清道夫环保网原创：硫酸新霉素浓缩技术方案湖北某制药有限公司

湖北某制药有限公司——硫酸新霉素浓缩技术方案

设计方：新乡市双诚环保设备有限公司

设计：王世朋

电话：0373-3808863；13523220393（微信同步）

地址：河南省新乡市凤泉区西玛大道101号

网址：http://www.xxschb.com

设计方企业简介

新乡市双诚环保设备有限公司位于河南省新乡市，是一家致力于环保设备的设计、开发、制造、销售为一体的股份制公司。丰富的制造经验、特有的专利技术、雄厚的技术实力、高效的管理团队使双诚环保成为一流的工业“三废”综合治理、节能环保、清洁生产解决方案供应商。企业依托先进的生产设备、精良的检测仪器、完善的售后服务和高素质的技术人才以及科学的管理模式建立起一套先进高效的现代企业管理制度。公司一次性通过ISO9001：2008、ISO14001：2004、OHSAS18001：2007国际体系认证。

公司产品：各种蒸发器、焚烧炉、一体化污水处理设备、换热器、聚乙烯（PE）储罐、钢衬塑储罐等。公司全面吸收和借鉴国内外同类产品的先进技术，坚持质量第一，以人为本。

公司建有“新乡市危险废物焚烧技术工程中心”和“新乡市含氮化合物热解及焚烧控制技术工程中心”。

另外，我公司控股的“新乡市双诚环保技术工程公司”在污水、废气治理方面也取得了不俗的业绩。我公司历来是针对客户要求，通过对实验数据的分析为客户设计、制作、提供可行的解决方案和高品质的产品。

双诚人秉承“顾客至上、成就员工、回报社会”的宗旨，以多元化的产品，优质的服务，做一流产品，创一流企业。双诚人将不遗余力的投身到节能减排、绿色环保的事业中，力争为环保事业做出更大的贡献！！！

企业宗旨：顾客至上、成就员工、回报社会。

企业精神：求实创新、诚信致远。

企业理念：专注环保产业，关注人类生存环境。

经营方针：市场为导向、质量为生命、科技为动力、信誉为根本。

团队意识：诚信、感恩、团结、上进。

一、项目概况

1、****制药有限公司硫酸新霉素浓缩情况简述

****制药有限公司现有硫酸新霉素解析液需要进行浓缩处理，要求浓缩设备满足新霉素的浓缩工艺条件、操作和维护要求，氨水分离效果好，节能高效。

1）、根据招标文件要求，浓缩液相关信息及生产工艺参数如下：

浓缩对象：硫酸新霉素解析液；

生产工艺参数：

浓缩温度：≦80°C；

真空度：≦-0.08MPa；

回收氨水温度：≦35°C；

回收氨中新霉素含量低于100u/ml；

生产能力：≧5m3/h；（本方案按照5m3/h处理量设计并保留一定的设计余量）；

浓缩液浓度：290000u/ml-400000u/ml；

浓缩液 PH：≦11.4；

浓缩液氨味：直接对物料嗅，应无明显氨味；

2）、设计方（投标方）实验数据及实验结论：

蒸发类型选取依据：样品实验数据及结论

（实验样品量300ml，常压下，样品液相温度在92°C小沸，98°C后开始稳定沸腾）；

3）、结论：※样品较易蒸发浓缩（实验室条件下300ml样液蒸出冷凝液220ml，且无明显的结晶、产生泡沫等影响蒸发的现象）；可以认为蒸发过程不易结垢，物料传输对泵阀影响不大。

随着蒸发的进行，因浓度的升高引起的粘度增大不太明显，蒸发形式可以采用较低能耗的多效顺流升膜强制循环蒸发器；

根据蒸发实验数据看，可暂定蒸发处理量5m3/h（蒸发量约为4T/h）；

样品中含有较多游离态氨，氨气是不凝性气体，蒸发过程中如果不能及时排除会在加热面形成气膜，影响传热，从而降低蒸发器的处理能力甚至导致蒸发无法进行。故在进行蒸发之前先通过氨氮解析将物料中的游离氨去除掉，同时用纯化水吸收氨气，氨水可以回用，减少污染，降低成本。

