分离设备（精选12篇）
分离设备 篇1
合成氨生产是以工艺气体的形式进行反应和输送的。工艺复杂, 流程长, 需要的工序多。其间工艺气体需要不断地用液体进行洗涤、净化, 在气体压缩过程中还要接触到润滑油等液态物质, 所以, 工艺气体的气液分离是合成氨生产中较为普遍和重要的单元操作。通常是在塔器设备内接近出口处设置雾沫分离器进行简单的气液分离, 同时在后面设立专门的气液分离设备来分离液滴。在生产实际中, 如对这些设备的内件进行改造, 并在管道上增加分离装置, 可大大提高气液分离效率, 降低系统阻力, 改善工艺条件, 提高设备生产能力。
1改进雾沫分离器的结构形式
传统的雾沫分离器都是圆盘样式的, 一般是由丝网缠绕紧压在一起而成型的, 安装在设备里面气体出口附近。这种分离器由于丝网紧压在一起, 且无导流装置, 碰撞到分离器的雾沫没有汇集的渠道, 雾沫很难汇集成液滴流下来, 即使有部分小的液滴形成, 也容易被气体出口附近的高速气流再次雾化并携带出塔, 分离效果有限。同时, 由于分离器较厚, 缠得紧、压得实, 气体和雾沫中的固形物被截留在丝网上, 运行不了多长时间就会出现堵塞的情况, 不但不能起到分离液滴的作用, 反而增加系统的阻力。还有一种形式的分离装置是在设备液体入口的上方、气体出口的下方, 装填部分散装填料, 用来分离气体携带的液滴。这种方法因为没有导流装置, 分离效果很差, 还容易堵塞。许多厂家均因雾沫分离器堵塞而不得不频繁停车检修, 清洗分离器, 有的厂家甚至干脆把分离器去掉。这样就大大影响了生产的正常进行, 甚至使雾沫无法分离, 降低了气体的质量, 对下工段造成极大的危害。
我们在认真考察原雾沫分离器的优缺点之后, 设计出新型的雾沫分离器。新型雾沫分离器也采用不锈钢丝网, 整体为锥形。把丝网均匀地分层缠绕在一个倒锥形的固定架上, 每层丝网网孔均拉成菱形, 间隔4～6 mm, 层与层之间增设导流筋, 便于导流。锥尖捆在进液管上, 以实现分离、导流一体化, 一直导流到底部, 不需要再设置导流设施。
和原来的圆盘式雾沫分离器相比, 此种新型分离器具有以下优点。
(1) 原采用的圆盘式雾沫分离器丝网是多层紧压在一起的。新型分离器是单层间隔式, 在倒锥形固定架上每隔一层丝网, 即加一层4～5 mm隔离导流支架。这样做的结果是不仅减少了丝网的用量, 而且还使阻力大大降低, 且不易堵塞, 极大地提高了分离效率。
(2) 该新型雾沫分离器整体为锥形, 且丝网网孔均拉成菱形, 丝网与丝网之间还增加了具有固定作用, 同时还具有导流作用的导流筋, 除沫器的下端锥尖捆绑到进液管上。整体均具有导流作用。分离的液滴在重力的作用下, 沿着菱形丝网下落、集聚, 最后通过分离器的锥尖导入填料层重复分布利用。
(3) 该雾沫分离器制作简单, 且丝网用量减少, 无需大的投资。
2在水平管接近垂直下弯管前增设盲肠分离器
在水平出口管靠近下弯管前的底部接一盲肠管头, 利用原有管架固定, 内装废旧菱形丝网填料或废旧填料, 让下落液滴和顺管壁下流液体靠重力落入盲管死角。若分离下来的系有用的吸收液, 可引排污管入塔底液相排污阀内侧, 回收至塔, 重复使用。效果可与大分离器媲美。
3长距离水平管上增设简易气液分离器
在气体输送过程中增设气液分离器可以高效分离液滴。因为流动的气体在管道中是呈螺旋状前进的, 在不断旋转前进的过程中, 气体中大部分雾沫沿着管壁分离下来, 并汇集到管道的底部, 顺着管道缓慢前行。所以, 管道本身就是一个巨大的气液分离器, 而且管道越长、越粗, 气体流速越慢, 分离能力越大。所以, 要把管道中已经分离下来的液体 (已经不是液滴了) 引出来。怎么引呢?可在水平管的末端增加管道分离器。在气体输送管道内部靠近管道分离器的前方设置微小的挡液板进行拦挡。实践证明, 管道分离器分离的液体比专门的气液分离器还要多。
当然, 这种分离原理也适用于造气系统煤气中粉尘的分离、蒸汽冷凝水的分离, 效果都非常明显。具体做法如下。
在水平管道末端, 水平管的下部开孔, 直径与管道直径相同。孔后焊一挡液板, 宽1～2 cm, 开口处接一与主管线等径的排污管, 内装菱形填料或废旧填料。可借用原有管架固定, 让管内旋流分离的液体靠挡板阻挡、导流而进入导淋管。此项改造基本不花投资, 其效果比原采用的大分离器还好。
4改造分离器内件
为保证设备正常运转, 保证在气体进入系统时, 不因带有液体而影响生产, 常在气体进出系统时, 安装油水分离器。内件多为填料或旋流板等, 不论哪种结构, 均因缺乏导流装置, 和填料装填过于密实, 而使分离效果欠佳, 且容易堵塞, 给生产带来很大的危害。我们详细分析了原分离器的缺点之后, 对分离设备的内件进行了改造。改造方法如下。
填料仍采用丝网填料, 将丝网网孔均拉制成菱形。单层装填。层与层之间加装导流筋, 保证层与层之间的距离为4～6 mm, 菱形丝网在塔内采用人字形装填, 利用菱形丝网和导流筋将分离的液滴导流至塔壁, 并沿塔壁流至塔的底部。保证分离的液滴不会被气流重新带走。
综上所述, 采用以上措施, 即改造原来清洗、净化设备内的分离装置;在垂直管道前增设盲肠分离器;在水平管线上开孔增设等径分离器;改造原进出系统的气水分离器, 使每个装置都能做到导流、分离一体化, 即可数倍提高分离效果。对改善工艺条件, 降低阻力, 节能降耗, 提高生产能力均具有重大意义。本项改造无需大量的投资, 且丝网用量可大幅度减少, 是一项投资少, 效果显著的技改措施。
摘要：针对目前气液分离设备普遍存在的弊端, 结合气液流动的特点, 改进雾沫分离器的结构形式, 气体输送管道水平段增设盲肠分离器、气液分离器等, 提高气液分离效率。
关键词：气液分离,导流,效率,结构,改进
分离设备 篇2
我院设备科积极响应县卫生局安全生产大检查的通知，及时对设备科监管的特种设备进行了全面自查。
设备科监管的特种设备包括供应室预真空灭菌器、电热蒸汽发生器、氧气站氧气储气罐、氧气钢瓶。在用的压力容器都在县技术监督局特种设备管理科有台帐备案，并办理了特种设备使用证。
特种设备操作人员均参加了特种设备管理部门安全操作培训、考试，获得了特种设备管理员证及操作员证。在特种设备使用科室显明位置悬挂《特种设备操作流程及注意事项》、《特种设备应急预案》等制度，同时设备科对各种管理制度有存档记录。
特种设备的安全附件如压力表、安全阀都有一套作为备用，当在用的安全附件到达安全检定前及时检定并予以更换，确保在用安全附件在合格检定周期内。
各使用科室日常做好特种设备保养工作，并及时记录。如定期对安全阀做泄放试验，对蒸汽疏水阀定期清理，设备运行过程中做好压力表指示记录等。
因医院基建施工，原空气分子筛制氧机已经停止工作，对制氧设备及储气罐进行了拆除，同时在县技术监督局特设科办理了相关注销手续。现制氧设备采用西安北普气体有限公司液氧储气转化装置供氧。该公司已在县技术监督局特设科办理了前置备案，其他手续正在办理中。
设备科
分离设备 篇3
本文结合海洋油气工艺处理的特点对目前海洋油气开采用的油水分离器技术性能进行了分析，探讨了决定分离效率的关键因素以及此类设备果对深水油气开采的影响，阐明水下油水分离设备作为整个工艺处理流程的上游设备的重要性。
【关键字】海洋油气 油水分离 水下生产系统
前言
海洋中蕴含了很多的资源，对海洋资源的开发和利用受到了人们的广泛关注，如何应用高效的油水分离设备对海洋中蕴含的石油资源进行油水分离，海洋油气开采中始终关注的问题。
1.油水分离方法概述
1.1重力式分离
重力式分离是最基本的油水分离方法，根据油、气的相对密度存在差异，在特定的环境下（压力、温度等）会达到平衡的混合物状态，然后就会形成一定比例的水相和油相。按照斯托克斯公式，沉降速度与油中水的半径平方成正相关，较轻的成分在层流状态下，较重的成分会按照一定的规律沉降，同时这种沉降活动还与水油的密度差成反比。在实际操作中，可以利用斯托克斯公式的原理，增大水分的密度，降低油液的粘稠度来提高分离的速度，达到提高分离效率的目的。
1.2离心分离
由于油、水的密度不同，油水混合物在旋转分离过程中的油和水会产生不同的离心力，通过这种差异把水、油进行分离。依靠离心设备在工作过程中会产生的高转速来保证分离效果。此类分离对油水混合物在设备中的停留时间要求较低。
离心设备的处理能力及其维护是制约其使用的重要因素。例如水力旋流器就是一种利用离心原理工作的设备，这种设备可以用于连续相的液体与分散相的颗粒的分离。分散相的颗粒与连续相的液体在分离过程中，二者的密度差越大，则越容易分离。分散相的直径会对分离造成影响，即直径越大，两者反向运行时的速度差异就越大，也就越容易分离。
2.水下油水分离技术影响因素
2.1内部因素
海洋石油开发中采用的水下油水分离设备的工作环境为深水、超深水，存在着实际气液比低和油水分离压力高等两个典型特征，而油水分离压力高是关键因素。为了提高油水分离效率，需要不断提高油水分离的压力。其主要原因是由于油水分离压力越高，液态烃的质量分数越低，水相和油箱的密度差越大，减少后续重力沉降的油水分离时间，进而提高分离效率。
2.2外部因素
2.2.1水深压力大
随着水深的不断增加，油水分离器的外壳所能承受的外压力也是不断增大的。例如水深超过600-800米时，需要承受的外部压力达到6米Pa，需要增加分离器的壁厚以抗击超大的水压。而在增加分离器厚壁的同时，就必须提高油水分离器的加工、焊接、热处理及水下安装等技术能力，以保证分离器的安全运行。
2.2.2环境温度低
温度对深水中的油、水分离有很重要的影响，温度越高原油的黏度相对越低，此种情况比较利于油水的分离，能够提高油水分离的效率。相反对油水分离会产生不利的影响。海底的水温度大约在2-4摄氏度，在海底对采出液进行加热比较困难，因此在该温度下原油的黏度较低，不利于油水分离。
3.海洋油水分离技术发展现状
自 20 世纪 70 年代初开始出现早期的水下生产系统以来，目前世界上有近 110 个工程项目投产，最大水深已达2600米。一些国际性大石油公司陆续与知名设备供应商合作，例如 ChevronTexaco 公司的DeepStar、挪威政府的De米o2000等，水下生产系统设备的垄断形式已经形成。
为了满足深水油田开发的需要，有必要在风险允许的前提下对海底油水分离技术进行根本性变革。近几年来国际石油公司投入巨资进行了相关的研发与应用实验。目前成功运行的里程碑式海底油水分离系统有： Troll C 油田的海底分离系统（ SUBSIS）；Tordis 油田的海底分离、增压系统（ SSBIS） 。这 2 个项目的海底油水分离模块是基于重力沉降原理的常规卧式分离器。此外，法国道达尔（ TOTAL） 公司在安哥拉开发的 Pazflor 油田所采用的油水分离装置是世界上第三个海底分离系统，但其主要偏重于海底气液分离。在现阶段，各个国家为了满足深水油田开发需求，对水下油水分离技术高度关注，并逐步向着高效的分离技术发展，其控制操作与安全保障是重点研究内容。
4.基于常规重力分离器的结构改进
4.1SUBSI 系统所用的海底油水分离器
SUBSIS 项目于2002 年8 月正式运行，系统工作水深340 米，所用海底油水分离器为长11.8 米、直径Φ2.8 米 的常规卧式重力分离器，其额定工作压力16MPa，最大绝对压力18 MPa，设计处理量为417 m3/h，通过隔热措施把该分离器与海水进行隔开。为了达到确保水下作业顺利进行的目的，对该分离器的出入口进行设置，在入口处设置蜗形腔室达到降低采出液的流速。出口安装了一个堰板和一个附属挡板用来储存油相，堰板高度与分离器内水位探测器的最大高度相同。容器顶部的人孔作为2 个液位探测系统（核子探测系统和电感探测系统）的接入孔，在每个探测系统顶部垂直安装20 多个传感器（传感器间距100mm）。液位探测系统用来监测油水两相的界面和乳化层，核子液位监测系统还能监测气油两相的界面。
4.2CEC。早在1999年8月到2002年1月，挪威政府展开了DE米O计划，该计划是由KPS公司展开的，该公司致力于对海底油田进行开发，在开发过程中有一个比较重要的项目，即“紧凑型静电聚结器海底化”项目。该项目的主要目的是在海底进行原油脱水，在该项目中研发了一种高效的油水分离装置，即CEC装置，并且对该装置进行了资质认定工作。在本次研发过程中的具体成果如下：海底CEC装置可以安装在标准API导索架上独立回收。
5.结论
5.1海洋油气开采中的油水分离是影响最终获得的油气质量的重要因素；
5.2水下油水分离设备在传统的重力式分离设备基础上进行创新改造，已经具备在水下实现油水分离的能力；
5.3现有高效油水分离设备的内部构件特殊形状和位置的设计是影响其分离效率的关键因素之一；
5.4水下油气分离设备已经成为开采深水油气资源时的一种高性价比的方式，对深水油气开发具有重要意义；
参考文献：
[1] 丁艺，陈家庆.深水海底油水分离的关键技术分析[J]. 过滤与分离. 2009（02）.
