CN103394203A - 低温多效蒸馏制备注射水工艺和实施此工艺的系统 - Google Patents

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张凤鸣
陈顺权
冯冬冬
许嘉瑛
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Abstract

本发明公开了一种低温多效蒸馏制备注射水工艺和实施该工艺的系统，此低温多效蒸馏制备注射水工艺和系统在对纯化水进行预加热后，通过多级喷淋蒸发系统进行多次喷淋和蒸发的过程，可使得预加热后的纯化水得到充分的蒸馏，多级喷淋蒸发系统可利用前侧蒸汽的热量进行后侧纯化水的蒸发，能最大限度的利用能源，同时，此工艺和实施工艺的系统结构均比较简单，能极大地节省能源成本和设备制作成本，此发明用于注射水制备领域。

Description

低温多效蒸馏制备注射水工艺和实施此工艺的系统
技术领域
本发明涉及注射水制备领域，特别是涉及一种低温多效蒸馏制备注射水系统和工艺。
背景技术
《中国药典》规定：注射用水为纯化水经蒸馏所制得的水；注射水应符合细菌热原试验要求；注射用水必须在防止热原产生的条件下生产、贮藏及分配。
当前注射水一般通过高温多效蒸馏产生，但是该工艺的操作条件较为苛刻，要求压力为0.4MPa，温度为120℃，在此操作条件下蒸发器内传热管表面容易结垢，腐蚀速度快。因此系统材质要求高，设备清洗频繁。同时，高温蒸馏过程中需要使用锅炉或者消耗电能，以产生高温蒸汽作为热源，是一个高能耗的生产工艺。以市场上产量为420kg/h的注射水生产设备为例，每吨注射水生产成本在140元左右，其中所消耗标准煤成本为90元，占注射水生产成本的2/3。
发明内容
    为解决上述问题，本发明提供一种可降低能耗和生产成本的低温多效蒸馏制备注射水系统和工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
低温多效蒸馏制备注射水工艺，包括以下步骤：
1)    、将加热装置进行预热；
2)    、将纯化水通过预热后的加热装置加热，并排入多级喷淋蒸发系统中；
3)    、将步骤2）中产生的纯化水蒸汽进行冷凝，得到注射水；
4)    、将注射水进行低温或者高温储存。
进一步作为本发明技术方案的改进，加热装置包括若干通过管道相连的预热器，多级喷淋蒸发系统包括至少两个通过管道相连的蒸发器，前端的蒸发器产生的蒸汽进入后端蒸发器内的换热管内，前端的蒸发器底部与后端的蒸发器顶部的喷淋器相连。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤4）中的高温储存温度为大于或者等于80℃，步骤4）中的低温储存温度为小于或者等于4℃。
一种实施上述低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，包括纯化水储藏箱和纯蒸汽发生器以及与纯化水储藏箱和纯蒸汽发生器均相连的预热系统，与预热系统相连设有多级喷淋蒸发系统，还包括设置在多级喷淋蒸发系统尾端的冷凝装置和注射水储存装置，多级喷淋蒸发系统包括至少两个彼此相连的蒸发器，各蒸发器内均设有换热管和喷淋器，两相邻的蒸发器间设有除沫器。
进一步作为本发明技术方案的改进，除沫器为折流板除沫器，各除沫器中设有至少两级折流板结构。
进一步作为本发明技术方案的改进，多级喷淋蒸发系统包括彼此相连的首效蒸发器、次效蒸发器和末效蒸发器，首效蒸发器的尾部与次效蒸发器顶部的喷淋器相连，次效蒸发器的尾部与末效蒸发器顶部的喷淋器相连，连接首效蒸发器的顶端与次效蒸发器内换热管的进口端设有首效除沫器，连接次效蒸发器的顶端与末效蒸发器内换热管的进口端设有次效除沫器，与末效蒸发器的顶部相连设有末效除沫器。
进一步作为本发明技术方案的改进，预热系统包括彼此相连一级预热器和二级预热器，首效蒸发器内换热管的出口端与二级预热器相连，首效蒸发器内的换热管的出口端连接有热源水泵。
进一步作为本发明技术方案的改进，与冷凝装置相连设有一冷凝水泵，冷凝装置的外侧还设有真空泵。
进一步作为本发明技术方案的改进，注射水储存装置连接次效蒸发器和末效蒸发器的底端，注射水储存装置的前端还设有水质监控装置，注射水储存装置包括彼此并联的低温储存装置和高温储存装置，低温储存装置和高温储存装置的支路上均设有控制阀。
进一步作为本发明技术方案的改进，一级预热器与末效蒸发器的底部相连。
