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蒸發(fā)濃縮的分析和節(jié)能途徑

    1前言
  

  節(jié)能這個(gè)話題的范圍比較大,由于企業(yè)對(duì)能源使用包括的品種有水、電、汽以及煤氣等諸多方面,從能源的生產(chǎn)、使用、管理、回收利用等都有很多的話題可以討論。本文從藥品生產(chǎn)使用中普遍消耗量比較大的品種——汽的使用和節(jié)能來(lái)加以分析,以作拋磚引玉。
  
  制藥行業(yè)實(shí)際上屬于化工生產(chǎn)的子行業(yè),而化工行業(yè)是能源消耗的大戶。能源使用的種類和數(shù)量的多少由其生產(chǎn)工藝所決定。我們知道,化工生產(chǎn)的工藝可細(xì)分成若干單元操作,如過濾、分離、蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥等等。這些過程無(wú)不需要消耗能源,其中有些單元操作消耗的能源相當(dāng)之大。因此,對(duì)單元操作原理和過程的了解不僅對(duì)生產(chǎn)工藝的理解具有關(guān)鍵的作用,而且對(duì)其生產(chǎn)過程的能耗分析也至關(guān)重要。所以,追求節(jié)能降耗的效果首先應(yīng)該在保證滿足生產(chǎn)工藝目的前提下進(jìn)行。當(dāng)然,工藝也并非一成不變?梢哉f(shuō),產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝從它誕生的那天起一直都在不斷地改進(jìn)。其出發(fā)點(diǎn)和目的無(wú)非是提高質(zhì)量或產(chǎn)量、收率,或降低成本和勞動(dòng)強(qiáng)度,或減少環(huán)境污染,或增加安全性等等。一言以蔽之都是為了增加效益,這里的效益應(yīng)該是指經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,F(xiàn)在有些不法廠家以犧牲社會(huì)效益來(lái)獲取其局部的、暫時(shí)的、非法的、不道德的效益和利潤(rùn),這種做法已超出了正常的道德和法律底線,最終為社會(huì)和大眾所不齒而受到法律的嚴(yán)懲。
  
  節(jié)能方式的2大出發(fā)點(diǎn):(1)通過對(duì)設(shè)備本身的改進(jìn),提高其運(yùn)行效率,減少無(wú)用功率,或增加產(chǎn)能以達(dá)到單位能耗的下降。這種做法比較多,其中提高傳熱效率、減少能量的損耗和機(jī)械的磨損也是其常用的方式;(2)在生產(chǎn)動(dòng)力設(shè)備的合理配置上大有文章可做,諸如避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象,采用變頻技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)功率的變化以達(dá)到節(jié)能的目的等等。
  
  除了上面所談的節(jié)能出發(fā)點(diǎn)即從現(xiàn)存設(shè)備的本身“就事論事”地改進(jìn)和改造以外,筆者提出另一種節(jié)能方式的出發(fā)點(diǎn)是:對(duì)工藝能耗的過程和實(shí)質(zhì)進(jìn)行剖析,可從本行業(yè)大多數(shù)企業(yè)能耗的重點(diǎn)方面入手,對(duì)其工藝過程能耗的本質(zhì)進(jìn)行思考和尋求突破,從而盡可能地減少能耗,使效率成倍或數(shù)倍地提高,這就是我們這個(gè)行業(yè)節(jié)能的關(guān)鍵和特點(diǎn),也是潛力的重點(diǎn)所在。這也是本文要重點(diǎn)闡述分析和探討的內(nèi)容。
  
    2化工及制藥企業(yè)的節(jié)能重點(diǎn)和關(guān)鍵
 
 
  對(duì)于化工生產(chǎn)過程中的單元操作,生產(chǎn)企業(yè)都有很深的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。特別是蒸發(fā)和干燥的單元操作,它們都涉及到傳熱的問題,這種傳熱的過程使得介質(zhì)發(fā)生了“相變”。例如,蒸發(fā)和干燥都是使物料中的成分(通常是水)由液體變成了氣體,即由“液相”變成了“汽相”。這種“相變”過程對(duì)能量的消耗特別大。我們都知道,水的比熱為1kcal/kg·℃,也就是說(shuō),1kg的水,溫度每上升1℃需要1kcal的熱量。對(duì)1kg的水加熱從0℃上升到100℃沸騰,理論上也就僅需要大約100kcal的熱量。但如果將其在此100℃時(shí)加熱使它汽化,成為同溫度的蒸汽,則需要約539kcal的熱量。這就是說(shuō),能耗是相當(dāng)于使同樣重量的水溫度每升高1℃所需熱量的539倍。這個(gè)使其發(fā)生“相變”的熱量稱之為“汽化熱”。反過來(lái),1kg100℃的蒸汽冷凝成同溫度的水產(chǎn)生“相變”時(shí)也會(huì)放出這么多熱量的,這個(gè)熱也可稱之為“冷凝熱”,所以汽化熱和冷凝熱對(duì)同一種物質(zhì)在相同溫度下的數(shù)值是相等的。