氢氧发生器的应用、使用

生锈的马达

［摘要］  通过分析水源燃料发生装置的工作原理，使用中采用的安全措施，结合公司三年多的使用实践，验证了该设备的使用性能、安全性能、优异的环保性能及节能降耗的效果等，在使用中均表现良好，完全可以替代常规石化有机燃料，应用在药用石英玻璃安瓿的瓶口热熔拉丝封口上。水源燃料发生装置产生的氢氧混合气，燃烧后只　生成水，无其它石化燃料产生的COx、NOx、SOx及放射性、致癌物质。工业上它可以替代乙炔、汽油等应用在机械、冶金、汽车等方面。同时强调了，氢燃料的研究与使用对国家环境保护、能源安全与经济的可持续发展将产生深远的战略意义。

［关键词］  安瓿瓶热熔拉丝封口  水源燃料发生装器   电解  热值  环保节能

补充内容 (2016-11-15 11:57):
一.        序言。
在制药行业中，玻璃安瓿的瓶口普遍采取热熔拉丝封口。国内制药行业一般采用煤气与氧气的混合气体作燃料。在实际生产实践中，人们知道这种方法有许多缺陷，例如煤气与氧气需人工调节，比例不好控制，容易产生危险；燃烧后会产生有害气体而污染药品，污染生产环境等，降低药品品质，影响药品出口；生产区内应有排风设施，防止有害气体积聚危害工人身体健康。燃料氢和氧在地球上蕴藏丰富，但由于它们以不同的形式在不同的地方存在，因而获得它们的途径有难有易。氧气可以直接从空气中获得，比较省力；氢则不然，需要消耗电能以电解水或在催化剂的作用下重组碳氢化合物这两种方法获取。但也有人认为氢可以从天然气中产生，其成本同生产汽油相当。汽车工业方面如将燃料电池高效率因素考虑进来，使用燃料氢将比汽油更加经济。
目前，国际、国内小容量注射剂安瓿灌封机，都采用拉丝封口技术。只有德国B+S公司、BOSCH公司，在2000年研制了激光封口技术。由于种种原因，激光封口技术尚未用于规模生产，更多的设备厂家和制药厂都在寻找理想的拉丝封口能源。
随着能源技术的发展，一种新型的电解水能源技术——以水为原料的氢氧发生装置进入了实用阶段（又称为水源燃料发生装置或氢氧发生器），经过我公司应用在安瓿封口中作安瓿热熔拉丝的能源，取得了成功。

二.        水源燃料发生装置工作原理：
利用消耗电能的办法电解水，在特定的技术条件下能产生氢气和氧气的原理，将水裂解生成氢、氧混合气体，经过气液分离装置，分离出高能的氢、氧混合燃料。 化学方程式H2O  电解  H2↑+O2↑。
（1）.水源燃料发生器工作流程图如下：
（2）.SY-Ⅲ型水源燃料发生器外形如下（正在工作中）：

三.        性能及特点：
该产品在我公司异地GMP改造工程中选用了2台SY-Ⅱ医用氢氧发生器，而后陆续又购进了3台SY-Ⅲ型医用氢氧发生器。基本技术参数如下：交流380V电源10KW（SY-Ⅱ为8 KW），产气压力0.1—0.3MPa，产气量3000L/H(SY-Ⅱ为2500L）。
从2001年7月投产使用至今，已用了三年多，认为它作为安瓿的热熔拉丝封口能源可以完全替代传统的气体燃料，如乙炔、煤气、天然气等和氧气的混合气体。在激光封口技术未普及前，利用该设备使用氢氧混合气体对安瓿进行封口是最佳选择之一，该设备为专利技术应用产品，价格便宜，适合国情。使用了离子柜垢剂，电解效率提高，设备体积小。和我公司以前使用（煤气、氧气）的混合气对安瓿的封口质量相比，封口质量更趋稳定。经对照，与传统的工业气体能源相比有如下优点：
（1）.无污染。
氢氧燃烧后又生成水，没有任何污染，真正的绿色能源。美能源部长亚伯拉罕在2002年11月份召开的运输论坛上介绍了联邦政府提出的氢经济总蓝图。亚伯拉罕认为，氢是零污染燃料资源。传统的安瓿拉丝封口能源均不同程度地产生CO2、SO2等污染气体，废气被封进了药品瓶内，降低了药品品质，污染环境，影响操作工人的身体健康，可以不用安装排风管道（考虑到氢气与氧气燃烧产生的大量热量，会使环境温度上升，一般还要装一个用于排掉剩余热量为目的管道，排量小于使用其他易产生废气的燃料的风量），保证了生产环境的洁净。主要原因有二，一是石化有机燃料日益减少，人类面临全球性的能源危机，在许多国家积极开发新能源的今天，氢燃料无疑给人们提供了解决能源的新途径。二是现在汽油或柴油汽车发动机虽然比60年代的先进，但仍没有解决废气排放问题，排放的废气既影响地球气候，又污染自然环境。氢燃料电池（主要方式是氢燃料电池）的副产品为水和热量，因此燃料电池汽车将彻底改变汽车排污这个坏形象。
（2）.热值高。
轻柴油热值42900KJ/kg(约10200Kcal/kg)。液化石油气热值为43126kJ/kg(约10300Kcal/kg)，原煤，热值约为5000—6000 Kcal/kg。而氢的热值居矿物燃料、生物燃料和化工燃料的前列，为28900Kcal /Kg，是汽油的3倍。因其具有如此高的热值，所以以往在安瓿拉丝灌封机中使用的煤气火嘴就不能使用了。原因之一就是该火嘴出气量大，热量过高，无法封好安瓿玻璃瓶；之二是因为水源燃料发生装置送出的是氢气与氧气的混合气，燃烧时氢气、氧气的比例正好，不需要使用补充氧气结构的火嘴了。所以要换用出气量较小的专用火嘴，同时管路中串联气体调压装置，共同作用来调节火焰，达到最佳封口状态。封口情况见下幅图片：

