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    技術文章首頁 > 技術文章 > 大型超純水氮封裝置方案設優化
    
      
    
        
    
            
    
         
    
					 
    大型超純水氮封裝置方案設優化
    
					 
    點擊次數：949      更新時間：2024-04-03
    
                
    
				
    大型超純水氮封裝置方案設優化
    ZZYVP型氮封閥是本公司自主開發、研制的一套自力式微壓力控制系統，主要用于保持容量頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容量內物料與空氣直接按觸，防止物料揮發、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。該產品具有節能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工等行業。
    當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業園大型超純水供水系統的方案設計。本實用 屬于超純水氮封裝技術領域，具體涉及一種用于電子超純水的氮封系統。在范圍內，新材料不斷研發和進步，對水的需求越來越高，同時，水資源日趨匱乏也是企業所面臨的現狀，因此，水技術市場的發展前景是*的。純水和超純水的生產便是其中非常重要的組成部分。在電子半導體行業的生產工序中需要用到大量的超純水進行沖洗，edi系統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和雜質會因接觸水體而影響水質。結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計，并從工藝，配置，成本分析等方面做一定的解析。
    ZZYVP型帶指揮器調壓閥049.jpg
    大型超純水氮封裝置方案設優化
    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，再經過中水回用（UF+RO）裝置進一步處理后作為工業用水（部分中水經過UF裝置后作為市政綠化用水），繼續經過水凈化裝置（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，負責中水的預處理和中水回用凈化，主要設備為機械過濾器+UF+一級RO裝置。
    園區純水站：經過處理的中水通過管道，輸送到園區純水站生產水池，主要設備為二級RO+EDI裝置，配套園區循環管道。
    生產車間：根據園區不同客戶的生產用水需求，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備體積占比較大，放在污水處理廠附近建設較合理。園區用地相對寶貴，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。
    氮封閥0019.jpg
    大型超純水氮封裝置方案設優化超純水系統中為何需用氮封水箱？，空氣中含有二氧化碳、塵埃等雜質，而超純水為純的溶劑，對這些雜質的溶解能力很強，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維持適當的正壓力，阻止大氣與箱內水面接觸。
    薄膜袋法：即在在水箱內設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材料在水箱內制成整塊板狀浮頂浮于水面，并用輕質彈性材料（如海綿、發泡塑料等）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。
    ZZYVP型帶指揮器調壓閥28.jpg
    大型超純水氮封裝置方案設優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，水箱內氮氣壓力不大于80Kpa，氮氣是惰性氣體能防止CO2等其它物質溶入水中影響水質，保證水箱內的水不受二次污染而導致水質下降。
    氮封裝置由快速泄放閥及微壓調節閥兩大部分組成，而快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成，當儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥是在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場N2壓力較高，必須安裝壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。壓力可按要求分段設定，從0.5Kpa至60 Kpa以下。
    微壓調節閥壓力調節范圍內選定一設定值 如：3Kpa
    泄氮設定值的設定應遠離供氮壓力值，如：8Kpa。
    具體壓力的設定值要根據純水系統的產水量和水箱容量大小來確定選擇。
    N2的純度為99。995％以上。純水設備，實驗室純水設備，南通水處理設備，南通去離子水設備。醫院用水處理設備，醫用GMP純化水設備。
    ZZYVP型帶指揮器調壓閥27.jpg
    大型超純水氮封裝置方案設優化產品特點
    1. 無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節約能源，降低成本；
    2. 氮封裝置供氮、泄氮壓力設定方便，可在連續生產的條件下進行；
    3. 壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作靈敏，裝置工作平穩；
    4. 采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小，反應迅速，控制精度高；
    5. 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；
    6. 為確保儲罐的安全，需在罐頂設置呼吸閥；
    7. 呼吸閥僅起安全作用，避免了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
    主要參數和性能指標
    序號
    品  名
    型 號 及 規 格
    單位
    數量
    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100目     法蘭連接
    臺
    1
    1、大型超純水氮封裝置方案設優化供氮裝置主要參數和性能指標
    氮封閥002.jpg
    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
    壓力調節范圍（kPa）
    0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28
    27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66
    公稱壓力PN（MPa）
    1.6  2.5  4.0
    被調介質溫度(℃)
    ≤80
    調節精度(％)
    ±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
    壓力調節范圍（kPa）
    0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28
    27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66
    公稱壓力PN（MPa）
    0.1
    被調介質溫度(℃)
    ≤80
    調節精度(％)
    ±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優化主要連接尺寸
    ZZYVP型帶指揮器調壓閥8.jpg
    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,壓力可按分段設定,從0.5Kpa 至66 Kpa以下,介質溫度溫度≤ 氮封裝置的供(泄)氮壓力設定方便,且可在連續生產的條件下進行;氮氣壓力設定范圍廣。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節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成。
    ZZYVP型帶指揮器調壓閥042.jpg
        儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度氮封裝置的供（泄）氮壓力設定方便，且可在連續生產的條件下進行；氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa
    氮封閥02.jpg
    大型超純水氮封裝置方案設優化安裝注意事項
    （1）安裝前，檢查整機零件是否缺損與松動，對管道應進行清洗，介質流向應與閥體上的箭頭指向一致。
    （2）為便于現場維護與操作，閥四周應留有適當空間與設置旁路手動閥，閥組安裝方案。
    （3）閥門應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，并應安裝在環境溫度不超過-25～55℃的場合使用