本发明的有益效果：此低温多效蒸馏制备注射水工艺和系统在对纯化水进行预加热后，通过多级喷淋蒸发系统进行多次喷淋和蒸发的过程，可使得预加热后的纯化水得到充分的蒸馏，多级喷淋蒸发系统可利用前侧蒸汽的热量进行后侧纯化水的蒸发，能最大限度的利用能源，同时，此工艺和实施工艺的系统结构均比较简单，能极大地节省能源成本和设备制作成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例整体结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明为低温多效蒸馏制备注射水工艺，包括以下步骤：
1)    、将加热装置进行预热；
2)    、将纯化水通过预热后的加热装置加热，并排入多级喷淋蒸发系统中；
3)    、将步骤2）中产生的纯化水蒸汽进行冷凝，得到注射水；
4)    、将注射水进行低温或者高温储存。
一种实施上述低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，包括纯化水储藏箱2和纯蒸汽发生器1以及与纯化水储藏箱2和纯蒸汽发生器1均相连的预热系统，所述纯化水储藏箱2的管道上设有纯化水水泵3，与预热系统相连设有多级喷淋蒸发系统，还包括设置在多级喷淋蒸发系统尾端的冷凝装置15和注射水储存装置17，多级喷淋蒸发系统包括至少两个彼此相连的蒸发器，各蒸发器内均设有换热管和喷淋器，两相邻的蒸发器间设有除沫器。
此低温多效蒸馏制备注射水工艺和系统在对纯化水进行预加热后，通过多级喷淋蒸发系统进行多次喷淋和蒸发的过程，可使得预加热后的纯化水得到充分的蒸馏，多级喷淋蒸发系统可利用前侧蒸汽的热量进行后侧纯化水的蒸发，能最大限度的利用能源，同时，该工艺可采用各种廉价低温热源作为多效蒸馏的驱动力，可降低注射水制备工艺的操作条件，能显著降低系统能耗和设备投资成本，进而可大大降低注射水生产成本。此工艺和实施工艺的系统结构均比较简单，能极大地节省能源成本和设备制作成本。
作为本发明优选的实施方式，加热装置包括若干通过管道相连的预热器，多级喷淋蒸发系统包括至少两个通过管道相连的蒸发器，前端的蒸发器产生的蒸汽进入后端蒸发器内的换热管内，前端的蒸发器底部与后端的蒸发器顶部的喷淋器相连。
前端的蒸发器内冷凝产生的纯化水通过底部进入后端的蒸发器顶部的喷淋器，前端的蒸发器内产生的蒸汽进入后端蒸发器内的换热管内后可对换热管进行加热，纯化水从喷淋器喷下后，经过换热管蒸发成为蒸汽，此设置结构可对能源进行最大限度的利用，节省能源。
作为本发明优选的实施方式，步骤4）中的高温储存温度为大于或者等于80℃，步骤4）中的低温储存温度为小于或者等于4℃。
通过两种方式及温度的选择均可在最优等的条件下对收集的注射水进行保存。
作为本发明优选的实施方式，除沫器为折流板除沫器，各除沫器中设有至少两级折流板结构。
折流板除沫器能满足注射水生产过程中无细菌滋生的环境，同时由于折流板除沫效率比离心除沫器和丝网除沫器低，所以在该低温多效蒸馏制备注射水系统种，折流板除沫器包含至少两级折流板结构，以实现高效的除沫效率，保证注射水水质的达标。
此系统中用于清洗灭菌的纯蒸汽发生器1采用纯纯蒸汽发生器，对系统管路和装置进行清洗，以保证系统的清洁无菌。
作为本发明优选的实施方式，多级喷淋蒸发系统包括彼此相连的首效蒸发器7、次效蒸发器9和末效蒸发器11，首效蒸发器7的尾部与次效蒸发器9顶部的喷淋器相连，次效蒸发器9的尾部与末效蒸发器11顶部的喷淋器相连，连接首效蒸发器7的顶端与次效蒸发器9内换热管的进口端设有首效除沫器8，连接次效蒸发器9的顶端与末效蒸发器11内换热管的进口端设有次效除沫器10，与末效蒸发器11的顶部相连设有末效除沫器12。
首效蒸发器7内产生的纯化水蒸汽通过首效蒸发器7顶端进入次效蒸发器9的换热管内，首效蒸发器7内冷凝产生的纯化水通过底部进入次效蒸发器9内的喷淋器，纯化水蒸汽在进入换热管前经过首效除沫器8进行汽水分离，并经过换热管进行冷凝，形成蒸馏水。在冷凝的同时也使得水蒸汽的热能得到充分的利用。
次效蒸发器9与末效蒸发器11间的循环与首效蒸发器7与次效蒸发器9间相同。
作为本发明优选的实施方式，预热系统包括彼此相连一级预热器4和二级预热器5，首效蒸发器7内换热管的出口端与二级预热器5相连，首效蒸发器7内的换热管的出口端连接有热源水泵6。
在此系统中，可采用任何低温热源作为低温多效的驱动热源，如可采用空调余热作为热源，空调冷却水出口温度约为70℃，也可采用60℃的低温地热水作为热源，都能最大限度的降低能耗。
首效蒸发器7的加热源由外界提供，不由纯化水的水蒸汽提供。