畸形种子分离设备的研制开发 篇4
关键词：畸形种子,分离辊,效果
0 引言
近些年来, 随着国家产业结构的调整, 蔬菜、花卉及一些水果类等经济作物种植面积不断扩大。但一些种子 (如西瓜、甜瓜、黄瓜及西红柿等种子) 的清选分离[1]给种子公司及种植农户带来很多麻烦。因为这几类种子在晾晒过程中发生翘曲变形, 导致种子不平整, 同时还会有一部分拖子 (种子之间相互粘连) , 通过普通的清选设备无法去除不合格种子。为了满足目前种子市场的需求, 提高蔬菜、花卉种子的加工质量, 笔者对畸形种子分离设备5XG-100型种子分离设备进行了研究与开发。
1 适用范围及主要参数
该机型主要适用于西红柿粘连种子的分离和西瓜子、黑瓜子及甜瓜子等水果类畸形 (翘曲变形) 种子及拖籽的分离。生产率为100 kg/h (黑瓜子) , 电动机功率0.37 kW, 分离辊外径76 mm, 长1 000 mm。
2 设计概况
整体结构较简单, 便于移动。种子喂入采用电磁振动给料器, 产量调整方便, 分离辊转速在一定范围内无级可调, 适用于不同类型种子的分离。2个分离辊之间的间距调整用数显百分表记录, 一对分离辊的倾斜角度可调, 所有这些使整机的工作有一个最佳状态。
3 工作原理
该机是一种利用种子的厚度进行种子分离[2]的设备, 其结构如图1所示。一对分离辊通过链条传动, 如图1中箭头所示方向转动, 两辊之间的间距通过其中一个辊的移动来调整, 分离辊倾斜安装, 其表面镀鉻消除静电, 表面极其光滑。当待选物料喂入分离辊上端时, 物料随着反方向转动的分离辊被不停地翻动, 一些外形平整的种子会通过两分离辊间隙落入下方的集料斗, 另一部分畸形和粘连的种子顺着辊子上表面流动至末端, 进入另一个集料斗, 从而达到分离的目的。在此分离过程中种子无任何破碎。
4 影响种子分离效果的因素
(1) 分离辊表面光滑度的影响。若分离辊表面不够光滑, 且未消除静电时, 一些合格种子会粘到分离辊表面, 阻碍拖籽或畸形种子的滑动, 也就是延长了种子分离时间。一些接近平整、且厚度尺寸与合格种子相同的畸形种子会混入合格种子, 降低种子质量。
(2) 分离辊的有效长度。如果分离辊长度尺寸减小, 导致种子分离时间短, 好种子来不及分离, 就顺着辊子上表面滑落, 混入不合格种子。
(3) 分离辊转速。不同种类种子的流动性不同, 自流角不同, 倾角过大或过小都无法使种子得到完全分离。
5 整体结构及工作过程
如图2所示, 该机包括喂料装置、种子分离装置、电气控制装置和升降调节装置4大部分。其中, 喂料装置包括暂存料斗和电磁振动给料器, 给料槽做成V形, 给料量控制方便。分离装置主要有一对分离辊和集料斗。升降调节采用小汽车的手动升降千斤顶, 便于调节, 具体工作过程如下。
首先根据待选物料状况, 将分离辊之间的距离进行适当调整, 其大小可以通过两端的数显百分表直接观察到, 然后启动调速电机, 使分离辊转动起来, 将暂存料斗中的待选物料通过振动给料器连续均匀地喂入分离辊的倾斜上端, 同时调整辊子转速及倾角, 使其处于最佳状态。合格种子通过两辊之间的缝隙, 落入合格种子集料斗, 拖籽或畸形种子顺着辊子上表面滑行到末端, 落入另一个集料斗。合格种子集料斗中间设置一个翻板, 用户要求对种子分级时, 适当转动翻板, 接近喂料端得到的是最好种子。
6 结论
该机型的研制开发是通过样机试验, 在能够满足用户要求的前提下, 简化了一些特殊种子清选分离过程, 节约时间, 降低成本, 提高种子质量, 具有很高的市场推广价值。
参考文献
[1]郭其泰, 杨德勇, 汪裕安.去石精选机清选杂粮时主要参数的试验研究[C].种子加工与粮食处理设备行业学术论文选, 2000.
化工设备基础-塔设备- 教案 篇5
基本结构：塔体；包括筒节、端盖、和联接法兰等；
内件：塔板或填料及其支承装置；
支座：一般为裙式支座；
附件：包括人孔、进出料接管、各类仪表接管液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。）
第一节 塔体与裙座的机械设计
一、塔体厚度的计算：
1．按计算压力计算塔体及封头厚度：
根据我们以前第4章和第5章所学知识计算 2．塔体承受的各种载荷计算
自支承式塔设备的塔体除承受工作介质压力之外，还承受自重载荷，风载荷，地震载荷，偏心载荷的作用。如图8-3
（1）塔设备自重载荷的计算
主要要求计算正常操作下、水压试验时和吊装时各自的质量。分别为最大质量，最小质量和操作质量。（2）地震载荷
当发生地震时，塔设备作为悬壁梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。所以，安装在7度及7度以上地震烈度地区的塔设备必须考虑它的抗震能力，计算出水平地震力，垂直地震力和地震弯矩。
（3）风载荷
风对塔体的作用之一是造成风弯矩，在迎风面的塔壁和裙座体壁引起拉应力，背风面一侧引起压应力；作用之二是气流在风的背向引起周期性旋涡，即卡曼涡街，导致塔体在垂直于风的方向产生周期振动，这种情况仅仅出现在H/D较大，风速较大时比较明显，一般不予以考虑。计算步骤 ① 分段，图8-8 ② 选危险截面
0—0截面，塔设备的基底截面；
1— 1截面，裙座上人孔或较大管线引出孔处的截面； 2—2截面，塔体与裙座连接焊缝处的截面。③ 两相邻计算截面间的水平风力 ④ 风弯矩
塔设备作为悬臂梁，在风载荷作用下产生弯曲变形。（4）偏心载荷计算 3.塔体稳定校核
1)先假定筒体有效厚度Sei, 计算压力在塔体中引起的轴向应力σ1
重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力σ2 弯矩在塔体中引起的轴向应力σ3 2)求出最大组合压应力 3)最大组合压应力
内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况；图(a)外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在正常操作情况；(b)
4.塔体拉应力校核
1）假定筒体有效厚度Sei
计算压力在塔体中引起的轴向应力σ1
重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力σ2 弯矩在塔体中引起的轴向应力σ3 2）求出最大组合拉应力 3）最大组合拉应力
内压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力出现在正常操作情况；图(a)
外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况；图(b)
5．塔体最终厚度的确定
按设计压力计算的塔体厚度Se;按稳定条件验算确定的厚度Sei;按抗拉强度验算条件确定的厚度Sei;取上述三者中的最大值，作为塔体的有效厚度。6．塔设备水压试验时的应力验算（自学）
二、裙座设计
1． 裙座的结构
组成：座体、基础环、螺栓座、管孔 2． 设计
第二节 板式塔结构
一、总体结构
1、塔体与裙座结构
2、塔盘结构：塔盘板、降液管、溢流堰、紧固件和支承件。
3、除沫装置：用于分离气体夹带的液滴，多位于塔顶出口处。
4、设备管道：人孔、接管等。
5、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、平台等。
二、塔盘结构：
塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要保持一定的密封性以避免气、液短路。
塔盘的结构有整块式和分块式两种。一般塔径在800~900mm以下时，为方便安装和检修，采用整块式塔盘，而塔径在800~900mm以上时，人可以进入塔内进行装拆，可采用分块式塔盘。800~900mm两种均可。
（一）整块式塔盘：特点：塔径小，生产能力较小。
（二）分块式塔盘 1．做成分块式的原因
1）在工艺上，塔径大，塔盘过大，分液不均匀；
2）对碳钢，塔板厚3~4mm，不锈钢2~3mm，塔径过大，易形成弧形，安装时水平度不好，从刚度出发，仍要分块；
3）塔板过大，不能放进塔内，因一般从人孔进出，人孔尺寸有限制，因而塔盘受此限制要分块。
2．与整块式的区别
分块式：无塔盘圈，有支持圈(支持板)，无密封结构 整块式：有塔盘圈，无支持圈(支持板)，有密封结构
3、塔盘板结构
塔盘板形式很多，主要有自身梁式和槽式。
（三）塔盘的支承
1． 对直径不大的塔（＜2000mm），塔盘的支承一般用焊在塔壁上的支持圈（如图8-43，就是内径为1600mm单流塔盘采用支持圈支承塔盘的结构图）； 2． 对直径较大的塔（＞2000~3000mm），需用支承梁结构（如图8-44）
第三节 填料塔
一、喷淋装置： 要求：使整个塔截面的填料表面很好润湿，结构简单，制造维修方便。
作用：喷出液体，使整个塔截面的填料很好润湿，直接影响塔的处理能力和分离效率。
1、喷洒型：
a、管式喷洒器：图8－47 DN≤300mm，可选用管式喷洒器，通过填料上的进液管（直、弯或缺口）进行喷洒，结构简单，但喷淋面积较小且不均匀。
b、环管多孔喷洒器：图8－48 DN≤1200mm，可选用单环管多孔喷洒器，结构简单，制造和安装方便，缺点是喷洒面积小，不够均匀，而且液体要求清洁，否则小孔易堵塞。（环管下面开小孔，一般为3~5排）。
c、莲蓬头喷洒器：图8－49 其结构主要有半球形、碟形、杯形，优点是结构简单，制造安装方便，其主要缺点是小孔易堵塞，不适于处理污浊液体，一般可用于塔径小于600mm的塔中。
2）溢流型
溢流型喷淋装置可分为盘式分布板和槽式分布器两种，操作弹性大，不易堵塞，操作可靠和便于分块安装。
a、盘式分布板（图8－50、51）
它是应用广泛的一种溢流型喷淋装置，液体从中央进料管加到喷淋盘内，然后从喷淋盘上的降液管溢流（管高出盘，溢流堰），淋洒到填料上，降液管通常接等边三角形（正方形也可）排列，焊在喷淋盘的分布板上，中有直径3mm的泪孔，停工时排液，用挂耳支承。
b、槽式分布器（图8－52）
主要用于DN＞1000mm的塔，其优点是自由截面大，适应性好，处理量大，操作弹性大，其结构见（图8－52），液体先加入分配槽，然后再由分配槽的开口处到喷淋槽，喷淋槽上有堰口，两侧有三角形或矩形的开口，各开口的下缘应位于同一水平面上，再由此溢流到填料上。
3）冲击型
常用的冲击型喷淋装置有反射板式喷淋器和宝塔式喷淋器两种。
反射板式喷淋器由中心管和反射板组成，反射板可以做成平板、凸板或锥形板。操作时液体沿中心管流下，靠液流冲击反射板的反射分散作用而分布液体。反射板中央钻有小孔以使液体流下喷淋到填料的中央部分。
为了使液滴分散更均匀，可由几个反射板组成宝塔式喷淋器。其优点是喷洒半径（范围）大，液体流量大，结构简单，不易堵塞，缺点是改变液体流量和压力时要影响喷洒范围，操作弹性小。
二、液体再分布器
1． 设置原因
当液体流过填料层时，流体慢慢地会从器壁流走（壁流）现象产生，使液体分布不均匀，塔中央部分填料可能没有润湿，起不到作用，降低了整个塔的效率。因此在流体流经一定高度后需安装再分布器便液重新均匀地分配到填料上。
2、作用：
(1)将上层填料流下的液体收集，再分布，避免塔中心的填料不能被液体湿润而形成“干锥”(2)当塔内气液相出现径向浓度差时，液体收集再分布器将上层填料流下的液体完全收集、混合，然后均分布到下层填料，并将上升的气体均匀分布到上层填料以消除各自的径向浓度差。
3、典型结构
三、支承结构
1． 作用 支承填料 2． 设计要求
足够的强度、刚度以及足够的自由截面，避免在支座处首先发生液泛。3．常用栅板，设计时注意以下几点 1）栅板必须有足够的强度和耐腐蚀性；
