的意義。

目前，針對易燃易爆類溶劑，主要使用傳統(tǒng)的單效濃縮器進(jìn)行蒸發(fā)，此類設(shè)備需要消耗大量鍋爐蒸汽用于加熱中藥液，使其蒸發(fā)，而蒸發(fā)所產(chǎn)生的二次蒸汽需要通入大量的冷卻水用于冷凝冷卻，故此類濃縮器普遍存在能耗大、溶劑損耗率高等問題。同時(shí)，此類設(shè)備自動(dòng)化程度低，人為操作等因素會對產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的影響。

本文將介紹一種具有顯著節(jié)能效果的純電蒸發(fā)模塊，通過闡述其工作原理，分析其在中藥濃縮中的應(yīng)用，為制藥企業(yè)蒸發(fā)濃縮設(shè)備的選型提供參考。

1　純電蒸發(fā)模塊的組成

純電蒸發(fā)模塊的組成如圖1所示。

1.1　壓縮機(jī)

純電蒸發(fā)模塊采用螺桿式壓縮機(jī)，此類壓縮機(jī)被廣泛應(yīng)用于制冷、熱泵行業(yè)，技術(shù)成熟，運(yùn)行維護(hù)成本較低，安全可靠。為滿足不同的蒸發(fā)溫度需求，達(dá)到較高的能耗比，壓縮機(jī)選用特殊的高溫防爆機(jī)型和當(dāng)前國際上最新的制冷工質(zhì)，通過對工質(zhì)循環(huán)過程的工藝及配置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，壓縮機(jī)可提供80～120℃熱源，運(yùn)行時(shí)的能耗比可達(dá)到6～7。

圖1　純電蒸發(fā)模塊的組成

1.2　加熱器

工質(zhì)冷凝過程是放熱過程，釋放的熱量通過熱交換被中藥液吸收，中藥液吸收熱量后溫度升高，達(dá)到沸點(diǎn)溫度。

1.3　冷凝器

工質(zhì)蒸發(fā)過程是吸熱過程，吸收的熱量來自中藥液蒸發(fā)的二次蒸汽，二次蒸汽釋放熱量后冷凝成低溫液體。

1.4　蒸發(fā)室

純電蒸發(fā)模塊采用閃蒸技術(shù)，使達(dá)到沸點(diǎn)溫度的中藥液在蒸發(fā)室進(jìn)行快速閃蒸，溶劑汽化成二次蒸汽，中藥液逐步被濃縮。

1.5　相關(guān)輔件及附件

純電蒸發(fā)模塊還包括以下輔件及附件：料液輸送泵、溶劑輸送泵、溶劑收集罐、輔助熱交換器、各類傳感器、系統(tǒng)管閥件、控制柜等。

2　純電蒸發(fā)模塊的工作原理

純電蒸發(fā)模塊的工作原理如圖2所示。

純電蒸發(fā)模塊各部件通過管道連接，利用壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷工質(zhì)在閉路循環(huán)過程中釋放和吸收的能量作為中藥液蒸發(fā)和二次蒸汽冷凝所需的能量，即高溫高壓的制冷工質(zhì)冷凝時(shí)釋放的能量作為中藥液蒸發(fā)時(shí)吸收的能量，中藥液蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝時(shí)釋放的能量作為低溫低壓的制冷工質(zhì)加熱時(shí)吸收的能量。系統(tǒng)通過制冷工質(zhì)吸熱、放熱不斷進(jìn)行熱力循環(huán)，實(shí)現(xiàn)中藥液的蒸發(fā)濃縮及二次蒸汽的冷凝。

在整個(gè)閉路工藝中，系統(tǒng)內(nèi)的制冷工質(zhì)和物料通過相態(tài)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)能量的相互充分利用，整個(gè)過程只需提供壓縮機(jī)將低溫低壓的制冷工質(zhì)氣體壓縮成高溫高壓的氣體所需的那部分能量。

