扬子江药业集团有限公司公用工程培训教材

扬子江药业集团有限公司公用工程培训教材内容摘要：

合格 回水 三、制水设备的基本知识 纯化水设备： （一）、预处理： 机械过滤器（又称压力式过滤器）：利用过滤器中所装填料来截留水中的悬浮物粘胶质颗粒，使水得到净化的水处理传统方法之一，它作为反渗 透及离子交换系统前的预处理设备，结合投药进行化学凝聚，可使 SDI4，现阶段我帮使用的大多为双层滤料过滤器，外壳为 SS304材质制成，滤料分二层，上层是直径 左右的无烟煤（ 75kg）下层为直接 左右的石英砂（ 850kg）同时为防止滤料透过滤水帽，最下层为粒径 的一号石英砂(150kg)垫层，机械过滤器具有吸附和过滤两层作用经加药后能除去水中的胶体有机物、悬浮物、澡类等，所加药剂为絮凝剂碱式氯化铝（ PAC）或 ST。 热交换器 软化水箱 保安过滤器 高压水泵 RO 装置 RO 水箱 RO 水泵 PH 调节 EDI 装置 纯化水水箱 纯化水泵 紫外线杀菌器 膜滤 一楼使用点 二楼使用点 纯化水 纯化水输送泵 缓冲水箱 多效蒸馏水机 各使用点 注射用水输送泵 注射用水储罐 热交换器 地 漏、或热水箱 不合格 软化水泵 14 活性炭吸附（过滤）器：吸附法是用含有多 孔的固体物质使水中污染物被吸附在固体孔隙内而去除的方法，一般用来除去水中的余氯、胶体微粒、有机物、微生物乖，常用来对水进行脱色、除臭；活性炭是吸附法中常用的一种吸附剂其物理特性在活化过程中晶格间生成的孔隙形成各种形状和大小的微细孔，构成巨大的比表面积，因而具有很强的物理吸附能力，良好的活性炭的比表面积一般在 1000m2/g 以上；活性炭一般是用木质、煤质、果壳（核）等含碳物质通过化学法、物理法活化而成，对水中游离氯吸附率高达 99%以上，对在机物及色度也有较高的去除北，一般与机械过滤器组合使用，活性炭有粉末状， 不定型颗粒状等形状，我厂大多使用Ф 2╳ 5mm 颗粒状果壳活性炭，活性炭过滤器下层也是一号石英砂垫层。 软化系统：软化法是利用离子交换树脂与水中的钙镁离子进行交换，将水中的钙镁离子去除。 当水流经树脂后的出水硬度超过某一规定值后，离子交换树脂饱和，不再起软化作用，为恢复离子交换树脂的交换能力，需要对离子交换树脂进行再生（又称还原），使出水水质稳定。 （二）、反渗透装置：反渗透是一项膜分离技术，分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物，广泛应用于水的淡化除盐，制取高纯水的方面；基其本原理为：对透过物质具有 选择性的薄膜称为理想的半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称为理想的半透膜，当把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓溶液（如盐水）分别置于半透膜的两侧时稀溶液的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧面流动这一现象称为渗透，当其平衡时会形成一个压差即渗透压；渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度与膜的性质无关；反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂（通常指水）通过反渗透膜（半透膜）而分离出来，因为它和自然渗透的方向相反故称反渗透； 反渗透膜的分离对象主要是溶液中的离子范围，同时还能去除水极小的细菌、病毒和 热源，对水中有机物及胶体等杂质的去除纯属筛分机理，这取决于有机物的分子量大小和形状与膜的孔径； 膜元件是一种能将 RO 膜技术付诸实际运用的最小基本单元，根据材料的不同制作成型式不同的反渗透器，目前应有和最广的一种为螺旋卷式反渗透器，它是用两层反渗透膜中间夹入一层产水（即淡化水）导网，再密封膜的三面边缘（目的是使进水原液与透过膜的淡化水隔开）然后在膜的下面铺上一层进水原液隔网，再沿着钻有孔眼的集水中心管卷绕，这一依次叠好的多层材料（膜 /产水导网 /膜 /进水原液隔网，）就形成一个卷式反渗透膜元件然后将膜元件一根或多 根装装入圆柱形耐压容量中，组装成 RO 组成（即反渗透器）；反渗透装置因其具有耗能少设备体积小操作简单适应性强，现广泛应用于各种液体提纯和浓缩，其运行工况条件主要指运转压力、给水 PH值、给水温度和膜组件的清洁度等。 