制药用水站的设计.doc

设计任务书设计任务书 一 设计题目 制药用水站的设计 二 设 计 参 数 纯化水 1 34t h 注射用水 1t h 三 设计内容及要求 1 确定纯化水和注射用水的工艺管道流程 2 详细叙述一个制水工艺设备工作原理 结构组成及关于此设 备国内外地现状 研究前沿 3 设备选型 纯化水按 1 34t h 注射用水按 1t h 4 按规范要求设计制药用水站工艺平面图 并注明其技术要求 5 总结和论述制药用水站的设计 四 设计主要成果 1 设计说明书一份 包括工艺概述 工艺流程及净化区域划分 说明 物量衡算 工艺设备选型说明 工艺主要设备一览表 工艺 平面布置说明 车间技术要求 2 工艺平面布置图一套 1 100 3 纯水生产工艺管道流程图 目目录录 1 概述 1 1 1 制药用水站设计简介 1 1 2 制药用水站设计方案简介 1 1 3 工艺流程说明及草图 2 1 3 1 工艺流程 2 1 3 2 纯化水工艺流程图 2 1 3 3 注射用水工艺流程图 2 2 净化区域划分说明 3 3 多效蒸馏水机介绍 3 3 1 多效蒸馏水机的工作原理 3 3 2 国产多效蒸馏水机 3 3 2 1 列管式多效蒸馏水机 4 3 2 2 塔式盘管型多效蒸馏水机 4 3 3 国外多效蒸馏水机发展状况 5 4 物料衡算 6 4 1 纯化水制备工段物料衡算 6 4 2 储存分配工段物料衡算 9 5 工艺设备选型说明 10 5 1 原水储罐 10 5 2 原水泵 10 5 3 聚凝剂投加器 11 5 4 机械过滤器 11 5 5 活性炭过滤器 14 5 6 离子交换软化器 16 5 7 精密过滤装置 20 5 8 高压泵 21 5 9 一级反渗透主机 21 5 9 1 微滤器计算 21 5 9 2 一级反渗透装置设计 22 5 10 一级纯化水箱 24 5 11 NaOH投加装置 24 5 12 一级纯化水泵 25 5 13 精密过滤器 25 5 14 增压泵 25 5 15 二级反渗透装置 25 5 16 二级纯化水箱 26 5 17 二级纯化水泵 26 5 18 紫外线杀菌器 26 5 19 微孔过滤器 26 5 20 多效蒸馏水机 27 5 21 纯蒸汽发生器 28 5 22 注射用水储罐 28 5 23 注射用水泵 29 6 工艺主要设备一览表 29 7 车间布置技术要求 30 7 1 车间布置的重要性和目的 30 7 2 车间组成和设计内容 31 7 3 设备布置的基本技术要求 31 8 对制药用水站设计的评述及问题分析 32 8 1 评述 32 8 2 问题分析 32 参考文献 33 附录 34 1 1 1 概述概述 1 11 1 制药用水站设计简介制药用水站设计简介 我国药典规定制药用水为饮用水 纯水 注射用水 及灭菌 注射用水 水是药物生产中用量最大 使用最广的一种原料 用于生产过 程及药物制剂的制备 制药用水的原水通常为自来水公司提供的自 来水或深井水 其质量必须符合中华人民共和国国家标准 GB 5749 85 生活饮用水卫生标准 原水不能直接用作药物制剂的制备或实 验用水 纯化水为原水经蒸馏法 离子交换法 反渗透法或其他适 宜的方法制得的供药用的水 不含任何附加剂 注射用水是以纯化 水作原料 及经特殊设计的蒸馏器蒸馏 冷凝后经膜过滤制备而得 GMP 规定 纯化水 注射用水的制备 贮存和分配应能防止微 生物的滋生和污染 贮存罐和输送管路所用材料应无毒 耐腐蚀 管路的设计和安装应避免死角 盲管 贮存罐和管路要规定清晰 灭菌周期 注射用水贮存罐的通气口应安装不脱落纤维的疏水性除 菌过滤器 1 21 2 制药用水站设计方案简介制药用水站设计方案简介 注射用水是以纯化水为原料 故在本设计中 纯化水 1 34t h 注射用水 1t h 只采用一套设备用于制药用水站的设计 2 1 31 3 工艺流程说明及草图工艺流程说明及草图 1 3 11 3 1 工艺流程工艺流程 原水 机械过滤器 活性炭过滤器 软水器 保安过滤器 一 级反渗透装置 加药装置 精密过滤器 二级反渗透装置 纯化水 紫外线灭菌器 精密过滤器 蒸馏水机 注射用水 1 3 21 3 2 纯化水工艺流程图纯化水工艺流程图 图 1 1 纯化水工艺流程图 1 3 31 3 3 注射用水工艺流程图注射用水工艺流程图 图 1 2 注射用水工艺流程图 3 2 2 净化区域划分说明净化区域划分说明 