2）栅板必须有足够的自由截面，一般各填料的自由截面大致相等；
3）槽板扁钢条之间的距离约为填料外径的60%~80%；
分离设备 篇6
关键词：消防;电气设备;控制;联动
社会在不断的发展，人们的经济水平也在不断提高，为了满足人们对住房的要求，建筑施工单位也在不断地改进技术，在保证建筑质量的前提下，努力提高建筑的安全性以及美观性。我国在引进先进技术与设备后，建筑施工效率有所提高，但是引发的建筑火灾安全事故也明显增多，这说明我国建筑行业在发展中存在不均衡问题，而且施工人员缺乏安全意识，没有做好消防电气控制设备以及联动控制设备的优化工作，使得这些设备无法发挥实用价值，没有发挥灭火的作用。
一、消防电气控制设备的分类
消防电气控制设备有着不同的种类，这些设备有着不同的应用范围，在选用的过程中，一定要考虑设备的特性以及适用范围，否则会影响其效用的发挥，也会影响灭火的效果。近年来，随着建筑火灾事故的增多，人们对建筑的安全性越来越重视，相关工作人员一定要结合实际优化设备，做好设备运行状态的监视工作，使工作人员可以掌握设备的运行情况，并对出现故障的消防设备进行及时的维修，保证其功能的正常发挥。
1、风机控制设备
风机控制设备是用作空气转换的重要设备，保证风机控制设备的正常使用，可以有效的保证排风效果以及排烟效果的发挥。在发生火灾事故后，可以利用风机控制设备进行控制转换，可以将火灾造成的烟雾及时排出去，将新鲜的空气排入室内，防止人由于窒息而死亡。
2、电动防火门窗控制设备
发生火灾后，为了快速逃生，一定要保证逃生通道的畅通性，电动防火门窗控制设备有助于及时疏散人群，将人群送出火灾现场，这类设备还可以有效的排除烟雾，防止烟雾对人体器官造成损害。
3、自动灭火控制设备
自动灭火控制设备在火灾中发挥着重要的灭火功能，这种控制设备有着不同的种类，常见的有水喷雾灭火设备、泡沫灭火设备、消防栓等等。自动灭火控制设备收到信号后，会自动开启，所以，这类设备比较具有敏感性，接收器一定要正常工作，这样才能把握最佳的灭火时间，防止火势太大而无法控制。
4、电动消防给水控制设备
在发生火灾后，必须保证充足的水源进行灭火，电动消防给水装置，可以为消防系统的稳定运行提供基础水源支持，可以为消防设备中注入更多的水源，这类设备可以根据火势大小，自动打开或者闭合阀门，在检测到火情比较严重后，会发出给水信号，是保证消防灭火设备稳定运行的重要保证。
二、消防电气控制设备的功能和工作原理
消防电气控制设备的主要功能包括控制功能、指示功能和信号传递功能。控制功能是指控制受控设备执行预定动作;信号传递功能是指消防联动控制器之间进行信号传递;指示功能是指指示电源、控制装置、受控设备的工作状态，以及指示消防电气控制装置和受控设备的故障状态。
消防电气控制设备的工作原理可以理解为是消防电气控制装置接收到现场手动控制信号或消防联动控制器的联动控制信号后，将此信号进行处理、转换，形成下一级控制信号并将该信号向受控设备发送;同时控制主电路接通或断开受控设备的电源，从而完成控制受控设备启动/停止的功能。此外，消防电气控制装置还能将受控设备的工作状态信息向上一级消防联动控制设备传送，发出显示控制装置和受控设备状态的指示信号，从而完成信息传送和指示功能。
三、消防联动控制设备的设置
所谓消防联动控制设备是指当火灾发生后火灾自动报警系统开始启动，同时给联动控制设备下达相关的消防命令，消防联动就根据命令启动相应的消防设施开始运行，以达到及时控制火势的目的。也就是说，消防联动控制设备是消防系统中的主要执行系统。为此，在现代建筑中，尤其是在智能建筑中，必须要具备一些必要的消防联动设备，主要包括以下几类：
1、消防水泵和喷淋水泵。这类设备主要是为了在火灾事故发生后，当控制设备给其下达联动命令后，就可以启动开始工作，通过水泵的作用抽取水源进行灭火。
2、防火阀、送风阀、排烟阀、空调机、防排烟风机等，这类设备是为了控制在火灾发生时产生的大量烟雾和巨大的火焰，避免烟雾扩散，防止火焰伤及人群。
3、防火门、防火卷帘。这类联动设备是为了达到隔离人群与火灾现场的目的而设计的，当火灾发生时，消防联动控制设备会对防火门和防火卷帘发出指令，使其帮助人群撤离并隔绝火势的蔓延。
4、消防电梯。消防电梯最重要的作用是在火灾发生时迅速转移建筑内的群众，与普通电梯相比，消防电梯要具备良好的防火性能，并且其电源控制要与普通电梯的电源分开，以确保当建筑发生火灾引起供电中断后仍能正常使用消防电梯进行人群疏散。
5、火灾警报装置、应急广播、消防专用电话。这类联动设备是为了在火灾发生后尽快通知到建筑各层，使所有人员都进行相关应急措施，为人员撤离争取宝贵的时间。另外，应急广播或消防专用电话可以方便消防人员对于现场灭火状况进行全面指挥，以更快更有效的控制火情。消防联动设备要实现无论手动控制或自动控制，都能够启动以及运行，这样才能使消防联动控制设备更加合理有效。
四、提高联动控制设备的可靠性
由上述分析我们可以了解到联动控制设备对于建筑消防工作的开展实施所具有的重要性，为了进一步提高联动控制设备的可靠性，可以采取以下几种措施方法来实现：
1、对于重要的灭火和防排烟设施如消火栓泵、喷淋泵、正压送风系统、排烟系统等，为了确保动作的可靠性，应考虑多种、多地联动和手动控制方式，既有自动，又有手动，既有就地控制，又有远地控制，以增加被控制设备的可靠、及时、正确动作。
2、合理设计各类管线的走向、敷设方式、敷设场所，采取必要的防火措施，避开可能对线路造成损坏的热源，与强电管线及其他专业管道保持必要的安全间距，确保消防电气线路处3、与建筑专业协调，合理确定消防控制中心的位置，以使其尽量靠近弱电管道井，使消防电气管线以最短距离汇入弱电管道井。
4、尽量采用多线制的手动控制柜，采用进口设备时，要注意其是否提供这种多线制的手动控制柜，若不提供，设计人员还需选用其他厂家的手动控制柜，并处理好接口问题。
五、结语
在建筑行业不断发展的前提下，除了需要提高建筑的施工质量，还要做好建筑的消防设计工作，这样才能保证建筑使用的安全性，才能避免建筑安全事故的发生。在建筑设计的过程中，要加强电气控制系统的管理工作，还要定期对电气控制设备以及联动控制设备进行安全检查，保证其可以发挥实效。在消防控制设备设计与安装的过程中，一定要按照规范的流程进行操作，如果消防设施的安装存在漏洞，则可能引发较大的火灾事故，而且会造成较大的经济损失以及人员伤亡损失。
参考文献：
[1]何勇.现代化建筑中消防设备设施的设置及特点[J].中国新技术新产品，2009（16）.
[2]张国海.高层建筑消防联动系统设计应注意的几个问题[J].建筑电气，1999（03）.
[3]吉光辉，葛良玉.消防控制设备设计与施工中应注意的问题[J].科技咨询导报.2007（09）
分离设备 篇7
近日,Weir集团股份有限公司与Trio工程设备公司达成价值约2.2亿美元的收购协议,标志着Weir成功进入与磨矿回路领域相关的粉碎市场。
Weir是泵类设备以及进行矿石分离的磨矿回路系统2大领域全球市场的领军企业,此次对Trio的收购为Weir扩大产品供应提供了契机。Weir集团首席执行官Keith Cochrane表示,Weir将利用集团完备的全球资源,扩大Trio的产品线,拓宽目标市场,为客户提供更为优质的服务。
油气分离设备在油气集输中的应用 篇8
1 油气分离设备及其工作原理
为了满足油气集输需要, 目前已经开发出多种油气分离装置, 按照不同的划分依据可将油气分离设备分为以下几种类型:
(1) 工作压力。真空分离设备的工作压力<0.1MPa, 低压设备为0.11MPa~1.51MPa, 中压设备为1.51MPa~6.01MPa, 高压设备>6.01MPa。
(2) 用途。如将用途作为划分标准, 可分为生产分离设备及计量分离设备。
(3) 外形。根据外形的不同可分为球形分离、立式分离及卧式分离设备。
(4) 功能。按照功能的不同可分为油、气、水分离设备及油、气分离设备两种。采用油气分离设备对油气进行分离时, 依据的原理主要包括三种:
(1) 离心分离。当混合物进入分离设备后, 设备开始进行回转并产生一定的离心力, 混合物会在离心力的作用下逐渐分离。
(2) 碰撞分离。将混有少量原油的天然气充入滤管时, 油与气就会发生碰撞, 在两种物质碰撞时原油便会逐渐凝结成油滴, 从而使原油与气体实现分离。
(3) 重力分离。在分离油气时, 重力分离原理已经被广泛应用;当混合物所受到的压力减小时, 自然重力差就会对天然气产生作用, 并迫使天然气与原油分离开来。
2 油气分离设备在油气集输中的应用分析
2.1 分离设备的投产
为了确保分离设备能够顺利投产, 则应在投产前开展相应的检查及试压工作。首先要对分离设备各部件的安装方式正确与否, 附件及筒体保持完好与否, 连接部位紧固与否等进行检查, 完成检查并确认设备合格后及时清理干净分离设备的内部结构。其次, 应将排污孔及入孔封闭, 同时对安全阀及调压阀等调节装置进行调节, 完成以上操作后便可以开始试压。为保证试压的有效性, 应采用两种方法进行试压, 即严密试压及强度试压。严密试压指的是连续施加与设计压力相同且恒定的试压压力24h后, 如压降<0.1MPa, 则通过试压;强度试压指的是连续1h施加大于设计压力1.5倍的试压压力之后, 如压降小于0.1MPa, 则为合格[2]。采用清水进行试压时, 应注意对设备仪表、阀门及法兰等部件的工作状态进行观察, 如发现异常, 则暂停试压并找出原因, 当工作状态恢复正常后才能继续试压。完成试压并确认设备质量合格后, 可将采暖盘阀门打开;当采暖管线可以正常送热后, 可将出气阀门及出油阀门打开, 并检查阀门是否已经正常开启。确认设备进入正常工作状态后, 以缓慢的方式将进油阀门打开, 并同时将混合物注入分离器当中。
2.2 分离设备的运行
油气分离效果、天然气及原油质量、集输效益等均会受到分离设备运行状态的影响, 为了改善设备的运行质量, 则应注意以下事项:
(1) 定期检查分离设备当中的调节机构及液位控制构件是否处于灵敏可靠状态, 如失去灵敏性应及时更换, 以免对分离液面的平稳性造成影响。此外, 为防止出现管线堵塞、跑油及油中带气等不良状况, 则应确保液面高度位于液面计的1/3~2/3之间。
(2) 在分离设备运行时应根据混合物状态对分离压力进行有效控制, 避免因压力过低而导致天然气中混入原油, 或因压力过大而引起原油带气。
(3) 对进入分离设备的混合物温度进行有效控制, 以免因来油温度过低而导致管线凝油。就一般情况而言, 只有保证来油温度比原油凝固时的温度高5℃以上时, 才能有效避免管线凝油现象的发生。
(4) 如需在冬季分离油气, 则应做好管线、液位计、压力表及安全阀的保温防冻工作。如在分离时发现出油管线窜气, 则应对出液阀门关开幅度进行调节, 从而通过减小或增大液量来对液面高度进行调整。
2.3 卧式分离器的应用
在处理流量较大的气体、液体以及高油气比混合物时, 通常需要采用卧式分离器。此类分离器的工作原理如下:通入的气、液、油三相混合物经分流器的初步处理后变为气、液两相, 液体被分离出来之后直接进入集液区;集液区当中的液体被分为两层, 原油及乳状液位于上层, 水位于下层, 随后分离设备便将上层的乳状液层及原油层送入储油室及出油阀, 并通过水阀排出下层的水[4]。在排水的过程中需要根据油水界面变化控制排水阀的开放度, 以免导致原油从排水阀中流出。此外, 该分离器当中的沉降区可对气体进行除雾处理, 经处理后的气体可通过出气阀排出, 下图为分离器的结构图。
