iLEC端面自鎖技術解決了半導體廠水處理系統泄漏問題并提高了能量利用率
來源：陶氏化學（中國）投資有限公司 閱讀：5113 更新時間：2008-01-07 09:32| 詳細信息 | |||||
| 項目名稱 | iLEC端面自鎖技術解決了半導體廠水處理系統泄漏問題并提高了能量利用率 | ||||
| 建設地點 | 建設起始時間 | 建設結束時間 | |||
| 建設性質 | 新建 | 工程投資 | 廢水性質 | ||
| 處理規模 | 進水水質 | 出水水質 | |||
| 處理工藝 | 運行費用 | 承包范圍 | |||
工程說明
| 現場情況 地點： 德國Freising 目的： 消除O形密封圈泄漏，測試IlecTM端面自鎖連接在提高產水水質和降低能耗方面的效果 安裝日期： 2003年5月 性能對比： iLEC端面自鎖連接技術消除了泄漏，同時提高了水質并降低了能耗 |
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| 位于德國Ｆreising的德克薩斯儀器公司半導體廠選用了iLEC端面自鎖連接技術解決了泄漏問題 （圖片由德國薩克斯儀器公司友情提供） |
引言
德克薩克斯儀器公司在德國的總部位于Freising，緊靠慕尼黑。Freising工廠（TI－FFAB）負責研制和開發德克儀器公司的混合信號和邏輯系列產品，包括先進的Bicms/cmos晶片。Freising同時也是德克薩斯公司半導體系列產品在歐洲的銷售和市場總部。該廠已成立30任余年，擁有雇員1200余人。
目前市場上廣泛使用的反滲透膜元件中心內接頭在使用需要涂抹潤滑劑，以便達到最最的密封效果和最長德密壽命。因為TI-FFAB要將純水用于半導體工藝過程中，不允許在Ｏ形圈上涂抹潤滑劑，不用潤滑劑則密封圈的壽命得不到保證，系統的泄漏現象上升，使得產水水質受到影響，而且老化的密封圈本身也是顆粒污染的來源。
在本系統的第三級的一支反滲透壓力容器內安裝了帶iLEC端面自鎖聯接技術的FILMTECTM半導體級（ＳＧ）元件，目的在于防止Ｏ形密封圈的泄漏，以提高產水水質并節約能源能耗，同時也展示一下FILMTECTMSG半導體級膜元件的優越性能，該元件的獨特之處在于一投運就能產出極低總有機碳（toc）含量的超純水，降低了TOC沖洗時間，大大節約了運行成本。
iLEC 端面自鎖連接元件的優點
iLEC端面自鎖聯接技術避免了兩支膜元件之間對多處滑動密封件的要求，取而代之的是一個軸向壓縮Ｏ形密封圈，它所能直接好處就是在膜元件整個使用壽命期間，免維護并不需要潤滑劑。
避免了由于O型密封圈因長期使用或損壞所致的泄露，和普通膜元件的相比，采用iLEC端面自鎖聯接技術的系統不存在Ｏ形密封圈安裝時的損壞，系統調試運行的滲漏檢查也可省略。
端面自鎖連接技術沒有傳統連接件造成的產水中心管通道直徑減小的缺點，由此降低了系統工程的耗能。圖１揭示了傳統內接頭部分流道的變小及多處滑動密封和iLEC端面自鎖連接技術更大的流道及固定密封的剖面對照示意圖。
圖１.元件連接剖面示意圖
與傳統接頭相比，iLEC端面自鎖膜元件可在數分鐘內安裝兩支膜元件，當正確的將元件連鎖在一起時，抗應力器自鎖型端面會產生獨特的快速咬合，并發出咔嗒咬合聲，當膜元件咬合在一起后，應確認元件抗應力器上的標記線連成一線，它讓安裝者立即就知道O形密封圈已被壓縮，并形成了無泄漏連接。圖書室2展示了安裝膜元件的選配工具，帶鉗和拉手。
圖2.用于端面自鎖膜元件安裝的輕型帶鉗（左）和拉手（右）
系統設計
如圖書室3所示為TI-FFAB的系統設計流程圖。三套反滲透裝置成的系統于1996年開始運行，2001年，又擴建了第二個三套反滲透裝置組成了系統。每套反滲透裝置的壓力容器均采用六芯裝膜殼，按照4:2排列。