制药用水站中生产纯化水和注射用水时 细菌的传播途径主要 有 工具和容器 人员 原水 空气中的尘粒 其中工具和容器及 人员可以通过卫生消毒 净化制度来解决 原水可以通过水处理来 解决 而空气中尘粒则是一个很关键的污染源 对这一项的有效保 证方法是测定洁净度 本设计中的设备是一个机组 设置在一个生产车间中 纯化水 以及注射用水的 GMP 要求比药物制剂的低得多 而且洁净度高的 洁净室的造价很昂贵 因此本制药用水站设计的净化区域的划分中 只划分一个 30000 级洁净室的生产车间 3 3 多效蒸馏水机介绍多效蒸馏水机介绍 3 13 1 多效蒸馏水机的工作原理多效蒸馏水机的工作原理 多效蒸馏水机的工作原理是让经充分予热的水通过多效蒸发和 冷凝 排除不凝性气体和杂质 从而获得高纯度的蒸馏水 3 23 2 国产多效蒸馏水机国产多效蒸馏水机 目前国内主要有上海 常熟 长春 丹东 宝鸡 武汉等地厂 家生产的多种型号规格的多效蒸馏水机 4 3 2 13 2 1 列管式多效蒸馏水机列管式多效蒸馏水机 该类产品主要有沪产 LD 系列机 ZDS 500 4A 型机 长春 产 LD 系列机 常熟产 LD 系列机 宝鸡产 DX 型机 以上列管式多 效蒸馏水机 其结构 性能 工作原理基本相同 其主要结构有 N 只蒸馏塔 N 只换热器和一台冷凝器组成 N 只蒸馏塔和一台冷凝 器 由进料水管 蒸汽管及冷却水管连接在一起 加压泵 多种阀 视镜等组成 另配有电导仪监测蒸馏水质量 列管式多效蒸馏水机 的特点 1 抗压强高 使用蒸汽压力在 0 3 0 8范围内 其MPa 蒸馏水产量可随蒸汽压力的提高而增大 但供气压力低于 0 3时 MPa 无法产生蒸馏水 2 需要部分冷却水 各种型号规格的蒸馏水产 量与冷却水比例不等 效数增加则冷却水用量减少 供气压力加大 冷却水用量也增大 但易引起冷却水管道结垢 影响蒸馏水的出量 3 机器高度较大 一般大于 3m 因其螺旋分离器需要一定的高 度 如果高度降低 其螺旋分离器长度减小 除热原的能力降低 4 机器自重比塔式盘管型多效蒸馏水机大 3 2 23 2 2 塔式盘管型多效蒸馏水机塔式盘管型多效蒸馏水机 该类产品主要有丹东产 TDZ 系列机 长春产 LDX 系列机 DX 系列机 常熟产 PD 系列机 以上塔式盘管型多效蒸馏水机其结 构原理基本相同 但部分特殊部件设置差异较大 塔式盘管型多效蒸馏水机由圆筒形外壳 蒸发盘旋蛇管 分 布器 除沫器及浓液排除节流孔组成 预热器由壳体 加热蛇管 5 凝液节流孔组成 蒸发器的各效上下叠成塔型 两效之间有预热热 水的预热器 其特点 1 对所供蒸汽压力要求较低 在 0 3 以下 若蒸汽压力低于 0 3亦可产生蒸馏水 该特点适合供MPaMPa 热压力不足的单位使用 但其耐力压强较低 使用压力 0 3 2 在生产运行过程中 不消耗冷却水 因此管路无结MPa 垢的发生 3 设备由于不用管板 蛇管中央空间被充分利用 故 设备高度降低 其最大高度 2 7m 4 设备重量和体积均较相同 水产量的列管式多效蒸馏水机小约 50 3 33 3 国外多效蒸馏水机发展状况国外多效蒸馏水机发展状况 60 年代 国外研制出压汽式蒸馏水机 由于它具有明显的 节能节水的优点 所以国外使用较多 但这种机组的耗电大 噪音 大 操作使用维护都很不方便 进入 70 年代 国外又成功研制多效 蒸馏水机 这种设备技术工艺先进 操作简便 使用可靠 没有噪 音 很受用户欢迎 芬兰 意大利 德国 美国等先后研制成功并推出各具特 色的多效蒸馏水机 其中对我国产生一定影响的有 芬兰 FINN AQUA 意大利 STILMAS 公司和 OLSA 公司 德国 PHARMA PLAN 公司和 SUDEN 公司 瑞士 HAFER 公司和 KEMITERM 公司 美国 BARNSTED 等品种 6 4 4 物料衡算物料衡算 4 14 1 纯化水制备工段物料衡算纯化水制备工段物料衡算 对于纯水制备系统 纯化水产量一定的情况 采用从后向前计 算来完成物料衡算 设计要求纯化水产量达到 1 34 t h 注射用水产量达到 1 t h 根 据多小蒸馏水机蒸馏水生产能力与进料水之间的关系 要生产 1 t 蒸 馏水 需纯化水量约为 1 2 t 因此 实际要求的纯化水量为 2 54t h 1 二级反渗透装置的进水量计算 1 1 q q p 式中 q 纯化水的产量 3 mh q1 二级反渗透装置的进水量 3 mh p1 