在实际应用中发现, 卧式分离器能够更有效的控制气液界面, 且可以为原油液珠在分离器中的沉降提供更有利的条件。另外, 在对油水界面进行控制时, 可以利用浮子直接控制设备中的排水阀;分离器当中具有较大的容积, 有利于油泥及砂等杂物的清理。在某油田的10口油井应用了卧式分离器后, 发现现场应用效果良好:分离器运转天数最短为212d, 最长为376d, 平均298.4d;分离设备的性能及运行参数均与设计要求相符, 油气分离效率超过了5%, 设备检修周期>300d。此外, 分离后的天然气与石油具有较高的纯度, 保证了油气集输工作的顺利开展。
3 结束语
总而言之, 油气分离设备的运行状态是影响油气集输效率的重要因素。为了能够有效提高油气集输水平, 则应注意根据油田的实际情况选择适合的分离设备, 并在现场应用的过程中不断总结成功经验及找出存在的不足, 从而为油气分离效果的改善提供保障。此外, 还应注意深入研究各类分离器的工作原理, 以便了解常用分离器所具有的优势, 从而为设备的选型提供参考依据。
参考文献
[1]东岳.基于海上油气平台的电力设备继电保护配置方案分析[J].中国石油和化工标准与质量, 2013, (12) :49
分离设备 篇9
中药制药前处理和提取工序是生产中的关键工序, 也是最容易被管理者忽视的工序。设备操作人员对设备的工作原理理解不到位, 就不可能正确地使用设备。因此, 设备和生产工艺的有机结合及设备的正确使用, 是提高质量和效益的一个重要环节。
1 前处理提取设备与工艺
1.1 洗药机
药材 (中药饮片) 的表面不但有泥沙等杂物, 还有大量的霉菌。洗药的目的就是要除掉泥沙和大部分霉菌。目前在大部分制药企业使用的都是滚桶式洗药机, 用喷淋水进行洗药。有的企业不论是什么药材都是用一个速度、水量进行清洗, 当叶、茎、根、切片时就会出现不同的清洗效果。
洗药机应根据不同的品种, 用不同的转速和喷水量去清洗不同的药材。在洗净的前提下, 尽量缩短洗药时间, 避免有效成分的损失。其可对滚筒式洗药机进行改造, 增加调速装置和增压设备, 以针对不同的药材采取不同的清洗方式。
1.2 润药机
目前大部分中药制药企业都在使用注水式真空润药机。真空润药机工作原理:用真空将药材纤维空隙中的空气抽出, 水在负压条件下通过毛细管迅速进入植物细胞组织中。润药的目的是让失水的植物细胞吸水膨胀, 为提取工序创造条件, 因药材中的有效成分一般在水 (或其他溶媒) 作用下才能实现交换。其中, 控制真空度可以实现最佳的渗透效果;控制加水量可以防止有效成分流失;控制润药时间可以减少有效成分的酶解 (某些苷类细胞内存在着与其相应的水解酶, 时间过长部分苷会被水解掉) 。
润药机的使用过程应注意:根据不同的药材, 确定不同的真空度及时间;根据不同的药材, 确定不同的加水量, 尽量做到水尽、药透。老式润药机是注水式真空润药机, 因润药效果不好近几年基本已被汽相式润药机所替代。老设备可以用操作技巧来弥补缺陷。为保证真空度, 可分3次将真空度降到最大 (即脉动3次) , 还可以将注水管改成淋水盘, 润药效果也会得到改善。
1.3 干燥设备
目前还有许多制药企业, 使用的都是蒸汽式干燥箱和远红外线干燥箱。因能耗大, 效率低, 对工作环境影响大 (温湿度和粉尘) , 近几年逐渐被微波干燥灭菌机所取代。微波干燥灭菌机以能耗低、效率高、对环境影响小的特点, 被越来越多的企业所采用。微波灭菌干燥机在前处理阶段, 主要有3项功能:干燥、灭菌、破壁。
微波加热的原理:一是通过“介电损耗” (介电加热) 。具有永久偶极的分子在2 450 MHz的电磁场中所能产生的共振频率极高, 使分子超高速旋转, 动能迅速增加, 从而导致温度升高;二是通过离子传导。离子化的物质在超高频电磁场中以超高速运动, 因摩擦而产生热效应。极性分子 (主要是水分子) 加热汽化后被设备上的轴流风机抽走, 物料被干燥。
微波灭菌的原理:微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变性, 使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡;生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布, 影响细胞周围电子和离子浓度, 从而改变细胞膜的通透性能, 细菌因此营养不良, 不能正常新陈代谢, 细菌结构功能紊乱, 生长发育受到抑制而死亡。此外, 决定细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸 (RNA) 和脱氧核糖酸 (DNA) , 是由若干氢键紧密连接而成的卷曲形大分子。足够强的微波场可以导致氢键松弛、断裂和重组, 从而诱发遗传基因突变, 或染色体畸变, 甚至断裂。微波灭菌干燥机就是利用微波的上述功能达到灭菌的目的。根据微波灭菌的原理, 对灭菌后的物料进行菌检时要注意时间, 间隔时间过短会使受损的细菌细胞得到修复, 使检验结果失真。
微波干燥灭菌机使用时要注意: (1) 不得空载运行, 否则会烧毁设备甚至爆炸; (2) 微波源要有时段记录, 磁控管寿命一般在4 000 h左右, 超时使用微波能会衰减; (3) 物料水分低于14%会影响灭菌效果;提取浸膏含水量高于40%时, 要用微波真空干燥机进行干燥, 用隧道式微波干燥机易造成设备的损坏; (4) 微波对水的穿透厚度约在2~3 cm, 作业时要注意物料厚度; (5) 干燥物料时温度一般在80~90℃, 温度越高, 吸收性越好, 易造成物料过干甚至碳化; (6) 药材必须润透, 否则微波不能破壁 (可切开检验) 。进行破壁时, 微波能要达到能使植物细胞内水分汽化的能量和时间; (7) 原料中既有粉碎料又有提取物时, 可将提取浓缩后的药液掺在粉碎料中, 经微波处理, 干燥灭菌可同时完成, 既节约能源又节省时间; (8) 用于前处理的微波设备尽量选用功率大一点的, 可以保证质量和产量。
1.4 粉碎设备
中小型制药企业使用的粉碎机基本是以TF-400型柴田式粉碎机为主。其工作原理:在机器主轴上装有打板、挡板、风叶3部分, 由电动机带动旋转。打板和嵌在外壳上的边牙板、弯牙板构成粉碎室, 物料通过加料口进入到粉碎机中, 通过其间的快速相对运动, 形成对被粉碎物的多次打击和互相撞击, 达到粉碎目的。粉碎后的物料在气流的作用下被吹到旋风分离器进行风选, 再经过筛, 将粗粉和细粉分开, 细粉被风送到集粉装置内收粉, 粗粉被送回到粉碎室内重新粉碎。在生产使用中, 部分使用者感到实际产量与制造商提供的参数相差甚远。除加工品种、粉碎细度 (筛网目数) 不同外, 一个重要原因是循环水和负压仓的使用不正确。循环水温度过高或不用循环水, 粉碎室内温度高, 药材纤维发软不易粉碎。另外, 集粉装置一定要放在负压仓内, 粉碎后的细料在气流的作用下才可顺利地进入集粉装置。一般可采用单机除尘的方式使集粉间形成负压, 排风、降温、除尘一同解决, 产量也会大大提高。另外粉碎前对需粉碎的物料进行粗打和混料, 也是提高产量和粉碎效果的好办法。其设备布置示意如图1所示。
2 中药材溶剂提取工艺与设备
提取是指利用适当的溶媒和方法, 从原料药材中将可溶性有效成分浸出的过程。中药材中所含成分很复杂, 可分为:有效成分, 指起主要药效的物质, 如生物碱、苷、挥发油等;辅助成分, 指本身没有特殊的疗效, 但能增强或缓和有效成分作用的物质;无效成分, 指本身无效或有害的成分。中药提取过程就是一个将工艺设备原理、物料性能及操作方法有机结合的过程。
2.1 中药材溶剂提取的工艺原理
中药提取的工艺过程是溶媒进入药材的细胞组织、溶解或分散其有效成分, 变为浸出液的过程。
在浸润、渗透阶段, 溶媒首先附着于药材表面, 使之湿润, 然后通过毛细管和细胞间隙渗入细胞内, 这种湿润作用对于浸出有很大的影响, 中药材不能被浸出溶媒湿润, 浸出也就无法进行。因此, 在生产中用洗药和提取前的浸泡来代替润药工序是不妥的。浸泡时间短不能达到润透的效果, 浸泡时间长植物细胞内的水解酶会分解药材中的有效成分。如果提取的有效成分在植物细胞内, 还可在润药后用微波干燥灭菌机对中药材进行植物细胞“破壁”。细胞壁是植物细胞独有的, 它韧性较大。利用微波进行植物细胞破壁的原理是:植物坚硬的细胞壁保护着原生质体, 并且维持着细胞的一定形状, 它的主要成分是纤维素。大多数植物细胞中都有一个或几个液泡, 液泡中充满了液体。植物细胞内的极性水分子是微波能作用的介质, 细胞内的水分子可以最大限度地吸收微波能, 水分子在微波能的作用下迅速汽化使植物细胞壁破裂, 这就为植物细胞内的有效成分在提取过程中的浸出创造了条件。对植物细胞进行破壁的目的, 就是获取植物细胞内的有效成分。因中药材成分复杂, 是否需要进行植物细胞破壁, 要根据提取的目标和工艺验证来确定。
中药材在提取过程中要经过浸润、溶解、扩散、置换等几个阶段, 浸润是溶解、扩散、置换的前提。在提取过程中溶媒通过毛细管和细胞间隙进入细胞组织后与经解析的各种成分接触, 使其溶入溶媒中, 这一过程称为溶解阶段。当溶媒在细胞中溶解大量可溶性物质后, 细胞内溶液浓度显著提高, 使细胞内外出现浓度差和渗透压差, 细胞内高浓度的溶液可不断向低浓度方向扩散。由于渗透压的作用, 溶媒又不断进入细胞内, 以平衡其渗透压, 这一过程称为扩散阶段。在中药材提取过程中几个阶段往往是交叉进行的, 这就要求在设备操作过程中要根据工艺要求, 经过工艺设备验证, 来确定设备操作过程中的操作顺序、温度、压力、时间等参数。以达到尽可能多地提取有效成分, 以保证每批提取物的质量均一性, 降低生产成本的目的。
2.2 常用的提取溶媒
在提取过程中, 溶媒的选择对提取效果有显著影响, 使用不同的溶媒设备操作的方法也不相同。在中草药提取中常用的溶媒有水和乙醇。
作为常用的浸出溶媒水, 经济易得, 极性大而溶解范围广。同时, 水的选择性差, 在提取过程中会提出大量的无效成分。药材中的生物碱类、苷类, 有机酸盐、鞣质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类以及酶和少量挥发油都能被水浸出。水的质量对提取液的质量也有一定影响, 最好用经过净化和软化处理的纯净水做提取溶媒。
乙醇为半极性溶煤。用乙醇提取可减少药材中粘液质、淀粉、蛋白质等杂质的浸出。乙醇的溶解性能介于极性与非极性之间, 既能溶解水溶性的某些成分, 又能溶解非极性溶媒所溶解的一些成分。乙醇做溶媒也有一定的缺陷, 乙醇具有药理作用, 价格贵, 易燃易爆。
在中草药提取工艺中, 用乙醇作为提取溶媒时, 乙醇的浓度要以能浸出有效成分、满足工艺需要为度。不宜盲目地使用过高浓度的乙醇, 一般用90%以上的乙醇提取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等。用50%~70%的乙醇提取生物碱、苷类等。用50%以下的乙醇提取苦味质、蒽醌化合物等。因用乙醇做溶媒进行提取时涉及设备操作方法及乙醇回收的问题, 所以, 在厂房设计、设备选型和操作上应有不同的要求。醇提车间要按防爆要求设计施工, 所有电器设备必须符合防爆要求, 屋面要用轴流风机来降低室内乙醇气体的浓度, 同时要配备乙醇回收和储存设备。
2.3 影响提取效果的因素
2.3.1 药材粉碎度的影响
如以水做溶媒时, 药材易吸水膨胀, 提取时药材可粉碎得粗一些, 或者切成薄片和小段。提取设备应采用排渣口大的直桶式或倒锥型提取罐。用乙醇作溶媒时, 因乙醇对药材膨胀的小, 中药材可粉成粗粉以提高提取效果。
2.3.2 提取时间的影响