3　純電蒸發(fā)模塊的性能特點(diǎn)與優(yōu)勢

3.1　純電蒸發(fā)模塊的性能特點(diǎn)

3.1.1機(jī)組運(yùn)行時(shí)全部使用電能

純電蒸發(fā)模塊除開機(jī)需極少量的工業(yè)蒸汽預(yù)熱外（也可用電源代替），運(yùn)行過程全部采用清潔型的電能，無需工業(yè)蒸汽，不產(chǎn)生任何污染。

3.1.2智能控制，自動(dòng)化程度高

純電蒸發(fā)模塊的自動(dòng)化程度高，機(jī)組采用工控機(jī)、PLC控制系統(tǒng)以及變頻技術(shù)，通過軟件編程，實(shí)時(shí)采集各種傳感器的狀態(tài)信號，進(jìn)而自動(dòng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速、閥門開關(guān)，調(diào)節(jié)液體流量、溫度，控制和調(diào)節(jié)壓力等，使系統(tǒng)工作達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。同時(shí)，系統(tǒng)還具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄參數(shù)和提供報(bào)表的功能，可實(shí)現(xiàn)無人值守的全自動(dòng)運(yùn)行。

3.1.3適用于熱敏性物料的濃縮

純電蒸發(fā)模塊采用低溫?zé)嵩矗?fù)壓蒸發(fā)，特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮。

3.1.4運(yùn)行成本低，溶媒回收率高

與傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮設(shè)備相比，純電蒸發(fā)模塊的熱效率高，節(jié)省能源，運(yùn)行成本低，溶媒回收率可達(dá)97%以上。

3.2　純電蒸發(fā)模塊的優(yōu)勢

3.2.1運(yùn)行成本低

純電蒸發(fā)模塊的運(yùn)行成本優(yōu)勢非常顯著，裝置采用電能替換傳統(tǒng)蒸發(fā)時(shí)用的鍋爐蒸汽。隨著風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電能供應(yīng)充足且價(jià)格較為平穩(wěn)。表1是正常工作情況下，單效蒸發(fā)器與純電蒸發(fā)模塊的運(yùn)行成本對比。

3.2.2極致安全

在純電蒸發(fā)模塊中，壓縮機(jī)壓縮的不是物料蒸汽，而是與物料進(jìn)行熱交換的制冷劑，完全避免了安全隱患。純電蒸發(fā)模塊不改變原有蒸發(fā)工藝，特別適用于易燃易爆溶劑的蒸發(fā)。雖然現(xiàn)有的MVR蒸發(fā)設(shè)備可以解決傳統(tǒng)蒸發(fā)設(shè)備以蒸汽作為熱源、蒸發(fā)能耗及成本高等問題，但對于含有易燃易爆類有機(jī)溶劑的蒸發(fā)濃縮來說，如果使用MVR蒸發(fā)裝置的話，易燃易爆類溶劑的蒸汽與高速運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪接觸，會存有安全隱患。

表1　單效蒸發(fā)器與純電蒸發(fā)模塊的運(yùn)行成本對比

3.2.3模塊化設(shè)計(jì)

純電蒸發(fā)模塊采用一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)布局緊湊，占地面積??；出廠前已完成整機(jī)的調(diào)試，運(yùn)輸至甲方工廠對接水、電、氣后即可運(yùn)行。

4　結(jié)語

中藥濃縮是中藥生產(chǎn)過程中最基本也是最重要的環(huán)節(jié)，是一個(gè)重要的操作單元。在中藥生產(chǎn)中，從提取罐出來的中藥液濃度很低，通過蒸發(fā)可以提高其濃度，最大程度地濃縮出藥材中的目標(biāo)物質(zhì)。而利用純電蒸發(fā)模塊對中藥液進(jìn)行濃縮、蒸發(fā)，可以有效地節(jié)省能源，降低企業(yè)運(yùn)行成本。