二级反渗透装置的回收率 由设计条件 纯化水的产量为 2 54t h 2 54 m3 h 一般二级 反渗透装置的产水率在 90 95 之间 现取 90 代入上式得二 级反渗透装置的进水流量为 1 2 54 90 2 82 q 3 mh 2 一级反渗透装置物料衡算 不考虑损失一级反渗透装置的出水流量与二级反渗透装置的进 水流量相等 对于一级反渗透装置 其进水流量等于产水与浓水排 放之和 7 一级反渗透反渗透装置的进水量 1 2 2 q q p 式中 q1 二级反渗透装置的进水量 3 mh q2 一级反渗透反渗透装置的进水量 3 mh p2 一级反渗透装置的回收率 一级反渗透装置的产水率在 0 80 之间 现取 60 代入 上式得一级反渗透装置的进水流量为 2 2 82 4 7 60 q 3 mh 一级反渗透装置排放的浓水量 221 qqq 式中 二级反渗透装置的进水量 1 q 3 mh 一级反渗透装置的进水量 2 q 3 mh 一级反渗透装置排放的浓水量 2 q 3 mh 代入数据得反渗透装置排放的浓水量为 2 4 72 821 88q 3 mh 3 离子交换软化装置的物料衡算 不考虑损失的话 水软化器的出水流量和反渗透装置的进水 流量相等 离子交换软化装置的自用水量一般为其产水的 10 离子交换软化装置的自用水用量 323qq p 式中 反渗透装置的进水量 2 q 3 mh 8 离子交换软化装置的自用水量 3 q 3 mh 离子交换软化装置的自用水量系数 3 p 代入数据得离子交换软化装置的自用水量 3 4 7 10 0 47q 3 mh 离子交换软化水装置的进水流量等于它的产水量与其自用水量 之和 即 332 qqq 式中 反渗透装置的进水量 2 q 3 mh 离子交换软化装置的自用水量 3 q 3 mh 离子交换软化水装置的进水流量 3 q 3 mh 代入数据 离子交换软化水装置的进水流量为 34 70 475 17q 3 mh 4 活性炭过滤器的物料衡算 活性炭过滤器的出水流量和水软化器的进水流量相等 活性 炭过滤器的进水流量等于它的产水量与其自用水量之和 即 443 qqq 式中 活性炭过滤器的进水流量 4 q 3 mh 活性炭过滤器的自用水量 4 q 3 mh 活性炭过滤器的自用水量根据经验数据一般占活性炭产水流量 的 10 即 43 10 5 17 10 0 517qq 3 mh 活性炭过滤器的进水流量 443 5 170 5175 687qqq 3 mh 5 机械过滤器的物料衡算 9 机械过滤器的出水流量和活性炭过滤器的进水流量相等 其进水流量等于它的产水流量与其自用水量之和 即 554 qqq 式中 机械过滤器的进水流量 5 q 3 mh 机械过滤器的自用水量 5 q 3 mh 机械过滤器的自用水量根据经验数据一般占活性炭过滤器产水 流量的 10 即 54 10 5 687 10 0 5687qq 3 mh 机械过滤器的进水流量 554 5 6870 56876 2557qqq 3 mh 表 4 1 物料衡算表 设备名 进水流量 3 mh 出水流量 3 mh 自用水量 3 mh 机械过滤器 6 25575 6870 5687 活性炭过滤器 5 6875 170 517 离子交换软化器 5 174 70 47 一级反渗透装置 4 72 821 88 二级反渗透装置 2 822 540 28 4 24 2 储存分配工段物料衡算储存分配工段物料衡算 对于纯化水 工艺要求直接送往用水电 对于注射用水 是将 纯化水送往多线蒸馏水机 然后在进行保温循环储存 由设计要求 最大用水量 1t h 循环时回流水的流速不能小于 1m s 设计时去 10 2m s 储罐出水的流速取 4m s 由于管径相同 流量之比等于流速之 比 设循环出水流量为 Q1 回水流量为 Q2 则有 1 2 4 2 2 Q Q 121QQ 解得 Q1 2 Q2 1 3 mh 3 mh 冷凝器的水流量 Q3 2 3 mh 加热换热器的最大水流量 Q4 2 最小水流量 Q5 1 3 mh 3 mh 5 5 工艺设备选型说明工艺设备选型说明 5 15 1 原水储罐原水储罐 原水储罐应设置高 低水位电磁感应液位计 动态检测水箱液 位 在非低水位时仍具备原水泵 计量泵启动的条件 水箱材料多 采用非金属 如聚乙烯 储备时间一个小时 机械过滤器的进水流量为 6 2557 因 3 mh 此原水储罐的体积至少为 1 6 