一般提取量与提取时间成正比, 但经一定时间后, 扩散达到平衡时, 时间即不再起作用。提取时间对提取液的质量也有影响, 时间过短, 达不到浸出目的;时间过长, 挥发性成分损失过大, 提取液中杂质也会增多。确定提取时间的长短, 应根据提取方式、投料量多少和药材性质。一般比较坚实及成分不易提出的药材, 可适当地延长提取时间;含挥发性成分和质地脆弱而有效成分易于提出的药材, 则可适当减少提取时间。
2.3.3 提取温度的影响
高温能使植物纤维组织软化、细胞内蛋白质凝固、酶被破坏。沸腾可增加物质的溶解和扩散速度, 有利于浸出。但过高的温度也会使某些有效成分受到破坏而失效, 同时高温提取时, 无效成分、辅助成分的浸出量也会增多。这不仅会增加提取物中的杂质, 而且会给后期的精制造成困难, 特别是在口服液和注射剂生产中会影响产品的澄明度。所以, 在提取工艺考核时要以有效成分转移率作为主要指标, 在设备操作时, 一定要合理地使用罐内明汽和夹层加热, 防止在提取罐的底部形成过热的区域和药材冷堆。在使用底部只有明汽加热, 没有夹层加热的多功能提取罐时, 可采取强制循环的方式来消除提取罐底部的过热区域和药材冷堆。
2.4 常用的中药提取设备
2.4.1 多功能提取罐
多功能提取罐 (如图2) 是一种常用的提取设备。
优点:操作简便、工艺应用灵活, 可根据工艺需要同其他设备进行不同的组合。可用常压、减压、加压、水煎、温浸、渗漉、强制循环等提取方式进行中药材的提取。特别适合对植物茎叶类中药材的短时间提取。因为用途广, 工艺适应性较强, 所以称多功能提取罐。
缺点:提取过程要分几次完成, 溶媒消耗量大, 提取时间长。提取浓缩不能同时进行, 提取液量大, 浓缩时能源消耗大。
一般情况下多功能提取罐罐内操作压力为0.15 MPa, 夹层压力为0.3 MPa, 属于压力容器。在操作前要检查安全阀、压力表、减压阀等安全附件是否有效。
如果将多功能提取罐同浓缩等设备组合起来进行动态连续提取, 还是有一定的工艺优势的。浸提的关键在于保持最大的浓度差。因为没有浓度差, 其他的因素都失去作用, 浸提过程也就终止。所以用多功能提取罐进行提取时, 当提取液中的浓度差消失后就要更换新的溶媒, 过长的提取时间是没有意义的。
2.4.2 热回流提取机组
热回流提取技术是近几年发展起来的一种新的提取技术。热回流提取机组 (如图3所示) 集热回流提取、渗漉法提取、索氏提取3原理, 结合外循环浓缩技术, 把提取与浓缩置于一套设备内, 提取、浓缩同步进行, 从而简化了工艺, 缩短了生产时间, 节约了能源 (可节约蒸汽50%) 。由于提取过程溶媒用量少, 浓缩过程溶媒损失少, 大大地降低了溶媒的消耗量 (可节省30%以上) 。
2.4.2. 1 热回流提取机组的提取过程和原理
将需提取的药材投入提取罐内, 根据工艺需要加入药材量5~10倍的溶媒, 如水、乙醇等。开启提取罐夹套蒸汽阀门 (水提可以开通罐内直通蒸汽) , 使提取罐内液体加热至沸腾20~30 min后, 将1/3提取液放入浓缩罐。关闭提取罐夹套 (直通) 蒸汽、开启加热器蒸汽对液料进行浓缩。浓缩时产生的二次蒸汽, 通过蒸发器上升管进入提取罐内, 作为提取的新热源和溶液, 维持提取罐内的温度。二次蒸汽在提取罐内继续上升, 经冷凝器冷凝成热的冷凝液, 回落到提取罐内作为新溶媒加到药面上。新溶媒自上而下通过药材层到提取罐底部, 同时药材中的可溶性有效成分溶解于提取罐内的溶媒中。提取液再由提取罐的底部放入浓缩罐中, 浓缩产生的二次蒸汽又送到提取罐内作新热源和新溶媒, 这样就形成新溶媒大回流提取。使药材中溶质密度与溶媒中含溶质的密度保持较高的梯度差, 药材中的溶质可快速溶出, 直至完全溶出 (提取液无色) 。
2.4.2. 2 热回流提取机组的特点
优点:回流提取比渗漉提取时间短, 速度快;回流提取比常规煎煮提取使用的溶媒少, 耗能低;因在回流提取过程中在提取罐内创造了最大的浓度差, 可以获得较好的提取效果, 特别是使用有机溶媒提取时, 热回流提取机组的优点更能充分地体现出来。
缺点:在提取过程中提取罐内的溶媒浓度不断降低, 在多提出有效成分的同时, 提取出来的杂质也多。热回流提取机组对操作人员的操作技术和经验要求更高, 要求操作人员不但要了解工艺原理、设备性能, 还要有一定实践经验的积累。在操作过程中如果提取罐、浓缩罐、冷凝器3者之间的温度差、压力差协调不好, 不仅要影响提取、回流效果, 还会造成能源和有机溶媒的损失。另外, 热回流提取机组的工作原理决定了对中药材中热不稳定成分以水作溶媒提取时, 不宜使用热回流提取机组。
2.4.2. 3 热回流提取机组的使用注意点
(1) 药材不宜太细, 以免堵塞孔隙, 影响回流效果。 (2) 用有机溶剂做溶媒时, 应用夹层蒸汽加热, 不能用罐内直通蒸汽加热, 否则提取罐内有机溶剂的含量会越来越低。 (3) 要通过验证确定每罐的药材投放量, 热回流提取原理决定了投料量要比多功能提取罐的投料量大。 (4) 根据药液浓度确定开始回流的时间。回流时间过早, 提取液浓度低会延长有效提取时间;回流时间过晚, 提取液浓度饱和不利于有效成分的提取, 还浪费能源。应该在提取 (沸腾) 1 h后, 将部分药液放入浓缩罐, 开始回流并计时。注意, 提取罐内沸腾时要排除罐内的空气, 否则罐内会产压。 (5) 要对回流液的温度进行控制, 不要过低。同时要控制好提取罐内的温度, 尽量保持恒温。冷提 (90℃以下) 杂质少、澄明度好, 热提效率高、澄明度差。沸腾的目的是增强溶液的扩散和渗透作用, 沸腾虽可以在短时间内缩小溶液的浓度差, 但会使许多大分子杂质溶出。回流的主要目的就是在合适的温度下, 以渗漉的形式, 动态地降低提取罐内溶液的浓度差, 在渗透压的作用下, 使细胞内浓溶液不断向外扩张, 细胞外的溶剂不断进入细胞内。 (6) 确定提取时间。过分提取会增加提取液中的杂质给后期分离增加困难, 时间过短则提取不完全, 浪费原料 (需在提取过程中检验溶液浓度) 。 (7) 提取罐在开始加热时要打开排气阀, 排除罐内的空气以免提取罐内产压;开始回流时要关闭提取罐加热蒸汽, 在浓缩加热的同时打开冷凝器的冷却水;提取结束时应先关闭蒸汽后再关冷却水, 以保持浓缩罐、提取罐和冷凝器之间的温度差, 形成循环所必需的热动力。
另外, 将热回流提取机组做普通提取罐使用, 提取罐底部不通明汽, 在提取罐底部的药材就会形成冷堆, 不但影响有效成分的提出, 还浪费药材。
2.4.2. 4 热回流提取机组的安装
在提取设备选型时要注意冷凝器的种类和安装方式, 最好选用立式冷凝器 (如图4所示) 。在回流提取过程中需要的是热的回流液。因立式冷凝器和卧式冷凝器结构上有差别, 回流效果和冷凝液温度也是不一样的。用于蒸汽冷凝时, 立式冷凝器换热管下端通常伸出管板, 并作45°斜切面。这样便于冷凝液汇流并及时排除, 防止冷凝管内积液造成冷凝液温度过低。立式冷凝器不设折流板, 有的设拦液板用来减薄管壁的液膜厚度, 降低传热阻力。所以在热回流机组上采用立式冷凝器比卧式冷凝器回流效果要好。
3 中药材溶剂提取液的浓缩工艺与设备
浓缩是使溶液中的溶媒蒸发、溶液浓度增大的过程。蒸发一般情况下是用加热的方法, 使溶液中部分溶媒气化并除去, 从而提高浓缩液浓度的工艺操作。
3.1 影响蒸发的主要因素
影响蒸发的主要因素有温度、压力和蒸发面积等。在浓缩时我们常用单位时间内的蒸发量计算公式, 来计算蒸发量。
单位时间内的蒸发量计算公式:
m=s (F-f) /p
式中m——单位时间内的蒸发量;
s——液体暴露的面积;
p——大气压力;
F——在一定温度下液体的饱和蒸汽压;
f——在一定温度下实际的饱和蒸汽压。
通过公式可以看出:m与p成反比 (减压浓缩的优点) , m与s (F-f) 成正比 (面积越大蒸发速度越快) 。
要使蒸发速度加快, 则要求加热温度与液体温度有一定的温度差 (即加热的温度要绝对高于液体的温度) , 从而使溶媒分子获得足够的热能不断汽化。在同等条件下, 液体暴露面积越大, 蒸发速度就越快。在实际操作中我们可以将浓缩罐内的液面高度控制在加热器喷口的1/3处, 用液体喷射的动力带动浓缩罐内液面的翻腾, 来增加液体暴露面积。
减压蒸发又称真空蒸发。减压蒸发是指在密闭容器内, 通过抽真空的方式来降低液体表面压力, 使液体低温沸腾蒸发的操作方法。单效、多效浓缩器都可以进行减压蒸发。减压蒸发的优点是:减压蒸发的温度低, 蒸发速度快 (水在-0.08 MPa时70℃左右便会沸腾) , 可以减少对热不稳定有效成分的损失, 收膏时温度低, 浸膏不易产生焦屑。因减压蒸发速度快, 高效节能, 是目前较为先进的蒸发方法之一。有时又将减压蒸发装置称为减压蒸馏装置, 蒸发与蒸馏的区别在于蒸发不一定收集挥发的蒸汽, 而蒸馏则是收集蒸汽。
3.2 浓缩设备
3.2.1 多效浓缩器
3.2.1. 1 多效浓缩器的工作原理
双效浓缩器 (如图5所示) 是将一次蒸发浓缩所产生的二次蒸汽作为下一步浓缩的热源, 一次浓缩的药液通过串联管线进入下一效浓缩。以此类推还有三效、四效、五效浓缩器, 其根本目的是为了节约能源。
例如:单效浓缩器浓缩1 t蒸发量需要1.2 t蒸汽, 双效浓缩器则只需要0.57 t蒸汽, 三效浓缩器只需要0.43 t蒸汽。即用一次浓缩产生的蒸汽作为下次浓缩的热源来实现节能。如在真空条件下进行低温连续浓缩, 节能效果更加明显, 更适用于热敏性物料的浓缩。采用真空减压浓缩时, 真空度的高低要根据设备结构、物料性质和生产工艺的不同来确定。浓缩水溶液时不回收蒸汽真空度高速度快, 回收有机溶剂时真空度不要过高, 以减少有机溶剂的损耗。多效浓缩器用作浓缩工艺时, 第一冷凝器不要通入冷凝水, 否则会产生内回流, 使浓缩速度减慢。在回收乙醇时第一冷凝器要通入冷凝水使其产生冷凝作用, 以利于乙醇的回收。出料时要注意, 必须使设备恢复常压后才能进行出料操作。
多效浓缩器的缺点是残留多、清洗困难, 第一效的浓缩温度高、对热敏性成分损失较多。
3.2.1. 2 多效浓缩器的使用注意点
(1) 为了加快浓缩速度, 可采用真空减压浓缩, 其真空度的高低要根据物料性质和生产工艺的不同确定; (2) 回收有机溶剂时真空度不要过大, 以减少有机溶剂的损耗; (3) 设备用作浓缩工艺时, 第一冷凝器不要通入冷凝水, 否则会产生内回流, 减慢浓缩速度, 在回收乙醇时, 第一冷凝器要通入冷凝水使其产生冷凝作用, 以利于乙醇的回收; (4) 出料时必须使设备恢复常压。
3.2.2 单效浓缩器 (乙醇回收器)
因单效浓缩器 (如图6所示) 乙醇回收能力大, 有时也称之为乙醇回收器。但节能效果不如双效和多效浓缩器。单效浓缩器采用外加热自然循环与真空负压蒸发相结合的方式, 蒸发速度快、可减压低温浓缩、浓缩比重大 (可达1.3) 、清洗方便 (打开加热器的上盖即可进行清洗) 。另外, 单效浓缩器还有操作简单、占地面积小的特点。
3.2.2. 1 能源消耗
单效浓缩器能源消耗大的主要原因在两个方面: (1) 在加热器内加热稀溶液使溶液中溶媒蒸发所消耗的工业蒸汽; (2) 使已经汽化的溶媒蒸汽再冷凝成溶媒液体时在冷凝器中所需要的冷却水。
前者需要供给热量, 而后者需要带走热量。被加热的溶液所产生的溶媒蒸汽中含有大量的热能, 在这里不但没有得到利用, 相反还要消耗大量的冷却水来冷却它。产量越大需蒸发量越大, 所需的加热蒸汽就越多, 同时所消耗的冷却水也越多。这就是单效浓缩器耗能大的主要原因。
3.2.2. 2 单效浓缩器的使用注意点
(1) 回收乙醇时蒸发器内温度要控制在80℃以下, 蒸发温度越高冷凝效果越差, 回收率就越低, 能耗就越多。 (2) 减压浓缩时真空度不要太高, 真空度过高会将汽化的乙醇吸走, 造成有机溶液回收率降低。 (3) 真空度过高还会引起罐内药液过度沸腾, 损失药液 (没有汽水分离装置的可以通过加装汽水分离装置来改善) 。 (4) 因空气和蒸汽冷凝后体积相差非常大, 不能产生所需的压差, 使用前要将设备内的大部分空气抽出 (可结合真空上料一起完成) , 以免影响冷凝效果。 (5) 冷却循环水温度要低于40℃, 温度越低冷凝效果越好。