现我北厂区纯水设备使用的是 TFC 复合膜 15 （型号： BW30330）为例，其给水 PH 值大致为 211，浊度小于 2FTU，温度高小于 45℃，但运行时水温以 25℃左右为宜，温度高膜的透水能力增加，但温度过高会使膜变为不稳定、强度差、水解加速，因此运行最高温度不宜超过 30℃，此外还需控制游离氯 〈 、 SDI〈 4 （三）、 EDI 装置： EDI（连续电除盐）系统，是利用两端电极产生之高电压使水中的带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂以加速离子移动去除，进而达到水纯化之目的，而离子交换树脂再生所需之氢根（ H+）及氢氧根（ OH）则来自高电压下由水中解离所供给，如此可完全免酸碱药品之添加。 EDI 系统特点： 1．高纯度效能，出水水质电阻率（ ）且稳定； 2．占地空间小，模块式组合已扩充； 3．运行成本低，操作简单及维护方便； 4. 连续运行及再生，可 24 小时不间断供水； 5. 无需酸碱处理，更无酸碱废水处理问题。 （四）、其他辅助设备 精密过滤器（保安过滤器）： 使用 5um 的绕线式滤芯对进入滤器水中的悬浮物、颗粒以及其它物质很好的滞留作用，以保证 RO 膜不会因此而损坏； 各级增压泵： 大多采用格兰富泵以增大水流的压力和流量； 纯蒸汽发生器 （一）、 纯蒸汽发生器系统描述 FINNAQUA 纯蒸汽发生器用来从 DI、 RO 或 USP 品质的给水中生产出 无热原的纯蒸汽。 它的结构包括一个柱、预热器和其它外围部件。 下图是一个典型的柱剖面设计： 16 给水入口 给水分配板 工厂蒸汽 纯蒸汽 观察窗 工厂蒸汽冷凝液 上升空间 环型空隙 螺旋 双管板 溢出水 ( 残液排放 ) 图表 1– 双管板柱 (原理图 ) （二）、工艺流程 给水蒸发： 最初，给水从水预处理系统流经一个流量计和预热器 (预热器使用了工厂蒸汽、工厂蒸汽冷凝液和热残液一起加热进入系统的给水 ) ，然后到达柱的顶部中心并被扩散成为细雾状。 当细雾在压力容器的内管表面形成了一薄层水的降膜时，它被工厂蒸汽加热，这样导致降膜立即蒸发为液滴 状的水蒸汽。 这一从水转化为汽的过程，在接近柱的底部时大大地提高了介质的速度。 夹带分离： 当带有液滴的水蒸汽到达柱的底部时，被强制改变方向 180 度。 这种方向的改变就将包含有杂质和微粒的水滴从蒸汽中剥离，积聚在柱的底部成为残液。 这样就完成了第一个夹带分离过程。 蒸汽围绕着螺旋状的导管，继续在柱的上升空间垂直上升，并继续提高速度。 螺旋导致离心运动，将残留的微液滴排到柱的外壁。 这些精微液滴包含杂质和热原物质，当它们接近螺旋的顶部时，被强制通过内外柱体之间的缝隙（环型空隙）。 这样就完成了第二次夹带分离的过程。 分离出 来的液滴聚结成为一层液体薄膜，在重力作用下沿着环型空隙流下，到达柱的底部成为残液。 残液排放量： 柱内残留的给水包含着从纯蒸汽发生器中分离出来的所有杂质，称为“残液排放”，大约占单元中纯蒸汽总产量的 1530%。 给水预热器： PSG 在柱的给水供水线路上安装了四个预热器。 这四个预热器都是分开式管热交换器。 这些预热器可以确保给水以合适的温度输送到柱，从而使柱的效率达到最高。 工艺流程图： 工艺流程图用于显示纯蒸汽生产过程中所经过的各个具体阶段，如下图所示： 17 初始化 待机 加压 生产中止 产生纯蒸汽 = 初始化 = 待机 = 产生蒸汽 = 待机 = 加压 = 待机 生产中止 图表 2 – 工艺流程图 注射用水设备 蒸馏水机的结构一般由由 N台塔、 N 只换热器、二台冷凝器、机架、一台进料水泵、一台冷却水泵、水箱、控制柜等组成， N 只换热器分别装在 N只塔外，塔内的结构分为两部分，即加热室及蒸发室，加热室由多根管子的外壁及塔芯组成，蒸发室由多根管子的内壁及塔体组成。 