爪型干泵替代水环泵节能减排优势分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)北京朗禾科技有限公司 作者:徐曦

  某抗生素原料药的生产过程中,用传统工艺的水环真空泵分离二氯甲烷,其能耗高、厂区化学气味重;而对爪型干式真空泵+ 冷凝器分离回收二氯甲烷进行实验的结果显示:电耗节约32%,废气排放基本为零,厂区的空气污染降低,工厂经济效益明显。

  生产某抗生素原料药,在合成工序中,有效成分溶解在某盐相中,与二氯甲烷组成悬浊液,对其进行分离完毕后,还有少量的二氯甲烷残留在盐相中,如果在此工序不将残余的二氯甲烷分离出,最终产品残留溶媒量超出正常标准(标准:二氯甲烷残留溶媒量≤0.08%)。此时对反应罐抽真空,蒸发其中的二氯甲烷,同时开始搅拌,将内部的二氯甲烷残留降至控制标准。

  传统工艺采用水环真空泵(真空泵型号:2BE1- 203,抽气速率300 L/s,电机功率37 kW,极限真空压力3 kPa)系统及配置配套的循环水箱、水箱冷却系统、排风系统等,工作过程中真空系统排出来的二氯甲烷排放到尾气处理系统,味道较大,循环冷却废水排入公司污水处理车间,增大污水处理难度。

  新工艺采用爪型干泵(朗禾科技发明专利,专利号为:ZL 2009 1 0157920.3 发明人:李端玲徐曦)系统及配套螺旋管束冷凝器。爪型泵工作原理:利用螺旋反爪式结构,使泵腔体内容积不断变化,将气体从一侧挤压到另一侧,从而形成真空。转子采用特殊不锈钢空心转子(朗禾科技发明专利,专利号:2007 1009 7890.2),有较强的抗腐蚀性能,所需其他配套配置:一个冷凝接收罐,换热器及泵体用冷媒系统,工作过程有微量二氯甲烷气体排出。

1、爪型干泵系统及螺旋管束冷凝器实验方法

1.1、爪型干泵机组实验方法

  爪型干泵机组的型号LH- 600JZC, 详细构成为:LH- YB- 200HC,抽气速率200 L/s,电机功率22 kW, 极限真空压力100 Pa; 罗茨泵型号:600ZJP,抽气速率600 L/s,电机功率7.5 kW,极限真空压力10 Pa。螺旋管束换热器换热面积:6.2 m2。真空系统流程图如图1 所示:

真空系统流程图

图1 真空系统流程图

  混合盐罐需要抽真空,开始前3 min,开启爪型干泵,开启冷却系统,当真空压力达到30000 Pa时,罗茨真空泵自动启动(试验分为两种形式:工作时开启罗茨泵和不开启罗茨泵),此时将真空阀门打开对混合盐罐抽真空,开始真空压力在80000 Pa 左右,随着真空度的上升在螺旋冷凝器下视盅可看到有液体不断被冷凝出,流量越来越大,6min 后真空压力达到25000 Pa,工作10 min 左右达到16000 Pa,此时冷凝的二氯甲烷流量达到最大并持续10 min 左右后逐渐减少。当工作24 min后,真空压力可达到11000 Pa 左右,真空技术网(www.chvacum.com)认为对混合盐罐抽真空过程即将结束,此时继续有少量二氯甲烷流出。运行至27 min 至30 min,流量变小,抽真空结束,关闭混合盐罐上真空阀门,此时真空泵最小真空压力可达1000 Pa 左右。运行曲线如图2(“爪罗”代表运行过程中启动罗茨泵)。

爪型干泵不同运行方式的时间和真空度对应的曲线

图2 爪型干泵不同运行方式的时间和真空度对应的曲线

  中间部分涉及到很详细的数据比较,详细请阅读全文。

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3、结论

  (1)针对本车间实际生产情况,建议采用干式爪型真空泵,保证产品质量。

  (2)爪型干泵和螺旋管束换热器组合,能够更好地回收挥发出的二氯甲烷,达到减少污染,降低成本。

  (3)针对干式爪形真空泵在本单位使用建议:对密闭空间进行抽真空处理效果良好,例如干燥过程抽真空、回收塔减压蒸馏等,对敞开式或半敞开式空间抽真空有待进一步实验。

  (4)对螺旋管束换热器使用建议:换热效率高,可用于气体- 液体换热、液体- 液体间换热,用于换热的冷、热两种介质必须保证干净无颗粒,无化学物质沉淀生成,以免内部出现堵塞,不能进行清理,导致换热阻力增大,换热效果降低。

参考文献

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