二、总设计方案

1、设计制造遵循的标准规范

《压力容器》 GB150-2011

《螺旋板式换热器》 GB/T4751-2003

《空冷式热交换器》 NB/T47007-2010

《钢结构设计规范》 GB50017-2003

《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB50058-92

《压力容器用钢板》 GB713-2008

《压力容器用爆炸焊接复合板》 NB/T47002.1-2009

《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 GB/T8923-1988

《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2011

《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB4708-2000

《钢制压力容器焊接规程》 JB/T4709-2007

《压力容器涂敷与运输包装》 JB/T4711-2003

《承压设备用碳素钢和低压合金钢用锻件》 NB/T47008-2010

《承压设备无损检验》 JB/T4730-2005

《钢制常压容器制造》 GB/T4735-1997

《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-2009

《压力容器用焊条订货技术条件》 JB/T4747-2007

《化工钢制管法兰、垫片及紧固件》 HG/T20592~20635-2009

《钢质塔式容器》 JB4710-2005

《塔器设备设计规定》 HG20652-1998

《耳式支座》 JB/T4725-92

《腿式支座》 JB/T4713-92

《支承式支座》 JB/T4724-92

《化工设备吊耳及工程技术要求》 HG/T21574-2008

《旋转电机定额和性能》 GB 755-2008

2、工艺流程叙述

待浓缩物料储存在需方自备的1#物料收集罐中，经过泵的输送首先进入氨氮解析塔将绝大部分游离态的氨解析出来，被解析出来的氨气再进入氨吸收塔吸收，氨水回用。

被解析过得物料进入2#解析液储罐，后在泵作用下进入螺旋板式预热器，在螺旋板预热器内与来自MVR系统加热室的冷凝液进行热量交换，起到给物料预热的作用，解析液随后进入MVR系统进行蒸发浓缩，冷凝液热量被再次利用过后进入冷凝液储罐，最终外排，真空泵则将冷凝液储罐中极少量的未被解析的氨气抽入氨气吸收塔内吸收成氨水回用。

在MVR蒸发浓缩系统中，物料通过强制循环泵在加热室与分离室之间循环，达到设计浓度后经由出料泵去干燥系统。

运行所需的少量生蒸汽由加热室补充进去，冷凝液去预热器给物料预热；蒸发出来的二次蒸汽在压缩机的作用下被重新压缩，热焓增加，达到设计要求后进入加热室作为加热蒸汽使用，循环往复，物料不断被加热、浓缩，不断产生二次蒸汽，二次蒸汽不断被压缩、重新利用。达到了多级利用，最大程度上节约了能耗。

整个浓缩系统设置有在线清洗系统，可以对设备进行高效、方便、快捷的清洗，清洗液可以回用、多次清洗。

3、总工艺流程图：

三、主要分段工艺说明

1、氨氮解析及氨气吸收

如前所述，游离氨的存在会对后序蒸发工艺产生不良影响，故在进行蒸发之前先通过氨氮解析将物料中的游离氨去除掉。即：物料先进入解析塔解析，解析出的氨气与真空泵抽出来的不凝气（氨气）经罗茨真空泵输送至氨气吸收塔，经吸收后制成氨水回用；

2）、解析工况及解析后物料中氨氮含量：

解析后氨氮含量：0.4mg/L（一次解析）；

0.2mg/L（二次解析）；

2、多效蒸发系统

1）、多效蒸发系统简介

在大规模工业生产中，往往需蒸发大量水分，这就需要消耗大量能源加热水产生蒸汽。为了减少加热蒸汽的消耗，可采用多效蒸发。三效蒸发器属于多效蒸发器的一种，采用列板式循环外加热工作原理，物理受热时间短、蒸发速度快、浓缩比重大，有效保持物料原效，节能效果显著，广泛适合于制药、化工、食品、轻工等的液体物料的蒸发浓缩工艺过程。

2）、三效蒸发器的特点及工作原理

特点：

物料受热时间短、蒸发速度快，浓缩比重大，有效保持物料原效。节能效果显著，比单效蒸发器节约蒸发量70%左右。物料在密闭系统中蒸发浓缩，环境清洁舒适;设备独特的除沫装置，防止跑料现象。凡与物料接触部分均采用进口不锈钢制做，并进行抛光处理，设备耐腐性能好，清洗更方便，更符合制药，食品卫生法规要求。可配微机控制系统，使用更简便，效果更稳定。

工作原理：

将第一个蒸发器产生的二次蒸汽再次当作加热源，引入另一个蒸发器，只要控制蒸发器内的压力和溶液沸点，使其适当降低，则可利用第一个蒸发器产生的二次蒸汽进行加热。此时，第一个蒸发器的冷凝处就是第二个蒸发器的加热处。这就是多效蒸发原理。每个蒸发器称为一效，通入生蒸汽的蒸发器为第一效，并由二次蒸汽通入方向依次为第二效、第三效等。

