乙二醇溶液制冷制熱系統的設計與應用

醫藥工程設計雜志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)翕醫藥工藝設計心不和乙二醇溶液制冷制熱系統的設計與應用中國石化集團上海工程有限公司王志敏摘要本文簡(jiǎn)要介紹了該乙二醇溶液制冷制熱系統的特點(diǎn)及在實(shí)際生產(chǎn)中的設計原理與使用情況強調了該系統在設計、安裝與使用中的注意事項包括根據實(shí)際情況對該系統流程進(jìn)行恰當調整,以適應不同場(chǎng)合的合理應用關(guān)鍵詞乙二醇溶液制冷制熱設計應用問(wèn)題的提出題筆者將對乙二醇溶液制冷制熱系統的開(kāi)發(fā)、設計眾所周知,在制藥行業(yè)原料藥車(chē)間中,某些單元與應用作一簡(jiǎn)要論述操作常需要冷媒和熱媒對物料進(jìn)行冷卻和加熱,例2乙二醇溶液制冷制熱系統的設計與應用如反應、溶解和結晶等,在常規設計中,通常都會(huì )選2.1系統特點(diǎn)擇冷凍鹽水系統和熱水(或蒸汽)系統作為冷媒和(1)由于用乙二醇溶液取代冷凍鹽水,而乙二熱媒。其中系統中的冷凍鹽水,在冷熱交替使用過(guò)醇溶液不象冷凍鹽水那樣對鋼設備有腐蝕,因而不程中,對搪玻璃等鋼設備夾套的年腐蝕達2mm左但保證了設備強度,也延長(cháng)了設備的使用壽命。右,幾年之內就會(huì )被嚴重腐蝕,影響設備強度。再(2)當乙二醇溶液溫度為-10℃,其凝固點(diǎn)溫度者,在冷熱交替操作時(shí),常需對冷凍鹽水和熱水進(jìn)行取-20℃時(shí),乙二醇溶液與冷凍鹽水的重度分別為回收,操作稍有不當,就會(huì )發(fā)生跑掉冷、熱介質(zhì)或冷1025kg/m2和1190kg/cm2,因而可使水泵節能約熱介質(zhì)互串的現象,不但造成浪費和增加能耗,并可15%能?chē)乐赜绊懮a(chǎn)操作的正常進(jìn)行,如使冷媒介質(zhì)冰(3)由于冷熱媒為同一介質(zhì)——乙二醇溶液點(diǎn)升高而造成結晶。另外,由于使用不同的冷熱介因此每個(gè)單元設備僅需一路進(jìn)出水管路與閥門(mén),不質(zhì)對物料進(jìn)行冷卻與加熱,故設備常需要配備二路但節約了操作空間同時(shí)又沒(méi)有不同冷熱媒介質(zhì)的進(jìn)出水管路和閘門(mén)及一路回收冷熱媒介質(zhì)的壓縮空回收問(wèn)題,從而簡(jiǎn)化了操作,并可避免因操作不當造氣管路與閥門(mén),這不但占用了操作空間,又增添了操成能源的浪費及影響產(chǎn)品質(zhì)量。作麻煩。因此由上述如何解決冷凍鹽水對設備的腐2.2系統操作原理蝕及不同冷熱介質(zhì)交替使用而產(chǎn)生的不利因素等問(wèn)該乙醇溶液制冷制熱系統的操作原理如圖1所示k5℃/+40℃乙二醇溶液中國煤化工CNMHGd「圖1單套乙二醇溶液制冷制熱系統應用于單套生產(chǎn)單元的操作流程示意圖醫藥工程設計雜志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)(1)乙二醇溶液高位槽:乙二醇溶液的配制及開(kāi)關(guān)閥h處于關(guān)閉狀態(tài)。同樣也可開(kāi)啟旁通閥1,循補充冷、熱回液水箱內乙二醇溶液之用,其容積應能環(huán)加熱,使快速達到熱媒所需的溫度。滿(mǎn)足系統檢修時(shí)被壓縮空氣壓回的乙二醇溶液的貯(9)壓縮空氣閥:當系統檢修時(shí),同時(shí)打開(kāi)壓縮存空氣閥m與回收閥n,用壓縮空氣將系統內的乙二(2)冷回液水箱:當管道系統有少量泄漏,或乙醇溶液壓回乙二醇溶液高位槽。醇溶液容積收縮或膨脹時(shí),補充或吸收管道系統(10)回收閥除配合壓縮空氣閥回收冷熱媒介內的乙二醇溶液回液管處于系統的最高點(diǎn),開(kāi)放回質(zhì)外,當系統停用時(shí),應打開(kāi)此閥,以免系統熱膨脹路至常壓。