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大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化
ZZYVP型氮封閥是本公司自主開發(fā)、研制的一套自力式微壓力控制系統(tǒng),主要用于保持容量頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定,以避免容量內(nèi)物料與空氣直接按觸,防止物料揮發(fā)、被氧化,以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。
當(dāng)下水資源短缺問題日益嚴重,而超純水制備的需求越來越多。本人近期有幸參與了兩個大型水處理工程的可行性分析和方案設(shè)計,其一為中部某城市污水處理廠一級A排放污水中水回用制備純水項目的可行性分析,另外一個則是東部某城市光伏產(chǎn)業(yè)園大型超純水供水系統(tǒng)的方案設(shè)計。本實用 屬于超純水氮封裝技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于電子超純水的氮封系統(tǒng)。在范圍內(nèi),新材料不斷研發(fā)和進步,對水的需求越來越高,同時,水資源日趨匱乏也是企業(yè)所面臨的現(xiàn)狀,因此,水技術(shù)市場的發(fā)展前景是*的。純水和超純水的生產(chǎn)便是其中非常重要的組成部分。在電子半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)工序中需要用到大量的超純水進行沖洗,edi系統(tǒng)制取出的超純水需要進行封存,不能與空氣接觸,否則空氣中的co2、o2和雜質(zhì)會因接觸水體而影響水質(zhì)。結(jié)合兩個項目的實際情況,進一步考慮從中水回用到超純水制備的方案設(shè)計,并從工藝,配置,成本分析等方面做一定的解析。
大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化
綜合項目情況:某地污水處理廠一級A排放標準污水,通過機械過濾,再經(jīng)過中水回用(UF+RO)裝置進一步處理后作為工業(yè)用水(部分中水經(jīng)過UF裝置后作為市政綠化用水),繼續(xù)經(jīng)過水凈化裝置(RO+EDI+拋光)得到高純度(電阻率≥18MΩ.CM,25℃)的超純水。
項目主要場景及配置
中水回用廠房:污水處理廠就近配套建設(shè),負責(zé)中水的預(yù)處理和中水回用凈化,主要設(shè)備為機械過濾器+UF+一級RO裝置。
園區(qū)純水站:經(jīng)過處理的中水通過管道,輸送到園區(qū)純水站生產(chǎn)水池,主要設(shè)備為二級RO+EDI裝置,配套園區(qū)循環(huán)管道。
生產(chǎn)車間:根據(jù)園區(qū)不同客戶的生產(chǎn)用水需求,選擇是否配備拋光樹脂裝置。
備注:中水回用階段機械過濾器設(shè)備體積占比較大,放在污水處理廠附近建設(shè)較合理。園區(qū)用地相對寶貴,采用RO+EDI的超純水制備工藝,盡可能地減少場地需求。18M超純水的出水極易受環(huán)境影響,需要就近需求端配置。一般建議放在需求端近處,不建議遠距離管道運輸,部分生產(chǎn)車間工藝可能只需求10-15M左右的超純水,不需要額外配置拋光樹脂裝置。
大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化超純水系統(tǒng)中為何需用氮封水箱?,空氣中含有二氧化碳、塵埃等雜質(zhì),而超純水為純的溶劑,對這些雜質(zhì)的溶解能力很強,故一旦超純水與空氣接觸,就會使其電阻率迅速下降,實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質(zhì)就會下降至3-4MΩ.cm,3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右,因此超純水的儲存容器需確保水體與空氣的接觸。
處理超純水與空氣接觸的方法:
充氮法:即在水箱水面上充入氮氣使箱內(nèi)維持適當(dāng)?shù)恼龎毫?,阻止大氣與箱內(nèi)水面接觸。
薄膜袋法:即在在水箱內(nèi)設(shè)置袋狀薄膜覆蓋于水面上,薄膜袋隨水位升降,減少水面與空氣接觸面積。
浮頂法:即以密度比水輕的輕質(zhì)材料在水箱內(nèi)制成整塊板狀浮頂浮于水面,并用輕質(zhì)彈性材料(如海綿、發(fā)泡塑料等)遮蓋浮頂與箱間的間隙,浮頂隨水面升降。從而減少空氣與水面的接觸機會。
在上述三種方法中又以氮封水箱常見,實施簡單,效果好。
大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化氮封水箱的工作原理:
超純水氮封水箱是將一定量的氮氣充入密封的水箱內(nèi),水箱內(nèi)氮氣壓力不大于80Kpa,氮氣是惰性氣體能防止CO2等其它物質(zhì)溶入水中影響水質(zhì),保證水箱內(nèi)的水不受二次污染而導(dǎo)致水質(zhì)下降。
氮封裝置由快速泄放閥及微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成,而快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成,當(dāng)儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時,快速泄放閥迅速開啟,將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥是在儲罐內(nèi)壓力降低時,開啟閥門,向罐內(nèi)充注氮氣。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下,現(xiàn)場N2壓力較高,必須安裝壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。壓力可按要求分段設(shè)定,從0.5Kpa至60 Kpa以下。
微壓調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)選定一設(shè)定值 如:3Kpa
泄氮設(shè)定值的設(shè)定應(yīng)遠離供氮壓力值,如:8Kpa。
具體壓力的設(shè)定值要根據(jù)純水系統(tǒng)的產(chǎn)水量和水箱容量大小來確定選擇。
N2的純度為99。995%以上。純水設(shè)備,實驗室純水設(shè)備,南通水處理設(shè)備,南通去離子水設(shè)備。醫(yī)院用水處理設(shè)備,醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。
大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化產(chǎn)品特點
無需外加能源,能在無電、無氣的場合工作,既方便,又節(jié)約能源,降低成本;
氮封裝置供氮、泄氮壓力設(shè)定方便,可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行;
壓力檢測膜片有效面積大,設(shè)定彈簧剛度小,動作靈敏,裝置工作平穩(wěn);
