مبخر كلوريد الصوديوم MVR الخامس في مصنع الأدوية

أولا: نظرة عامة على المشروع

يُنتج مصنع للمواد الخام الدوائية 800 طن من الأدوية المضادة للفيروسات سنويًا، ويُصرّف يوميًا 120 مترًا مكعبًا من مياه الصرف الصحي عالية الملوحة وعالية الطلب الكيميائي الكيميائي (COD). تحتوي هذه المياه على 6-8% كلوريد الصوديوم، و0.5% ميثانول، و1000-3000 ملغم/لتر من المواد الوسيطة API، و20000-35000 ملغم/لتر من الطلب الكيميائي الكيميائي (COD). بلغت تكلفة التخلص من النفايات المُستعان بها خارجيًا في البداية 380 يوانًا صينيًا للطن، مع مخاطر نقل وتخزين كبيرة. في عام 2023، أنشأت الشركة وحدة تبلور تبخري ثلاثي التأثير (يُشار إليها فيما يلي باسم "هذه الوحدة")، بطاقة 5 أطنان/ساعة، تُحلّل 90% من حجم مياه الصرف دفعةً واحدة، وتُعيد استخدام المُكثّفات، وتُستعان بمصادر خارجية لاستغلال موارد الملح الرطب الصناعي الناتج عن المنتجات الثانوية، مما يُخفّض التكلفة الإجمالية للتخلص من النفايات إلى 85 يوانًا صينيًا للطن.

II. مسار العملية

2.1 ملخص العملية

تتكون العملية من خمس مراحل: المعالجة الأولية ← تركيز الغشاء المتساقط بتيار معاكس ثلاثي التأثير ← تبلور الدوران القسري ← فصل بالطرد المركزي ← تجفيف السائل الأم. النظام بأكمله مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 316L/2205، بمساحة سطح Ra≤0.6 ميكرومتر عند ملامسته للمواد، مما يُلبي متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة (GMP) لسهولة التنظيف.

• المعالجة المسبقة: يتم ترشيح مياه الصرف الصحي من خلال مرشح سلة 100 ميكرومتر → إزالة الغازات بالتفريغ في درجة حرارة منخفضة (45 درجة مئوية، -0.085 ميجا باسكال) لاستعادة 95٪ من الميثانول → الأكسدة التحفيزية للأوزون، مما يقلل من الطلب الكيميائي للأكسجين إلى 12000 مجم / لتر.

• فيلم السقوط I-Effect: يدخل البخار الحي عند 0.6 ميجا باسكال (158 درجة مئوية) إلى جانب غلاف I-Effect؛ تدخل مياه الصرف الصحي المسخنة مسبقًا عند 45 درجة مئوية إلى جانب الأنبوب، وتتركز 1.5 مرة؛ يعمل البخار الثانوي عند 120 درجة مئوية كمصدر للحرارة لـ II-Effect.

• التيار المضاد لتأثير II/III: نقطة غليان التأثير II هي 95 درجة مئوية، ونقطة غليان التأثير III هي 72 درجة مئوية؛ تحافظ مضخة التفريغ على الضغط عند التأثير الأخير عند -0.075 ميجا باسكال؛ معامل نقل الحرارة النوعي الإجمالي هو 1800 واط/م²·ك، معدل التبخر هو 12 كجم/م²·ساعة.

• فصل التبلور: تركيز التفريغ من مادة III-Effect هو 28% (قريبة من التشبع)، ويُضخ في بلورة دوران قسري من نوع OSLO؛ درجة حرارة التشغيل 82 درجة مئوية، وكثافة الملاط 20%؛ ينتج عن الطرد المركزي ملح رطب بمحتوى مائي ≤3% وبياض 80%. ⑤ تجفيف المحلول الأم: يُجفف المحلول الأم المُطرد مركزيًا، بتركيز COD يبلغ 100,000 ملغم/لتر، باستخدام مجفف مجداف للحصول على 0.6 طن/يوم من الأملاح المختلطة بمحتوى مائي 5%، والتي تُرسل بعد ذلك إلى حرق النفايات الخطرة.