25576 2557v 3 m 具体设备可选慈溪市福瑞塑料容器有限公司生产的卫生水箱 型号 8 3 m 尺寸 直径 2260 高 2500mm 11 5 25 2 原水泵原水泵 可采用普通的离心泵 泵设置高过热保护器 压力控制器 以 提高泵的使用寿命 为防止出现故障 泵还应设有自动报警系统 具体设备可选用太平洋泵业制造有限公司的 DL DLP 型多级离 心泵中的 40DL 型离心泵 其主要技术参数如下 流量功率型号级 数 m3 h L s 扬程 H m 转速 n r min 轴功 率 电机 功率 效 率 吸程 HS m 必须气蚀 量 r m 40DL74 9 6 2 7 4 1 36 1 76 2 06 86 8 82 6 75 2 1450 2 91 3 22 3 62 5 5 37 40 39 73 19 5 35 3 聚凝剂投加器聚凝剂投加器 原水水质浊度较高 通常运用精密计量泵进行自动加药 加入 适量的絮凝剂 使原水中的藻类 胶体 颗粒及部分有机物等凝聚 成较大颗粒 以便后面的沙虑去除 具体设备可选用南京慧邦科技研究所生产的 DHJ 系列一体化组 合式加药装置中的 DHJ 1 型加药装置 该设备主要技术参数如下 项目型号搅拌桶外形尺寸直径 长 高 mm 药剂箱外形尺寸长 高 宽 mm 搅拌机功率 KW DHJ 1800 10001000 1100 6000 75 5 45 4 机械过滤器机械过滤器 原水若使用井水 井水中厂含有颗粒很细的尘土 腐殖质 淀 12 粉 纤维素以及菌 藻等微生物 这些杂质与水形成溶胶状态的胶 体颗粒 由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定 性 通常它们不可能用自然沉降的方法除去 可应用原水预处理 即用添加絮凝剂的方法来破坏溶胶的稳定性 使使细小的胶体颗粒 絮凝成较大的颗粒 通过砂虑和碳虑预过滤 除去这些颗粒 在砂 虑中使用的滤料多采用大颗粒石英砂 把原水中的絮状杂质去除 通过机械过滤器处理后 出水的浊度 0 5FTU 选用一台钢制压力过滤器 内涂防腐材料 1 机械过滤器内径的计算 5 1 5 2 q D v 式中 D1 机械过滤器内径 m q5 机械过滤器的进水流量 3 mh v5 机械过滤器的滤速 m h 由物料衡算知处理水量为 6 2557 根据经验数据滤速取 3 mh 10 m h 则过滤器的直径为 1 6 2557 2 10 D 0 893m 圆整 取 D1 10000mm 2 实际滤速验算 5 5 11 4 q v DD 式中 13 实际过滤速度 5 vm h D1 机械过滤器内经 m q5 机械过滤器的进水流量 3 m h 代入数据得实际过滤速度为 5 4 6 2557 8 1 1 vm h 3 滤料体积的计算 2 1 4 D VH 式中 V 滤料体积 m3 H 滤料厚度 m D1 机械过滤器内经 m 滤料选用粒径 0 5 0 53mm 的石英砂 厚度取 700mm 需要滤料 体积为 2 3 1 0 70 56 4 Vm 配水系统采用小阻力配水 上设内径为 25mm 多缝滤帽 缝 宽在 0 25 0 4mm 滤帽布置数 50 个 m2 开孔比 1 5 本过滤器需滤 帽个 5050 0 36 3 1456 5257nS 4 反洗水流量计算 21 5 4 D qV 式中 反洗水流量 m3 h 5 q V 反洗水强度 m h 根据经验数据 水反洗强度取 25 m h 则反洗水流量为 14 2 3 5 1 2 519 63 4 qmh 具体设备可选用山东贝特尔环保科技有限公司生产的 RBGL 1000 型机械过滤器 其主要技术参数如下 外形尺寸 mm 型号 高外径 工作温度 工作压力 滤液层高 mm 设计出水 3 mh RBGL 1000289710125 50 4 5 2 kgfcm 12007 85 5 55 5 活性炭过滤器活性炭过滤器 系统采用的反渗透处理工序 其进水除了要求污染指数 SDI 5 之外 还有一的进水指标 即氯量 为此配置了活0 1 mg L 性炭过滤器 在系统中 活性炭过滤器主要具有两个处理功能 1 吸附水中的部分有机物 吸附率约为 60 左右 2 吸附水中残余的氯离子 1 活性炭过滤器内径 4 2 4 2 q D v 式中 D2 活性炭过滤器内经 m q4 活性炭过滤器的进水流量 m3 h v4 活性炭过滤器的滤速 m h 