（水源燃料发生装置送出的氢氧混合气在安瓿瓶封口（20ml水针、8针联动线）：）

（3）.安全可靠。
氢气与氧气的混合气在化学中有一个俗名叫爆鸣气，水源燃料发生装置是将氢气与氧气同时输送出来的，所以安全问题是该设备的技术关键之一。我公司采用的水源燃料发生装置现有三级防爆装置。其一，我公司在输送氢气与氧气的管路中安装了生产厂方提供的专用逆止阀（单向阀），防止回火爆鸣；其二，每个水源燃料发生装置出气口装有缓冲防爆器一个，该装置即可起到防爆，又可泻放异常高压、保护设备；其三在水源燃料发生装置的储气筒上设有一个安全防爆膜片装置，它的动作速度极快，能够及时泻放异常压力。三级防爆装置可以逐级阻断（或泻放异常高压）回火现象的发生。所以使用感觉该水源燃料发生装置安全性不存在问题。回火器及缓冲防爆器外形见以下两幅图片。

①.安装在管路中的回火器（一侧连接之至封口火嘴，另一侧连至调压阀）：


②.安装在水源燃料发生装置出口的缓冲防爆器（一侧来水源燃料发生装置气体出口，另一侧连结送气管路）:
（4）.节省物流费用。
省去了运输烦恼，因为水源燃料发生器只消耗水和电力。为获取氢需要的电能在现阶段可以来自燃油或燃煤发电厂，也可来自水电站、核电站。但是，未来理想电能应源于再生能源，如生物能、水电站、太阳能、风能或地热能。水源燃料发生装置最好使用纯水作电解液，这在一个制药厂是极易做的。
（5）.重量轻，易挥发，原料易找，并能节省较多费用。现将效益情况列表如下：
制药灌封        工业切割
乙炔+氧气        水源发生器        乙炔+氧气        水源发生器+氧气
2台四针灌封机        最大切厚200mm
乙炔、氧气各3瓶        日耗电48KW        乙炔3瓶、氧气        日耗电48KW、氧气
价值约300元        价值约40元        价值约240元、氧气不计        价值约40元、氧气不计
日节约260元左右        日节约200元左右（氧气相同未计）
效益对比表
四：结论：
从我们公司三年多的应用实践看，用水源燃料发生器做安瓿热熔拉丝封口能源，技术成熟，较其它常规封口能源略胜一筹。水源燃料发生器不仅在医药行业适用，因其技术已经成熟和较高的经济效益，在其它方面也有较大应用范围。
从另一个角度来说，石化有机燃料日益减少，人类面临全球性的能源危机，在许多国家积极开发新能源。再者，石化有机燃料所排放的碳、氮、硫的氧化物及其他有害排放物已成为城市空气的主要污染源，污染自然环境有影响地球气候，提高人们的生活质量。
众多国家都把目光放在了氢燃料上了，它在地球上资源丰富，所面临的挑战是找到安全、高效、成本低廉的方法生产氢。水源燃料发生装置是将水电解成氢气，只是其中的途径之一。积极寻求有效的、简便低廉的方法获得氢气，改变我国石油依赖进口的现状，对国家环境保护、能源安全与经济的可持续发展将产生深远的战略意义。

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