打开文本图片集

摘要：中药企业生产工艺主要分为中药提取和制剂两部分。中药浸膏是中药企业制剂的核心原料，而提取车间是生产浸膏的重要车间，关系到企业制剂使用原料的安全性和经济性。提取车间作为企业产业链体系的关键一环，中药企业不仅要求提取的产品质量合格，还要密切关注提取车间的能耗。中药企业生产能耗监测，提取车间能耗第一，这个问题长期困扰着中药企业。蒸汽冷凝水的回收利用技术应运而生，能够有效解决企业的难点痛点，既能显著降低生产成本，又可以响应国家节能减排的政策。本文对中药提取车间内的蒸汽冷凝水的回收利用措施展开论述，以期为中药生产企业提供借鉴。

关键词：中药提取车间；蒸汽冷凝水回收；水资源利用；热能利用

一、政策导向

节能是我国根据国情制定的发展经济的长远战略方针，是我国的基本国策，是我国可持续发展的一项必由之路。

近年来，国家对节能减排工作非常重视，相继出台了《“十四五”循环经济发展规划》、《“十四五”规划纲要》、《“十四五”节能减排综合工作方案》等相关产业政策以及国家现行的法律、法规、行业准入条件。中药提取车间能耗较大，中药企业在众药企中首当其冲。中药企业要响应国家节能降耗政策，恰恰也是降低生产成本、挖潜增效的良好契机。

从《固定资产投资项目节能审查系列工作指南》（2018年本）来看，政府对企业用水、用汽、用电的体量非常重视。企业出现不同阶段的总能耗，接受政府监督程度就不同。能耗越大，企业运行成本越大；能耗过高，审批程序将受到限制。

中药企业要进行节能减排，余热回收利用是有效手段之一。中药制药企业蒸汽余热排放口较多，产生的蒸汽冷凝水携带大量余热。企业对蒸汽冷凝水进行合理的回收利用，资源利用率提高，能源消耗降低，经济效益大幅提升，也迎合国家节能减排的政策要求，一举多得。

二、蒸汽冷凝水概述

蒸汽冷凝水是指水蒸气经过冷凝过程形成的液态水。饱和水蒸汽给中药车间设备加热后，降温形成蒸汽冷凝水。蒸汽冷凝水是饱和的高温软化水，水质好，温度高，携带着大量显热。

中药提取车间用汽设备主要有：多功能提取罐、双效/单效浓缩器、酒精精馏塔、带式干燥机/喷雾干燥等。以南方某提取车间举例，蒸汽耗量如表1所示。

从表1可以看出，中药提取设备能耗较大，产生的冷凝水较多，该药企一个提取车间每小时就可以收集近30吨蒸汽冷凝水。如果合理利用起来，可以产生很可观的效益。可在车间内设置冷凝水储罐或者室外埋地冷凝水降温池进行收集，用于锅炉补水、冷却塔补水、出渣间清洗等各种用途，实现节能降耗的目的。

三、蒸汽冷凝水回收的意义及用途

中药提取车间每天消耗大量水，蒸汽冷凝水回收对于节水也有很好的效果。我国淡水资源的匮乏，同样需要企业负起节约用水的责任。蒸汽冷凝水的回收利用不仅相应国家节能减排的政策，又可以节约生产成本，提高经济效益，是企业可持续发展的重要环节。

中药提取车间回收的蒸汽冷凝水，主要有两种价值：一是降温后的水直接使用--实现资源的循环利用；二是冷凝水中潜在的热能利用—节约能源消耗。蒸汽冷凝水的性质属于污水，回收利用后还可以减少污水排放量。

1、蒸汽冷凝水可为锅炉补水

蒸汽冷凝水具有很高的脱盐度，是处理过的软化水，经过除铁工艺后的蒸汽冷凝水可以给锅炉补水。蒸汽冷凝水集中收集进蒸汽冷凝水储罐，再通过泵打入到锅炉房内除铁、除氧处理，作为锅炉补水。如图1所示。

蒸汽冷凝水温度较高，保温情况下回水温度可达60℃以上。锅炉初始给水温度只有10℃～25℃，两者温度相差50℃左右。锅炉用蒸汽冷凝水给水可降低能源消耗，节约燃料费用，对于燃油、燃气锅炉来说，经济收益更为可观。