3、多效（三效顺流升膜强制循环蒸发）蒸发浓缩系统方案阐述

通过对贵公司提供的样品所做实验进行数据分析，结合我公司以往设计经验，我们认为适合采用三效顺流升膜强制循环形式的蒸发器；

蒸发系统中加热室采用我公司具有国家级专利技术的列板式加热器，其较之传统式管壳式换热器在结构、换热效率、占地面积等方面均有较大优势；

我公司此形式的蒸发器较之其它公司同类产品在以下方面具有凸出优势：

设计结构方面：本设计方案采用列板式加热器作为加热室（投标方建议使用），相比于传统的管壳式换热器，其具有结构更合理（便于清洗）、换热效率更高（相同换热负荷条件下换热面积更小，因而节约了投资）、占地面积更小（尤其是高度方向，只相当于列管蒸发器的50-60%高度）等诸多优势；

（注：造价方面采用列板式加热器和传统管壳式加热器差别不大，只是如上所述在设备的使用、实际操作、对厂地要求等方面来说列办式更具优势，这也是我方设计和推荐的原因所在。如招标方出于其它因素考虑使用传统管壳式加热器，我方亦积极响应）；

材料选用方面：生产过程中所用各种板材、管材等材料均采用正规大厂产品，与物料接触部位管材均为内抛光管材，与物料接触部位的板材均为镜面板，材质要求符合GMP要求，可提供真实有效的材质报告；制作列板式换热器所用板材名义厚度3mm，比管壳式加热器的管壁更厚，因而更经久耐用更耐腐蚀，使用寿命更长；

实际运行方面：列板式加热器优良的结构、合理的板间距离以及列板式加热器无死角且本身具有一定的自清洗功能，最大程度上保证了运行过程中不结垢易清洗；

自动控制方面：设备关键节点均设有相应的压力、温度、流量、液位等传感器，通过PLC工控计算机控制，有着简便、高效、可靠的控制效果；自动控制系统另附带有手动模式，以便在设备运行过程中出现故障或紧急情况时转为手动模式进行控制。

运行维护方面：蒸发系统带有自动清洗系统并配有相关设备，方便定期或实时对加热室和分离室及相关管道进行高效、全方位的清洗；清洗液可外排或循环利用，在保证可靠维护的前提下最大程度上减少运行成本。

1）、技术参数

1、物料名称：硫酸新霉素解析液；

2、处理量： 5t/h；

3）、流程阐述：（见工艺流程图）

物料预热：物料储存在1#储罐中，先进入解析塔解析，之后由泵送入螺旋板式预热器，在预热器内与来自I效加热器的冷凝液进行热交换(回收冷凝水余热)，然后再进入I效加热室与分离室之间在强制循环泵作用下加热、蒸发，达到设计浓度后进入II效加热器内，在II效强制循环泵作用下不断被加热蒸发，达到设计浓度后进入III效加热室，被浓缩至设计浓度后出料去干燥系统。

蒸汽：生蒸汽由I效加热室进入，在I效加热室内给被预热后的物料加热，生蒸汽冷凝液则进入预热器内给物料预热，部分不凝气由真空泵抽走。

冷凝液：生蒸汽冷凝液用于给物料预热，其它各效的二次蒸汽的冷凝液去冷凝水罐。

清洗液：清洗液储存在清洗液罐，由泵输送至各效加热器及分离室进行设备清洗，之后进入清洗液罐循环利用（可用）或外排；可以定期清洗，也可以每天清洗。

4）、蒸发工艺流程图：（详见工艺流程示意图）

4、自动化控制系统

整套蒸发系统的运行是通过PLC软件来控制的，所有的输出和输入信号及系统的操作都由配套的计算机完成，设备自动运行模式：设备在无故障、参数设置正常的情况下，系统根据液位、温度、压力等信号，控制离心泵和气/电动阀的调节，实现自动运行。在自动运行模式，操作员可以对每一台水泵、阀门进行手动启停操作。

上位机操作系统采用的是性能优良的组态软件。具有强大组态功能，能够最合理的完成整个项目总系统图，工艺流程画面，控制流程总图等多窗口显示；动态的工艺流程画面；设备运行状态和过程参数；各个独立控制站的状态显示，报警及事件的自动记录；在线打印，趋势图，生产报表生成，数据处理，上位控制命令发送，自动手动切换等技术功能。并且汉化的编辑对话框更使的用户在后期的维护简易可行。