活性炭过滤器与机械过滤器基本相同 滤速范围较大 一般 8 20m h 进水流量为 5 687 m3 h 滤速取 10m h 则过滤器内径为 15 2 5 687 20 85 10 Dm 圆整 取 D2 900mm 2 实际滤速验算 4 4 2 2 4q v D 式中 V4 实际滤速 m h D2 活性炭过滤器内经 m 代入数据 得实际滤速 4 2 4 5 687 8 94 0 9 vm h 3 活性炭滤料体积 2 2 4 D VH 式中 V1 活性炭滤料体积滤料体积 m3 H 活性炭滤料厚度 m D2 活性炭过滤器内经 m 滤料选用粒径 1 3nm 活性炭滤料 厚度取 700mm 则需要滤 料体积为 2 3 1 0 9 0 70 445 4 Vm 配水系统采用小阻力配水 上设内径为 25mm 多缝滤帽 缝宽 在 0 25 0 4mm 滤帽布置数 50 个 m2 开孔比 1 5 本过滤器需滤 16 帽数个5050 0 302547 4948nS 4 反洗水流量 2 2 44 4 D qv 式中 q4 反洗水流量 m3 h v4 反洗水强度 m h 根据经验数据 水反洗强度取 9L m2s 则反洗水流量为 2 3 4 0 9 920 59 4 qmh 具体设备可选用宜兴市锐科环保有限公司的 GHT 100 型活性炭 过滤器 该设备主要技术参数如下 型号 规格 mm 产水量 3 mh 过滤面积 2 m 滤速 m h 工作温度 滤层高 度 mm 外形尺寸 L mm GHT 100 1000 7 50 7858 104 4020001750 1400 3200 5 65 6 离子交换软化器离子交换软化器 水系统中采用得软化器是利用钠型阳离子树脂中可交换的 Na 将 水中的 Ca2 和 Mg2 交换出来 使原水软化成软化水 这对防止反渗透 膜表面结垢 提高反渗透膜的使用寿命和处理效果意义极大 由于 再生液中能使金属腐蚀 因此软化罐体宜采用非金属材料制造 1 Cl 软化器的滤料采用钠型阳离子树脂 1 处理水量进水总硬度 3 5 17 mh 0 212 6 2 216 Hmg Lmmol L 工作周期 20Th 17 2 每个周期处理的水量 3 Qq T 式中 Q 每个中期处理的水量 m3 离子交换软化装置的进水流量 m3 h 3 q T 工作周期 h 由设计条件 每个周期处理的水量为 3 5 17 20103 4Qm 3 一个周期去除的硬度 0e EH Q 式中 一个周期去除的硬度 mol e E 进水总硬度 0 Hmmol L 代入数据 每个周期去除的硬度为 219 83 e Emol 4 所需的树脂的体积 2 e T E V E 式中 所需的树脂的体积 m3 2 V 树脂的工作交换容量 T E 3 mol m 树脂的交换容量取 则所需树脂的体积为 3 1000 T Emol m 3 2 219 83 0 219 1000 Vm 5 交换器的截面积 18 2 V f H 式中 交换器的截面积 f 2 m 交换器的高度 Hm 一般交换器的高度为 1300mm 2000mm 最少不低与 200mm 现取 则交换器的截面积为 1200Hmm 2 0 219 0 1825 1 2 fm 6 实际交换气速 3 5 q v f 式中 实际交换气速 5 v m h 交换器的截面积 f 2 m 代入数据得实际交换气速 5 5 17 28 33 0 1825 vm h 7 设备直径 3 1 13Df 代入数据得设备直径 3 1 131 130 18250 483Dfm 8 反洗水流量 6 6 60 1000 q nft Q 式中 反洗强度 取 6 q 2 6 3 qLms 反洗时间 取t12mint 代入数据得反洗水流量 3 6 3 1 0 1825 12 60 0 394 1000 Qm 反洗水箱体积取 0 5 3 m 19 9 选择盐溶解器 再生一次的耗盐量为 1000 e bE B 式中 再生一次的耗盐量 Bkg 耗盐率 现取b130 bg mol 盐的纯度 一般为 95 代入数据得 130 219 83 30 1 1000 0 95 Bkg 每月耗盐量为 3030 30 1903BBkg 月 每年耗盐量为 1212 903 10 84 10001000 B Bt 月 年 10 配置盐液用水量 6 1000 B Q a 式中 盐浓度 取a5 a 代入数据得配置盐液用水量 6 30 1 0 602 