CN106247307B - 连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯蒸汽发生器，特别涉及一种能够去除不凝气的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，属于纯蒸汽发生设备技术领域，包括通过管路依次相连的预热器、蒸发器及蒸汽缓冲罐，还包括冷却装置、气水分离室及呼吸器，冷却装置设置在气水分离室上端，呼吸器设置在冷却装置上端，冷却装置分别连接纯水管线及预热器，气水分离室分别连接预热器及蒸发器。本发明能够将原料水中的不凝气分离排出，大幅降低原料水中的不凝气含量，提高纯蒸汽的纯度及灭菌效果。

Description

连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及一种纯蒸汽发生器，特别涉及一种能够连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，属于纯蒸汽制取设备技术领域。

背景技术

目前，高纯度蒸汽在制药和医学领域具有较广泛的应用，如医疗器械、器具以及制药生产各环节中的设备、部件、工艺管道输送系统及其成品、半成品药品等方面所需进行的纯蒸汽消毒灭菌使用。

现有技术的纯蒸汽发生器结构与工作原理：是由预热器、蒸发器、蒸汽储罐、水泵、电气控制系统及其系统连接管路组成。纯蒸汽的制备是利用纯化水为原料水，将原料水(纯化水)进入预热器管程中被壳程中的工厂蒸汽进行预热，预热后的原料水进入蒸发器管程中，壳程中通入工厂蒸汽加热于管程中的原料水蒸发生成二次蒸汽，再经汽水分离装置分离后而获得纯蒸汽，纯蒸汽进入蒸汽储罐内缓存供各需灭菌使用。

现有工艺技术的纯蒸汽发生器，对产出的纯蒸汽中不凝性气体的去除方式，是在设备各部件相连接的最高部位设置单相放气阀将不凝性气体排除。这种工艺技术存在的不足之处，只能是在设备的初始运行过程中，通过原料水的注入将设备腔体内的空气逐步排出，原料水一旦充满设备腔体或蒸发生成二次蒸汽，再也无法实现气体的连续排放，况且排放的并非是原料水中的不凝性气体，而是设备初始腔体内的空气。真正的不凝性气体是来自于原料水中，原料水在温升的变化过程中，会释放出氨气、氯气、氮气、氧气、氢气、二氧化碳等气体，这些气体不去除混入在纯蒸汽中，在制药生产工艺系统消毒灭菌的过程中，纯蒸汽热能消耗产生的凝水残留在被灭菌的物体表面上会对药品质量产生严重的影响。不凝性气体在系统的管道和设备中，以两种形式存在，一是不凝性气体和纯蒸汽构成了混合气体存在于系统中；二是不凝性气体与纯蒸汽相互分离的状态存在于系统中，不凝性气体形成气团聚集在设备或系统的某一区域，若不及时排除，就会降低设备的传热效率，延长加热时间，形成气阻，干扰热量的分配，造成灭菌温度不均，严重影响消毒灭菌效果。并且国家GMP认证指南中，对纯蒸汽中的不凝性气体也有着明确的要求和规定。

在纯蒸汽系统中，不凝结性气体的产生、状态、影响以及检测和排除，一直是行业从业人员致力研究的问题，它不仅会影响系统消毒灭菌效果，还会对蒸发设备产生腐蚀，同时还会影响到药品的生产质量。因此，本发明对连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器研发，是具有极其重要的意义。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种连续去除不凝性气体的纯蒸汽发生器，能够将原料水中的不凝性气体分离排出，大幅度降低原料水中的不凝性气体含量，提高更高纯度的纯蒸汽，使其达到最佳的消毒灭菌使用效果，同时对制药工艺过程中的药品质量提供了更可靠的保障。

本发明所述的连续去除不凝性气体的纯蒸汽发生器，包括通过管路依次相连的预热器、蒸发器及蒸汽缓冲罐。还包括冷却装置、气水分离室及呼吸器，冷却装置设置在气水分离室上端，呼吸器设置在冷却装置上端，冷却装置分别连接纯水管线及预热器，气水分离室分别连接预热器及蒸发器。

所述的冷却装置内设有列管，其壳程入口连接纯水管线，其壳程出口连接预热器管程入口，预热器管程出口连接气水分离室，气水分离室与冷却装置的管程入口相通，冷却装置的管程出口与呼吸器相通。

