梁高遠(yuǎn) 陳燦駒 邱程建

[摘 ? ?要]中藥提取是中藥生產(chǎn)企業(yè)必不可少的生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，提取工藝通常包括水提/醇提、過(guò)濾、濃縮、醇沉、收膏、真空干燥、粉碎、及乙醇回收等工序，其中大部分工序都需要使用蒸汽和熱水。蒸汽所產(chǎn)生的尾氣與冷凝水、閃蒸汽造成熱能與資源大量的浪費(fèi)，同時(shí)還污染了環(huán)境。有效回收利用尾氣殘余熱能與冷凝水成為企業(yè)節(jié)約成本的重要問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞]回收方式;最大化利用;殘余熱量

[中圖分類號(hào)]X781.2;TQ114.15 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）03–0–02

[Abstract]The extraction of traditional Chinese medicine is an essential process in the production of traditional Chinese medicine enterprises. The extraction process usually includes water extraction / alcohol extraction， filtration， concentration， alcohol precipitation， paste collection， vacuum drying， crushing， ethanol recovery and other processes， most of which require the use of steam and hot water. The exhaust gas， condensed water and flash steam produced by using steam not only waste a lot of heat energy and resources， but also pollute the environment. How to effectively recycle the residual heat energy and condensate of tail gas has become an important issue for enterprises to save costs.

[Keywords]recovery method， maximum utilization;residual heat

1 現(xiàn)場(chǎng)討論與技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.1 開式回收系統(tǒng)

開式回收時(shí)在水溫降至75 ℃左右，采用高壓泵對(duì)熱水進(jìn)行回收，但是由于生產(chǎn)過(guò)程中用掉的是蒸汽的熱量，而并非是把全部的熱能都用掉，蒸汽將熱量用于生產(chǎn)線之后，冷凝水直接回收至鍋爐。因?yàn)槔淠?jīng)由疏水閥直接排至大氣中，大氣壓和鍋爐內(nèi)的壓力差一般是在5～8 kg，冷凝水在5～8 kg的壓力下突然降到大氣壓下，冷凝水迅速降溫，熱量大量釋放到空氣中。這時(shí)閃蒸蒸汽便大量釋放。而閃蒸蒸汽大約占整個(gè)熱量的50%，也就是說(shuō)，閃蒸蒸汽造成的熱量損失幾乎是整個(gè)殘留熱能的一半。其次熱能損失在疏水閥上，一般生產(chǎn)時(shí)使用的疏水閥都是壓片式，其疏水的狀態(tài)都是汽夾液，從中帶出來(lái)的蒸汽，又會(huì)造成20%左右的熱能損失。因此，開式回收系統(tǒng)對(duì)熱能的回收率可能只有10%左右，其能源回收率是相當(dāng)?shù)偷摹?/p>

1.2 封閉式回收系統(tǒng)

封閉式回收系統(tǒng)則完全與大氣隔離，在全閉路裝置中，依靠加壓裝置將廢蒸汽和高溫冷凝水進(jìn)行壓縮，再將高于鍋爐蒸發(fā)壓力的汽水混合物直接壓進(jìn)鍋筒，擴(kuò)容后形成二次蒸汽再進(jìn)行利用，如此循環(huán)。這樣不但直接減少了蒸汽冷凝水的跑、冒、漏、滴的熱損失和熱污染，還能取得一系列可觀的節(jié)能效益。

經(jīng)過(guò)對(duì)兩種回收系統(tǒng)的透徹分析，項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)及車間布局，最終確定以封閉式回收系統(tǒng)為主，結(jié)合開放式蒸汽回收系統(tǒng)之優(yōu)點(diǎn)，對(duì)將設(shè)備使用之后的尾氣及冷凝水通過(guò)回收系統(tǒng)回收，最大程度地利用蒸汽的熱量與水資源。為最大程度的保障回收冷凝水的潔凈度問(wèn)題，全套系統(tǒng)所有的管道均采用304不銹鋼材質(zhì)，閥門均采用304不銹鋼衛(wèi)生球閥，確保了所回收冷凝水不受污染，回收水的潔凈度得到有效保障。而且，使用高規(guī)格材料也進(jìn)一步提高了整個(gè)回收系統(tǒng)的耐用性和使用壽命。為了進(jìn)一步保存回收熱量，對(duì)所有的回收管道都加裝了保溫棉，同時(shí)將回收管道安裝在蒸汽管道旁邊，利用蒸汽管道輸送時(shí)所散發(fā)的熱量進(jìn)行二次保溫，有效地減少了在回收過(guò)程熱量的損失。施工時(shí)，將管道進(jìn)行地下施工布管，利用水平落差解決管道積水問(wèn)題。目前項(xiàng)目已完成改造，在正式使用中取得直接的效益。項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求不斷積累數(shù)據(jù)，對(duì)新的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行深度剖析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不斷提高，項(xiàng)目成果值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

