實驗室蒸餾水制取技術研究

郭達

河南省睢縣環保局環境監測站，河南商丘 476900

摘要 本文從實驗室蒸餾水制取技術原理、工藝流程、工藝組成以及改進后的制取技術優越性、經濟社會環境效益等進行了分析，詳細闡述了該技術對促進經濟、社會和環境的協調發展具有的良好促進作用。

關鍵詞 實驗室；蒸餾水；制取技術

中圖分類號TQ174 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0026-02

隨著社會的發展，科學技術的進步，工業、農業、食品業、醫療、保健、實驗等行業，對蒸餾水的需求量越來越大，對水質的要求也越來超高，然而現行的蒸餾水制取技術無論從水質或是從節約資源上都和社會的發展有一定的差距。

為促進蒸餾水制取技術的改善，本人在日常工作中，從節約資源能源角度，致力于蒸餾水制取技術的研究與探討，取得了一定的進展，該技術的應用，將有效地節約大量的水資源和能源，對促進經濟、社會和環境的協調發展具有良好的促進作用。

1 目前蒸餾水制取方法存在的問題

目前蒸餾水制取方法中冷凝系統采用的是自來水冷卻，使用后的高溫自來水全部排放掉，自來水的利用效率相當低，不僅浪費人力、物力、財力，而且更重要的是極大的浪費了水資源。

2 實驗室蒸餾水制取技術原理

實驗室蒸餾水制取技術的原理是：在節約資源能源的前提下，自來水經加熱蒸發鍋變為水蒸汽，進入冷凝系統，與具有循環冷卻液的冷凝器接觸后，形成水滴，經收集后，即是蒸餾水。

3 實驗室蒸餾水制取技術的工藝流程

自來水→自動進水控制開關→水位控制器進水口→蒸發鍋→加熱→水蒸汽→冷凝器（采用循環冷卻液）→冷凝→蒸餾水→蒸餾水出口→蒸餾水。

4 實驗室蒸餾水制取技術工藝組成

該技術主要有自來水加熱系統、蒸汽冷凝系統、自動控制系統及底座等組成。

4.1 加熱蒸發系統

該系統由全玻璃蒸發鍋、石英管加熱器等組成，使用玻璃蒸發鍋、石英管加熱器可有效避免了自來水與金屬接觸的可能性，防止金屬元素進入蒸餾水，能夠保證蒸餾水水質的良好性。

同時，玻璃蒸發鍋上配有進口玻璃水管、蒸汽出口及清洗排水口，能夠保證進水暢通、出汽順利、排水方便，有效保證蒸發鍋工作的正常運行。石英加熱器采用盤型結構，增加了對水的加熱面積，提高了蒸汽的產出率。

蒸發鍋采用雙層透明玻璃，夾層抽為真空，即有利于減少熱量散失，起到保溫作用，節約能源；又利于觀察蒸發鍋在工作過程中鍋內各種情況的變化，能夠做到適時控制。而且，各種接口采用磨口連接，增加了儀器的密閉性和穩定性。

4.2 蒸汽冷凝系統

蒸汽冷凝系統的作用是對蒸發鍋內產生的水蒸汽進行冷卻，轉化為蒸餾水，它由制冷壓縮機、導流管、冷凝管、保溫箱等組成。

制冷壓縮機的作用主要是制冷，使循環液溫度降低，通過導流管送入冷凝管致使其周圍循環水冷卻，循環管因接觸冷卻液而使管壁、冷凝器內壁及其周圍空間溫度降低，蒸發鍋內上升的水蒸汽遇冷凝管、冷凝器內壁而冷凝為液滴。

冷凝管采用石英材料做成，螺旋形，由下而上彎曲度越來越大，冷卻液從下部進入，從上部流出冷凝器，這樣即能使循環冷卻水在管內流動暢通，又能使進入冷凝器的高溫水蒸汽得到迅速冷凝。冷凝器內壁因受冷而溫度下降，對水蒸汽也能直到一定的冷凝作用。