所述的冷却装置内的列管为直列管。

所述的呼吸器内部设有滤芯，滤芯精度为0.2～0.5μm，该精度能够防止空气中的有害物质通过呼吸器进入原料水中，同时，由于管道内未正压，因此，气流只能向外逸出。

所述的气水分离室与蒸发器的连接管路上设有输送泵。

所述的蒸发器与蒸汽缓冲罐之间还连接有纯蒸汽蒸汽干燥器，纯蒸汽蒸汽干燥器上设有工厂蒸汽的进口及出口，工厂蒸汽的出口通过管路依次连接蒸发器及预热器。

所述的纯蒸汽蒸汽干燥器的管程入口与蒸发器的纯蒸汽出口相连，纯蒸汽蒸汽干燥器的管程出口与蒸汽缓冲罐相连；纯蒸汽蒸汽干燥器的壳程入口作为工厂蒸汽的进口与工厂蒸汽相连，纯蒸汽蒸汽干燥器的壳程出口作为工厂蒸汽的出口连接蒸发器。

所述的气水分离室出口连接蒸发器管程入口，蒸发器管程出口连接蒸汽干燥器管程入口；蒸发器壳程入口连接蒸汽干燥器壳程出口，蒸发器壳程出口为纯蒸汽出口并连接预热器壳程入口，预热器壳程出口接凝水出管。

所述的纯蒸汽蒸汽干燥器的壳程入口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器底部，其壳程出口设置在蒸汽干燥器顶部；蒸汽干燥器的管程入口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器顶部，其管程出口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器底部，纯蒸汽蒸汽干燥器内的工厂蒸汽与纯蒸汽形成逆流

所述的蒸发器的管程入口及壳程出口设置在蒸发器底部，蒸发器的管程出口及壳程入口设置在蒸发器顶部；预热器的管程入口、管程出口及壳程入口均设置在蒸发器顶部，壳程出口设置在蒸发器底部。

工作原理及过程：

原料水(纯化水)输送进入冷却装置的冷却装置，再进入预热器中预热，预热后的原料水进入冷却装置的气水分离室中，由于预热后的原料水具有一定的温度，水中的气体在气水分离式中自然得到释放，释放的气体进入冷却装置的冷却装置，经冷凝后的水滴沉降于气水分离室中，不凝结的气体通过气体分离器冷却装置的呼吸器排出。从而完成对原料水中的不凝性气体的连续排放。

其后，气水分离室中经去除不凝性气体后的原料水，经过输送泵进入蒸发器的管程中蒸发分离后生成纯蒸汽，由于蒸发分离后的纯蒸汽仍含有较小水分，需使纯蒸汽再进入蒸汽蒸汽干燥器的管程中与壳程中的工厂蒸汽进行热交换，从而纯蒸汽得到了进一步蒸发升华，获得了更高质量的饱和纯蒸汽，最终进入蒸汽缓冲罐储备待用。

来源的工厂蒸汽首先进入蒸汽蒸汽干燥器的壳程内，作为纯蒸汽的加热干燥热源；由蒸汽蒸汽干燥器的工厂蒸汽出口再进入蒸发器的壳程，作为蒸发器的蒸发热源；蒸发器内热交换后所形成的汽水混合物由蒸发器底部进入预热器，作为原料水的加热热源，工厂蒸汽的热能得到多次充分利用，最后的凝水由预热器底部凝水出口排出。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、设置冷却装置装置，原料水首先在冷却装置的冷却装置中进行初步预热，然后进入预热器中再次预热，预热后的原料水进入冷却装置装置的气水分离室中，由于预热后的原料水具有一定的温度，水中的气体在气水分离室中自然得到释放，释放的气体进入冷却装置的冷却装置，经冷凝后的水滴沉降于气水分离室中，不凝结的气体通过气体分离器冷却装置的呼吸器排出。这样的工艺技术大幅降低了原料水中的不凝性气体含量，提高纯蒸汽的纯度，对药品产品质量和消毒灭菌质量有着显著的效果。

