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超纯水制水工艺  

2015-08-24 16:52:33|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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超纯水系统在精密电子等高科技行业应用广泛,超纯水的制水工艺复杂,且投资昂贵,系统工作的稳定性及经济性对生产起着至关重要的作用。

郑州旭飞光电科技有限公司有1 套超纯水系统,该套系统使用软水作为原水,原水经该系统处理后可获得电阻率为18 MΩ·cm 的超纯水。

1 改造前系统的纯水制水工艺

改造前的超纯水系统的制水工艺流程见图 1,该系统中EDI 装置制水、送水工艺流程见图 2。

图 1 改造前的超纯水系统的制水工艺流程


图 2 EDI 装置制水、送水工艺流程


由图 2 可知,EDI 装置的产水分为两路,一路由气动阀P1 控制进入高纯水箱,另一路由气动阀P2 控制进入RO 水箱。这2 个阀门互锁,不能同时开启或关闭。

P1、P2 的开关状态由高纯水箱水位决定,当高纯水箱水位达到高水位时,P2 自动开启,P1 关闭, EDI 出水进入RO 水箱; 当高纯水箱水位降低到低水位时,P1 开启,P2 自动关闭,EDI 出水进入高纯水箱。

为保证产水水质,高纯水箱采用氮气密封,当其液位下降时,补入氮气,当其液位上升时,排出氮气。

2 超纯水系统存在的问题及改造方案

超纯水系统投入运行后,能够生产出合格的电阻率为18 MΩ·cm 的超纯水,产水量也可以满足生产要求。但在系统运行过程中,发现其存在以下3 个问题:(1)用户用水量不稳定时,高纯水箱液位波动大,氮气消耗量大。(2)用户用水量不稳定时,P1、P2阀门切换频繁,并且在切换的过程中,伴随有巨大的水锤冲击,水锤产生巨大的撞击,造成管道和设备的剧烈震动。(3)P1、P2 阀门经常切换,造成EDI 的产水量瞬间波动,容易损坏EDI 设备。在超纯水系统中,EDI 装置是非常重要的制水设备,上述问题的存在对于生产具有非常大的安全隐患。

为解决这一问题,请教了设备生产厂的技术人员,他们的建议是稳定用水量。结合公司的实际情况,要稳定用水量,最简单直接的方法是使用水点保持长流水,但是这样会浪费掉大量的超纯水,导致超纯水用量大大增加,超出系统的制水量。为此,公司决定对EDI 产水量调节方式进行改造。经过多次的分析论证后,尝试在EDI 产水管路并联一个手动调节阀P3,同时在EDI 的两路出水气动阀门的供气管路上增加压缩空气节流阀,以减缓阀门的开闭速度,平衡EDI 出水量的分配。实施改造后,消除了用水量波动产生的水锤冲击现象,降低了高纯水箱液位的波动范围。由于高纯水箱液位波动幅度降低,大大减少了氮气消耗量,为公司节约了成本。

改造前、后系统的EDI 装置两路出水示意如图 3、图 4 所示。

图 3 改造前的改造部位示意


图 4 改造后的改造部位示意


3 改造后系统的纯水制水工艺

经过改造,EDI 装置的两路出水分别为: 一路由气动阀P1 控制进入高纯水箱,另一路由气动阀 P2 和手动旁通调节阀P3 控制进入RO 水箱。其中 P1 和P2 2 个阀门互锁,不能同时开启或关闭。根据高纯水箱的水位调整P3 的开度。当用户用水量变化时,手动调整阀门P3 的开度。如果用户用水量减小,适当增大阀门P3 的开度; 如果用户用水量增大,适当减小阀门P3 的开度。由此减少了P1、P2 开启、关闭的次数。此外,在P1、P2 的进气管路上加装压缩空气节流阀,减缓了阀门开启或关闭的速度,减小了水锤的冲击。

超纯水系统改造完成后,彻底解决了上述3 个问题,并达到了下述效果:(1)稳定了高纯水箱液位,大大减少了氮气消耗量。(2)消除了水锤现象。(3)稳定了EDI 产水量,消除了可能造成EDI 设备损坏的不利因素。(4)减小了阀门开启的频率。

通过微调EDI 产水量分配方式对超纯水系统进行改造,在没有打破P1、P2 互锁状态下,稳定了高纯水箱的液位,达到了预期的改造目的。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

4 结束语

通过在EDI 出水口增加1 个旁通阀,以及在 EDI 的两路出水气动阀门的供气管路上分别增加1 个压缩空气节流阀的简单改造,优化了制水工艺,稳定了EDI 的制水量,大大降低了氮气消耗量,每个月可以节约近万元的氮气消耗费用,为公司节约了大量资金。尤其是减少了设备受到的水锤冲击,保证了EDI 设备出水量的稳定,同时也保证了设备使用安全,延长了设备使用寿命。

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