大型超纯水氮封装置方案设优化

ZZYVP型氮封阀是本公司自主开发、研制的一套自力式微压力控制系统，主要用于保持容量顶部保护气(一般为氮气)的压力恒定，以避免容量内物料与空气直接按触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安全。特别适用于各类大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。广泛应用于石油、化工等行业。

当下水资源短缺问题日益严重，而超纯水制备的需求越来越多。本人近期有幸参与了两个大型水处理工程的可行性分析和方案设计，其一为中部某城市污水处理厂一级A排放污水中水回用制备纯水项目的可行性分析，另外一个则是东部某城市光伏产业园大型超纯水供水系统的方案设计。本实用 属于超纯水氮封装技术领域，具体涉及一种用于电子超纯水的氮封系统。在范围内，新材料不断研发和进步，对水的需求越来越高，同时，水资源日趋匮乏也是企业所面临的现状，因此，水技术市场的发展前景是*的。纯水和超纯水的生产便是其中非常重要的组成部分。在电子半导体行业的生产工序中需要用到大量的超纯水进行冲洗，edi系统制取出的超纯水需要进行封存，不能与空气接触，否则空气中的co2、o2和杂质会因接触水体而影响水质。结合两个项目的实际情况，进一步考虑从中水回用到超纯水制备的方案设计，并从工艺，配置，成本分析等方面做一定的解析。

大型超纯水氮封装置方案设优化

综合项目情况：某地污水处理厂一级A排放标准污水，通过机械过滤，再经过中水回用（UF+RO）装置进一步处理后作为工业用水（部分中水经过UF装置后作为市政绿化用水），继续经过水净化装置（RO+EDI+抛光）得到高纯度（电阻率≥18MΩ.CM，25℃）的超纯水。

项目主要场景及配置

中水回用厂房：污水处理厂就近配套建设，负责中水的预处理和中水回用净化，主要设备为机械过滤器+UF+一级RO装置。

园区纯水站：经过处理的中水通过管道，输送到园区纯水站生产水池，主要设备为二级RO+EDI装置，配套园区循环管道。

生产车间：根据园区不同客户的生产用水需求，选择是否配备抛光树脂装置。

备注：中水回用阶段机械过滤器设备体积占比较大，放在污水处理厂附近建设较合理。园区用地相对宝贵，采用RO+EDI的超纯水制备工艺，尽可能地减少场地需求。18M超纯水的出水极易受环境影响，需要就近需求端配置。一般建议放在需求端近处，不建议远距离管道运输，部分生产车间工艺可能只需求10-15M左右的超纯水，不需要额外配置抛光树脂装置。

大型超纯水氮封装置方案设优化超纯水系统中为何需用氮封水箱？，空气中含有二氧化碳、尘埃等杂质，而超纯水为纯的溶剂，对这些杂质的溶解能力很强，故一旦超纯水与空气接触，就会使其电阻率迅速下降，实践证明15MΩ.cm以上的超纯水暴露在空气中1分钟后水质就会下降至3-4MΩ.cm，3分钟以后就会下降到2MΩ.cm左右，因此超纯水的储存容器需确保水体与空气的接触。
处理超纯水与空气接触的方法：
充氮法：即在水箱水面上充入氮气使箱内维持适当的正压力，阻止大气与箱内水面接触。
薄膜袋法：即在在水箱内设置袋状薄膜覆盖于水面上，薄膜袋随水位升降，减少水面与空气接触面积。   
浮顶法：即以密度比水轻的轻质材料在水箱内制成整块板状浮顶浮于水面，并用轻质弹性材料（如海绵、发泡塑料等）遮盖浮顶与箱间的间隙，浮顶随水面升降。从而减少空气与水面的接触机会。
在上述三种方法中又以氮封水箱常见，实施简单，效果好。

大型超纯水氮封装置方案设优化氮封水箱的工作原理：
超纯水氮封水箱是将一定量的氮气充入密封的水箱内，水箱内氮气压力不大于80Kpa，氮气是惰性气体能防止CO2等其它物质溶入水中影响水质，保证水箱内的水不受二次污染而导致水质下降。
氮封装置由快速泄放阀及微压调节阀两大部分组成，而快速泄放阀由压力控制器及单座切断阀组成，当储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀是在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场N2压力较高，必须安装压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。压力可按要求分段设定，从0.5Kpa至60 Kpa以下。
微压调节阀压力调节范围内选定一设定值 如：3Kpa
泄氮设定值的设定应远离供氮压力值，如：8Kpa。
具体压力的设定值要根据纯水系统的产水量和水箱容量大小来确定选择。
N2的纯度为99。995％以上。纯水设备，实验室纯水设备，南通水处理设备，南通去离子水设备。医院用水处理设备，医用GMP纯化水设备。

大型超纯水氮封装置方案设优化产品特点

1. 无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便，又节约能源，降低成本；

2. 氮封装置供氮、泄氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行；

3. 压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作灵敏，装置工作平稳；

4. 采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小，反应迅速，控制精度高；

5. 供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100：1，减压效果好，控制精度高；

6. 为确保储罐的安全，需在罐顶设置呼吸阀；

7. 呼吸阀仅起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

主要参数和性能指标

1、大型超纯水氮封装置方案设优化供氮装置主要参数和性能指标

2、泄氮装置主要参数和性能指标

大型超纯水氮封装置方案设优化主要连接尺寸

1、供氮装置外形尺寸及重量

2、泄氮装置外形尺寸及重量

公称压力0.1Mpa,压力可按分段设定,从0.5Kpa 至66 Kpa以下,介质温度温度≤ 氮封装置的供(泄)氮压力设定方便,且可在连续生产的条件下进行;氮气压力设定范围广。氮封装置主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，以保护罐内物料不被氮化及储罐安全。氮封装置由快速泄放阀及微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及单座切断阀组成。

    储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高，必须安装压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa，压力可按分段设定，从0.5Kpa 至66 Kpa以下，介质温度温度氮封装置的供（泄）氮压力设定方便，且可在连续生产的条件下进行；氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa

大型超纯水氮封装置方案设优化安装注意事项

（1）安装前，检查整机零件是否缺损与松动，对管道应进行清洗，介质流向应与阀体上的箭头指向一致。

（2）为便于现场维护与操作，阀四周应留有适当空间与设置旁路手动阀，阀组安装方案。

（3）阀门应正立垂直安装在水平管道上，阀体与管道的法尘连接，要注意同轴度，并应安装在环境温度不超过-25～55℃的场合使用