在正常情况下, 单效浓缩器乙醇回收的浓度可达85%左右, 再经精馏可达90%~92%。
4 提取液的分离精制工艺与设备
由于中药材所含成分复杂, 提取后有效成分、辅助成分、无效成分混在一起, 所以必须对提取液进行分离和精制, 才能去除无效成分, 得到所需要的有效成分。常用的分离精制方法有沉淀法 (即静沉、水提醇沉、醇提水沉) 、过滤吸附法、机械分离法等。
4.1 沉淀法
乙醇沉淀法是常用的中药水提取液纯化精制方法。
4.1.1 沉淀法的原理
中药材先经水煎提取, 药材中的有效成分被提取出来的同时, 许多水溶性杂质也同时被提取出来。醇沉淀法就是利用有效成分能溶于乙醇而杂质不溶于乙醇的特性, 在提取液中加入乙醇后有效成分转溶于乙醇中, 而杂质则被沉淀出来, 对中草药提取液进行精制 (醇提水沉的原理同样) 。
4.1.2 影响醇沉淀工艺的因素
影响醇沉淀工艺的因素有:初膏浓度及温度、乙醇用量及乙醇浓度、醇沉液的pH值、醇沉淀的温度与时间、加醇方式和搅拌速度等。
4.1.2. 1 初膏浓度及温度
为了保证醇沉淀时尽可能多地除去杂质, 同时减少有效成分损失和降低乙醇耗量, 一般要先将提取液浓缩成一定浓度的初膏。初膏浓度过高, 则药液粘稠度大, 乙醇与药液难以充分接触 (混合) , 所产生的沉淀物体积大, 结块严重, 易包裹药液, 造成有效成分损失。初膏浓度过低则药液量大, 需耗费的乙醇量也大, 工艺成本就高。初膏浓度并不是决定醇沉淀工艺中分离纯化的关键性因素, 但它决定着乙醇的用量。
4.1.2. 2 乙醇浓度及乙醇用量、醇沉液的p H值
乙醇的浓度是醇沉工艺中的关键技术参数。在通常情况下, 当含醇量为50%~60%时可除去淀粉等杂质;含醇量达60%时, 无机盐开始沉淀;含醇量达75%以上时, 可除去蛋白质等杂质;当含醇量达80%时, 几乎可除去全部淀粉、多糖、蛋白质及无机盐类杂质。但是, 只增加乙醇浓度也不易将鞣质、水溶性色素、树脂等除去。应用调整p H值的方法和增加醇沉时间的方式将其除去。醇沉淀液中含醇量的高低与药物有效成分的溶解有着密切的关系, 随着醇沉淀液含醇量的增加, 沉淀速度加快, 有效成分也会被包裹一起沉淀。通常醇沉淀液的含醇量应在60%~75%之间。
醇沉时加醇的浓度并不是越高越好, 加醇量也不是越多越好。当醇沉液的含醇量要求在70%~75%之间时, 一般宜用90%左右的乙醇。此时所耗乙醇体积较少, 同时与用95%浓度的乙醇相比, 回收蒸馏要容易得多。即醇沉淀精制过程中, 当乙醇总量低于某一临界乙醇总量时, 醇溶物的量随乙醇用量增加而增加;高于临界乙醇总量时, 增加趋势减缓直至不再增加。
水提醇沉工艺中用醇量的经验公式:设初膏的重量为W, 比重为D, 纯净乙醇的浓度为C1, 经醇洗后要达到乙醇浓度为C2, 加入的乙醇量为L1。在不考虑杂质影响时, 等量关系式应为:
在实际操作中, 用带有液位计的计量罐计量乙醇量时误差较大, 进行精细分离时最好使用电子称重模块 (托力多产品) , 用称重法计量比较精确。
4.1.2. 3 醇沉淀的温度与时间
醇沉淀的时间与醇沉罐内液体温度有直接的关系。醇沉温度低, 沉淀物析出与沉降的速度加快, 所需的静置时间短, 反之则长。加醇时药液温度不能过高, 以防止乙醇挥发损耗。若含醇药液降温太快, 微粒碰撞机会就会减少, 沉淀颗粒较细 (有时为粥状) 难以过滤。在中药提取液醇沉工艺操作中, 一般是将乙醇导入常温或低温的浸膏中, 进行沉析。
4.1.2. 4 加醇方式和搅拌速度
醇沉一开始就加入大量高浓度乙醇或将初膏加入乙醇中, 如果搅拌不匀, 就会造成局部含醇量过高, 淀粉、蛋白质类会迅速沉析并对浓缩液形成包裹, 随着乙醇的增加包裹层的质地会越来越致密而且难以分散, 势必影响醇沉效果。分次醇沉或以梯度递增方式逐步提高乙醇浓度, 有利于除去杂质和减少有效成分的损失, 但此时醇沉的操作过程比较麻烦, 乙醇用量也会增大。
搅拌在醇沉淀过程中的作用与在其他工艺过程中的作用相似, 有利于提高药液与乙醇的接触面积, 提高药液与乙醇混合的均一性。一般情况下随着醇含量的增加, 沉析速度会加快, 沉析的也比较完全。但随着醇浓度的升高, 有效成分也会被沉淀物包裹而造成损失。根据这一原理, 醇沉时应提高搅拌速度, 缓慢加入乙醇。搅拌速度也应有一个合适的范围, 过快的搅拌速度会使生成的沉淀颗粒过小, 后期难以过滤。搅拌速度过慢药液中局部乙醇浓度过高, 沉淀物会包裹有效成分造成有效成分的损失, 同时也会使生成沉淀物黏连, 从而难以过滤和分离。
4.1.3 沉析设备 (醇沉罐)
目前大部分中药生产企业使用的沉析设备, 基本上是带有夹套的筒体, 醇沉后杂质沉淀在锥底, 上清液通过出液管道吸出, 罐底安装有球阀或蝶阀作为出渣口。沉析罐的搅拌电机, 一般都无法进行转速的调节, 操作时开启搅拌浆, 将乙醇直接通过管道加入罐内。这种加醇方式不利于乙醇在药液中的均匀分散与混合, 易造成有效成分损失, 同时还会在醇沉过程中产生块状沉淀物, 球阀和直径较小的碟阀也不利于排渣。
我们可以根据生产工艺的实际情况, 对沉析罐 (如图7所示) 作一些改进来满足生产工艺的需要。如在沉析罐的上部加装一个喷淋管或喷头, 以喷淋的方式来实现均匀加醇;通对电机或减速机的调整来确定合适的搅拌桨转速 (80~100 r/min) ;通过对搅拌桨角度的调整和增加搅拌桨个数来改善搅拌效果。在料液层比较高的情况下, 为了使物料搅拌均匀, 在增加搅拌桨个数时, 相邻的两层搅拌桨可交叉成90°安装, 这样基本可以达到搅拌均匀的效果;将排渣口的球阀改成直径大一点的蝶阀, 排渣效果会更好 (经过改造还可以进行小批量中药材的提取) 。另外, 沉析罐的罐体对沉析效果也有影响, 如果厂房高度允许, 罐体的高度适当高一点, 沉析效果会更好。在这里特别强调醇沉设备的电机和视镜灯必须是防爆的。
为了在醇沉时保持一个稳定的温度, 循环水系统的中间水箱要有足够的容量。凉水塔的处理能力也要足够大, 也可以采用凉水塔串联的方式来提高降温效果, 夏季高温季节可以用制冷机组辅助降温。在生产中一些量小的醇沉液, 可以装桶后放入冷库中进行低温静沉。
4.2 过滤分离
在中药制药工艺中, 药液的过滤分离是一项非常重要的精制工艺过程。在口服液、注射剂的生产中尤为重要。常用的过滤分离方式有筛析过滤、吸附过滤、离心分离、膜分离等。
4.2.1 筛析过滤
筛析过滤即将药液中的较大的颗粒拦截下来。
常见的设备有管道式过滤器、桶式过滤器、双联过滤器等。一般过滤精度不高 (30~100目) , 常用于除渣过滤和提取液的粗过滤。
4.2.2 吸附过滤
即通过选用有吸附功能的滤材, 在实现拦截过滤的同时, 将易产生后期沉淀和影响药液澄明度的胶质、腊质、油脂、色素等吸附出来。
常用的设备有板框式过滤器、桶式过滤罐、硅藻土过滤机等。滤材有滤棉、滤纸等。这些设备和滤材大多选择性差、过滤精度不高;操作压力较大, 堵塞严重;堵塞后需拆机进行清洗或更换滤材, 清洗困难;而且有的滤材还会大量吸附有效成分, 造成过滤后有效成分降低。在过滤过程中因温度、压力不同, 过滤效果差异很大, 工艺控制难度大。
4.2.3 离心分离
离心分离是在液相非均匀体系中, 利用离心力来达到液液分离、液固分离的方法。因为离心力比重力要大数千倍, 所以离心分离具有分离效率高的特点。特别适合用于含水率高、含不溶性微粒粒径细小或粘度很大、用一般的过滤或沉降方法效果不明显的物料的分离。
离心分离设备可分为两类: (1) 过滤式离心分离设备, 分离操作的推动力为惯性离心力, 常采用滤布作为过滤介质, 如三足式离心机等, 因污染严重, 清洗困难, 过滤式离心分离设备不易做液体收集。 (2) 沉降式离心分离设备, 是利用离心机高速旋转而产生的离心力, 使溶液中悬浮的较大颗粒杂质 (如药渣、泥沙等) 或大分子成分 (如淀粉、蛋白质等) 得以沉降。
离心分离是提高药液澄明度的有效分离方法之一。特别是在口服液、中药注射剂生产工艺中, 经管式离心机处理后的药液, 很少出现后期颗粒状沉淀现象。管式离心机在使用中存在的不足是排渣困难, 有时因中药提取液中杂质多, 分离前过滤效果不好时, 操作过程中需经常拆机除渣;管式离心机的分离因数高, 流量控制不合理会造成有效成分的损失。采用碟片式离心机可以改善管式离心机存在的部分缺陷。
我们可以针对中药提取液粘度大、杂质多而且成分复杂的特点, 在离心分离前使用一种漏斗式过滤器 (如图8所示) 对药液进行处理, 在漏斗式过滤器中过滤吸附可以同时进行。这种过滤器结构简单, 过滤面积大, 直径可做成100 mm左右。滤材组合灵活, 滤布、滤棉、滤纸等可根据工艺需要进行组合。操作简单, 清洗消毒方便。在过滤过程中, 不但可以形成有弹性的滤渣层提高过滤效果, 而且在吸附滤液中的胶质和鞣质方面同其他过滤设备相比有很大的优势。特别适合黏性较大的中药材提取液的过滤。在中药口服液 (含有大量的糖和蜜) 生产工艺中同管式离心机配合使用, 可以获得良好的澄清效果。在中药注射剂生产工艺中, 作为膜分离的前期处理, 可以减少药液中有效成分的损失, 为后期精制创造有利的条件。
4.2.4 膜分离
膜分离技术是用筛分原理对液体进行选择性分离的一种先进分离技术。它可以根据所分离物质的分子量大小或被分离物质的颗粒大小进行过滤。与传统过滤形式不同的是滤膜可以在分子范围内进行分离, 溶剂或小分子透过滤膜, 颗粒、大分子溶剂被滤膜截留。在中药制药企业主要用于注射剂、口服液的精制及各种介质的除菌、除杂过滤。
4.2.4. 1 膜分离法的特点
(1) 操作温度低, 适用于热敏性物质的分离; (2) 分离过程中不需外加其他物质, 生产成本低; (3) 选择性强, 药效成分回收率和非药效成分去除率高; (4) 选择范围广, 适用性强 (适用于从病毒、细菌到微粒广范围的有机物分离和无机物的分离) ; (5) 利用膜分离技术还可实现液体的浓缩。但膜分离设备投资大, 操作维护时技术要求高。
在制药企业膜分离 (过滤) 技术的使用范围非常广。如制水用的反渗透膜、精制用的超滤膜及各种介质精细过滤的滤芯等。在生产中膜分离技术能否正确使用, 将直接影响着产品的质量好坏和是否安全。因滤膜/滤芯价格高, 对生产成本有较大的影响。在实际操作中有的滤芯/滤膜使用寿命非常短, 除产品质量外, 主要原因是使用维护不当或因滤芯/滤器的选型不正确造成的。一般情况下, 不同材质不同结构的滤芯/滤膜, 使用及维护方法是不一样的, 特别是在耐热、耐压上有很大的差异。如骨架为聚丙烯材质的滤芯, 工作温度就不应高于60℃;水处理用的反渗透膜温度高时产水量大, 但反渗透膜的使用寿命就会缩短。水质质量差时, 用不用阻垢剂, 反渗透膜的使用寿命相差更大。
4.2.4. 2 过滤器的选择
膜分离技术在应用时, 还要根据分离目标的不同选择不同的滤膜/滤芯。如压缩空气在提取分离工序, 有时作为气动元件的动力 (气缸、气动阀) , 有时作为物料输送的动力 (用压力输送液体、为过滤提供压力等) 同药物直接接触。按GMP要求需要用膜分离技术对压缩空气进行净化处理。一般需要用过滤器来进行汽水分离、除菌、除油等过滤, 因过滤器的级别不同过滤效果不同、安装顺序也不一样。
(1) C级过滤器是主管路过滤器。能除去大量的液体及3μm以上固体微粒, 过滤后能达到最低残留油分含量仅5×10-6。但有少量的水分、灰尘和油雾存在。C级过滤器安装在空气压缩机冷却器后, 其他过滤器之前, 作一般保护之用。