工作原理：原料水进入冷凝器后把管子周围的高温纯蒸汽、蒸馏水冷凝、冷却自身受到预热；原料水通过各塔预热器的列管温度提高以便接近一效的沸点温度，这样提高温度可把加热原料至沸点所需的 能量（加热蒸汽）减到最少； 整机工作过程如下：（以下所列数据为加热蒸汽 工况下的情况）；原料水从管口导入蒸馏水机通过流量计、气缸隔膜阀、进入冷凝器，在冷凝器中受到来自塔的高温蒸馏水以及末塔二次蒸汽的预热，原料水流出冷凝器的温度在 80℃ — 110℃之间，然后再依次流过末塔„„ II塔、 I塔换热器内，受到各效加热蒸汽的预热，温度逐步提高，然后从 I塔的顶部进入列管管内时，温度已超过 130℃ ,进入 I 塔的高温原料水受到工厂蒸汽加热（塔内列管管间）它沿着管子内表面呈薄膜状流下，并迅速蒸发；加热蒸汽在 I 塔放出热量后 的冷凝水通过疏水阀排出；上 18 述的原料水一部分被蒸发后，所生成的蒸汽通过离心率分离去除蒸汽中夹带的水滴以及热原后，导入 II 塔的管间作为 II 塔的加热热源，另一部分未蒸发的原料水通过节流孔板，经节流膨胀后进入 II塔的塔内列管被再度浓缩和蒸发。 以后各塔均以同一原理依次类推，最后从塔出来的高纯度、合格的高温蒸馏水和末塔的二次蒸汽全部引入冷凝器被原料水和冷却所冷却、冷凝；蒸馏水的出口温度控制在 95— 97℃，从冷凝器出来的蒸馏水质量用装在蒸馏水管道上的电阻率仪在线监测控制，若蒸馏水符合规定的质量要求即从产水口输出，反之即从 排放口排出，冷凝器内部的不凝性气体从不凝性气体排放口排放。 给水蒸发：最初，给水从水预处理系统流经一个流量计和预热器 (预热器使用了工厂蒸汽工 厂蒸汽冷凝液和热残液一起加热进入系统的给水 ) ，然后到达柱的顶部中心并被扩散成为细 雾状。 当细雾在压力容器的内管表面形成了一薄层水的降膜时，它被工厂蒸汽加热，这样导 致降膜立即蒸发为液滴状的水蒸汽。 这一从水转化为汽的过程，在接近柱的底部时大大地提 高了介质的速度。 夹带分离： 当带有液滴的水蒸汽到达柱的底部时，被强制改变方向 180 度。 这种方向的改变 就将包含有杂质和微 粒的水滴从蒸汽中剥离，积聚在柱的底部成为残液。 这样就完成了夹带 分离过程。 分离出来的液滴聚结成为一层液体薄膜，在重力作用下沿着管壁空隙流下，到达 柱的底部成为残液。 无热原的纯蒸汽继续上升到达柱的顶部，在那里用管输送到设施内部的 使用点。 整机的维护保养及其有关注意事项：进入蒸馏水设备的水必须符合有关纯化水的标准，严格按 照岗位 SOP 的要求执行，且必须做到以下检查及日常保养工作： 经一周运行后必须检查所有管道系统的连接部位，如有滴漏及时坚固；注意坚固连接件时必须在设备处于停车开冷至室温下进行； 机组运行六个月 后需清洗原料水过滤器及冷却水过滤器，根据需要对其进行修理或调换； 注意观察所有过滤器、疏水阀、测量仪器和信号灯是否工作正常驻； 每年检查冷凝水疏水阀的效果四次并视需要予以清洗或调换；运行一周或 50小时后检查压缩空气的润滑系统，装置是否正常；控制操作台内要始终保持干燥考试可酌情放置适量的干燥剂，并定期更换； 四、故障分析和排除 纯化水系统 故障现象 故障原因 解决方法 19 I．各种水泵不启动 A．保险丝烧坏 找出原因调换险丝 B．动力失效 检查电源的每一相位 C．旋转方向错误 改变三相电源任意两相 次序 D．水管至整机的连接管路不符合要求 按要求重新排管 II．管道漏水 A． ABS 管道漏水 采用临时焊接 利用停机间隔采用 ABS 胶粘（但停机时间较长，对生产有影响） B．卡箍漏水 拧紧卡箍 更换硅胶垫片 更换卡箍 C． ABS 阀门漏水 更换阀门 拧紧阀门的两端活结 D．活结漏水 拧紧活结两端 更换 O 型圈 III．高压泵不启动 A．进水压力低 调整进水量 B．产水压力高 查看产水管道阀门是否打开 RO 水箱水满 C．前面预处理水压差大 对预处理部分进行返洗 EDI 系统排疑解难 问题 可能原因 解决方法 产品水水质差 电流太低 检查浓水的电导率是否过低。 温度补偿不准确 校验电导率及电阻率表及其温度补偿。 螺栓扭矩不够或不均匀 调整扭矩。 离子交换膜结 或污。