該冷回液水箱主要為蓄冷作用,一方面造成脹管可迅速提供所需溫度的冷媒,同時(shí)可降低制冷機選2.3系統的應用場(chǎng)合型時(shí)所需的制冷量(1)圖1所示的乙二醇溶液制冷制熱系統在實(shí)(3)精密過(guò)濾器定期對乙二醇溶液進(jìn)行精密際生產(chǎn)中的應用有個(gè)前提即在同一單元的幾臺設過(guò)濾,去除雜質(zhì)對乙二醇溶液冰點(diǎn)的影響。備操作中,不能同時(shí)既有加熱又有冷卻操作,否則就4)過(guò)濾器:及時(shí)除去管道及設備夾套等系統得設置二套乙二醇溶液制冷或制熱系統。這雖然既中的粗顆粒雜質(zhì),確保制冷機等的安全運行。除此增加了一次性投資,同時(shí)又增加了一路循環(huán)回路與之外,還應定期對管路系統進(jìn)行清洗,保證制冷效路進(jìn)出設備的管路與閥門(mén),但由于使用了乙二醇率溶液代替了冷凍鹽水,同樣解決了冷凍鹽水對設備(5)制冷機:供應制備冷乙二醇溶液(如-腐蝕,從而影響設備強度和使用壽命的問(wèn)題;同時(shí)由10℃)所需的冷源。于熱冷媒仍為乙二醇溶液同一介質(zhì),因而可不考慮(6)熱回液水箱:其作用同冷回水箱,即吸收或設備內冷(或熱)媒介質(zhì)的回收,直接由冷卻(或加補充管道系統內的乙二醇溶液及蓄熱,便于迅速提熱)操作切換到加熱(或冷卻)操作,這同樣解決了供熱媒進(jìn)行加熱操作。同時(shí)該回液水箱還供應制備由于回收冷熱媒介質(zhì)引起的操作上的麻煩等不利因熱乙二醇溶液(如+45℃)所需的熱源,該熱源可以素。因此,由二套乙二醇溶液制冷制熱系統應用于是熱水(如70℃)或蒸汽,如用熱水加熱乙二醇溶同一單元的幾臺設備的冷卻和加熱操作,也是行之液,則熱乙二醇溶液的制備操作更為穩定可靠。有效的好辦法(7)冷媒泵:系統進(jìn)行冷卻操作時(shí),冷媒泵與電(2)假如車(chē)間內有二套相對獨立的生產(chǎn)單元,動(dòng)開(kāi)關(guān)閥h同開(kāi)同關(guān),此時(shí)熱媒泵j與電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥k雖然每套單元又不會(huì )同時(shí)出現既有加熱又有冷卻操處于關(guān)閉狀態(tài)。為了加速管路中乙二醇溶液達到預作,但二套生產(chǎn)單元可能同時(shí)出現即又加熱有又冷定的冷媒溫度,則可開(kāi)啟旁路閥1,循環(huán)制冷,一般很卻操作時(shí),則需配制二套乙二醇溶液制冷制熱系統快就可達到所需冷媒溫度分別對應二套生產(chǎn)單元,如圖2所示。同時(shí)該二套8)熱媒泵:反之,系統進(jìn)行加熱操作時(shí),熱媒乙二醇溶液制冷制熱系統可設旁路,以備當某一套泵與電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥k同開(kāi)同關(guān),此時(shí)冷媒泵g與電動(dòng)乙二醇溶液制冷制熱系統出現故障時(shí)備用,不過(guò)此制冷制熱系統1#生產(chǎn)單元第冷制熱系統TH中國煤化工2#生產(chǎn)單元CNMHG圖2二套乙醇溶液制冷制熱系統應用于二套生產(chǎn)單元的操作流程示意圖30醫藥工程設計雜志 Phamaceutical& Engineering Design2003,24(2)時(shí)則要求將二套相對獨立的生產(chǎn)單元的操作調整至中的冷、熱回液水箱的蓄冷、熱功能可被簡(jiǎn)化,其中不可同時(shí)出現既有冷卻有又加熱的現狀。熱回液水箱直接被熱交換器取代并取消熱媒泵,而(3)當工藝生產(chǎn)上物料的降溫或升溫并不嚴格冷熱媒介質(zhì)均回至回液水箱(圖1中的冷回液水控制所需時(shí)間,物料瞬時(shí)用冷熱量又不大,且在工藝箱),此時(shí)的流程如圖3所示。