采用無填料設(shè)計,閥桿所受磨擦力小,反應(yīng)迅速,控制精度高;
供氮裝置采用指揮器操作,減壓比可達100:1,減壓效果好,控制精度高;
為確保儲罐的安全,需在罐頂設(shè)置呼吸閥;
呼吸閥僅起安全作用,避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
主要參數(shù)和性能指標
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 氮封閥 | 氮封閥ZZYVP-II DN32 PN16 進口壓力 0.3-0.6 MPA, 出口壓力1 KPA 法蘭連接 | 臺 | 1 |
2 | 泄氮閥 | 泄氮閥ZXD-16 DN32 PN16起跳壓力2KPA 法蘭連接 | 臺 | 1 |
3 | 呼吸閥 | 呼吸閥GFQ DN32 PN16 正壓:3 KPA 負壓:-298PA法蘭連接 | 臺 | 1 |
4 | 過濾器 | Y型過濾器GL41H DN32 PN16 濾網(wǎng)100目 法蘭連接 | 臺 | 1 |
1、大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化供氮裝置主要參數(shù)和性能指標
公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||
閥座直徑dn(mm) | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
額定流量系數(shù)Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
額定行程L(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | ||||||||||
流量特性 | 快開 | ||||||||||||||
壓力調(diào)節(jié)范圍(kPa) | 0.4~5.5、5~10、9~14、13~19、18~24、22~28 | ||||||||||||||
公稱壓力PN(MPa) | 1.6 2.5 4.0 | ||||||||||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) | ≤80 | ||||||||||||||
調(diào)節(jié)精度(%) | ±5% | ||||||||||||||
允許泄漏等級 | 標準級:Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴密型:Ⅵ級(GB/T4213-92) |
2、泄氮裝置主要參數(shù)和性能指標
公稱通徑DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
額定流量系數(shù)Kv | 6.9 | 11 | 30 | 30 | 48 | 75 | 80 | 190 |
額定行程L(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | |||
流量特性 | 快開 | |||||||
壓力調(diào)節(jié)范圍(kPa) | 0.4~5.5、5~10、9~14、13~19、18~24、22~28 | |||||||
公稱壓力PN(MPa) | 0.1 | |||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) | ≤80 | |||||||
調(diào)節(jié)精度(%) | ±5% | |||||||
允許泄漏等級 | 標準級:Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴密型:Ⅵ級(GB/T4213-92) |
大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化主要連接尺寸
1、供氮裝置外形尺寸及重量
公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
H2 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 |
H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 |
重量(kg) | 32 | 35 | 40 | 50 | 90 | 115 | 280 |
2、泄氮裝置外形尺寸及重量
公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 |
重量(kg) | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 |
公稱壓力0.1Mpa,壓力可按分段設(shè)定,從0.5Kpa 至66 Kpa以下,介質(zhì)溫度溫度≤ 氮封裝置的供(泄)氮壓力設(shè)定方便,且可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行;氮氣壓力設(shè)定范圍廣。氮封裝置主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制,以保護罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐安全。氮封裝置由快速泄放閥及微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成??焖傩狗砰y由壓力控制器及單座切斷閥組成。
儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時,快速泄放閥迅速開啟,將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲罐內(nèi)壓力降低時,開啟閥門,向罐內(nèi)充注氮氣。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下,現(xiàn)場壓力較高,必須安裝壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa,壓力可按分段設(shè)定,從0.5Kpa 至66 Kpa以下,介質(zhì)溫度溫度氮封裝置的供(泄)氮壓力設(shè)定方便,且可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行;氮氣壓力設(shè)定范圍廣,低至0.5Kpa
大型超純水氮封裝置方案設(shè)優(yōu)化安裝注意事項
(1)安裝前,檢查整機零件是否缺損與松動,對管道應(yīng)進行清洗,介質(zhì)流向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。
(2)為便于現(xiàn)場維護與操作,閥四周應(yīng)留有適當(dāng)空間與設(shè)置旁路手動閥,閥組安裝方案。
(3)閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上,閥體與管道的法塵連接,要注意同軸度,并應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不超過-25~55℃的場合使用
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