圖3.德國Freising德克薩斯儀器公司反滲透裝置設計流程圖
這組反滲透系統的運行技術參數為：回收率90%,產水量40m3/h(175gpm)。產水TDS（總溶解固形物）3ppm，進水TDS 535ppm。典型TOC含量低于100ppt （采用Sievers TOC測量儀測量）。進水壓力20bar(290psi)，溫度130c（550F）。
正常產水電導率要求為10us/cm，當電導達到20us/cm時就需要采取糾正措施了。當電＝導達到20us/cm時，每套設備每個月要多花掉2200美元的再生離子交換樹脂的成本！
裝置性能iLEC端面自鎖聯接技術
采用iLEC端面自鎖聯接技術的FILmtecTM SG30-400膜元件是2003年五月開始投運的。iLEC端面自鎖聯接技術成功的解決了采用滑動式內接頭時的泄漏問題。圖４是關于第5支壓力容器使用iLEC端面的自鎖聯接技術前后的產水電導率的比較圖，我們可以看1號膜元件出來的產水質量得到了明顯的提高，產水電導從34us/cm降到了11us/cm，解決了1號和２號膜元件間滑動式密封老化和磨損所造成的泄漏問題。
圖4.第四系列第一段標準連接和端面自鎖連接產水電導探測曲線的對比
圖5的照片則提示了密封圈因為磨損在中心管內表面留下的痕跡，由于半導體廠的水處理系統不允許使用潤滑劑，Ｏ形密封圈損壞造成泄漏和純水污染的情況時常發生。
圖5. 第5號壓力容器中1號膜元件發生o形密封圈磨損的照片
圖6。第二段中相鄰兩個壓力容器的產水背壓數據比較
老式的插入式連接件還是造成背壓增加能耗的原因之一。讓我們做個比較，帶iLEC和不帶iLEC端面自鎖聯接技術的FILMTECTM SG30-400膜元件分別裝在第二段相鄰的兩個壓力容器內，采用iLEC端面自鎖聯接技術的膜元件將平均背壓從3.3psi（0.22bar）降低到0.8psi（0.05bar）,圖6 顯示了每支膜元件的產水背壓，產水背壓直接影響膜面滲透所需要的推動力，因此如果所有六支壓力容器中均采用，iLEC端面自鎖聯接膜元件，那么就可能節約1—2%的能耗，這樣每支膜元件在五年的使用期大約可節省25美元，雖然數字不是很大但是它的確給您節約了成本，尤其在七芯和八芯裝壓力容器的系統中成本的節約會更加明顯。
裝置性能FILMTECTMSG 膜元件
FILMTECTM半導體（SG）反滲透膜元件大幅度提高了膜元件TOC的沖洗率，節約他操作成本，過去的膜元件在投運初期要幾天甚至幾個星期的沖洗時間來除去膜元件內的殘留有機物，防止對下游設備的污染，此外，由于處理沖洗廢水的廢水處理系統能力限制，沖洗往往在低通量操作條件下進行，相反FILMTECTMSG30-400膜元件整個沖洗過程只需要幾分鐘，新元件投運僅僅幾分鐘產水的TOC即可下降到0.08ppm，第二天即可達0.07ppm。當進水Toc4.55ppm，系統總的出水TOC為0.07ppm。
根據德克薩斯儀器公司的數據統計，每套反滲透系統72小時的沖洗程序，廢水排放費為700美元，能耗費250美元,附加人式費1450美元，折算成平均每支膜元件多花67美元，而采用了FILMTECTMSG半導體級膜元件將節約這些費用。
結論
采用iLEC端面自鎖聯接技術的陶氏FILMTECTMSG30-400膜元件的性能超過了用戶的期望值，Ｏ形密封圈的問題解決了，能耗也降低了，非常顯著地降低了沖洗時間，縮短了設備投運時間和節約了成本，考慮到這些優點，用戶決定將其它兩套系統內的其它品牌的反滲透元件全部更換成陶氏FILMTECTMSG30-400iLEC端面自鎖膜元件。
產水質量，能量效率和初始投運性能是反滲系統成功運行的三個主要因素，結合FILMTECTMSG30半導體級膜化學，陶氏FilmTec公司革命性的iLEC端面自鎖聯接元件，是超純水系統的最佳選擇。
工程圖片
