iLEC端面自锁联接膜元件经受恶劣的操作环境解决泄露问题
来源：陶氏化学（中国）投资有限公司 阅读：4728 更新时间：2008-01-07 11:10| 详细信息 | |||||
| 项目名称 | iLEC端面自锁联接膜元件经受恶劣的操作环境解决泄露问题 | ||||
| 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： 美国德克萨斯Freeport 目的： 评估iLECTM端面自锁联接膜元件适应恶劣使用条件的能力 使用时间： 2年 性能对比： iLEC端面自锁连接没有泄漏及其它与操作有关的问题 |
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| 位于德克萨斯的陶氏化学公司生产基地有许多化工装置，这里选用了FILMTECTMIlec端面自锁 连接技术膜元件解决了泄漏问题。 |
引言
法国威利亚（Veolia）环境公司所属美国过滤公司（USFilter）在德克萨斯Freeport陶氏化学公司B厂区拥有并运营着一套反渗透水处理系统。陶氏化学购买它净化水作为锅炉的补给水，生产包括聚乙烯，乙烯基乙二醇，聚氨酯，环氧树脂，氢氧化钠和氯乙烯等石化产品。
由于一级反渗透系统的第一段压降较高，加之膜元件需要经常拆卸离线清洗，使得系统内反渗透膜元件的中心管内连接件经常出现损坏的问题。压降引起了因系统不断地启停使得膜元件出现频繁的窜动，频繁的重复装卸还会导致o形密封圈的扭曲变形乃至损坏。
在本系统的一级反渗透装置的第一段压力容器内安装了FLMTECTM Ilec端面自锁联接膜元件，替换了原来传统连接的膜元件。目的在于通过监控长期的产水水质验证iLEC端面自锁联接技术是否可以实现无泄漏的操作效果。
iLEC端面自锁连接元件的优点
iLEC端面自锁联接技术取消了两支相邻膜元件之间使用多处滑动密封件的需要，取而代之的是一个轴向压缩密封圈，它所能带来的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形密封圈因长期使用老化或损坏所致的泄露,和普通膜元件相比,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,也可省略系统调试运行期间的渗漏检查。
端面自锁连接技术没有传统连接件造成膜元件产水中心管道直径减小的缺点，由此降低了系统的耗能。图1揭示了传统的内接头部分较小的流道及多处滑动密封和iLEC端面自锁连接技术的流道及固定密封的剖面对照示意图。
图1.传统插入式（左）的O形密封圈与采用iLEC端面自锁联接技术轴向固定O形密封圈比较，箭头表示O形密封的受压力方向。
iLEC与膜元件中心管永久结合在一起，使得膜元件非常适合于经常性的剧烈操作方式，并为膜提供了结实的保护。
与传统接头相比，iLEC端面自锁元件可在数分钟内安装两支膜元件，当正确地将元件连锁在一起进，抗应力器自锁型端面会产生独特的快速咬合，并发出咔嗒合声，当膜元件咬合在一起后，应确认膜元件抗应器上的标记线应墨守成连成一线，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
水处理系统为两级反渗透流程，一级反渗透11套，二级反渗透7套，所有18套装置的压力容器均采用4/2排列方式，每个压力容器六支膜元件，膜元件为FILMTECTMBW30-365FR,图3所示为系统设计流程图。
图3.德克萨斯Freeport 特大型化工基地USFilter水处理B厂流程图
每套反渗透系统的技术参数如下：第一级回收率80%，产水量27m3(120gpm)。第二级回收率80%，产水量32m3/h(140gpm)。陶氏工厂需要电导低于5us/cm，硅含量小于20ppb的产水227 m3/h。
系统水源为Brazoa 河河水，经过可氯氧化杀菌，澄清过滤，软化和脱氯后进入反渗透深度处理。一般反渗透进水的淤结指数为(SDI)3-4us/cm，有时超过5，原水含盐量（TDS260-660ppm）和温度（10-300C,50-860F）随季节而变化，反映出反渗透产水电导的变化范围为3-5us/cm。
该RO系统，尤其是第一级，经常会遭遇生物和胶状污堵。除了离线清洗和冲洗之外，整个基本上是连续运行。USFilter的专有冲洗程序每星期操作两次。此外，每支膜元件每年平均会进行四次拆卸离线清洗，离线和冲洗的频率由系统压降决定。
在夏季，污堵的几率和清洗的频率均大幅的增加，SDI常会超过5，结果导致了第一级第一段发生快速污堵。经常性的拆装膜元件完整性及膜元件的密封性均产生了严峻地挑战。
O形密封圈损坏导致的成本增加
USFilter估计每月每套反渗装置大约发生一次O形密封圈的泄漏，通常所有一级反渗透每月发生8次泄漏事故。首先通过检测每支压力容器出水电导，再用探头逐个探测该压力容器内的膜元件，确认泄漏点的位置。需要停止装置的运行，取出膜元件，拆除破损的o形密封圈，再装上膜元件。
解决一个压力容器中的泄漏点需要2个工时以25美元计，每月八次，每年的成本就是4,800美元，这笔开销的五年同比净现值就是18,200美元，扣除10%的折率，除以整个一级反渗透装置中的膜元件数，每支膜元件与O形密封圈有关的花费为46美元，这极大地增加了膜元件的使用成本。
此外，由于O形密封圈的泄漏浪费了时间和造成了生产产能的损失也不容忽略，由于透盐率严重上升，装置可能不得不停运，因为装置的产水水质已经不能满足锅炉给水的要求。
装置性能
该厂系统从1993年开始投运，2002年3月，一级第一段的一个压力容器内的膜元件替换成最新的iLEC端面自锁联接FILMTECTMBW30-365FR,膜元件。
时至今日， iLEC端面自锁联接膜元件已经运行了两年，未发生O形密封圈泄漏或其它操作运行问题。图4表明，尽管长期重复的装卸操作，第一段的产水水质没有发生变化。iLEC膜元件从第一次投运开始，始终全面发挥了性能，无O形密封圈泄漏的情况，符合陶氏的产品规范规定。
图4. 重复的装卸操作对反渗透产水水质的影响
结论
从安装到现在的两年时间里，即便有很高的进水侧压降，频繁的启动停止系统以及经常性地装卸膜元件，iLEC 端面自锁元件表现十分出色，达到了预期无故障操作的实际效果。
工程图片