當改變制冷制熱時(shí),設計中追求最短最簡(jiǎn)化的管路輸送系統時(shí),則圖1閥P或閥Q同開(kāi)同管。此種小型乙二醇溶液制冷制熱系統最適于主用系統較小,根據生產(chǎn)操作情況,可隨時(shí)開(kāi)停機,冷熱冷設備用冷時(shí)間少的分散供冷系統的場(chǎng)合,這一方媒升溫快,運營(yíng)費用低。另外,由于操作簡(jiǎn)單便于5℃/+40℃乙二醇溶液圖單套小型乙二醇溶液制冷制熱系統應用于單妻生產(chǎn)單元的操作淹程示意圖面是由于供冷(熱)設備可與用冷(熱)設備充分匹管理與維修,確保了生產(chǎn)的可靠性。配,追求最低開(kāi)車(chē)時(shí)率,達到降低運行成本的目的;3注意事項另一方面分散供冷系統雖然不及集中供冷系統效率(1)單套乙二醇溶液制冷制熱系統僅適宜于生高、管理成本低,但在南方地區當冷損失(包括環(huán)境產(chǎn)單元中幾臺設備不會(huì )同時(shí)出現既有加熱又有冷卻溫差和動(dòng)力輸送所造成的冷損失)變成一個(gè)重要問(wèn)操作的場(chǎng)合。題,且主要用冷設備開(kāi)車(chē)時(shí)率較低時(shí),由于集中供冷(2)當生產(chǎn)單元中可能同時(shí)出現既有加熱又有系統是不經(jīng)濟的,尤其當企業(yè)各個(gè)車(chē)間的主要用冷冷卻操作時(shí),則應配置二套乙二醇溶液制冷制熱系設備開(kāi)車(chē)時(shí)率較低時(shí),集中供冷則更不經(jīng)濟,從而使統。分散供冷系統顯得更為合理。(3)必須與生產(chǎn)工藝結合起來(lái)考慮制冷量與循2.4系統的使用狀況環(huán)量,綜合配置乙二醇溶液制冷制熱系統與生產(chǎn)單目前,在廣州白云山化學(xué)制藥廠(chǎng)新建無(wú)菌粉車(chē)元之間的設備布置與管道布置,盡可能壓縮管道內間就應用了如圖2、3所示的二套小型分散系統。乙的乙二醇溶液容積,便于冷卻和加熱操作切換時(shí)能二醇溶液制冷制熱系統分別對應二套生產(chǎn)單元。主快速降低或提高冷熱媒介質(zhì)的溫度,確保生產(chǎn)的正生產(chǎn)單元由三臺1m3的溶解罐與結晶罐,一臺0.5常運行。m3的溶解罐;副生產(chǎn)單元由三臺1m的母液中轉(4)對制冷機組質(zhì)量、控制系統、保護系統、乙罐、洗滌母液罐、回收罐和一臺1.5m3的結晶母液二醇溶液補充系統等,必須嚴格控制,以防誤操作,罐。該二套生產(chǎn)單元相對獨立,每套生產(chǎn)單元均為造成系統破壞,影響生產(chǎn)的正常運行。間歇操作,各設備用冷用熱時(shí)間較短,用量較小,在(5)嚴格控制乙二醇溶液的濃度與粘度,以免操作安排上不會(huì )出現同時(shí)既有冷卻有又加熱要求的溶液飛中國煤化工加?，F象。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的生產(chǎn)的正常運行,實(shí)際證明,該CNMH①應嚴格控制熱乙二乙二醇溶液制冷制熱系統的開(kāi)發(fā)設計、施工與運行醇溶液的蒸發(fā),避免由于其蒸發(fā)損失引起濃度變化是合理可靠的,雖然一次性投資相對增加了,但基本從而使乙二醇溶液的冰點(diǎn)提高,在制冷時(shí)造成乙解決了設備腐蝕與操作復雜的難題;同時(shí)由于生產(chǎn)醇溶液的凝固。同時(shí),為減輕制冷機的瞬時(shí)高冷負醫藥工程設計雜志 Pharmaceutical& Engineering Design2003,24(2)荷及保護制冷機的安全運行,在由熱操作轉換至冷時(shí),由于使用乙二醇溶液同一種冷熱媒介質(zhì),從而簡(jiǎn)媒時(shí),應先用冷卻水將乙二醇溶液降溫至所需的溫化了操作,因而也是值得考慮的操作方法之一。度。另外,乙二醇溶液的熱源仍以熱水為好,盡量少5結束語(yǔ)用蒸汽。本文的目的旨在乙二醇溶液制冷制熱系統的設結論計與應用方面,起個(gè)拋磚引玉的作用。