2、蒸汽冷凝水可为冷却塔补水

冷却塔一般设置在提取车间的屋面，提取车间冷却水耗量大，需要冷却塔源源不断的供冷却水，为提取、浓缩、醇沉、酒精精馏等工序使用。冷却水每小时的损耗率约占总冷却水的千分之四，损耗率较大，每小时需要进行补水，而蒸汽冷凝水正好可以替代饮用水进行补水，极大的节约了企业用水成本。

3、蒸汽冷凝水可作为冲洗用水

提取车间出渣间用水量较大，蒸汽冷凝水可用于出渣间地面清洗。降温后的蒸汽冷凝水还可以冲洗厕所、道路清洗等。

4、蒸汽冷凝水余热利用

提取车间内蒸汽转换成蒸汽冷凝水时，会释放大量的潜热。企业可通过冷凝水热交换系统、高温冷凝水闪蒸蒸汽热回收系统等装置进行余热回收利用，产生的余热可用于办公楼内供暖、洗手，或提取车间内的提取用水加热、在线清洗系统加热、纯化水制备系统的原水加热等。

5、避免污水的直接排放

蒸汽冷凝水不进行回收利用的话，就要降温到40℃以下，作为污水直接排掉。这不仅要消耗饮用水或冷却循环水等介质为其降温，无疑还增加了污水处理设施负担。

进行蒸汽冷凝水的回收利用，则既能避免废水对周围环境产生污染，又可以显著提高水资源的利用率。

6、提升企业形象，避免人员烫伤

蒸汽“小白龙”是企业一道风景线，影响了企业形象，且容易对人员造成烫伤。蒸汽冷凝水中的闪蒸汽和余热进行回收利用，可以消除因为冷凝水排放烫伤人员的可能，避免环保隐患，有效提升企业形象。

7、促进上游设备行业发展

由于蒸汽冷凝水回收利用使用到冷凝水热交换系统、高温冷凝水闪蒸蒸汽热回收系统、气动/电动冷凝水回收泵等装置，这些装置目前是国内先进高效设备。企业的这一举措符合国家对企业使用高效先进的节能设备要求，对上游的设备行业也能起到促进和发展作用。

四、冷凝水回收技术

1、设计案例

以本人参与的山东XX药厂的蒸汽冷凝水回收方案为例，介绍当前中药提取车间领先使用的蒸汽冷凝水回收技术。

设计思路：提取车间共计24个6000L多功能水提取罐，车间共产生17t/h的高温蒸汽冷凝水，经管道收集进入30立方冷凝水箱。其中，闪蒸汽进行增压回收，冷凝水通过热回收机组给提取用水加热，设计闪蒸汽被有效回收，冷凝水降低至40℃以下，给锅炉补水、冷却塔补水。

热回收机组换热机理：常温饮用水储存在30立方提取储水箱里，首先泵入热回收机组与蒸汽冷凝水换热升温，变成热水回到提取储水箱后泵入提取罐，浸泡药材使用，大大减少了蒸汽消耗量。低温冷凝水的热量无法就地利用，作为补水既节省锅炉房软化水及冷却塔饮用水的消耗，又可以减少排污（注：蒸汽冷凝水属于企业排污废水），一举多得。

设计流程如图1所示。

2、核心技术设备

该蒸汽冷凝水回收利用技术使用到的设备主要有冷凝水箱、提取储水箱、热回收机组、气动冷凝水回收泵。

（1）热回收机组

冷凝水回收后统一进入热回收机组后分离为闪蒸汽和冷凝水。

热回收机组放置在减压站旁边，以方便闪蒸汽的回收利用。热回收机组主要为热交换换热器，使热量可以从一次侧流体传递至二次侧流体而不接触，以实现热能的有效交换。两种主要的“冷凝水-冷水”热交换器是管壳式和板式。传热过程两种流体分隔开，避免流体间的相互污染，属于间接加热，使用高效且卫生。