经过一级预热器4和二级预热器5的两次加热，可使得首效蒸发器7内的换热管达到最佳温度，以便在首效蒸发器7内对纯化水进行尽可能更完全的蒸发。
作为本发明优选的实施方式，与冷凝装置15相连设有一冷凝水泵14，冷凝装置15的外侧还设有真空泵13。
冷凝装置15内的冷凝水通过外接输入冷凝装置内的换热管，在整个设备运转过程中开启真空泵13，用于抽取冷凝装置15内的不凝气体，使得整个蒸馏系统能处于负压状态。
作为本发明优选的实施方式，注射水储存装置17连接次效蒸发器9和末效蒸发器11的底端，注射水储存装置17的前端还设有水质监控装置16，注射水储存装置17包括彼此并联的低温储存装置和高温储存装置，低温储存装置和高温储存装置的支路上均设有控制阀。
作为本发明优选的实施方式，一级预热器4与末效蒸发器11的底部相连。
通过开启或者关闭控制阀可控制最终收集的注射水进入低温储存装置或者高温储存装置进行储存。
末效蒸发器11内浓缩的纯化水，通过一级预热器4排出系统。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.低温多效蒸馏制备注射水工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、将加热装置进行预热；
2）、将纯化水通过预热后的加热装置加热，并排入多级喷淋蒸发系统中；
3）、将步骤2）中产生的纯化水蒸汽进行冷凝，得到注射水；
4）、将注射水进行低温或者高温储存。
2.根据权利要求1所述的低温多效蒸馏制备注射水工艺，其特征在于：所述加热装置包括若干通过管道相连的预热器，所述多级喷淋蒸发系统包括至少两个通过管道相连的蒸发器，前端的蒸发器产生的蒸汽进入后端蒸发器内的换热管内，前端的蒸发器底部与后端的蒸发器顶部的喷淋器相连。
3.根据权利要求1所述的低温多效蒸馏制备注射水工艺，其特征在于：所述步骤4）中的高温储存温度为大于或者等于80℃，所述步骤4）中的低温储存温度为小于或者等于4℃。
4.一种实施权利要求1所述低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：包括纯化水储藏箱和纯蒸汽发生器以及与所述纯化水储藏箱和纯蒸汽发生器均相连的预热系统，与所述预热系统相连设有多级喷淋蒸发系统，还包括设置在多级喷淋蒸发系统尾端的冷凝装置和注射水储存装置，所述多级喷淋蒸发系统包括至少两个彼此相连的蒸发器，各所述蒸发器内均设有换热管和喷淋器，两相邻的蒸发器间设有除沫器。
5.根据权利要求4所述的实施低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：所述除沫器为折流板除沫器，各所述除沫器中设有至少两级折流板结构。
6.根据权利要求4所述的实施低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：所述多级喷淋蒸发系统包括彼此相连的首效蒸发器、次效蒸发器和末效蒸发器，所述首效蒸发器的尾部与次效蒸发器顶部的喷淋器相连，所述次效蒸发器的尾部与末效蒸发器顶部的喷淋器相连，连接所述首效蒸发器的顶端与次效蒸发器内换热管的进口端设有首效除沫器，连接所述次效蒸发器的顶端与末效蒸发器内换热管的进口端设有次效除沫器，与所述末效蒸发器的顶部相连设有末效除沫器。
7.根据权利要求6所述的实施低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：所述预热系统包括彼此相连一级预热器和二级预热器，所述首效蒸发器内换热管的出口端与二级预热器相连，所述首效蒸发器内的换热管的出口端连接有热源水泵。
8.根据权利要求4所述的实施低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：与所述冷凝装置相连设有一冷凝水泵，所述冷凝装置的外侧还设有真空泵。
9.根据权利要求6所述的实施低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：所述注射水储存装置连接次效蒸发器和末效蒸发器的底端，所述注射水储存装置的前端还设有水质监控装置，所述注射水储存装置包括彼此并联的低温储存装置和高温储存装置，所述低温储存装置和高温储存装置的支路上均设有控制阀。
10.根据权利要求7所述的实施低温多效蒸馏制备注射水工艺的系统，其特征在于：所述一级预热器与末效蒸发器的底部相连。
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