文中所述均乙二醇溶液制冷制熱系統代替冷凍鹽水用于冷為個(gè)人觀(guān)點(diǎn),敬請讀者批評指正。而本文所述流程卻操作,可解決冷凍鹽水對設備的腐蝕問(wèn)題,并由于及應用也僅為實(shí)際情況中的一例,因而其流程將隨重度較輕,可是水泵節能15%。著(zhù)應用場(chǎng)合的不同而不同,可根據具體情況結合自單套乙二醇溶液制冷制熱系統應用于幾臺設備已己的經(jīng)驗另行設計。至于如何使得設計更為合理,不會(huì )同時(shí)出現既又加熱有又冷卻的生產(chǎn)單元時(shí),是施工方案更為可行,這將涉及許多實(shí)際經(jīng)驗與技術(shù)種既可節省操作空間、又便于操作確保生產(chǎn)正常訣竅,在此歡迎大家相互交流運行且行之有效的好方法二套乙二醇溶液制冷制熱系統應用于幾臺設備收稿日期:2003-02-27可能出現同時(shí)既有加熱又有冷卻操作的生產(chǎn)單元抗生素菌渣處理工藝設計同濟大學(xué)生命科學(xué)院(2009)成建華張文莉摘要隨著(zhù)抗生素工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人們環(huán)境保護意識的提高抗生素生產(chǎn)的固體廢棄物—“菌渣”的處理問(wèn)題日益突出,如何將菌渣變廢為寶,減少對周?chē)h(huán)境M污染,成為擺在各抗生素企業(yè)面前,急待解決的一個(gè)難題。本文作者根據自己的工作實(shí)踐對當前國內抗生素菌渣處理的工藝進(jìn)行了細致的分析,現總結于此,本文很值得有關(guān)工程技術(shù)人員借鑒。關(guān)鍵詞抗生素菌渣環(huán)保干燥處理工藝1抗生素菌渣的組成來(lái)源的培養基經(jīng)過(guò)消毒滅菌、接種培養,一個(gè)發(fā)酵周期1.1培養基的組成成分后放罐過(guò)濾形成濾液和濾餅兩部分。濾液中主要為保證抗生素產(chǎn)生菌的正常生長(cháng)代謝和產(chǎn)生抗含有抗生素(以微生物菌體作藥品的除外)大分子生素,培養基中需含有碳源、氮源和無(wú)機元素。常用蛋白、無(wú)機鹽等,進(jìn)入提取精制崗位進(jìn)一步處理。濾的碳源有單糖和多糖,如葡萄糖、蔗糖、乳糖、糊精、餅即固體廢棄物菌渣,主要成分是微生物菌絲體、未淀粉、油脂和有機酸,這些物質(zhì)氧化后,才能被微生代謝利用完的有機物、無(wú)機鹽、少量抗菌素及其降解物利用。當通氣充足時(shí)它們的氧化產(chǎn)物是二氧化碳產(chǎn)物和水;當氧不足時(shí),常發(fā)現培養基中有糖氧化不完全從抗生素培養基的組成成分及整個(gè)發(fā)酵過(guò)程可的產(chǎn)物例如草酸、丙酮酸等。氮源有銨氮硝基氮知抗生素菌渣來(lái)源于生物發(fā)酵過(guò)程整個(gè)過(guò)程中未等無(wú)機氮,也有蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物(多肽和氨基添加任何有毒有害的化學(xué)物質(zhì)菌渣富含有機物和酸)等有機氮,用來(lái)合成細胞的含氮物質(zhì)(氨基酸、菌體蛋白但是值得注意的是它含有少量抗生素及蛋白質(zhì)、核酸等)。無(wú)機元素包括非金屬元素磷、硫其降解產(chǎn)物。等,作為構成細胞的組成成分;金屬元素包括鉀、鎂2菌渣帶來(lái)的污染和其他微量元素——鐵、鋅、銅、鈣、錳等,所有這些2.1中國煤化工微量元素都包含在某些酶和酶系統中,所以都是必CNMHG%,100m3發(fā)酵液大需的。約形成30~40m菌渣,由于發(fā)酵過(guò)程的連續性,每1.2菌渣的形成天都有放罐的批次,產(chǎn)生大量的菌渣。一個(gè)中等規抗生素是微生物的次級代謝產(chǎn)物,富含有機物模的抗菌素工廠(chǎng),年產(chǎn)的菌渣大約6萬(wàn)噸左右。