iLEC端面自鎖聯(lián)接膜元件經(jīng)受惡劣的操作環(huán)境解決泄露問題
來源：陶氏化學(xué)（中國）投資有限公司 閱讀：5298 更新時(shí)間：2008-01-07 11:10| 詳細(xì)信息 | |||||
| 項(xiàng)目名稱 | iLEC端面自鎖聯(lián)接膜元件經(jīng)受惡劣的操作環(huán)境解決泄露問題 | ||||
| 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 | |||
工程說明
| 現(xiàn)場情況 地點(diǎn)： 美國德克薩斯Freeport 目的： 評(píng)估iLECTM端面自鎖聯(lián)接膜元件適應(yīng)惡劣使用條件的能力 使用時(shí)間： 2年 性能對(duì)比： iLEC端面自鎖連接沒有泄漏及其它與操作有關(guān)的問題 |
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| 位于德克薩斯的陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)基地有許多化工裝置，這里選用了FILMTECTMIlec端面自鎖 連接技術(shù)膜元件解決了泄漏問題。 |
引言
法國威利亞（Veolia）環(huán)境公司所屬美國過濾公司（USFilter）在德克薩斯Freeport陶氏化學(xué)公司B廠區(qū)擁有并運(yùn)營著一套反滲透水處理系統(tǒng)。陶氏化學(xué)購買它凈化水作為鍋爐的補(bǔ)給水，生產(chǎn)包括聚乙烯，乙烯基乙二醇，聚氨酯，環(huán)氧樹脂，氫氧化鈉和氯乙烯等石化產(chǎn)品。
由于一級(jí)反滲透系統(tǒng)的第一段壓降較高，加之膜元件需要經(jīng)常拆卸離線清洗，使得系統(tǒng)內(nèi)反滲透膜元件的中心管內(nèi)連接件經(jīng)常出現(xiàn)損壞的問題。壓降引起了因系統(tǒng)不斷地啟停使得膜元件出現(xiàn)頻繁的竄動(dòng)，頻繁的重復(fù)裝卸還會(huì)導(dǎo)致o形密封圈的扭曲變形乃至損壞。
在本系統(tǒng)的一級(jí)反滲透裝置的第一段壓力容器內(nèi)安裝了FLMTECTM Ilec端面自鎖聯(lián)接膜元件，替換了原來傳統(tǒng)連接的膜元件。目的在于通過監(jiān)控長期的產(chǎn)水水質(zhì)驗(yàn)證iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)是否可以實(shí)現(xiàn)無泄漏的操作效果。
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)取消了兩支相鄰膜元件之間使用多處滑動(dòng)密封件的需要，取而代之的是一個(gè)軸向壓縮密封圈，它所能帶來的直接好處就是在膜元件整個(gè)使用壽命期間，免維護(hù)并不需要潤滑劑。
避免了由于O形密封圈因長期使用老化或損壞所致的泄露,和普通膜元件相比,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,也可省略系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行期間的滲漏檢查。
端面自鎖連接技術(shù)沒有傳統(tǒng)連接件造成膜元件產(chǎn)水中心管道直徑減小的缺點(diǎn)，由此降低了系統(tǒng)的耗能。圖1揭示了傳統(tǒng)的內(nèi)接頭部分較小的流道及多處滑動(dòng)密封和iLEC端面自鎖連接技術(shù)的流道及固定密封的剖面對(duì)照示意圖。
圖1.傳統(tǒng)插入式（左）的O形密封圈與采用iLEC端面自鎖聯(lián)接技術(shù)軸向固定O形密封圈比較，箭頭表示O形密封的受壓力方向。
iLEC與膜元件中心管永久結(jié)合在一起，使得膜元件非常適合于經(jīng)常性的劇烈操作方式，并為膜提供了結(jié)實(shí)的保護(hù)。
與傳統(tǒng)接頭相比，iLEC端面自鎖元件可在數(shù)分鐘內(nèi)安裝兩支膜元件，當(dāng)正確地將元件連鎖在一起進(jìn)，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)出咔嗒合聲，當(dāng)膜元件咬合在一起后，應(yīng)確認(rèn)膜元件抗應(yīng)器上的標(biāo)記線應(yīng)墨守成連成一線，它讓安裝者立即就知道O形密封圈已被壓縮，并形成了無泄漏連接。圖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)
