iLEC端面自锁技术解决了半导体厂水处理系统泄漏问题并提高了能量利用率
来源：陶氏化学（中国）投资有限公司 阅读：4528 更新时间：2008-01-07 09:32| 详细信息 | |||||
| 项目名称 | iLEC端面自锁技术解决了半导体厂水处理系统泄漏问题并提高了能量利用率 | ||||
| 建设地点 | 建设起始时间 | 建设结束时间 | |||
| 建设性质 | 新建 | 工程投资 | 废水性质 | ||
| 处理规模 | 进水水质 | 出水水质 | |||
| 处理工艺 | 运行费用 | 承包范围 | |||
工程说明
| 现场情况 地点： 德国Freising 目的： 消除O形密封圈泄漏，测试IlecTM端面自锁连接在提高产水水质和降低能耗方面的效果 安装日期： 2003年5月 性能对比： iLEC端面自锁连接技术消除了泄漏，同时提高了水质并降低了能耗 |
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| 位于德国Ｆreising的德克萨斯仪器公司半导体厂选用了iLEC端面自锁连接技术解决了泄漏问题 （图片由德国萨克斯仪器公司友情提供） |
引言
德克萨克斯仪器公司在德国的总部位于Freising，紧靠慕尼黑。Freising工厂（TI－FFAB）负责研制和开发德克仪器公司的混合信号和逻辑系列产品，包括先进的Bicms/cmos晶片。Freising同时也是德克萨斯公司半导体系列产品在欧洲的销售和市场总部。该厂已成立30任余年，拥有雇员1200余人。
目前市场上广泛使用的反渗透膜元件中心内接头在使用需要涂抹润滑剂，以便达到最最的密封效果和最长德密寿命。因为TI-FFAB要将纯水用于半导体工艺过程中，不允许在Ｏ形圈上涂抹润滑剂，不用润滑剂则密封圈的寿命得不到保证，系统的泄漏现象上升，使得产水水质受到影响，而且老化的密封圈本身也是颗粒污染的来源。
在本系统的第三级的一支反渗透压力容器内安装了带iLEC端面自锁联接技术的FILMTECTM半导体级（ＳＧ）元件，目的在于防止Ｏ形密封圈的泄漏，以提高产水水质并节约能源能耗，同时也展示一下FILMTECTMSG半导体级膜元件的优越性能，该元件的独特之处在于一投运就能产出极低总有机碳（toc）含量的超纯水，降低了TOC冲洗时间，大大节约了运行成本。
iLEC 端面自锁连接元件的优点
iLEC端面自锁联接技术避免了两支膜元件之间对多处滑动密封件的要求，取而代之的是一个轴向压缩Ｏ形密封圈，它所能直接好处就是在膜元件整个使用寿命期间，免维护并不需要润滑剂。
避免了由于O型密封圈因长期使用或损坏所致的泄露，和普通膜元件的相比，采用iLEC端面自锁联接技术的系统不存在Ｏ形密封圈安装时的损坏，系统调试运行的渗漏检查也可省略。
端面自锁连接技术没有传统连接件造成的产水中心管通道直径减小的缺点，由此降低了系统工程的耗能。图１揭示了传统内接头部分流道的变小及多处滑动密封和iLEC端面自锁连接技术更大的流道及固定密封的剖面对照示意图。
图１.元件连接剖面示意图
与传统接头相比，iLEC端面自锁膜元件可在数分钟内安装两支膜元件，当正确的将元件连锁在一起时，抗应力器自锁型端面会产生独特的快速咬合，并发出咔嗒咬合声，当膜元件咬合在一起后，应确认元件抗应力器上的标记线连成一线，它让安装者立即就知道O形密封圈已被压缩，并形成了无泄漏连接。图书室2展示了安装膜元件的选配工具，带钳和拉手。
图2.用于端面自锁膜元件安装的轻型带钳（左）和拉手（右）
系统设计
如图书室3所示为TI-FFAB的系统设计流程图。三套反渗透装置成的系统于1996年开始运行，2001年，又扩建了第二个三套反渗透装置组成了系统。每套反渗透装置的压力容器均采用六芯装膜壳，按照4:2排列。