(2) T级过滤器是空气管路的高效过滤器。能滤除小至1μm的液体及固体微粒, 达到最低残油分含量仅0.5×10-6。过滤后气体还有微量水分、灰尘和油雾存在。T级过滤器安装在A级过滤器之前, 冷干机之后, 进一步提高压缩空气质量。
(3) A级过滤器是超高效除油过滤器。能滤除小至0.01μm的液体及固体微粒, 达到最低残油含量仅0.001×10-6。几乎所有的水分、灰尘和油都被去除。用于H级过滤和吸干机之前, 冷干机之后, 确保压缩空气中不含油。
(4) H级过滤器也称活性炭过滤器。能滤除小至0.01μm的油雾及碳氢化合物, 达到最低残油含量仅0.003×10-6。不含水分、灰尘和油, 无臭无味。一般用在最后一道过滤, 供一些必须使用高质量压缩空气的设备和工艺使用。如用于直接与药物接触的动力、压力等。
(5) 超滤技术在口服液和注射剂生产中是精制及除热源的有效方法。因超滤是可以在分子间进行选择的精细过滤, 超滤液的前处理对超滤膜的安全和超滤效果是非常重要的。超滤前滤液必须经过离心微滤等方式进行处理, 超滤时必须有微滤进行保护。如:1万分子量的超滤膜前面要有10万分子量的超滤膜或0.45μm的滤芯进行保护。
4.2.4. 3 滤膜/滤芯的维护保养
滤膜/滤芯的维护保养也非常重要, 有的滤膜/滤芯必须在湿态保存, 干了膜孔就会闭合而且永远打不开, 如超滤膜就必须湿态保存。
滤芯/滤膜在使用一段时间后就会发生堵塞。一般情况下可以通过清洗来降低膜的物理性堵塞程度, 清洗效果可以通过选择合理的清洗剂及清洗方法来达到。清洗方法可分为正向清洗和反向清洗, 清洗时要注意反冲洗时清洗剂或清洗液中的杂质会残留在膜的下游端, 给下一批次的产品造成污染。
根据滤膜/滤芯的结构可知, 滤膜/滤芯的最大压差在正向和反向也是不一样的。特别是折叠式滤芯, 反向压差一般是正向的2/3左右。如用正向压力进行反冲洗就会造成滤膜的损坏。反向冲洗时还要注意清洗剂和配制清洗剂的水及后期的清洗用水要绝对纯净, 否则会造成膜下游的污染。氢氧化钠和次氯酸钠是常用的清洗剂, 在使用时要有针对性。氢氧化钠不能与复杂的多糖化合物完全作用, 对一些细胞碎片也不太有效, 浓度过高会损坏滤膜。次氯酸钠几乎可以氧化所有的有机化合物和细胞碎片, 但在使用时p H值一定要控制在7以上, 否则会对不锈钢材料造成腐蚀。应特别注意:不要用盐酸作清洗剂, 盐酸会腐蚀大部分不锈钢材料。
5 结语
分离设备 篇10
通过酸解方法制作的黑钛液是一种成分非常繁杂的液体, 其中不仅含有没有经过分解的钛铁物质、白石、石英砂的微小粒子, 同时还有硅铝等元素的胶体粒子, 以及一些硫酸盐杂质。就国内的钛白产业来说, 由于钛铁矿石的供应主要受市场关系的影响, 所以黑钛液的质量成分非常的差, 某些胶体杂质大量的存在于黑钛液中。由于各种杂质很难通过沉降完全消除, 溶液中的钛就含有很强的粘性, 从而造成有关溶液的分离效果下降, 使得钛白生产中使用的硫酸亚铁中含有大量的钛, 最终降低了产品的使用率。为了解决以上问题, 钛白产业在发展的过程中逐渐加入了热过滤这道工作环节, 热过滤环节所使用的也是经常被用来进行固液分离的压滤机, 笔者在此不作过多叙述。近些年来市场上有出现了一种新式的管式过滤机, 通过对管式过滤机的使用调查发现, 这种过滤机有着非常理想的过滤效果。管式过滤机内部组成较为复杂, 其工作环节主要包括过滤和按时清洗两个环节。
通过对管式过滤机和传统压滤机的对比比较发现, 二者的购买费用相差不大但电能的消耗却比较明显, 传统的板框式压力机的单位能耗大约是管式压滤机能耗的二倍还多。与此同时, 新型管式过滤机的过滤精度有10的负五次方, 它大约等于传统办事压滤机热过滤与经过滤两个步骤的过滤效果。另外, 年运行费用低、操作强度小等也是管式过滤机的优点。由此可见, 与传统板式压滤机相比, 管式压滤机有着相当明显的优势。
2 硫酸亚铁分离
结晶后的黑钛液体通常以七水硫酸酸亚铁的状态体现, 与冷冻式结晶法相比, 真空式结晶法在当前的钛白工程生产中使用的更为广泛。由于真空式结晶法具有温度下降迅速、结晶期间短以及需要强搅拌的特点, 工作中产生的硫酸亚铁一般颗粒都非常的小, 这就要求提高过滤装置对溶液的过滤能力, 同时带来了过滤装置选择的难题。固液分离是硫酸亚铁的主要分离方式, 针对这点, 可以选择的过滤机主要有真空驱动型的真空式抽滤机、圆盘式真空过滤机, 以及主要以离心例为驱动方式的离心机。在实际钛白生产的过程中, 真空式抽滤机仅适合于产量低于一万吨的小型生产企业, 所以笔者这里主要介绍圆盘式真空过滤机与离心机。
圆盘式真空过滤机主要有8 m2、14 m2、18m2、20m2以及25m2等不同类型。其每个及其每年的生产量大约为1~3万t, 驱动器属于无极调速型。
离心机主要是根据离心作用来进行固液分离的工作。我国在整个钛白产业发展的过程中曾经大量应用过各式各样的离心机, 其中还包括进口国外的优秀离心机。就目前使用的离心机种类来看, 卧式的活塞推料型与双支撑卧式的刮刀卸料型这两类离心机是最为广泛的, 因此笔者主要介绍这两种离心机。
卧式活塞推料离心机对溶液中固体的质量分数有不小于百分之二十四的标准, 所以在实际工作中, 还必须另外添加一部增加稠度的设备来增加钛液中固体的质量分数。该种离心机的型号字母表示为HR。
双支撑卧式刮刀卸料离心机是一种生产能力较大的离心机, 国内应用于生产都不多, 大多为引进德国的进口设备。该类离心机的主要代表就是Φ2050型离心机, 经它分离的黑钛液其硫酸亚铁能够达到百分之六左右的含水量, 效果较为突出。该离心机在结构构成上与我国自产的虹吸式离心机有着诸多相似之处, 其主要差别在于它没有设置相应的虹吸口, 其钛液是经机壳归集以后自动流出。
通过对德国生产的Φ2050型离心机与圆盘式真空过滤机的对比比较发现, 前者的主要特点就是过滤效果较理想, 电能消耗较低, 但同时价格较高, 维修与更换零件也较为繁琐, 所以在我国的使用范围并不广。目前在我国钛白生产过程中, 主要是通过设置两层的分离装置来达到硫酸亚铁的低含水量, 第一层是通过圆盘式真空过滤机进行分离, 第二层则使用RH630—N型离心机进行分离, 这样就能在达到硫酸亚铁低水分 (其含水量大约为百分之五到百分之七) 的同时, 增加分离的经济性。
3 偏钛酸的过滤洗涤
3.1 水洗规定
偏钛酸液体经过水解以后的化学组成较为复杂, 对这种液体的分离却比较好进行。但需要说明的是, 液体中水合二氧化钛的存在使得其它的外表极易布满母液, 而母液中存在的众多的硫酸亚铁和各种硫酸盐, 这些物质的能够对产出品的光学颜料等性能产生极大的不良影响。所以为了避免这些杂质对产品的影响, 通常利用水洗的方法进行液体去杂, 当偏钛酸溶液中的铁含量小于万分之一时即视为符合标准。
一般情况下, 经过一次的水洗基本不可能将偏钛酸溶液中的杂质去除到规定的标准, 另外诸如亚铁粒子等金属粒子很容易在水洗的途中因为溶液的酸度下降而变为三价铁离子, 然后形成氢氧化铁并融合在滤饼内不能进行彻底的消除, 这就最终导致滤饼内铁的比例不能达到标准。为此, 必须在一次的水洗之后增加一个环节, 即增加漂白的环节, 将第一次水洗中形成的沉淀物质再次转变为离子的形式, 此时高价的金属离子就会变成低价的氧化物, 然后再对其进行第二次的水洗过程, 使得偏钛酸的浓度达到规定的标准。第二次水洗以后的铁含量必须保持在十万分之三以下。
3.2 水洗设备
对于偏钛酸的洗涤和过滤, 一般是通过真空式叶滤机、离心机以及真空式转鼓过滤机等装置进行固液分离操作。笔者在此介绍几种在实际生产中使用较为广泛的种类真空式叶滤机在实际生产中大都为180m2规格, 有的生产商也生产规格较大的200、268m2型机组, 但我国国内较少出现。
隔膜式压滤机是一种最先在国外使用的水洗设备, 后来经过国内生产商的设计生产, 以及在钛白生产领域得到了大量的使用, 其使用规模与叶滤机差不多等同。
通过对压滤机和叶滤机的对比比较发现, 在对偏钛酸的两次水洗过程中使用压滤机能够节省更多的投资资金、工作成本以及水量消耗。但实际钛白生产中就二者的使用效果还不能得出一致的意见, 过去有很多人认为使用压滤机进行洗涤的效果较差, 叶滤机具有更好的使用效果, 但根据多年的技术完善, 如今的压滤机已经拥有了和叶滤机差不多的性能, 所以压滤机的适用范围也在不断增大。水洗设备可以根据使用者自己的特点进行选取。
4 偏钛酸浆液的脱水
一般来说, 在经历过盐处理以后, 偏钛酸溶液会仍旧处于一种粘稠状, 所以对其进行回转窑的煅烧处理之前, 必须通过提供足够的热量使偏钛酸浆液进行充分蒸发处理, 之后再进行脱硫以及晶型的转化等。通常来说, 水含量越低的偏钛酸溶液, 在进行窑内煅烧时就越能减少能源的消耗。与此同时, 水含量低的偏钛酸溶液还能更快的在回转窑内进行脱水处理, 也能更早的进行脱硫处理, 从而能够增大回转窑的使用效率。由于以上因素, 当今钛白生产企业对于偏钛酸回转窑前的水分降低, 投入了越来越多的注意力, 其主要方法是通过离心机、叶滤机、真空式转鼓过滤机以及隔膜压滤机等来实现。
利用离心机的脱水处理, 此方法通常是在三足离心机的转鼓里边设置一张滤布, 然后把经过盐处理的偏钛酸浆液放进三足离心机内, 当三足离心机开始运转时, 浆液中的水分就会在离心力的作用下分离出来, 分离完成后, 再取出偏钛酸进行后续工作处理。利用叶滤机的脱水处理, 该环节使用的叶滤机与前述水洗环节所使用的叶滤机相同, 这里的工作只是相当于再次进行叶滤机水洗的上片步骤。叶滤机在上片厚度合适的时候就会被抬起, 置于回转窑槽上, 待经过一定的抽干再把其中的滤饼拿出来, 利用本装置把它传送到回转窑的里边。
利用真空式转鼓过滤机进行脱水处理, 一般用在稠度不大并且比较容易进行过滤操作的溶液中, 使用该种过滤机能够不间断进行大规模处理, 且方便对滤布与滤饼进行再次使用和清理, 因此该方法使用的较为普遍。具体处理过程是, 通过设置在浆料槽上转鼓的旋转作用, 使各个隔室都能沉入到滤液, 再在真空状态下经滤布吸离滤液, 留下滤饼在滤布上, 随着转鼓角度的变换, 滤饼就会被刮刀进行刮离, 此时刮离的滤饼就可以被传送装置等传入到回转窑里。
利用隔膜式压滤机进脱水, 这种方法必须要求隔膜式压榨机的脱水压力超过一个兆帕, 在实际生产中使用进口的先进压滤机有时甚至能达到1.6个兆帕的压力, 在这种高压状态下, 偏钛酸溶液中的水分很容易就能被压出去。
以上各种脱水设备在实际钛白过程中均被广泛的应用过, 但当前我国使用较多的还是真空式的转鼓过滤机以及隔膜式的压滤机。通过对这二者的对比比较可以发现, 与国内的隔膜式压滤机比较, 进口的真空式转鼓过滤机由于其高昂的价格和使用费, 较差的以及脱水效果等特点, 已经被逐渐取代。
5 包膜后再次水洗
进行该环节主要是出于以下两个原因。第一个即是该环节可以对附着在钛氧化物上的可溶性金属盐进行再次处理, 第二个原因是它可以降低滤饼中的水分, 便于后续的干燥。包膜后的再水洗一般使用叶滤机或者是压滤机进行, 通过对二者的比较可以发现, 虽然压滤机的电能消耗略大一点, 但由于其造价和水耗较低, 滤饼中的水分也较少, 所以在钛白行业使用的更为广泛。
6 结束语
钛白工程设计中的分离和过滤对于最终产品的质量有着重要的影响, 它的分离过滤过程也包含着众多的工序。如果能够合理的对各个环节的设备进行选型, 就能够在保证分离过滤效果的同时, 为钛白生产企业节省大量的资金能源消耗。由于笔者能力和文章篇幅的限制, 文中出现的很多问题都未能深入展开, 笔者希望通过以上分析论述能为广大钛白行业从业人员提供一定的借鉴和帮助。
参考文献
[1]朱德坤.钛白滤液液固分离工艺浅析[J].科学导报, 2013, (10) .