1000 0 05 Qkg 11 正洗用水量 6 6 60 q nft Q 式中 正洗强度 取 6 q 6 7 qm h 正洗时间 取 t 40mint 代入数据得正洗水用量 3 6 7 1 0 1825 40 0 85 60 Qm 再生一次的用水量 3 6666 0 3940 6020 851 846QQQQm 20 表 5 1 离子交换软水器的计算表 计算内容计算公式基础数据计算结果 离子交换树 脂用量 2 e T E V E 219 83 e Emol 3 1000 T Emol m 3 0 219m 交换面积 2 V f H 2 0 219Vm 1200Hmm 2 0 1825fm 交换直径 3 1 13Df 2 0 1825fm 0 483m 再生一次盐 用量 1000 e bE B 130 bg mol 95 219 83 e Emol 30 1kg 反洗用水量 6 6 60 1000 q nft Q 2 6 3 qLms 12mint 1n 3 0 394m 配置盐液用 用水量 6 1000 B Q a 30 1Bkg 5 a 0 602kg 正洗用水量 6 6 60 q nft Q 6 7 qm h 40mint 1n 3 0 85m 具体设备选用北京丰裕华水处理有限公司的 255460 软水器 该 设备主要参数为 型号 工作压力Mpa 工作温度 原水硬度 处理水量 3 mh 罐体直径 mm 2554600 15 0 55 50 8 mg L 1 30300 1200 5 75 7 精密过滤装置精密过滤装置 精密过滤装置又称保安过滤 它通常由熔喷成型的孔径为 5um 21 的聚丙烯膜来实现 精滤是原水进入反渗透膜前最后一道处理工艺 其作用是防止上一道过滤工序可能存在的泄漏 否则部分固体微粒 就会渗入反渗透膜中使反渗透膜阻塞 具体设备可选用上海奇川石化设备有限公司生产的 SJM 1 精密 过滤器 该设备主要技术参数如下 型号过滤精度 流量 3 mh 管路直径 DN mm SJM 10 1 60540 5 85 8 高压泵高压泵 作为反渗透系统动力源的高压泵 应配置高低压保护 过热保 护 以防止泵的损坏 高压泵的性能稳定可靠可保证水系统的运行 泵的材质为 316L 不锈钢 具体设备可选用 ZB3A 20 型卫生级泵 该设备主要技术参数为 型号相对应流量 L功率 KW转速 minr ZB3A 202100 54003200 500 5 95 9 一级反渗透主机一级反渗透主机 反渗透主机的主要部分是反渗透膜组件 由于渗透出水偏酸性 金属的膜壳会逐渐被腐蚀 因此 膜壳的选材应保证主机除盐的作 用能长久 稳定可靠的达到设计要求 反渗透主机的设计 残余的 反渗透基准水温为 25 水的利用度可达到 70 75 反渗透系统 的脱盐率大于 97 22 5 9 15 9 1 微滤器计算微滤器计算 一级反渗透前处理水量为 选用的聚丙烯鹏喷熔管 3 4 7 mh50 测试压差为 介质为经预处理后的自来水 精0 014Mpa250Lmm 度 流量为 0 47 1 17 按 0 5设计 则需总管长 5um 3 mh 3 mh 4 7 0 252 35 0 5 Lm 采用 500mm 的喷熔管 则需要的根数为 根 2 35 4 75 0 5 n 装入的不锈钢容器内 200 5 9 25 9 2 一级反渗透装置设计一级反渗透装置设计 一级反渗透的的产水量为 设计系统回收率为 3 2 82 v p qmh 60 进水为城市自来水 1 单个膜元件的渗透水量 Nv d d p aq q p 式中 单个膜元件的渗透水量 q 3 mh 膜元件实际净运行压力 N pMpa 污染系数a 渗透水量 v d q 3 md 单个膜元件的额定运行压力 设计中由设计 d pMpa 条件的压力扣除渗透压 本设计扣除 0 2 Mpa 由于进水经过预处理 发生污染的可能性较小 选择污染系 23 数 假设系统膜元件实际净运行压力 则单个0 85a 1 379 N pMpa 膜元件的渗透水量为 3 1 379 0 85 5 8 0 202 1 60 2 24 qmh 2 反渗透装置所需的膜元件数量 v p E q m q 式中 系统产水流量 v p q 3 mh 代入数值得反渗透装置所需的膜元件数量 2 82 13 96 0 202 E m 个 3 反渗透所需的压力容器组件数 设计每个压力容器中装 7 个反渗透膜元件 