企業(yè)在生產(chǎn)制造的過(guò)程中需要利用鍋爐來(lái)幫助生產(chǎn)，在使用蒸汽生產(chǎn)的過(guò)程中，由于只使用蒸汽進(jìn)行熱能交換加熱功能，因此蒸汽使用之后產(chǎn)生了大量的蒸汽冷凝水。但這些蒸汽冷凝水本身殘留了可觀的熱能，如果能將其有效的回收利用，不僅可以將殘留的熱能回收用于鍋爐給水的初始加熱，降低鍋爐的能耗，同時(shí)節(jié)省了大量的過(guò)濾補(bǔ)充水以及給水軟化處理的處理費(fèi)用。所以，鍋爐冷凝水回收利用是一項(xiàng)必要、也是必須做好的節(jié)能技術(shù)工作。

廣東太安堂藥業(yè)股份有限公司東山湖生產(chǎn)基地主要加工生產(chǎn)中成藥，對(duì)中藥進(jìn)行消毒、濃縮、提取，生產(chǎn)過(guò)程需要用到大量蒸汽。隨著產(chǎn)能的增加和新增設(shè)備的引進(jìn)，蒸汽使用量大幅度提升，鍋爐用油、用水成為巨大的成本開支。如何在保證生產(chǎn)的前提下，最大程度為公司節(jié)省成本成為重要問(wèn)題。據(jù)觀察，此問(wèn)題在所有中藥生產(chǎn)公司中都是屬于“痼疾”，蒸汽閃蒸顯現(xiàn)、冷凝水直接排放、蒸汽熱能浪費(fèi)等都是有待解決的問(wèn)題。

2 項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)

圍繞蒸汽使用之后排放尾氣及蒸汽使用時(shí)產(chǎn)生的冷凝水的問(wèn)題，基地的1#樓主要對(duì)中藥進(jìn)行消毒滅菌、研磨，4#樓主要對(duì)中藥進(jìn)行濃縮、提取，5#樓主要針對(duì)麒麟丸的全自動(dòng)生產(chǎn)。三個(gè)車間都是蒸汽使用“大戶”，然而三個(gè)車間呈直角排列，以4#樓為中心點(diǎn)，距1#樓為120 m距離，距5#樓30 m距離，車間之間過(guò)長(zhǎng)的距離無(wú)法做到冷凝水的直接回收。鍋爐與車間的距離長(zhǎng)達(dá)300 m，怎么快速有效地回收車間生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的蒸汽冷凝水，保障回收的冷凝水熱能的損失最小。通過(guò)項(xiàng)目快速集中回收車間蒸汽冷凝水，解決三個(gè)車間生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的尾氣熱能及冷凝水資源浪費(fèi)，集中回收在保溫水箱中的蒸汽冷凝水，第一時(shí)間利用高溫真空水泵輸送至鍋爐進(jìn)行使用。一方面為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，另一方面做到節(jié)能減排保護(hù)環(huán)境。

3 設(shè)計(jì)方案及實(shí)施

如圖1所示，1#樓、4#樓、5#樓蒸汽尾氣在4#樓蒸汽回收房匯總在一起，經(jīng)過(guò)52 m2冷凝器冷卻處理后到保溫水箱中，保溫水箱的放空口增加5 m2冷凝器，閃蒸汽經(jīng)二次冷凝后回到保溫儲(chǔ)水箱中。解決了冷凝水閉式回收系統(tǒng)倍壓?jiǎn)栴}和開式系統(tǒng)的閃蒸問(wèn)題。

因車間有使用高溫水的工藝需求，所以用自來(lái)水對(duì)冷凝器進(jìn)行冷卻，自來(lái)水經(jīng)過(guò)冷凝器換熱后到車間高溫用水使用點(diǎn)，冷凝器冷卻水管道出口安裝自立式溫控閥，可根據(jù)冷凝器溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水大小，實(shí)現(xiàn)了冷卻水隨蒸汽冷凝水的排放量自動(dòng)開關(guān)和調(diào)節(jié)控制，并且實(shí)現(xiàn)冷凝器冷卻水的出口水溫恒定，更方便車間使用。此方案將冷凝水熱量及時(shí)的回收使用，提高換熱效率，降低冷凝水的溫度，減少熱量損失，并且減少高溫冷凝水對(duì)水泵和回收系統(tǒng)的高溫汽蝕，降低對(duì)設(shè)備的磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

保溫水箱采用不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)80負(fù)2.1 m埋地和60 m明敷管道與鍋爐房閉式冷凝水回收機(jī)（圖2）相連。