冷凝器采用雙層玻璃做成的，對內部的空氣起到保溫作用，它能使冷空氣密集、不散發，冷空氣得到充分利用，提高制冷效果，節約能源。冷凝器底部做成凸型，利于蒸餾水的收集。

4.3 自動控制系統

自動控制系統能使設備良好運行，有效避免事故的發生，它主要由水面自動控制、制冷自動控制及加熱系統的電流調節開關等組成。

水面自動控制系統是由溫控器和自動進水開關組成，它能有效地控制蒸發鍋內的水面處于穩定狀態，避免因鍋內液面過低而發生加熱管爆裂問題。它的運行程序是：當鍋內的液面低于設定的液面時，控制器就會向進水開關發出進水信號，實現液面自動控制功能。

制冷自動控制系統主要是由制冷系統的溫控器進行控制，為使蒸發鍋內上升的水蒸汽遇冷凝管及時液化，對冷凝管需控制適當的溫度，即不能過高，也不可過低，過高會影響冷凝效果；過低會浪費能源，從而實現即能使水蒸汽迅速冷凝，又能節約能源的目的。

加熱系統的電流調節開關，能有效地調節加熱管內的電流，使蒸發鍋內的自來水蒸汽產出率最大，又不至于浪費電能。

底座是用于承載蒸發鍋、冷凝器，自動控制系統等。

5 改進后實驗室蒸餾水制取技術優點

該技術與目前普通蒸餾水制取技術相比具有以下優點：

1）節約大量水資源

目前普通蒸餾水制取技術的冷凝系統采用的是自來水冷卻，不僅冷凝效果差，而且浪費大量的水資源。而該蒸餾水制取技術的冷凝系統，采用的是循環冷卻水制冷技術，而不是用自來水一次性冷卻。

該項技術在蒸餾水制取過程中，不外排廢水，只有在清洗蒸發鍋時，排放少量的清洗廢水，完全實現冷卻水零排放，從而節約大量的水資源。

此外，該項技術還采用了液面自動控制系統，有效保證蒸餾工作的正常進行。

2）節約能源

首先，該項技術的加熱系統采用盤形加熱管和電流控制開關，盤形加熱管能使鍋內自來水受熱均勻，電流控制開關能有效控制加熱管內的電流，以最少的電能制取最多的蒸汽，使蒸汽電流比處于最佳狀態，從而節約能源。

其次，蒸發鍋采用雙層玻璃制成，夾層抽成真空，形成保溫層，大大減少鍋內熱量散發，實現熱能的充分利用。

最后，冷卻系統實施溫度控制，能有效控制適宜的冷凝溫度，達到自動開啟和關閉電源的功能，從而有效節約能源。而且冷凝器內壁為雙層玻璃，能有效防止熱量散發，起一定的節能作用。

3）水質的良好性

在使用該項技術制取蒸餾水的過程中均采用玻璃制品，杜絕了自來水及蒸汽與金屬接觸的可能性，確保制取的蒸餾水水質具有良好性，能夠滿足各行業的用水要求。

4）實現制取單級蒸餾水和多重蒸餾水

采用該技術制造的蒸餾水制取設備，具有獨立性，有一臺設備可制取單級蒸餾水，若用導管順次連接多臺設備，就可制取多重蒸餾水，而且操作簡單方便，普通蒸餾水制取設備不具備此項功能。

5）易清洗

對蒸發鍋清洗時，因蒸發鍋底部邊緣設有排水口，可在不移動和拆卸設備的情況下，就能實現清洗和順利排出蒸發鍋內的清洗廢水，易于清洗。

6 該蒸餾水制取技術的經濟、社會和環境效益

6.1 經濟效益

該項技術與一般技術相比，每制取1t蒸餾水要節約300t自來水，如果每噸蒸餾水按2元計算，則要節約600元，各行各業蒸餾水用量之大，節約的水資源就可想而知；再加上該技術采用了保溫和電流控制措施，又可節約電能，兩者相加，經濟效益相當可觀。

6.2 社會效益和環境效益

我國是一個淡水資源缺乏的國家，而該技術實施后，能夠節約大量的淡水，有效地緩解淡水嚴重不足的問題，同時，對促進生態發展，維護生態平衡具有重要的促進作用。

總之，該蒸餾水制取技術不僅產生巨大的經濟效益、社會效益和環境效益，促進經濟、社會、環境協調一致的發展，而且，對促進科學技術的進步，各行業的快速發展具有極其重要的作用。