则反渗透所需的压 力容器组件数为 13 96 1 99 7 E pv m m n 个 实际所需压力容器组件数量 个 2 pv m 4 实际所需膜元件数 个 7 214 Epv mmn 5 膜元件的实际平均渗透水流量 3 2 82 0 201 14 v p v d E q qmh m 6 膜元件的最小浓水流量为 min min 0 201 51 005 v bv d qq 3 mh 7 每个膜组件产生渗透水流量 0 201 71 407 v pvv d qqn 3 mh 8 系统浓水流量 v p v bv p q qq Y 式中 24 系统回收率 本设计中为 70 Y 代入数值得系统浓水流量 3 2 82 2 821 21 0 7 v b qmh 9 各段压力容器数 采用二段排列 则第二段的压力容器数为 pv s m 个 min 1 21 1 20 1 1 005 v b pv s v b q m q 第二段的产水流量 3 2 1 407 1 1 407 v pv pv qqnmh 第二段的给水流量和第一段的浓水流量相等 则第一段的给水 流量为 3 1 2 1 407 1 212 62 v bv pv b qqqmh 第一段的容器数为 个 2 min 2 62 2 613 1 005 v b pvf v b q m q 表 5 2 各段总浓水给水流量表 段 总浓水流量 3 mh总给水流量 3 mh 一段2 624 7 二段1 212 62 具体设备可选用德阳水液有限公司生产的 PET 2DP4 型二级反渗 透设备 该设备主要技术参数如下 工作压力 Mpa 设备外形尺寸 cm 型号 产水 量 3 mh 一级二级高度宽度厚度 重量 Kg 产水率 电机功 率 KW PET 2DP44 581 41 715355012516256013 5 105 10 一级纯化水箱一级纯化水箱 该设备的材质采用 316L 不锈钢 容器的容量依据设计要求而定 具体设备可选用上虞市双良化工设备有限公司生产的单层立式 25 SL 不锈钢储罐 该设备主要技术参数如下 型号材质 容器 3 m 高度 m外形尺寸 m SL316L 不锈钢储罐100 10000500 300011 5 45 5 115 11 投加装置投加装置NaOH 在二级反渗透之间采用先进的控制型计量泵投加氢氧化钠 使 二级 RO 出水导电率大大降低 原水中含量较高 而 RO 膜对 2 CO 没有截留作用 投加氢氧化钠后可将转变为和 2 CO 2 CO 3 HCO 2 3 CO 可以通过 RO 膜脱除 使出水电导率大大降低 加药后 PH 值略有升 高 具体设备可与聚絮凝剂投加器相同 5 125 12 一级纯化水泵一级纯化水泵 水系统的一级纯化水泵设置高过热保护器 压力控制器 水量 监控器 以提高泵的寿命 出现故障时泵启动自动报警系统 具体设备可与高压泵相同 5 135 13 精密过滤器精密过滤器 在一级反渗透后设置精密过滤器 目的是防止一级反渗透过程 当中的泄漏 具体设备可与精密过滤装置相同 5 145 14 增压泵增压泵 增压泵的目的是使进入二级反渗透装置的水符合装置的压力要 26 求 具体设备可与高压泵相同 5 155 15 二级反渗透装置二级反渗透装置 为了使经过一级反渗透处理后的水质 尤其是水的导电率进一 步提高 水系统通常在一级反渗透主机后再设置二级反渗透主机进 行深度除盐 该二级反渗透装置是与第一级的反渗透装置设在一起 方便使 用与管理 技术参数参看一级反渗透装置 5 165 16 二级纯化水箱二级纯化水箱 二级纯化水箱即纯化水成品箱 该容器有 316L 不锈钢材料制造 为了使容器内积水完全排空和便于在线清洗 该容器采用圆顶圆底 立式结构 5 175 17 二级纯化水泵二级纯化水泵 采用卫生级泵 泵的形式为无容积式气隙 泵底最低处可安装 排水阀将水排尽 泵设置高过热保护器 水量监控器 以提高泵的 使用寿命 5 185 18 紫外线杀菌器紫外线杀菌器 整个水系统通过以上的各个流程虽然已达到了供水的水质要求 但为了防止管路中的滞留水及容器管路内壁滋生细菌影响供水质量 在反渗透处理单元的进出口 供水管道末端应设置大功率的紫外线 27 杀菌器 以保护反渗透处理单元免受水系统可能产生的微生物污染 杜绝或延缓管路系统内微生物细胞的滋生 具体设备可选用江苏亿利达水处理有限公司的紫外线消毒器 型号消毒水量 t h 功率 w反应器尺寸 