iLEC端面自鎖技術(shù)解決了半導(dǎo)體廠水處理系統(tǒng)泄漏問(wèn)題并提高了能量利用率
來(lái)源：陶氏化學(xué)（中國(guó)）投資有限公司 閱讀：5110 更新時(shí)間：2008-01-07 09:32| 詳細(xì)信息 | |||||
| 項(xiàng)目名稱 | iLEC端面自鎖技術(shù)解決了半導(dǎo)體廠水處理系統(tǒng)泄漏問(wèn)題并提高了能量利用率 | ||||
| 建設(shè)地點(diǎn) | 建設(shè)起始時(shí)間 | 建設(shè)結(jié)束時(shí)間 | |||
| 建設(shè)性質(zhì) | 新建 | 工程投資 | 廢水性質(zhì) | ||
| 處理規(guī)模 | 進(jìn)水水質(zhì) | 出水水質(zhì) | |||
| 處理工藝 | 運(yùn)行費(fèi)用 | 承包范圍 | |||
工程說(shuō)明
| 現(xiàn)場(chǎng)情況 地點(diǎn)： 德國(guó)Freising 目的： 消除O形密封圈泄漏，測(cè)試IlecTM端面自鎖連接在提高產(chǎn)水水質(zhì)和降低能耗方面的效果 安裝日期： 2003年5月 性能對(duì)比： iLEC端面自鎖連接技術(shù)消除了泄漏，同時(shí)提高了水質(zhì)并降低了能耗 |
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| 位于德國(guó)Ｆreising的德克薩斯儀器公司半導(dǎo)體廠選用了iLEC端面自鎖連接技術(shù)解決了泄漏問(wèn)題 （圖片由德國(guó)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(guó)的總部位于Freising，緊靠慕尼黑。Freising工廠（TI－FFAB）負(fù)責(zé)研制和開(kāi)發(fā)德克儀器公司的混合信號(hào)和邏輯系列產(chǎn)品，包括先進(jìn)的Bicms/cmos晶片。Freising同時(shí)也是德克薩斯公司半導(dǎo)體系列產(chǎn)品在歐洲的銷售和市場(chǎng)總部。該廠已成立30任余年，擁有雇員1200余人。
目前市場(chǎng)上廣泛使用的反滲透膜元件中心內(nèi)接頭在使用需要涂抹潤(rùn)滑劑，以便達(dá)到最最的密封效果和最長(zhǎng)德密壽命。因?yàn)門(mén)I-FFAB要將純水用于半導(dǎo)體工藝過(guò)程中，不允許在Ｏ形圈上涂抹潤(rùn)滑劑，不用潤(rùn)滑劑則密封圈的壽命得不到保證，系統(tǒng)的泄漏現(xiàn)象上升，使得產(chǎn)水水質(zhì)受到影響，而且老化的密封圈本身也是顆粒污染的來(lái)源。
在本系統(tǒng)的第三級(jí)的一支反滲透壓力容器內(nèi)安裝了帶iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)的FILMTECTM半導(dǎo)體級(jí)（ＳＧ）元件，目的在于防止Ｏ形密封圈的泄漏，以提高產(chǎn)水水質(zhì)并節(jié)約能源能耗，同時(shí)也展示一下FILMTECTMSG半導(dǎo)體級(jí)膜元件的優(yōu)越性能，該元件的獨(dú)特之處在于一投運(yùn)就能產(chǎn)出極低總有機(jī)碳（toc）含量的超純水，降低了TOC沖洗時(shí)間，大大節(jié)約了運(yùn)行成本。
iLEC 端面自鎖連接元件的優(yōu)點(diǎn)
iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)避免了兩支膜元件之間對(duì)多處滑動(dòng)密封件的要求，取而代之的是一個(gè)軸向壓縮Ｏ形密封圈，它所能直接好處就是在膜元件整個(gè)使用壽命期間，免維護(hù)并不需要潤(rùn)滑劑。
避免了由于O型密封圈因長(zhǎng)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(lián)接技術(shù)的系統(tǒng)不存在Ｏ形密封圈安裝時(shí)的損壞，系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行的滲漏檢查也可省略。
端面自鎖連接技術(shù)沒(méi)有傳統(tǒng)連接件造成的產(chǎn)水中心管通道直徑減小的缺點(diǎn)，由此降低了系統(tǒng)工程的耗能。圖１揭示了傳統(tǒng)內(nèi)接頭部分流道的變小及多處滑動(dòng)密封和iLEC端面自鎖連接技術(shù)更大的流道及固定密封的剖面對(duì)照示意圖。
圖１.元件連接剖面示意圖
與傳統(tǒng)接頭相比，iLEC端面自鎖膜元件可在數(shù)分鐘內(nèi)安裝兩支膜元件，當(dāng)正確的將元件連鎖在一起時(shí)，抗應(yīng)力器自鎖型端面會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的快速咬合，并發(fā)出咔嗒咬合聲，當(dāng)膜元件咬合在一起后，應(yīng)確認(rèn)元件抗應(yīng)力器上的標(biāo)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(wú)泄漏連接。圖書(shū)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(tǒng)設(shè)計(jì)
如圖書(shū)室3所示為T(mén)I-FFAB的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖。三套反滲透裝置成的系統(tǒng)于1996年開(kāi)始運(yùn)行，2001年，又?jǐn)U建了第二個(gè)三套反滲透裝置組成了系統(tǒng)。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(guó)Freising德克薩斯儀器公司反滲透裝置設(shè)計(jì)流程圖
