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。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處，達到環(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：TS224 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0102-02

7-ACA生產(chǎn)包括微生物發(fā)酵、過濾、提取、結(jié)晶等過程，而過濾和提取環(huán)節(jié)用排水量最大。發(fā)酵過程需要充足穩(wěn)定的氣源維持菌種的生長，因此通過空氣壓縮機來實現(xiàn)穩(wěn)定氣源供給。生產(chǎn)過程中的空氣壓縮機冷卻水是流經(jīng)設(shè)備的夾層，水質(zhì)好，沒有污染，設(shè)備產(chǎn)生的熱能通過管程傳遞給水，來保證空壓機的穩(wěn)定運行。文章從空壓機冷卻水的選擇及冷卻后水資源、熱能的利用進行研究，得出了符合抗生素生產(chǎn)的節(jié)能降耗措施，對企業(yè)經(jīng)濟效益產(chǎn)生深遠影響。

1 離心式空壓機工作原理及余熱產(chǎn)生

空氣壓縮機葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，氣體隨著旋轉(zhuǎn)在離心力作用下，氣體被甩到后面的擴壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時外界的新鮮氣體進入葉輪。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。將電動機的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能過程中，空氣被強烈地壓縮，溫度驟升，產(chǎn)生大量的熱量，同時空壓機機械部件高速運轉(zhuǎn)也會產(chǎn)生大量的摩擦熱?？諌簷C產(chǎn)生的熱量主要被冷卻水或排風(fēng)帶走，并排放到周圍環(huán)境中。

2 影響冷卻系統(tǒng)的因素

對空壓機空氣冷卻器水冷系統(tǒng)來說，冷卻水的溫度、壓力、清潔度以及水的硬度都會影響冷卻系統(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)勢特點，但在空壓機空氣冷卻器應(yīng)用中卻存在如下劣勢：（1）結(jié)垢換熱效率降低，嚴(yán)重影響空壓機運行；（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多級空氣冷卻系統(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

從上述各項指標(biāo)對比來看，空壓機冷卻系統(tǒng)利用一次水冷卻在結(jié)垢、腐蝕性、機組散熱方面有明顯優(yōu)勢。

3 方案設(shè)計

本方案設(shè)計將一次水應(yīng)用于空壓機組設(shè)備冷卻用，解決空壓機冷卻器結(jié)垢、腐蝕等問題同時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)，達到水資源、廢熱回收再利用的效果。生產(chǎn)用1臺離心式空氣壓縮機（700Nm3/min），原設(shè)計運行第二級冷卻根據(jù)季節(jié)利用循環(huán)水或7℃水冷卻?，F(xiàn)將設(shè)備第二級冷卻介質(zhì)用一次水水冷替代，用水量約60t/h，二級冷卻器的出水溫度達到30℃～32℃。一部分設(shè)備冷卻排水直接回用到循環(huán)水系統(tǒng)作為補水，另一部分設(shè)備冷卻水收集儲存并利用，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 實施方案及經(jīng)濟效益

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60t，每天排放1440t。其中循環(huán)水系統(tǒng)補水550t/d，867t/d作為生產(chǎn)車間回收再利用?？諌号欧爬鋮s水的綜合利用率達到98.4%。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)實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)約蒸汽費用：3.37t/d×193.56元/t蒸汽=652元/d

4.2.2 增加用冷耗能。現(xiàn)方案設(shè)計中在7-ACA提取生產(chǎn)上利用空壓機排水，比直接用一次水降溫至工藝用9℃，需增加7℃制冷機組用冷量。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℃水冷費用1304元/d。

4.2.3 節(jié)約空壓機用水/冷。為達到空壓二級機冷卻效果，空壓機冷卻系統(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

具體見表4。

5 結(jié)語

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

推廣。

參考文獻

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作者簡介：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）