双效降膜蒸发器的工作原理及其在制药工业中的应用（精）

嘉宾: 南京金日制药设备高级工程师陈金东. 本期问题: 双效浓缩器具有节能优势. 集中部分是制药公司最重要的能源消耗. 在许多企业中，能耗占企业蒸汽总消耗的60％以上. 目前，许多制药公司仍在浓缩区使用单效浓缩器，这非常不经济. 据估计，与单效浓缩器相比，双效浓缩器可节省蒸汽消耗超过45％，并节省47％以上的冷却水，还可以减少环境污染. ■单效浓缩设备能耗的探索单效外循环浓缩器装置主要由加热器双效浓缩蒸发器，蒸发器，冷凝器，冷却器和液体接收罐组成. 被浓缩的液体通过加热器的管侧被蒸汽加热至沸点温度，并通过切线方向从切线方向进入蒸发室以快速蒸发. 其中，没有蒸发且比重大的液滴在离心力的作用下被抛到蒸发器的壁上，从而在重力的作用下落到蒸发器的下部，因为蒸发器和加热器是通过降液管相互连接. 因此，蒸发失败的液体通过降液管返回加热器，然后加热. 这样，重复加热和蒸发，使得溶液中的溶剂连续蒸发并带出，使得溶液中的溶质浓度持续增加，并最终达到所需浓度. 汽化后的溶剂蒸气从蒸发器的上部端口通过泡沫阱进入冷凝器，被冷凝成液体，然后进入下方的，可以根据需要进行回收. 此处的能耗主要有两个方面: 一是加热器中使用的原始蒸汽加热稀溶液以蒸发溶液中的溶剂；二是加热蒸汽. 另一种是将汽化的溶剂蒸气冷凝成溶剂液体，使设备所需的冷却水冷凝.

前者需要提供热量，而后者则需要带走热量. 由加热的溶液产生的溶剂蒸气包含大量的热能，不仅在此被利用，而且还消耗大量的冷却水来对其进行冷却. 输出越大，即蒸发量越大，则提供的热量越多，所需的蒸汽就越多，并且消耗的冷却水也就越多. 这就是单效浓缩器消耗大量能量的原因. ■探索双效浓缩器的节能原因如果溶剂蒸气可以连续使用并用作加热或蒸发溶液的热源，是否可以节省一些蒸汽消耗？从溶液的该部分蒸发的溶剂蒸气被引入另一个加热器中，以用作热源，以继续加热待加热的溶液. 即，增加了一组加热器和蒸发器装置，该装置是双效浓缩器. 通常，在蒸发装置中，为了降低溶液的蒸发温度，通常在一定真空状态下进行. 这不仅防止了材料中的热敏物质被破坏，而且还增加了传热温度差，从而加速了蒸发速率. 真空系统用于单效和双效设备. 然而，在双效装置中，由于两种效果之间的压力和温度梯度的差异，即第一效蒸发器中的真空度低于第二效蒸发器中的真空度（这也是有益的. 溶液的流动性，而无需使用泵来输送进料液），即第一效溶液的蒸发温度高于第二效溶液的蒸发温度，因此温度需要从第二效蒸发器冷凝的蒸气的比率相对较低. 冷却水量也相对较小.

此外，在第一效加热中产生的二次蒸汽被用作第二效中的热源，不仅节省了在单效设备中蒸发等量溶液所需的原蒸汽消耗，而且因为这部分蒸汽需要在单效设备中与冷却水一起冷凝，所以它用来加热需要在设备的二效加热器中蒸发的溶液，并且它本身就被冷凝了双效浓缩蒸发器，因此它也节省了大量的冷却水. 这两个方面是双效浓缩装置节省能源的原因. ■考虑到节能效果从理论上讲，在相同条件下，蒸发一定量的水就需要同样数量的水蒸气. 但是，由于热量的损失，单效浓缩器的蒸汽消耗量约为其蒸发量（水）的1.1倍. 在双效浓缩器中，相同（水）的量被蒸发，与单效浓缩器相比，蒸汽的消耗量大于45％，冷却水节省了47％以上，并且还减少了环境污染. 以SN10 00双效浓缩器为例，其生产能力是每小时蒸发1吨水，消耗少于600千克的蒸汽，每小时消耗30吨冷却水以及每小时蒸发1台. 大量的水需要超过1100公斤的蒸汽，每小时消耗56吨的冷却水. 如果一台SN1000双效浓缩设备每天使用10个小时，一年可以节省1800吨蒸汽，这意味着不到一年，购买设备的企业就可以收回投资. 一些企业的管理者可能会认为，更新新的双效浓缩设备将增加数十万元的投资，可惜的是，原来的单效浓缩设备报废了. 但是，这种担心是不必要的. 如果企业当前陷入财务困境，则有可能在单效设备的基础上进行改造，添加与原始单效等效的加热器和蒸发器，并对管道进行适当调整以获得双效设备

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