cm 长 宽 高 运输量 Kg YLCn 1506 0180160 11 2330 5 195 19 微孔过滤器微孔过滤器 由孔径为 0 22um 的聚四氟乙烯滤棒组合而成的微孔过滤器 是 为了除去经上述处理后在纯化水中残留的微笑颗粒和离子交换装置 中所泄漏的破碎树脂等 使出水最终达到使用条件中对供水水质的 所有要求 装置同精密过滤器 5 205 20 多效蒸馏水机多效蒸馏水机 注射用水的制备采用蒸馏法 设备使用多效蒸馏水机 要求蒸 馏水机的 1 号蒸馏柱采用内外双层焊接型蒸发管 避免可能出现的 锅炉原争气泄漏 与原料水之间造成交叉污染 影响出水质量 在具体设备中 多效蒸馏水机有列管式与盘管式两种 表 5 3 多效蒸馏水机盘管式与列管式性能比较 机型项目列管式盘管式 使用材料量用料多用料少 盘管六效与列管四 效相当 价格四效机价格高于盘管六效六效机低于列管四效机 原料水与产量比1 15 1 0六效 1 2 1 0 五效 1 4 1 0 28 冷却水用量四效机为蒸馏水产量的 0 6 倍 不用冷却水 分布器各传热管设单体分布器 运 输中易倾斜或脱落 设整体分布板 运输中不会 移位或脱落 使用蒸汽压力的低限 0 25Mpa0 12Mpa 加工工艺形容易加工盘管弯制难度大 机型产水量范围大小均可 205000 L h 仅适宜于2005000 L h 体积与机重高度大 笨重 不宜运输体积小 高度低 重量轻 易运输 受热管固定性易固定牢靠盘管与筒体固定不是非常牢 固 配管外管路较复杂外管路较少 盘管式优点较多 尤其是塔式盘管式多效蒸馏水机在供气压力 时仍运行良好 且不需要冷却水 管道中也不会结垢 故在0 3MPa 选用设备时适宜选用盘管式多效蒸馏水机 具体设备选用江苏华东净化设备有限公司的内螺旋多效蒸馏水 机 型号 蒸馏水产量 t h 冷却水用量 Kg h 型号 mm LDN10000 5 102585 1200 2500 5 215 21 纯蒸汽发生器纯蒸汽发生器 为了控制系统中微生物的污染 系统设置了纯蒸汽发生器 具体设备可选用宁波永泉制药设备有限公司的 LCZ100 纯蒸汽过 滤器 生蒸汽压力 0 3MPa 纯蒸汽压力 0 16 0 25MPa 生蒸汽耗量 130 L h 配电 220V 去离子水耗量 125 L h 纯蒸汽产生量 100 L h 外形尺寸 长 宽 高 mm 29 750 550 2150 5 225 22 注射用水储罐注射用水储罐 系统中设置注射用水贮罐是为了调控系统用水的峰谷情况 贮 罐的容积结合蒸馏水机的出水能力和工艺使用情况确定 贮罐采用 316L 不锈钢材料制造 具体设备可选用常州市德乐松制药机械厂的 CG 1000 型贮罐 主要技术参数如下 外形尺寸 mm型号容积 L 设备重量 kg 直径宽高 CG 1000100033590020000 5 235 23 注射用水泵注射用水泵 注射用水泵是卫生级泵 由 316L 不锈钢材料制造 该泵具有 较高的压头 保证注射用水系统中水能够以较高的流速流动 最大 限度的控制循环管内壁上微生物膜的生成 并且要求泵能够在含蒸 汽热水的湍流状态下正常运行 具体设备可选用上海中成泵业制造有限公司生产的 BAW 型不锈 钢卫生泵 型号 流量 T H 扬程 m功率 KW BAW 1190 55 30 6 6 工艺主要设备一览表工艺主要设备一览表 表 6 1 工艺主要设备一览表 设备号设备名称设备型号设备数量 台外形尺寸 mm 1原水储罐 8 3 m 12260 高 2500 2原水泵40DL1 3聚凝器投加器DHJ 111000 1100 600 4机械过滤器RBGL 1001 1012 高 2897 5活性炭过滤器GH7 10011750 1400 3200 6离子交换软水器2554601 300 1200 7精密过滤装置SJM 11 40 8高压泵ZB3A 201 9一级反渗透主机PET 2DP415500 1250 1530 10一级纯化水箱SL1高 500 3000 11投加装置NaOHDHJ 11 12一级纯化水泵ZB3A 201 13精密过滤器SJM 11 14增压泵ZB3A 201 15二级反渗透装置PET 2DP41 16二级纯化水箱SL1 17二级纯化水泵ZB3A 201 18紫外线杀菌器YLCn 15011600 110 230 19微孔过滤器SJM 11 20多效蒸馏水机LDN1000 512