（2）冷凝水回收泵

冷凝水回收泵根据使用的动力源不同，主要有气动冷凝水回收泵和电动冷凝水回收泵两种。气动冷凝水回收泵主要使用蒸汽或压缩空气为动力。

气动冷凝水回收泵无需维护，能将大量凝结水和其他液体从低位场所泵送到位场所。与传统电泵相比，气动冷凝水回收泵可以泵送99℃以上的高温冷凝水；由于没有加速旋转的密封结构，电机和回收泵泵的叶轮，不存在泄露和气蚀的问题。气动冷凝水回收泵使用寿命比传统电泵寿命长得多。气动冷凝水回收泵如图2所示。

电动冷凝水回收泵最大的优点是：排量大，在水温98℃，扬程50米时，最大冷凝水输送能力可达60t/h。每台装置由三个部分组成：水槽、电泵及控制系统。两台泵，一用一备，实现故障时自动切换，优化运行提高泵的使用寿命。电动冷凝水回收泵如图3所示。

两种回收泵适用场合不同，具体选泵的类型、泵的参数、泵组配置等，需要综合考虑。

3、冷凝水节能效果

该提取车间设计蒸汽负荷：17t/h。

按经验估算平均蒸汽冷凝水量17*0.8*0.9=12.24t/h（考虑开机系数及冷凝水回收率）。

疏水阀前蒸汽冷凝水平均温度117℃，闪蒸率3.21%，得到的闪蒸汽量12.24t/h*3.21%*0.7=0.275t/h，剩余蒸汽冷凝水量12.24-0.275t/h=11.965t/h。

蒸汽冷凝水罐温度95℃，降温后温度40℃，折算回收蒸汽量11.965*1000*4.2*（95-40）/2778=994.93kg/h。

（注：1.0MPa蒸汽总焓值2778kJ/kg，水的比热容4.2kJ/kg）

按照蒸汽成本260元/吨，自来水成本5元/吨，年运行时间7200天（年工作时间300天，每天24小时）计算，闪蒸汽回收利用、冷凝水热量回收、回锅炉或冷却塔节约水量收益如下。

车间内闪蒸汽回收利用收益：保守计算闪蒸汽回收量0.275t/h*7200*90%=1782t，1782*260=463320元，每年节省燃料成本约46万元。

冷凝水热量回收收益：保守计算每年蒸汽冷凝水回收折算成回收蒸汽量994.93/1000*7200*80%=5730.80t， 5730.80*260=1490008元，每年节省燃料成本约149万元。

回锅炉房、冷却塔量：保守计算每年节约水量11.965*7200=86148t，86148*5=430740元，每年节省自来水成本约43万元。数据分析详见表2。

通过设置冷凝水热回收系统，该提取车间每年可节约资源约238万元（锅炉房节约的燃料费用不计），收益客观，且符合国家节能环保的政策理念。

4.其他收益

提取使用热水，可大幅提升提取工段的生产效率。还可以解决冒汽“小白龙”现象，减少排污，产生环保收益。减少锅炉房碳排放，提高企业形象。

五、小结

中药提取车间的节能降耗势在必行，这不仅符合国家节能减排的政策导向，也可以促进环保、降低生产成本、提高资源利用率，进一步提高产品竞争力。蒸汽冷凝水回收利用可以带来可观的经济效益和环保效益。设备先进，投资回收期短，能够帮助中药企业降低在生产运行过程中的碳排放，助力“双碳”目标实现，一举多得，值得推广。

千里之行，始于足下，作为医药设计行业从业者，要充分认识到节能减排这一大趋势，采用合理的技术、设备、设计，既为企业节省大量运行成本，又为国家的发展乃至全球的环境保护贡献微薄之力。

参考文献：

[1] 杨昱. 工业蒸汽冷凝水的回收与利用[J].今日科苑，2007（16）：116-117.

[2] 张胜.浅谈蒸汽冷凝水在制药企业的管理与回收利用[J].广东化工，2013.40（7）：126-127.

[3] 《固定资产投资项目节能审查系列工作指南》（2018年本）

作者简介：赵含雪（1987.09）女 汉 硕士研究生 山东聊城 目前职称：工程师 研究方向：化工与医药厂房工艺设计