整套控制系统配有内置的安全操作系统，以防止生产中对产生质量的损害和重要部件的损坏，其主要功能如下：

现场启动，运行预设定参数，达到稳定蒸发状态。为了避免未经过巡视、检查盲目开机，未设置远程启动。

远程、现场关机。

远程、现场自动清洗系统、可以自动、手动定时清洗。保证不结垢从而保证传热系数，提高生产率；同时，避免因停车发酵液在设备内发酵而对设备造成腐蚀。

自动报警系统：高低液位、压缩机进出口压力、温度报警。

自动提示错误，帮助使用人员快速排错。

自动保护系统，比如说如果出现液位不停的升高，或不停的减低达到警戒线的时候，系统会自动进入保护状态。

压缩机保护系统，使用特殊设计来降低压缩机工作时的温度，保证压缩后的蒸汽温度恒定和压缩机长期稳定工作。

蒸发器压力控制系统，特殊设计的压力控制系统，保证蒸发器压力的恒定，确保蒸发器温度的恒定，保证蒸发效果。

设备运行过程中提供真空状态在线自动保护，压缩机运行出口温度超温保护。在线运行中对压缩机用电计量，进料口流量自动累加，凝水出口自动控制阀双重防真空泄漏。

5、三效顺流强制循环蒸发器的运行成本

运行成本的计算根据以下数据：

进料量: 5m3/h；

蒸发量: 4t/h；

工作时间： 20小时/天， 300 天/年；

电价：0.8 元 / 度；

蒸汽价：200 元 /吨；

电能消耗量：

泵总功率：68.3KW/h；运行功率58KW/h；

故电能消耗为58*0.8=46.4元/小时；

蒸汽消耗量：

经过计算，本套多效蒸发系统消耗蒸汽量约为1680Kg/h，合计费用1.68*200=336元/h；

冷却水消耗量：

本多效系统正常工作下消耗冷却水约70000kg/h；

总结：本系统合计每小时各项费用382.4元；也即每蒸发1吨水合计95.6元。（未考虑循环水价格、人工成本、设备折旧等）

6、用户提供条件

提供装机功率：100KW/h，380V，50Hz三相四线制动力配电到现场；

提供蒸汽量： 2000Kg/h到现场；

设备安装：用户提供起重设备和相应的人员、工具等；

7、付款方式

预付定金50%，发货前付30%，安装完毕调试合格后付15%，余款5%为质量保证金，质保金在设备运行一年后一周内付清（具体细节可再议）；

8、工程工期及供货范围（含供货技术文件）

合同签定款到后90天（设备生产、安装、调试结束）

多效蒸发系统
一、主体设备
序号	设备名称	规格型号	数量	材质	备注
1	I效加热器	KLS0.6-90	1台	SUS304	列板式加热器；无死角循环； 不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
2	II效加热器	KLS0.6-120	1台	SUS304	列板式加热器；无死角循环； 不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
3	III效加热器	KLS0.6-120	1台	SUS304	列板式加热器；无死角循环； 不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
4	I效分离室	Φ1800*5000*12	1台	SUS304	含加强圈、捕沫器、视镜；不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
5	II效分离室	Φ1800*4500*12	1台	SUS304	含加强圈、捕沫器、视镜；不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
6	III效分离室	Φ1800*4500*14	1台	SUS304	含加强圈、捕沫器、视镜；不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
7	冷凝液储罐	Φ1200*1750*5	1台	SUS304	预留液位自动控制接口、仪表接口等
8	预热器	BLS0.6-60	1台	SUS304	螺旋板板式预热器；无死角循环；不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
9	表面冷凝器	BLS0.6-100	1台	SUS304	螺旋板板式表面器；无死角循环；不锈钢镜面板，焊缝专业处理，符合GMP要求；
10	二次蒸汽管路	非标配套	3套	SUS304	内抛光不锈钢管道，焊缝专业处理，符合GMP要求；
11	强制循环管路	非标配套	3套	SUS304
序号	设备名称	规格型号	数量	材质	备注
1	进料泵	IH50-32-125 Q=12.5m3/h H=20M； P=2.2kw；	1台	SUS304	靖江丰裕
2	出料泵	25FB-20； Q=3m3/h； H=20M； P=1.5kw；	1台	SUS304	靖江丰裕
3	强制循环泵	FJX-300 Q=520m3/h, H=4M； P=15KW；	3台	SUS304	靖江丰裕
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