[2]龚家竹.固液分离在硫酸法钛白粉生产中的应用[J].化工设备技术, 2011, (01) .
[3]唐文骞.中国产圆盘真空过滤机在钛白粉生产中的应用[J].无机盐工业, 2004, (04) .
[4]周均生.新型螺旋卸料机沉降-过滤离心机在钛白行业的应用[J].无机盐工业, 2013, (05) .
[5]罗武生.箱式压滤机在钛白粉生产中的应用[J].无机盐工业, 2007, (07) .
分离设备 篇11
关键词：煤矿机电；设备管理；安全运转
一、煤矿机电设备管理存在的主要问题
（一）管理理念落后。现在很多煤矿领导对机电设备重视不够，只注重产量，没有突出机电设备作为现代化煤矿生产的重要性。他们把机电管理部门看作一个辅助生产工序，淡化部门职责，管理制度不完善，有时落实不到位；机电管理人员无实际职权，仅应付当前的生产。同时，由于生产任务较紧，部分领导盲目追求眼前产量，管理理念还处于什么时候坏，什么时候修的水平。由于理念滞后，管理不到位而造成的机电事故率约占煤矿总事故的30%～40%。
（二）没有充分发挥机电管理职能部门的作用。尽管现在煤矿一般都设置了机电管理部门，但大多数矿井机电科都承担着两种职能：一是机电管理，另一是机电生产。机电科管理人员的主要精力放在应付生产上，管理作用没能充分发挥。同时一些煤矿的机电管理机构大量压缩机电管理人员，造成管理人员不足，专业组织未能健全，管理网络经常中断，机电职能管理作用淡化。
（三）机电设备存在隐患较多。很多煤矿的机电设备老、旧、杂，带病运转，安全设施、保护装置不全，距《煤矿安全规程》要求差距较大。
（四）机电技术力量薄弱。煤矿因自然条件差，不安全因素较多，在人们头脑中早已认为是又脏又累又不安全的工作，因而一些技术水平较高的人员不愿进入煤矿企业。
二、加强煤矿机电设备管理的措施
（一）重视管理。当前煤矿的机电管理基本处于设备维修管理阶段。矿井机电管理与领导人员不但要学习设备维修的管理理论，而且还要学习现代设备管理理论和企业管理理论。同时应充分调动职工的积极性，把工程技术人员、职工组织到管理活动中来。并且坚持走出去、请进来的办法，学习先进矿井机电管理的经验，弥补本单位机电管理的不足，找出差距，制定规划，分步实施，逐步提高机电管理水平。
（二）完善机电专业管理组织。制度建设是各项建设的根本性工作。矿井要按照新的煤矿机电管理质量标准，完善规章制度。一要建立健全相应的管理机构，完善各种管理规章制度；二要认真贯彻落实安全生产方针，严格落实生产责任制、工种岗位责任制、事故责任追究制，做到在日常安全生产工作中，事事有人抓，处处有人管，人人有专责；三要全面协调好机电与生产的关系，严格机电管理制度，使全矿机电管理有章可循，要把机电科真正作为一个全矿机电管理职能部门看待，赋予一定权利，让机电管理人员充分发挥作用，搞好机电管理工作；四要要完善机电管理队伍，合理配置专业管理人员，减少一人兼数职现象，保持队伍的稳定，以便开展工作，发挥好职能。
（三）加强设备的现场管理与合理维修。要抓好机电设备的现场管理，首先要发挥机电科生产和管理的双重职能，配合企管，安监部门切实做好检查和考核工作，制定机电经营管理标准化检查评分办法，严格干部跟班上岗制、防爆设备入井检验制、设备维修制，使现场管理有章可循。其次，要严格监督检查考核，各生产职能科室应充分发挥自身的管理职能，坚持一个标准一把尺子，严把检验考核关，使机电设备满负荷、高效益地服务于煤炭生产。
（四）增加投入，优化机电设备水平。先进的科技装备是煤矿企业实施可靠性作业条件，提高工作效率，提升零缺陷管理水平，避免事故发生的重要保证和支撑。首先要增大装备资金的投入力度，该提的相关资金足额提取，保持设备的新度系数持续上升。要改造不合理的机电系统，打通瓶颈阻滞环节，提高主系统设备的可靠度，发挥生产能力。高度重视采区流动设备的升级换代，淘汰高耗低效、不合理、不安全的工艺装备，杜绝设备拼装、改装、凑合用现象，老化该报求，追逐并大力采用新技术、新装备来改造传统的设备，对保护装置不齐的设备如提升绞车、干式变压器，必须按照《煤矿安全规程》的要求，完善保护或予以更换。要把好设备的进入关和维修关，保证按标准要求使用和维修设备，杜绝伪劣机电产品、无煤安标志产品、非防爆产品在煤矿的滥用，消灭事故根源。
（五）努力提高职工技术素质。要管好，用好、修好机电设备，必须有掌握先进专业技术知识的人才，才能发挥先进设备的优势。业务技术培训是机电管理的一项重要的基础工作。受培训的人员，既要学习基础知识，又要学习当前管理、使用和修理设备需要的专业技术知识。培训方式、方法也不要拘于一种形式，但不论采取哪种方式方法都必须做到学用一致，教材、教员、教室落实。
三、总结
总结几年来的经验就是：矿井抓住机电设备的管理就抓住了生产的主动权。保证机电设备的安全运转，就能大幅度提高采掘工作面的单产单进，实现高产高效矿井。
参考文献：
[1]谢恩广.加强煤矿机电设备管理确保设备安全运转[J].科技资讯，2006.
[2][3]王建明.如何减少煤矿生产中机电事故的发生[J].科技情报开发与经济，2006.
[3]谢恩广.加强煤矿机电设备管理确保设备安全运转[J].科技资讯，2006.
[4]李平，陈健永.当前煤矿机电管理中的问题探析[J].煤矿开采，2006.
[5]刘志强.矿山企业设备管理百科全书[M].吉林电子出版社，2006.
分离设备 篇12
关键词：设备,润滑,管理
中原油田采油厂特车大队有400型和700型水泥车、油水罐车、汽车起重机、清蜡车等特种车辆共93台, 担负着油田采油、井下作业的扫线、洗井、冲沙、酸化、挤堵等各类施工任务。设备多在高温、高压、高速下运行, 使用条件苛刻, 且在野外露天作业, 运行环境差。因此, 设备润滑管理采取了有效措施, 取得了明显成效。
一、推行油液监测技术
推行油液监测技术是实行按质换油的基础。掌握和控制油品运行状态, 实行按质换油, 彻底改变“有油就跑、缺油就加、坏了再修”的局面, 不仅延长设备使用寿命, 而且也降低了修理费用。
为了更好地开展油品监测工作, 在原有润滑站的基础上, 重新规范了油液化验实验室, 淘汰了一部分陈旧落后的化验仪器, 购置了YN-6全自动黏度测试仪、石油产品水分测试仪、开口闪点测定仪、机械杂质测定仪、酸值测定器等29台, 使油品监测工作逐步走向规范化、专业化。
1. 油液监测技术的主要作用
(1) 新油质量的把关监测:加强监测, 把好新油的质量关, 防止各类伪劣油品进入, 是保证设备润滑与正常运转的先决条件。
(2) 按质换油:按质换油是根据润滑油的劣化情况, 合理及时地更换润滑油, 既保证了设备润滑, 又不浪费润滑油。
2. 油液监测实施
(1) 油品快速测试仪:使用YYF系列油液质量快速测试仪, 经过简单操作, 就可测出油液污染类型及综合质量指标。每月对特种车辆逐台进行快速测试仪测试, 对于油品测试不合格的再进行一次理化指标化验, 最终决定是否换油。这样不但可及时掌握设备在使用过程中油品质量变化的规律, 而且保证了设备用油质量和设备的正常运行。
(2) 油液理化指标化验和光谱分析相结合:由于客观条件限制, 目前主要开展了油品黏度、酸值、机械杂质、水分、闪点等8项理化指标化验, 对于需进一步确定和跟踪监测的油样则及时送到局装备监测总站进行光谱分析。理化分析和光谱分析的有机结合, 不但为设备按质换油提供了依据, 而且为开展预测性维修提供了条件。
实施油液监测可实现对设备故障的早期预警。在2009年第一季度车辆的油品抽检化验中, 有两台车因机械杂质过高而换油, 三台车因运动黏度降低而换油, 一台车因含水 (因缸盖裂纹漏水) 过高而换油。一台车闪点、运动黏度比新油分别下降83℃和51%, 据此分析此车存在燃油泄漏问题。经解体检修发现高压油泵油封漏柴油, 喷油器喷油针阀烧毁。另外, 一台因运动黏度降低而换油的车在5月设备检查中油品还是不合格。把该油样送到油田装备监测总站进行光谱试验, 证实油液中铬、硅、铝元素含量过高, 解体检修发现原因是进气系统密封不严、发动机活塞环磨损过度所致。
3. 油液监测技术的应用效果
由于充分发挥了润滑站的作用以及油液监测技术的应用, 取得了一定的经济效益。
(1) 2009年, 中原油田采油厂特车大队设备由87台增加到93台, 但2009年上半年的维修费用不仅没有增加, 反而减少到60.3万元 (去年同期维修费用为98.6万元) 。
(2) 2009年上半年与2008年同期相比, 部分发动机修理情况和换油周期见表1。油品检测技术的应用使设备修理间隔、换油周期延长, 节约了修理费用, 而且避免了油品的损失和浪费。
(3) 中原油田采油厂特车大队2009年上半年润滑油费用比上年同期节约11.19万元。其中, 2009年上半年发出CD15W/40机油共4.8t, 比2008年同期节约4.1t;HM-46液压油0.83t, 比2008年同期节约1.3t;LG-90齿轮油0.71t, 比2008年同期节约1.7t;CF-4机油1.7t, 比2008年同期节约2.3t。
二、强化设备现场润滑管理
(1) 认真对润滑油品存储及使用情况进行跟踪检查, 严格执行油品“三过滤”制度。
(2) 坚持设备清洗后换油。由于大部分T815车型属超期服役设备, 换油时不清洗发动机会造成新润滑油的污染。因此应严格按照发动机清洗技术标准进行清洗, 通过清洗换油, 会使车辆在加速性能等方面得到提高。
(3) 根据400型、700型水泥车的特点和运行条件, 针对平台上部沃尔沃发动机和曼哈姆发动机工作条件, 及时对其润滑油进行升级, 采用CF-4柴油机油, 取得良好效果。
三、提高设备润滑性能
(1) 2008年经油品理化分析, 有部分T815车辆发动机油运动黏度和闪点降低, 原因是燃油滤清器密封不严, 过滤效果不好, 使高压泵柱塞和喷油头卡死, 造成燃油进入曲轴箱。把滤清器改成一次性的双筒滤清器后, 问题解决。
(2) 400型、700型水泥车和油水罐车采用斯太尔车型底盘, 在运行中发现该种车型的刹车机构中润滑结构设计不合理, 黄油不易加入, 另外黄油加注点靠近轮胎内侧, 无法加黄油。针对这种情况, 对该种车型的刹车润滑部分进行了改造。
原结构 (图1) 中, 进入三个润滑孔的黄油到了三个润滑点后, 只停留在三孔的部位, 不能分布到滑动轴承套的其他位置。黄油嘴设计的位置在轮胎内侧, 操作很不方便。
润滑部分改造后的结构图见图2, 改造的最主要目的是改变润滑系统和润滑方式, 把“∞”油槽车削到凸轮轴上, 对进油路线进行改造, 直接经过凸轮轴上的中心油道进入, 再进入滑动轴承套孔、小孔后, 经过“∞”油道进入润滑面, 保证润滑油均布在配合面上。此后, 后桥的两轮刹车机构加注黄油时可以在平地上直接完成, 中桥加注黄油时, 可把车停到地沟上, 从下往上加注黄油。