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摘要：医药中间体7-ACA生产具有用水量大、污染量大的特点。从清洁生产——循环利用理念入手，研究设备冷却水、生产用水工序的最优化组合，有效利用设备冷却水废热同时提高水的重复利用率，将降低资源消耗的重要举措落到实处，达到环境与企业的双赢。
关键词：医药中间体；7-ACA；设备冷却水；回收利用
中图分类号：TS224 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0102-02
7-ACA生产包括微生物发酵、过滤、提取、结晶等过程，而过滤和提取环节用排水量最大。发酵过程需要充足稳定的气源维持菌种的生长，因此通过空气压缩机来实现稳定气源供给。生产过程中的空气压缩机冷却水是流经设备的夹层，水质好，没有污染，设备产生的热能通过管程传递给水，来保证空压机的稳定运行。文章从空压机冷却水的选择及冷却后水资源、热能的利用进行研究，得出了符合抗生素生产的节能降耗措施，对企业经济效益产生深远影响。
1 离心式空压机工作原理及余热产生
空气压缩机叶轮高速旋转时，气体随着旋转在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。将电动机的机械能转换成气体压力能过程中，空气被强烈地压缩，温度骤升，产生大量的热量，同时空压机机械部件高速运转也会产生大量的摩擦热。空压机产生的热量主要被冷却水或排风带走，并排放到周围环境中。
2 影响冷却系统的因素
对空压机空气冷却器水冷系统来说，冷却水的温度、压力、清洁度以及水的硬度都会影响冷却系统的效果。
2.1 冷却介质选择——循环水
循环水具有重复利用，有减少排放的优势特点，但在空压机空气冷却器应用中却存在如下劣势：（1）结垢换热效率降低，严重影响空压机运行；（2）腐蚀性水中Cl-、SO42-等腐蚀性离子，易造成金属的电化学腐蚀，从而腐蚀冷却器及管道；（3）水温高夏季不利于空压机多级空气冷却系统散热，因季节需冷冻水配合使用，因而增加能耗。
2.2 冷却介质选择——一次水
从上述各项指标对比来看，空压机冷却系统利用一次水冷却在结垢、腐蚀性、机组散热方面有明显优势。
3 方案设计
本方案设计将一次水应用于空压机组设备冷却用，解决空压机冷却器结垢、腐蚀等问题同时充分利用该冷却水及其余热应用于下道生产环节，达到水资源、废热回收再利用的效果。生产用1台离心式空气压缩机（700Nm3/min），原设计运行第二级冷却根据季节利用循环水或7℃水冷却。现将设备第二级冷却介质用一次水水冷替代，用水量约60t/h，二级冷却器的出水温度达到30℃～32℃。一部分设备冷却排水直接回用到循环水系统作为补水，另一部分设备冷却水收集储存并利用，带有余热的冷却水直接应用于7-ACA提取生产设备加热、清洗。
4 实施方案及经济效益
4.1 空压排放冷却水应用于生产环节
空压排放设备冷却水每小时60t，每天排放1440t。其中循环水系统补水550t/d，867t/d作为生产车间回收再利用。空压排放冷却水的综合利用率达到98.4%。
生产环节实际需求纯化水量如表2所示。
4.2 综合能耗分析
4.2.1 节约蒸汽。空压机冷却排水收集利用余热并配置碱水，升温碱洗设备，节约部分蒸汽，如下：
节约蒸汽费用：3.37t/d×193.56元/t蒸汽=652元/d
4.2.2 增加用冷耗能。现方案设计中在7-ACA提取生产上利用空压机排水，比直接用一次水降温至工艺用9℃，需增加7℃制冷机组用冷量。生产用650t/d纯化水，其中520t/d纯化水增加用冷量，所消耗的7℃水冷费用1304元/d。
4.2.3 节约空压机用水/冷。为达到空压二级机冷却效果，空压机冷却系统1～5月及11～12月用循环水，6～10月份用7℃水。若将用一次水替代循环水和7℃水冷，降低循环水和7度水的成本，节约循环水成本12960元/月和7℃水成本为4560元/d。
4.3 效益
具体见表4。
5 结语
空气压缩机的冷却水回收再利用方案从生产全局考虑，将动力消耗与生产需求相结合，既满足动力设备的最佳运行条件，又节约能源降低消耗，达到了资源利用最小化，切实能给企业带来较好的经济效益，非常值得应用
推广。
参考文献
[1] 万冬，王静康.7-ACA的制备及结晶工艺[J].化学工业与工程，2003，20（6）：507.
[2] 姜兵，王龙，林永波，等.7-ACA清洁生产的潜力研究[J].环境科学与管理，2011，36（1）：184.
[3] 徐兆瑜.7-ADCA与7-ACA医药中间体[J].四川化工与腐蚀控制，2003，4（6）：38.
[4] 张彩英，徐攀.一种空气压缩机废热回收利用方法
[J].可再生能源，2009，27（5）：117.