2、原料水作为冷却装置冷却装置所需的冷却水，使冷却装置中的汽、气在冷却的同时，原料水吸热升温，节省了外接冷却水的资源。

3、合理设置呼吸器的精度，防止空气中的有害物质通过呼吸器进入原料水中。

4、通过设置蒸汽干燥器，能将蒸发分离后仍含有较小水分的纯蒸汽，进入蒸汽干燥器的管程中与壳程中的工厂蒸汽进行热交换，纯蒸汽得到了进一步蒸发升华，获得了更高质量的饱和纯蒸汽，大大提高了纯蒸汽的干燥度，消毒灭菌使用效果更加显著。

5、工厂蒸汽首先进入蒸汽干燥器作为纯蒸汽的加热源；其次进入蒸发器作为原料水的蒸发加热源；最后再利用工厂蒸汽高温冷凝水进入预热器作为原料水升温释放不凝性气体的加热源。这样的蒸汽多次最佳热能利用，大大降低了工厂蒸汽耗量，节省设备运行成本。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是呼吸器结构示意图。

图中：1、呼吸器；2、纯水管线；3、冷却装置；4、气水分离室；5、输送泵；6、凝水出管；7、预热器；8、浓缩水出管；9、蒸发器；10、控制阀；11、工厂蒸汽接管；12、蒸汽缓冲罐；13、蒸汽干燥器；101、滤芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述。

如图1所示，本去不凝气纯蒸汽发生器，包括通过管路依次相连的预热器2、蒸发器3蒸汽干燥器13及蒸汽缓冲罐5，还包括冷却装置3、气水分离室4及呼吸器1，冷却装置3设置在气水分离室4上端，呼吸器1设置在冷却装置3上端，冷却装置3内设有列管，该列管为直列管，冷却装置3壳程入口连接纯水管线2，其壳程出口连接预热器7管程入口，预热器7管程出口连接气水分离室4，气水分离室4与冷却装置3的管程入口相通，冷却装置3的管程出口与呼吸器1相通。

蒸汽干燥器13设置在蒸发器9与蒸汽缓冲罐12之间，蒸汽干燥器13的管程入口与蒸发器9的纯蒸汽出口即管程出口相连，蒸汽干燥器13的管程出口与蒸汽缓冲罐12相连，该连接管路上设有控制阀10；蒸汽干燥器13的壳程入口作为工厂蒸汽的进口与工厂蒸汽相连，该入口处设有工厂蒸汽接管11，工厂蒸汽接管11上设有控制阀10，蒸汽干燥器13的壳程出口作为工厂蒸汽的出口连接蒸发器9的壳程入口，蒸发器9壳程出口为纯蒸汽出口并连接预热器7壳程入口，预热器7壳程出口接凝水出管6，气水分离室4通过管路连接蒸发器9管程入口，该管路上设有输送泵5。

蒸汽干燥器13的壳程入口设置在蒸汽干燥器13底部，其壳程出口设置在蒸汽干燥器13顶部；蒸汽干燥器13的管程入口设置在蒸汽干燥器13顶部，其管程出口设置在蒸汽干燥器13底部，蒸汽干燥器13内的工厂蒸汽与纯蒸汽形成逆流

蒸发器9的管程入口及壳程出口设置在蒸发器9底部，蒸发器9的管程出口及壳程入口设置在蒸发器9顶部；预热器7的管程入口、管程出口及壳程入口均设置在蒸发器9顶部，壳程出口设置在蒸发器9底部。

如图2所示，呼吸器1内部设有滤芯101，滤芯101精度为0.2～0.5μm，该精度能够防止空气中的有害物质通过呼吸器1进入原料水中，同时，由于管道内未正压，因此，气流只能向外逸出。

工作原理及过程：

原料水由纯水管线2进入冷却装置3，再进入预热器7中，经预热器7预热后的原料水进入气水分离室4内，由于原料水已经具有一定的温度，其表面不断蒸发，产生蒸汽，同时，其中的不凝性气体在吸收热量后上升，随蒸汽进入冷却装置3的列管中，此时，由纯水管线2进入冷却装置3壳程的原料水，由于温度低，充当冷却水，在冷却水的冷却作用下，列管中的水蒸气冷凝成水，重新回到气水分离室4中，而不凝气继续上升，由呼吸器1排出。从而完成对原料水中的不凝性气体的排除。

