爪型干泵替代水環(huán)泵節(jié)能減排優(yōu)勢分析

2013-04-20 徐曦 北京朗禾科技有限公司

  某抗生素原料藥的生產(chǎn)過程中,用傳統(tǒng)工藝的水環(huán)真空泵分離二氯甲烷,其能耗高、廠區(qū)化學(xué)氣味重;而對爪型干式真空泵+ 冷凝器分離回收二氯甲烷進行實驗的結(jié)果顯示:電耗節(jié)約32%,廢氣排放基本為零,廠區(qū)的空氣污染降低,工廠經(jīng)濟效益明顯。

  生產(chǎn)某抗生素原料藥,在合成工序中,有效成分溶解在某鹽相中,與二氯甲烷組成懸濁液,對其進行分離完畢后,還有少量的二氯甲烷殘留在鹽相中,如果在此工序不將殘余的二氯甲烷分離出,最終產(chǎn)品殘留溶媒量超出正常標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn):二氯甲烷殘留溶媒量≤0.08%)。此時對反應(yīng)罐抽真空,蒸發(fā)其中的二氯甲烷,同時開始攪拌,將內(nèi)部的二氯甲烷殘留降至控制標(biāo)準(zhǔn)。

  傳統(tǒng)工藝采用水環(huán)真空泵(真空泵型號:2BE1- 203,抽氣速率300 L/s,電機功率37 kW,極限真空壓力3 kPa)系統(tǒng)及配置配套的循環(huán)水箱、水箱冷卻系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)等,工作過程中真空系統(tǒng)排出來的二氯甲烷排放到尾氣處理系統(tǒng),味道較大,循環(huán)冷卻廢水排入公司污水處理車間,增大污水處理難度。

  新工藝采用爪型干泵(朗禾科技發(fā)明專利,專利號為:ZL 2009 1 0157920.3 發(fā)明人:李端玲徐曦)系統(tǒng)及配套螺旋管束冷凝器。爪型泵工作原理:利用螺旋反爪式結(jié)構(gòu),使泵腔體內(nèi)容積不斷變化,將氣體從一側(cè)擠壓到另一側(cè),從而形成真空。轉(zhuǎn)子采用特殊不銹鋼空心轉(zhuǎn)子(朗禾科技發(fā)明專利,專利號:2007 1009 7890.2),有較強的抗腐蝕性能,所需其他配套配置:一個冷凝接收罐,換熱器及泵體用冷媒系統(tǒng),工作過程有微量二氯甲烷氣體排出。

1、爪型干泵系統(tǒng)及螺旋管束冷凝器實驗方法

1.1、爪型干泵機組實驗方法

  爪型干泵機組的型號LH- 600JZC, 詳細(xì)構(gòu)成為:LH- YB- 200HC,抽氣速率200 L/s,電機功率22 kW, 極限真空壓力100 Pa; 羅茨泵型號:600ZJP,抽氣速率600 L/s,電機功率7.5 kW,極限真空壓力10 Pa。螺旋管束換熱器換熱面積:6.2 m2。真空系統(tǒng)流程圖如圖1 所示:

真空系統(tǒng)流程圖

圖1 真空系統(tǒng)流程圖

  混合鹽罐需要抽真空,開始前3 min,開啟爪型干泵,開啟冷卻系統(tǒng),當(dāng)真空壓力達到30000 Pa時,羅茨真空泵自動啟動(試驗分為兩種形式:工作時開啟羅茨泵和不開啟羅茨泵),此時將真空閥門打開對混合鹽罐抽真空,開始真空壓力在80000 Pa 左右,隨著真空度的上升在螺旋冷凝器下視盅可看到有液體不斷被冷凝出,流量越來越大,6min 后真空壓力達到25000 Pa,工作10 min 左右達到16000 Pa,此時冷凝的二氯甲烷流量達到最大并持續(xù)10 min 左右后逐漸減少。當(dāng)工作24 min后,真空壓力可達到11000 Pa 左右,真空技術(shù)網(wǎng)(www.chvacum.com)認(rèn)為對混合鹽罐抽真空過程即將結(jié)束,此時繼續(xù)有少量二氯甲烷流出。運行至27 min 至30 min,流量變小,抽真空結(jié)束,關(guān)閉混合鹽罐上真空閥門,此時真空泵最小真空壓力可達1000 Pa 左右。運行曲線如圖2(“爪羅”代表運行過程中啟動羅茨泵)。

爪型干泵不同運行方式的時間和真空度對應(yīng)的曲線

圖2 爪型干泵不同運行方式的時間和真空度對應(yīng)的曲線

  中間部分涉及到很詳細(xì)的數(shù)據(jù)比較,詳細(xì)請閱讀全文。

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3、結(jié)論

  (1)針對本車間實際生產(chǎn)情況,建議采用干式爪型真空泵,保證產(chǎn)品質(zhì)量。

  (2)爪型干泵和螺旋管束換熱器組合,能夠更好地回收揮發(fā)出的二氯甲烷,達到減少污染,降低成本。

  (3)針對干式爪形真空泵在本單位使用建議:對密閉空間進行抽真空處理效果良好,例如干燥過程抽真空、回收塔減壓蒸餾等,對敞開式或半敞開式空間抽真空有待進一步實驗。

  (4)對螺旋管束換熱器使用建議:換熱效率高,可用于氣體- 液體換熱、液體- 液體間換熱,用于換熱的冷、熱兩種介質(zhì)必須保證干凈無顆粒,無化學(xué)物質(zhì)沉淀生成,以免內(nèi)部出現(xiàn)堵塞,不能進行清理,導(dǎo)致?lián)Q熱阻力增大,換熱效果降低。

參考文獻

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