实验室蒸馏水制取技术研究

郭达

河南省睢县环保局环境监测站，河南商丘 476900

摘要 本文从实验室蒸馏水制取技术原理、工艺流程、工艺组成以及改进后的制取技术优越性、经济社会环境效益等进行了分析，详细阐述了该技术对促进经济、社会和环境的协调发展具有的良好促进作用。

关键词 实验室；蒸馏水；制取技术

中图分类号TQ174 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0026-02

随着社会的发展，科学技术的进步，工业、农业、食品业、医疗、保健、实验等行业，对蒸馏水的需求量越来越大，对水质的要求也越来超高，然而现行的蒸馏水制取技术无论从水质或是从节约资源上都和社会的发展有一定的差距。

为促进蒸馏水制取技术的改善，本人在日常工作中，从节约资源能源角度，致力于蒸馏水制取技术的研究与探讨，取得了一定的进展，该技术的应用，将有效地节约大量的水资源和能源，对促进经济、社会和环境的协调发展具有良好的促进作用。

1 目前蒸馏水制取方法存在的问题

目前蒸馏水制取方法中冷凝系统采用的是自来水冷却，使用后的高温自来水全部排放掉，自来水的利用效率相当低，不仅浪费人力、物力、财力，而且更重要的是极大的浪费了水资源。

2 实验室蒸馏水制取技术原理

实验室蒸馏水制取技术的原理是：在节约资源能源的前提下，自来水经加热蒸发锅变为水蒸汽，进入冷凝系统，与具有循环冷却液的冷凝器接触后，形成水滴，经收集后，即是蒸馏水。

3 实验室蒸馏水制取技术的工艺流程

自来水→自动进水控制开关→水位控制器进水口→蒸发锅→加热→水蒸汽→冷凝器（采用循环冷却液）→冷凝→蒸馏水→蒸馏水出口→蒸馏水。

4 实验室蒸馏水制取技术工艺组成

该技术主要有自来水加热系统、蒸汽冷凝系统、自动控制系统及底座等组成。

4.1 加热蒸发系统

该系统由全玻璃蒸发锅、石英管加热器等组成，使用玻璃蒸发锅、石英管加热器可有效避免了自来水与金属接触的可能性，防止金属元素进入蒸馏水，能够保证蒸馏水水质的良好性。

同时，玻璃蒸发锅上配有进口玻璃水管、蒸汽出口及清洗排水口，能够保证进水畅通、出汽顺利、排水方便，有效保证蒸发锅工作的正常运行。石英加热器采用盘型结构，增加了对水的加热面积，提高了蒸汽的产出率。

蒸发锅采用双层透明玻璃，夹层抽为真空，即有利于减少热量散失，起到保温作用，节约能源；又利于观察蒸发锅在工作过程中锅内各种情况的变化，能够做到适时控制。而且，各种接口采用磨口连接，增加了仪器的密闭性和稳定性。

4.2 蒸汽冷凝系统

蒸汽冷凝系统的作用是对蒸发锅内产生的水蒸汽进行冷却，转化为蒸馏水，它由制冷压缩机、导流管、冷凝管、保温箱等组成。

制冷压缩机的作用主要是制冷，使循环液温度降低，通过导流管送入冷凝管致使其周围循环水冷却，循环管因接触冷却液而使管壁、冷凝器内壁及其周围空间温度降低，蒸发锅内上升的水蒸汽遇冷凝管、冷凝器内壁而冷凝为液滴。

冷凝管采用石英材料做成，螺旋形，由下而上弯曲度越来越大，冷却液从下部进入，从上部流出冷凝器，这样即能使循环冷却水在管内流动畅通，又能使进入冷凝器的高温水蒸汽得到迅速冷凝。冷凝器内壁因受冷而温度下降，对水蒸汽也能直到一定的冷凝作用。