图3.德国Freising德克萨斯仪器公司反渗透装置设计流程图
这组反渗透系统的运行技术参数为：回收率90%,产水量40m3/h(175gpm)。产水TDS（总溶解固形物）3ppm，进水TDS 535ppm。典型TOC含量低于100ppt （采用Sievers TOC测量仪测量）。进水压力20bar(290psi)，温度130c（550F）。
正常产水电导率要求为10us/cm，当电导达到20us/cm时就需要采取纠正措施了。当电＝导达到20us/cm时，每套设备每个月要多花掉2200美元的再生离子交换树脂的成本！
装置性能iLEC端面自锁联接技术
采用iLEC端面自锁联接技术的FILmtecTM SG30-400膜元件是2003年五月开始投运的。iLEC端面自锁联接技术成功的解决了采用滑动式内接头时的泄漏问题。图４是关于第5支压力容器使用iLEC端面的自锁联接技术前后的产水电导率的比较图，我们可以看1号膜元件出来的产水质量得到了明显的提高，产水电导从34us/cm降到了11us/cm，解决了1号和２号膜元件间滑动式密封老化和磨损所造成的泄漏问题。
图4.第四系列第一段标准连接和端面自锁连接产水电导探测曲线的对比
图5的照片则提示了密封圈因为磨损在中心管内表面留下的痕迹，由于半导体厂的水处理系统不允许使用润滑剂，Ｏ形密封圈损坏造成泄漏和纯水污染的情况时常发生。
图5. 第5号压力容器中1号膜元件发生o形密封圈磨损的照片
图6。第二段中相邻两个压力容器的产水背压数据比较
老式的插入式连接件还是造成背压增加能耗的原因之一。让我们做个比较，带iLEC和不带iLEC端面自锁联接技术的FILMTECTM SG30-400膜元件分别装在第二段相邻的两个压力容器内，采用iLEC端面自锁联接技术的膜元件将平均背压从3.3psi（0.22bar）降低到0.8psi（0.05bar）,图6 显示了每支膜元件的产水背压，产水背压直接影响膜面渗透所需要的推动力，因此如果所有六支压力容器中均采用，iLEC端面自锁联接膜元件，那么就可能节约1—2%的能耗，这样每支膜元件在五年的使用期大约可节省25美元，虽然数字不是很大但是它的确给您节约了成本，尤其在七芯和八芯装压力容器的系统中成本的节约会更加明显。
装置性能FILMTECTMSG 膜元件
FILMTECTM半导体（SG）反渗透膜元件大幅度提高了膜元件TOC的冲洗率，节约他操作成本，过去的膜元件在投运初期要几天甚至几个星期的冲洗时间来除去膜元件内的残留有机物，防止对下游设备的污染，此外，由于处理冲洗废水的废水处理系统能力限制，冲洗往往在低通量操作条件下进行，相反FILMTECTMSG30-400膜元件整个冲洗过程只需要几分钟，新元件投运仅仅几分钟产水的TOC即可下降到0.08ppm，第二天即可达0.07ppm。当进水Toc4.55ppm，系统总的出水TOC为0.07ppm。
根据德克萨斯仪器公司的数据统计，每套反渗透系统72小时的冲洗程序，废水排放费为700美元，能耗费250美元,附加人式费1450美元，折算成平均每支膜元件多花67美元，而采用了FILMTECTMSG半导体级膜元件将节约这些费用。
结论
采用iLEC端面自锁联接技术的陶氏FILMTECTMSG30-400膜元件的性能超过了用户的期望值，Ｏ形密封圈的问题解决了，能耗也降低了，非常显著地降低了冲洗时间，缩短了设备投运时间和节约了成本，考虑到这些优点，用户决定将其它两套系统内的其它品牌的反渗透元件全部更换成陶氏FILMTECTMSG30-400iLEC端面自锁膜元件。
产水质量，能量效率和初始投运性能是反渗系统成功运行的三个主要因素，结合FILMTECTMSG30半导体级膜化学，陶氏FilmTec公司革命性的iLEC端面自锁联接元件，是超纯水系统的最佳选择。
工程图片