如圖2所示，閉式冷凝水回收機(jī)有內(nèi)置噴射虹吸裝置，循環(huán)水泵高壓冷凝水為工作介質(zhì)產(chǎn)生真空，將冷凝水抽到凝結(jié)水罐中，凝結(jié)水儲(chǔ)罐中有液位控制器，有啟泵點(diǎn)、停泵點(diǎn)，液位到達(dá)起泵水泵對(duì)回收的高溫冷凝水進(jìn)行分配，具體邏輯控制如下：當(dāng)1#鍋爐未滿水時(shí)，自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)沖回收高溫冷凝水，當(dāng)1#鍋爐滿水時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉對(duì)1#鍋爐高位冷凝水閥門，自動(dòng)對(duì)2#鍋爐進(jìn)行補(bǔ)充高溫冷凝水，一旦三臺(tái)鍋爐都滿水，高溫冷凝水自動(dòng)輸送到鍋爐保溫水箱。

當(dāng)高溫冷凝水的補(bǔ)充量小于鍋爐蒸發(fā)量而使鍋爐水位下降，鍋爐水位下降到軟水泵啟動(dòng)點(diǎn)，啟動(dòng)鍋爐軟水高壓泵，抽取保溫水箱的水對(duì)鍋爐進(jìn)行補(bǔ)水。故高溫冷凝水優(yōu)先補(bǔ)充進(jìn)鍋爐，使熱量充分利用。同時(shí)為了最大程度保障回收冷凝水的溫度，將原有的軟水箱分為兩個(gè)，大水箱為軟水補(bǔ)水箱，小水箱為實(shí)時(shí)補(bǔ)水保溫水箱，鍋爐全部滿水后高溫回收冷凝水進(jìn)入保溫水箱儲(chǔ)存，鍋爐啟動(dòng)時(shí)利用換熱循環(huán)泵和鍋爐尾氣的管式換熱器對(duì)保溫水箱的水進(jìn)行循環(huán)加熱，使鍋爐的補(bǔ)水正常情況下始終為高溫水，并起到除氧作用。當(dāng)保溫水箱的水位下降到低水位時(shí)，大小水箱之間的氣動(dòng)閥自動(dòng)打開，由大水箱對(duì)保溫水箱補(bǔ)水，到高水位時(shí)關(guān)閉，上面預(yù)留回收的高溫冷凝水所需要的容量。使保溫水箱的水始終保持著最大程度的熱量為鍋爐提供補(bǔ)水。兩個(gè)水箱間增加手動(dòng)閥門，作為應(yīng)急時(shí)使用，并且大水箱的容量必需滿足三臺(tái)鍋爐安全用水所需要的容量。

此套方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，避免了傳統(tǒng)回收方法的遺留問(wèn)題。解決了開式冷凝水回收系統(tǒng)出現(xiàn)的閃蒸現(xiàn)象與閉式冷凝水回收系統(tǒng)的倍壓缺陷，即結(jié)合了開式回收系統(tǒng)與閉式回收系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，避免了兩者的缺點(diǎn)，最大程度地將熱量和冷凝水充分的利用。此方案經(jīng)實(shí)施確有效果，值得進(jìn)一步推廣。

4 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)效益

公式：用水量÷用油量=燃油比

項(xiàng)目實(shí)施前一年使用情況：

用油量：685.6 m?

用水量：9 451 t

燃比：1∶13.79

改善之后使用情況：

用油量：206.8 m?

用水量：1 373 t

回收水量：2 087.3 t

燃比：1∶16.73

用水量回收率：60.32%

項(xiàng)目實(shí)施后效率提升：21.32%

以項(xiàng)目實(shí)施前一年使用情況為藍(lán)本，可節(jié)約成本：

水：9 451 t×60.32%=5 700.8 t×5元/t=28 504元

油：685.6 m?×21.32%=146.17m?×5 000/m?=730 850元

共計(jì)一年大約可節(jié)約成本：759 354元

以投入與節(jié)約成本對(duì)比來(lái)看，項(xiàng)目可為企業(yè)節(jié)約大量成本，同時(shí)為企業(yè)的節(jié)能減排做出強(qiáng)有力的貢獻(xiàn)，此項(xiàng)目值得進(jìn)一步推廣。

5 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)的革新、工藝的改進(jìn)往往都是來(lái)自靈光一閃的想法。只有經(jīng)過(guò)大膽設(shè)想、小心求證才能對(duì)其進(jìn)行行之有效的改造。感謝公司為我們提供此次機(jī)會(huì)，讓我們得已將腦中想法實(shí)現(xiàn)，并成功實(shí)施為公司生產(chǎn)節(jié)省成本。

參考文獻(xiàn)

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