作者简介：李莹莹（1980—），女，华北制药河北华民药业有限责任公司环境主管，环境工程师，研究方向：环境工程、企业节能减排、污水处理工程等。
（责任编辑：叶小坚）
关键词：医药中间体；7-ACA；设备冷却水；回收利用
中图分类号：TS224 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0102-02
7-ACA生产包括微生物发酵、过滤、提取、结晶等过程，而过滤和提取环节用排水量最大。发酵过程需要充足稳定的气源维持菌种的生长，因此通过空气压缩机来实现稳定气源供给。生产过程中的空气压缩机冷却水是流经设备的夹层，水质好，没有污染，设备产生的热能通过管程传递给水，来保证空压机的稳定运行。文章从空压机冷却水的选择及冷却后水资源、热能的利用进行研究，得出了符合抗生素生产的节能降耗措施，对企业经济效益产生深远影响。
1 离心式空压机工作原理及余热产生
空气压缩机叶轮高速旋转时，气体随着旋转在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。将电动机的机械能转换成气体压力能过程中，空气被强烈地压缩，温度骤升，产生大量的热量，同时空压机机械部件高速运转也会产生大量的摩擦热。空压机产生的热量主要被冷却水或排风带走，并排放到周围环境中。
2 影响冷却系统的因素
对空压机空气冷却器水冷系统来说，冷却水的温度、压力、清洁度以及水的硬度都会影响冷却系统的效果。
2.1 冷却介质选择——循环水
循环水具有重复利用，有减少排放的优势特点，但在空压机空气冷却器应用中却存在如下劣势：（1）结垢换热效率降低，严重影响空压机运行；（2）腐蚀性水中Cl-、SO42-等腐蚀性离子，易造成金属的电化学腐蚀，从而腐蚀冷却器及管道；（3）水温高夏季不利于空压机多级空气冷却系统散热，因季节需冷冻水配合使用，因而增加能耗。
2.2 冷却介质选择——一次水
从上述各项指标对比来看，空压机冷却系统利用一次水冷却在结垢、腐蚀性、机组散热方面有明显优势。
3 方案设计
本方案设计将一次水应用于空压机组设备冷却用，解决空压机冷却器结垢、腐蚀等问题同时充分利用该冷却水及其余热应用于下道生产环节，达到水资源、废热回收再利用的效果。生产用1台离心式空气压缩机（700Nm3/min），原设计运行第二级冷却根据季节利用循环水或7℃水冷却。现将设备第二级冷却介质用一次水水冷替代，用水量约60t/h，二级冷却器的出水温度达到30℃～32℃。一部分设备冷却排水直接回用到循环水系统作为补水，另一部分设备冷却水收集储存并利用，带有余热的冷却水直接应用于7-ACA提取生产设备加热、清洗。
4 实施方案及经济效益
4.1 空压排放冷却水应用于生产环节
空压排放设备冷却水每小时60t，每天排放1440t。其中循环水系统补水550t/d，867t/d作为生产车间回收再利用。空压排放冷却水的综合利用率达到98.4%。
生产环节实际需求纯化水量如表2所示。
4.2 综合能耗分析
4.2.1 节约蒸汽。空压机冷却排水收集利用余热并配置碱水，升温碱洗设备，节约部分蒸汽，如下：
节约蒸汽费用：3.37t/d×193.56元/t蒸汽=652元/d
4.2.2 增加用冷耗能。现方案设计中在7-ACA提取生产上利用空压机排水，比直接用一次水降温至工艺用9℃，需增加7℃制冷机组用冷量。生产用650t/d纯化水，其中520t/d纯化水增加用冷量，所消耗的7℃水冷费用1304元/d。
4.2.3 节约空压机用水/冷。为达到空压二级机冷却效果，空压机冷却系统1～5月及11～12月用循环水，6～10月份用7℃水。若将用一次水替代循环水和7℃水冷，降低循环水和7度水的成本，节约循环水成本12960元/月和7℃水成本为4560元/d。
4.3 效益
具体见表4。
5 结语
空气压缩机的冷却水回收再利用方案从生产全局考虑，将动力消耗与生产需求相结合，既满足动力设备的最佳运行条件，又节约能源降低消耗，达到了资源利用最小化，切实能给企业带来较好的经济效益，非常值得应用
推广。
参考文献
[1] 万冬，王静康.7-ACA的制备及结晶工艺[J].化学工业与工程，2003，20（6）：507.
[2] 姜兵，王龙，林永波，等.7-ACA清洁生产的潜力研究[J].环境科学与管理，2011，36（1）：184.
[3] 徐兆瑜.7-ADCA与7-ACA医药中间体[J].四川化工与腐蚀控制，2003，4（6）：38.
[4] 张彩英，徐攀.一种空气压缩机废热回收利用方法
[J].可再生能源，2009，27（5）：117.
作者简介：李莹莹（1980—），女，华北制药河北华民药业有限责任公司环境主管，环境工程师，研究方向：环境工程、企业节能减排、污水处理工程等。
（责任编辑：叶小坚）