其后，原料水一路由气水分离室4经输送泵5泵入蒸发器9的管程，在蒸发器9蒸发生成纯蒸汽，纯蒸汽再进入蒸汽干燥器13的管程，经与壳程中的工厂蒸汽换热后，纯蒸汽中的饱和水进一步汽化，然后再进入蒸汽缓冲罐12内备用。

工厂蒸汽一路，首先进入蒸汽干燥器13的壳程内，作为纯蒸汽的干燥热源，由蒸汽干燥器13排出的工厂蒸汽再进入蒸发器9的壳程，作为蒸发器9的蒸发热源，在此过程中形成较多的浓缩水，由蒸发器9底部的浓缩水出管8排出。由蒸发器9中排出的工厂蒸汽仍然具有一定的温度，再进入预热器7，对原料水进行预热，使热量得到充分的应用，最后的凝水由底部的凝水出管6排出。

Claims (9)

1.一种连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，包括通过管路依次相连的预热器(7)、蒸发器(9)及蒸汽缓冲罐(5)，其特征在于：还包括冷却装置(3)、气水分离室(4)及呼吸器(1)，冷却装置(3)设置在气水分离室(4)上端，呼吸器(1)设置在冷却装置(3)上端，冷却装置(3)分别连接纯水管线(2)及预热器(7)，气水分离室(4)分别连接预热器(7)及蒸发器(9)；

所述的冷却装置(3)内设有列管，其壳程入口连接纯水管线(2)，其壳程出口连接预热器(7)管程入口，预热器(7)管程出口连接气水分离室(4)，气水分离室(4)与冷却装置(3)的管程入口相通，冷却装置(3)的管程出口与呼吸器(1)相通。

2.根据权利要求1所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的冷却装置(3)内的列管为直列管。

3.根据权利要求1所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的呼吸器(1)内部设有滤芯(101)，滤芯(101)精度为0.2～0.5μm。

4.根据权利要求1所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的气水分离室(4)与蒸发器(9)的连接管路上设有输送泵(5)。

5.根据权利要求1所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的蒸发器(9)与蒸汽缓冲罐(12)之间还连接有纯蒸汽蒸汽干燥器(13)，纯蒸汽蒸汽干燥器(13)上设有工厂蒸汽的进口及出口，工厂蒸汽的出口通过管路依次连接蒸发器(9)及预热器(7)。

6.根据权利要求5所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的纯蒸汽蒸汽干燥器(13)的管程入口与蒸发器(9)的纯蒸汽出口相连，纯蒸汽蒸汽干燥器(13)的管程出口与蒸汽缓冲罐(12)相连；纯蒸汽蒸汽干燥器(13)的壳程入口作为工厂蒸汽的进口与工厂蒸汽相连，纯蒸汽蒸汽干燥器(13)的壳程出口作为工厂蒸汽的出口连接蒸发器(9)。

7.根据权利要求6所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的气水分离室(4)连接蒸发器(9)管程入口，蒸发器(9)管程出口连接纯蒸汽蒸汽干燥器(13)管程入口；蒸发器(9)壳程入口连接纯蒸汽蒸汽干燥器(13)壳程出口，蒸发器(9)壳程出口为纯蒸汽出口并连接预热器(7)壳程入口，预热器(7)壳程出口接凝水出管(6)。

8.根据权利要求6所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的纯蒸汽蒸汽干燥器(13)的壳程入口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器(13)底部，其壳程出口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器(13)顶部；纯蒸汽蒸汽干燥器(13)的管程入口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器(13)顶部，其管程出口设置在纯蒸汽蒸汽干燥器(13)底部，纯蒸汽蒸汽干燥器(13)内的工厂蒸汽与纯蒸汽形成逆流。

9.根据权利要求7所述的连续去除不凝气体的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述的蒸发器(9)的管程入口及壳程出口设置在蒸发器(9)底部，蒸发器(9)的管程出口及壳程入口设置在蒸发器(9)顶部；预热器(7)的管程入口、管程出口及壳程入口均设置在蒸发器(9)顶部，壳程出口设置在蒸发器(9)底部。