水處理系統(tǒng)為兩級(jí)反滲透流程，一級(jí)反滲透11套，二級(jí)反滲透7套，所有18套裝置的壓力容器均采用4/2排列方式，每個(gè)壓力容器六支膜元件，膜元件為FILMTECTMBW30-365FR,圖3所示為系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖。
圖3.德克薩斯Freeport 特大型化工基地USFilter水處理B廠流程圖
每套反滲透系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下：第一級(jí)回收率80%，產(chǎn)水量27m3(120gpm)。第二級(jí)回收率80%，產(chǎn)水量32m3/h(140gpm)。陶氏工廠需要電導(dǎo)低于5us/cm，硅含量小于20ppb的產(chǎn)水227 m3/h。
系統(tǒng)水源為Brazoa 河河水，經(jīng)過可氯氧化殺菌，澄清過濾，軟化和脫氯后進(jìn)入反滲透深度處理。一般反滲透進(jìn)水的淤結(jié)指數(shù)為(SDI)3-4us/cm，有時(shí)超過5，原水含鹽量（TDS260-660ppm）和溫度（10-300C,50-860F）隨季節(jié)而變化，反映出反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)的變化范圍為3-5us/cm。
該RO系統(tǒng)，尤其是第一級(jí)，經(jīng)常會(huì)遭遇生物和膠狀污堵。除了離線清洗和沖洗之外，整個(gè)基本上是連續(xù)運(yùn)行。USFilter的專有沖洗程序每星期操作兩次。此外，每支膜元件每年平均會(huì)進(jìn)行四次拆卸離線清洗，離線和沖洗的頻率由系統(tǒng)壓降決定。
在夏季，污堵的幾率和清洗的頻率均大幅的增加，SDI常會(huì)超過5，結(jié)果導(dǎo)致了第一級(jí)第一段發(fā)生快速污堵。經(jīng)常性的拆裝膜元件完整性及膜元件的密封性均產(chǎn)生了嚴(yán)峻地挑戰(zhàn)。
O形密封圈損壞導(dǎo)致的成本增加
USFilter估計(jì)每月每套反滲裝置大約發(fā)生一次O形密封圈的泄漏，通常所有一級(jí)反滲透每月發(fā)生8次泄漏事故。首先通過檢測每支壓力容器出水電導(dǎo)，再用探頭逐個(gè)探測該壓力容器內(nèi)的膜元件，確認(rèn)泄漏點(diǎn)的位置。需要停止裝置的運(yùn)行，取出膜元件，拆除破損的o形密封圈，再裝上膜元件。
解決一個(gè)壓力容器中的泄漏點(diǎn)需要2個(gè)工時(shí)以25美元計(jì)，每月八次，每年的成本就是4,800美元，這筆開銷的五年同比凈現(xiàn)值就是18,200美元，扣除10%的折率，除以整個(gè)一級(jí)反滲透裝置中的膜元件數(shù)，每支膜元件與O形密封圈有關(guān)的花費(fèi)為46美元，這極大地增加了膜元件的使用成本。
此外，由于O形密封圈的泄漏浪費(fèi)了時(shí)間和造成了生產(chǎn)產(chǎn)能的損失也不容忽略，由于透鹽率嚴(yán)重上升，裝置可能不得不停運(yùn)，因?yàn)檠b置的產(chǎn)水水質(zhì)已經(jīng)不能滿足鍋爐給水的要求。
裝置性能
該廠系統(tǒng)從1993年開始投運(yùn)，2002年3月，一級(jí)第一段的一個(gè)壓力容器內(nèi)的膜元件替換成最新的iLEC端面自鎖聯(lián)接FILMTECTMBW30-365FR,膜元件。
時(shí)至今日， iLEC端面自鎖聯(lián)接膜元件已經(jīng)運(yùn)行了兩年，未發(fā)生O形密封圈泄漏或其它操作運(yùn)行問題。圖4表明，盡管長期重復(fù)的裝卸操作，第一段的產(chǎn)水水質(zhì)沒有發(fā)生變化。iLEC膜元件從第一次投運(yùn)開始，始終全面發(fā)揮了性能，無O形密封圈泄漏的情況，符合陶氏的產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定。
圖4. 重復(fù)的裝卸操作對(duì)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)的影響
結(jié)論
從安裝到現(xiàn)在的兩年時(shí)間里，即便有很高的進(jìn)水側(cè)壓降，頻繁的啟動(dòng)停止系統(tǒng)以及經(jīng)常性地裝卸膜元件，iLEC 端面自鎖元件表現(xiàn)十分出色，達(dá)到了預(yù)期無故障操作的實(shí)際效果。
工程圖片