2.2 تكوين المعدات

• سعة التبخر: 5 طن/ساعة (8% ملوحة في المياه الداخلة)

• مساحة التبادل الحراري: التأثير الأول 180 متر مربع، التأثير الثاني 160 متر مربع، التأثير الثالث 140 متر مربع

• استهلاك البخار: 0.32 كجم بخار/كجم ماء (مضخة ثلاثية التأثير + مضخة الضغط الحراري)

• دوران مياه التبريد: 60 متر مكعب/ساعة (28 درجة مئوية → 35 درجة مئوية)

• نظام الفراغ: حلقة مائية + نظام روتس ثنائي المرحلة، فراغ نهائي -0.085 ميجا باسكال

• المواد: جانب الأنبوب 2205، جانب الغلاف 316L

ثالثًا: أهم النقاط الفنية

3.1 إعادة ضغط البخار بالضغط الحراري (TVR)

يتم ضغط البخار الثانوي من Effect I عند 120 درجة مئوية إلى 135 درجة مئوية بواسطة مضخة نفاثة بخار بقوة 0.8 ميجا باسكال قبل العودة إلى جانب غلاف Effect I، مما يوفر 18% من البخار ويقلل استهلاك البخار الإجمالي إلى 0.32 كجم / كجم ماء.

3.2 منع الترسبات والتطهير المكاني

تستخدم تقنية التنظيف المكاني عبر الإنترنت التنظيف بالتناوب عند درجة حرارة 80 درجة مئوية باستخدام 2% NaOH + 1% HNO₃، مع دورة مدتها 10 أيام ووقت تنظيف مدته 4 ساعات. 3.3 مراقبة جودة الملح

تُعالَج المواد الكيميائية باستخدام عملية تصنيف وغسل أوسلو، مما ينتج عنه بلورة بحجم D50 يبلغ 0.7 مم. بعد الطرد المركزي، تُشطف البلورات بماء بارد منزوع الأيونات بدرجة حرارة 2 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، لتحقيق نقاء كلوريد الصوديوم بنسبة 97%.

3.4 المعالجة العميقة للمكثفات

يُعالَج المُكَثِّف الثانوي، الذي يحتوي على طلب كود كيميائي (COD) يتراوح بين 300 و500 ملغم/لتر، وميثانول لا يزيد عن 5 ملغم/لتر، باستخدام فلتر بيولوجي مع أوزون مُحفِّز، مما يُحقق تدفقًا للسائل يبلغ 30 ملغم/لتر. ثم يُعاد استخدام هذا التدفق في نظام تبريد المياه المتداول، مُحققًا معدل إعادة استخدام يبلغ 95%.

النتائج التشغيلية : بدأت الوحدة العمل بنجاح في المحاولة الأولى في نوفمبر 2023. بيانات تقييم الأداء لمدة 72 ساعة:

• معدل التبخر: 5.2 طن/ساعة (التصميم 5 طن/ساعة)

• استهلاك البخار: 0.31 كجم/كجم ماء

• إنتاج الملح: 0.42 طن/ساعة

• معدل استرداد المكثفات: 95٪

• توفر الوحدة: >98% (4320 ساعة تشغيل على مدى 6 أشهر)

خامساً: الفوائد الاقتصادية والبيئية

5.1 المؤشرات الاقتصادية

التكلفة التشغيلية السنوية: حوالي 1.28 مليون يوان صيني (180 يوان صيني للطن، 0.65 يوان صيني للكهرباء/كيلوواط ساعة، 10 ...

5.2 المؤشرات البيئية

تخفيض سنوي قدره 36000 طن من مياه الصرف الصحي عالية الملوحة وتخفيض 1080 طن من انبعاثات الطلب الكيميائي للأكسجين؛ واستعادة 95% من الميثانول وتخفيض 55 طن من المركبات العضوية المتطايرة؛ وتخفيض 2800 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويًا؛ وحرق 180 طنًا من أملاح النفايات الخطرة وفقًا للوائح، مما يحقق "التخفيض والاستخدام الأمثل للموارد".