Комплектная установка электродеионизации производительностью 25 м³/ч для предприятия электронной промышленности

На предприятии электронной промышленности в Зеленограде была введена в эксплуатацию комплектная установка электродеионизации на базе модулей Iontech IT-DS50-S.

Установка обеспечивает стабильное получение 25 м³/ч деминерализованной воды с удельным электрическим сопротивлением до 16,5 МОм·см. Оборудование эксплуатируется ежедневно по 4–8 часов и продолжает работать по настоящее время.

Задача заказчика

На предприятии уже действовала система глубокой деминерализации воды, включавшая установки электродеионизации на базе модулей Ionpure VNX и последующую доочистку на фильтрах смешанного действия.

В связи с увеличением потребности производства существующего объёма деминерализованной воды стало недостаточно. Расширение действующих установок было затруднено, в том числе из-за сложностей с поставкой модулей из США.

Заказчику требовался дополнительный самостоятельный блок электродеионизации со следующими параметрами:

Новая установка должна была представлять собой не замену отдельных модулей существующей системы, а полноценный автономный технологический блок с насосами, фильтрацией, трубопроводной обвязкой, контрольно-измерительными приборами и автоматическим управлением.

Сложные исходные условия

Особенностью проекта стало качество воды, поступавшей на электродеионизацию.

Перед установкой EDI была предусмотрена только одна ступень обратного осмоса. После неё вода проходила через декарбонизатор для удаления растворённого углекислого газа. При этом отдельного умягчения в технологической схеме не было.

Такая подготовка воды заметно сложнее для EDI, чем распространённая схема с двухступенчатым обратным осмосом и дополнительной защитой по жёсткости. При проектировании потребовалось особенно внимательно отнестись к следующим вопросам:

• распределению воды между параллельными модулями;
• поддержанию минимально допустимого расхода;
• соотношению потоков дилюата и концентрата;
• предотвращению отложений внутри модулей;
• индивидуальной настройке электрического режима;
• контролю качества питающей и очищенной воды;
• алгоритмам запуска, останова и защитной промывки.

Декарбонизатор снижал нагрузку по растворённому CO₂, однако отсутствие умягчения и одноступенчатый обратный осмос сохраняли достаточно тяжёлые условия работы для электродеионизации.

Принятое техническое решение

Для получения необходимой производительности была разработана комплектная установка на базе пяти промышленных модулей Iontech IT-DS50-S.

Модули были подключены параллельно. Каждая линия получила возможность индивидуального контроля и регулирования гидравлического и электрического режима.

В состав установки вошли:

• пять модулей электродеионизации Iontech IT-DS50-S;
• входная фильтрация;
• насосное оборудование;
• коллекторы исходной воды, дилюата и концентрата;
• регулирующая и запорная арматура;
• расходомеры на индивидуальных линиях модулей;
• источники постоянного тока;
• приборы контроля качества воды;
• датчики давления и расхода;
• шкаф управления;
• система автоматического управления и технологических защит.

Компоновка оборудования была выполнена с учётом ограниченного пространства действующего цеха. Несмотря на плотное размещение, был обеспечен доступ к основным узлам, арматуре и модулям для настройки и обслуживания.

Автоматическое управление

Для установки был разработан отдельный алгоритм управления, учитывающий особенности EDI-модулей. Автоматика обеспечивает:

• подготовку установки к запуску;
• включение насосного оборудования;
• предварительную гидравлическую промывку;
• контроль наличия требуемого расхода;
• подачу напряжения на модули только после установления потоков;
• контроль давления и качества питающей воды;
• регулирование технологических расходов;
• защитное отключение источников питания при нарушении гидравлического режима;
• промывку модулей перед остановом;
• выдачу аварийных и предупредительных сигналов.

Такой порядок исключает работу модулей без протока и снижает риск образования отложений или локального перегрева мембранно-смоляного пакета.

Пусконаладочные работы

Во время пусконаладки были последовательно настроены:

• общий расход питающей воды;
• расходы дилюата и концентрата;
• распределение потоков между пятью модулями;
• электрические параметры каждого модуля;
• режимы запуска и останова;
• показания контрольно-измерительных приборов;
• уставки технологических защит.

Электрический режим настраивался индивидуально для каждого модуля в зависимости от фактического качества питающей воды и достигнутого сопротивления дилюата. После запуска установка выходила на устойчивый рабочий режим всего за 3–5 минут.

Полученные результаты

По итогам пусконаладочных работ установка обеспечила следующие фактические показатели:

Качество воды после электродеионизации существенно превысило требование заказчика. Далее вода направляется на существующие фильтры смешанного действия, которые выполняют финишную доочистку перед использованием в производстве электронной продукции.

Результат проекта

Комплектная установка электродеионизации позволила предприятию получить дополнительный стабильный источник глубоко деминерализованной воды без расширения существующих линий на базе американских модулей.

Несмотря на сложную схему предварительной подготовки — одноступенчатый обратный осмос, декарбонизацию и отсутствие умягчения — установка:

• стабильно выдаёт 25 м³/ч дилюата;
• обеспечивает удельное сопротивление до 16,5 МОм·см;
• быстро выходит на рабочий режим;
• работает ежедневно по 4–8 часов;
• продолжает эксплуатироваться по настоящее время.

Проект подтвердил возможность эффективного применения промышленных модулей Iontech в составе высокопроизводительных систем водоподготовки для электронной промышленности.

Участники проекта

Изготовитель комплектной установки — ООО ИПП «Аквапромдизайн».

Инженерные специалисты направления электродеионизации АКЛИРУМ выполнили:

• подбор модулей Iontech;
• организацию поставки EDI-модулей;
• разработку технологической схемы;
• определение рабочих режимов;
• разработку алгоритма управления;
• разработку конструкторской документации;
• техническое сопровождение проекта;
• участие в пусконаладочных работах.