這組反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行技術(shù)參數(shù)為：回收率90%,產(chǎn)水量40m3/h(175gpm)。產(chǎn)水TDS（總?cè)芙夤绦挝铮?ppm，進(jìn)水TDS 535ppm。典型TOC含量低于100ppt （采用Sievers TOC測(cè)量?jī)x測(cè)量）。進(jìn)水壓力20bar(290psi)，溫度130c（550F）。
正常產(chǎn)水電導(dǎo)率要求為10us/cm，當(dāng)電導(dǎo)達(dá)到20us/cm時(shí)就需要采取糾正措施了。當(dāng)電＝導(dǎo)達(dá)到20us/cm時(shí)，每套設(shè)備每個(gè)月要多花掉2200美元的再生離子交換樹(shù)脂的成本！
裝置性能iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)
采用iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)的FILmtecTM SG30-400膜元件是2003年五月開(kāi)始投運(yùn)的。iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)成功的解決了采用滑動(dòng)式內(nèi)接頭時(shí)的泄漏問(wèn)題。圖４是關(guān)于第5支壓力容器使用iLEC端面的自鎖聯(lián)接技術(shù)前后的產(chǎn)水電導(dǎo)率的比較圖，我們可以看1號(hào)膜元件出來(lái)的產(chǎn)水質(zhì)量得到了明顯的提高，產(chǎn)水電導(dǎo)從34us/cm降到了11us/cm，解決了1號(hào)和２號(hào)膜元件間滑動(dòng)式密封老化和磨損所造成的泄漏問(wèn)題。
圖4.第四系列第一段標(biāo)準(zhǔn)連接和端面自鎖連接產(chǎn)水電導(dǎo)探測(cè)曲線的對(duì)比
圖5的照片則提示了密封圈因?yàn)槟p在中心管內(nèi)表面留下的痕跡，由于半導(dǎo)體廠的水處理系統(tǒng)不允許使用潤(rùn)滑劑，Ｏ形密封圈損壞造成泄漏和純水污染的情況時(shí)常發(fā)生。
圖5. 第5號(hào)壓力容器中1號(hào)膜元件發(fā)生o形密封圈磨損的照片
圖6。第二段中相鄰兩個(gè)壓力容器的產(chǎn)水背壓數(shù)據(jù)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(gè)比較，帶iLEC和不帶iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)的FILMTECTM SG30-400膜元件分別裝在第二段相鄰的兩個(gè)壓力容器內(nèi)，采用iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)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(chǎn)水背壓，產(chǎn)水背壓直接影響膜面滲透所需要的推動(dòng)力，因此如果所有六支壓力容器中均采用，iLEC端面自鎖聯(lián)接膜元件，那么就可能節(jié)約1—2%的能耗，這樣每支膜元件在五年的使用期大約可節(jié)省25美元，雖然數(shù)字不是很大但是它的確給您節(jié)約了成本，尤其在七芯和八芯裝壓力容器的系統(tǒng)中成本的節(jié)約會(huì)更加明顯。
裝置性能FILMTECTMSG 膜元件
FILMTECTM半導(dǎo)體（SG）反滲透膜元件大幅度提高了膜元件TOC的沖洗率，節(jié)約他操作成本，過(guò)去的膜元件在投運(yùn)初期要幾天甚至幾個(gè)星期的沖洗時(shí)間來(lái)除去膜元件內(nèi)的殘留有機(jī)物，防止對(duì)下游設(shè)備的污染，此外，由于處理沖洗廢水的廢水處理系統(tǒng)能力限制，沖洗往往在低通量操作條件下進(jìn)行，相反FILMTECTMSG30-400膜元件整個(gè)沖洗過(guò)程只需要幾分鐘，新元件投運(yùn)僅僅幾分鐘產(chǎn)水的TOC即可下降到0.08ppm，第二天即可達(dá)0.07ppm。當(dāng)進(jìn)水Toc4.55ppm，系統(tǒng)總的出水TOC為0.07ppm。
根據(jù)德克薩斯儀器公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每套反滲透系統(tǒng)72小時(shí)的沖洗程序，廢水排放費(fèi)為700美元，能耗費(fèi)250美元,附加人式費(fèi)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(dǎo)體級(jí)膜元件將節(jié)約這些費(fèi)用。
結(jié)論
采用iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)的陶氏FILMTECTMSG30-400膜元件的性能超過(guò)了用戶的期望值，Ｏ形密封圈的問(wèn)題解決了，能耗也降低了，非常顯著地降低了沖洗時(shí)間，縮短了設(shè)備投運(yùn)時(shí)間和節(jié)約了成本，考慮到這些優(yōu)點(diǎn)，用戶決定將其它兩套系統(tǒng)內(nèi)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(chǎn)水質(zhì)量，能量效率和初始投運(yùn)性能是反滲系統(tǒng)成功運(yùn)行的三個(gè)主要因素，結(jié)合FILMTECTMSG30半導(dǎo)體級(jí)膜化學(xué)，陶氏FilmTec公司革命性的iLEC端面自鎖聯(lián)接元件，是超純水系統(tǒng)的最佳選擇。
工程圖片