冷凝器采用双层玻璃做成的，对内部的空气起到保温作用，它能使冷空气密集、不散发，冷空气得到充分利用，提高制冷效果，节约能源。冷凝器底部做成凸型，利于蒸馏水的收集。

4.3 自动控制系统

自动控制系统能使设备良好运行，有效避免事故的发生，它主要由水面自动控制、制冷自动控制及加热系统的电流调节开关等组成。

水面自动控制系统是由温控器和自动进水开关组成，它能有效地控制蒸发锅内的水面处于稳定状态，避免因锅内液面过低而发生加热管爆裂问题。它的运行程序是：当锅内的液面低于设定的液面时，控制器就会向进水开关发出进水信号，实现液面自动控制功能。

制冷自动控制系统主要是由制冷系统的温控器进行控制，为使蒸发锅内上升的水蒸汽遇冷凝管及时液化，对冷凝管需控制适当的温度，即不能过高，也不可过低，过高会影响冷凝效果；过低会浪费能源，从而实现即能使水蒸汽迅速冷凝，又能节约能源的目的。

加热系统的电流调节开关，能有效地调节加热管内的电流，使蒸发锅内的自来水蒸汽产出率最大，又不至于浪费电能。

底座是用于承载蒸发锅、冷凝器，自动控制系统等。

5 改进后实验室蒸馏水制取技术优点

该技术与目前普通蒸馏水制取技术相比具有以下优点：

1）节约大量水资源

目前普通蒸馏水制取技术的冷凝系统采用的是自来水冷却，不仅冷凝效果差，而且浪费大量的水资源。而该蒸馏水制取技术的冷凝系统，采用的是循环冷却水制冷技术，而不是用自来水一次性冷却。

该项技术在蒸馏水制取过程中，不外排废水，只有在清洗蒸发锅时，排放少量的清洗废水，完全实现冷却水零排放，从而节约大量的水资源。

此外，该项技术还采用了液面自动控制系统，有效保证蒸馏工作的正常进行。

2）节约能源

首先，该项技术的加热系统采用盘形加热管和电流控制开关，盘形加热管能使锅内自来水受热均匀，电流控制开关能有效控制加热管内的电流，以最少的电能制取最多的蒸汽，使蒸汽电流比处于最佳状态，从而节约能源。

其次，蒸发锅采用双层玻璃制成，夹层抽成真空，形成保温层，大大减少锅内热量散发，实现热能的充分利用。

最后，冷却系统实施温度控制，能有效控制适宜的冷凝温度，达到自动开启和关闭电源的功能，从而有效节约能源。而且冷凝器内壁为双层玻璃，能有效防止热量散发，起一定的节能作用。

3）水质的良好性

在使用该项技术制取蒸馏水的过程中均采用玻璃制品，杜绝了自来水及蒸汽与金属接触的可能性，确保制取的蒸馏水水质具有良好性，能够满足各行业的用水要求。

4）实现制取单级蒸馏水和多重蒸馏水

采用该技术制造的蒸馏水制取设备，具有独立性，有一台设备可制取单级蒸馏水，若用导管顺次连接多台设备，就可制取多重蒸馏水，而且操作简单方便，普通蒸馏水制取设备不具备此项功能。

5）易清洗

对蒸发锅清洗时，因蒸发锅底部边缘设有排水口，可在不移动和拆卸设备的情况下，就能实现清洗和顺利排出蒸发锅内的清洗废水，易于清洗。

6 该蒸馏水制取技术的经济、社会和环境效益

6.1 经济效益

该项技术与一般技术相比，每制取1t蒸馏水要节约300t自来水，如果每吨蒸馏水按2元计算，则要节约600元，各行各业蒸馏水用量之大，节约的水资源就可想而知；再加上该技术采用了保温和电流控制措施，又可节约电能，两者相加，经济效益相当可观。

6.2 社会效益和环境效益

我国是一个淡水资源缺乏的国家，而该技术实施后，能够节约大量的淡水，有效地缓解淡水严重不足的问题，同时，对促进生态发展，维护生态平衡具有重要的促进作用。

总之，该蒸馏水制取技术不仅产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益，促进经济、社会、环境协调一致的发展，而且，对促进科学技术的进步，各行业的快速发展具有极其重要的作用。