快卡连接氮封装置在纯化水应用案例

　氮封水箱应用在超纯水系统中，一般用在混床或EDI电去离子设备后的需要设置缓冲水箱时，此时往往会优先考虑采用氮封水箱来作为缓冲罐，氮气要求纯度为99%设置氮封系统，维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气，保证储罐在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性气体。

储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。超纯水在空气中如何被污染：空气中含有二氧化碳、细菌、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。因此必须要减少超纯水与空气接触的机会。

　　纯化水储罐的罐盖、人孔和罐底阀门等零部件应设计为卫生连接的方式，并方便拆卸和清洗。可拆卸零部件与罐体之间的密封材料应无毒、无析出物、耐高温、无脱落物。   罐体结构件不得有裂纹、开焊和变形，内壁表面光滑平整、。 纯化水储罐的处有排（放）口，可排尽，不积水。应当考虑到必要时将罐内的谁全部排空的要求；罐底排水管的管径应按照输送泵进水要求计算；排水管路少设弯头，减少泵吸入管路损失。
储罐应设有液位计量装置，该装置不得对水质产生不利影响。实验室纯水设备适合工艺用水储罐的液位计量装置都是电信号液位控制装置：液位开关、电容式液位计、隔膜压力式液位计、称重式液位计、雷达液位计等。为确保系统安全运行，罐内还可加设高低液位报警开关或与输送泵联锁的流量开关。
再循环系统储罐顶部应设置喷淋装置（喷淋球或喷淋管），其选型及安装位置的确定与罐顶设计应结合考虑，确保储罐顶及罐顶件所有内表面随时处于湿润更新状态，并维持腔体内温度＞80℃。回水的压力与流量应确保喷淋装置能有效工作，喷淋装置的设置应避免形成能滋生微生物的死角。     
储罐的通气口应安装不脱落纤维的0.22微米疏水性通气过滤器（聚四佛乙烯或聚偏氟乙烯），并具备足够的空气流通量。过滤器筒体为316L不锈钢，内壁抛光，具有卫生级接口；过滤器通量要考虑的泵流量或蒸汽消毒后迅速冷凝时的气流速度（无正压保护系统时）。    
当纯化水储罐采用大于0.1 MPa蒸汽灭菌时，储罐应按压力容器设计并达到卫生设计标准。储罐上应设置泄压阀或防爆膜以防止超压，并达到卫生设计标准，防爆膜应配有破裂指示，以便及时发现破裂，避免系统的完整性受到损害。

   对需加热贮存的不锈钢储罐罐体应保温，保温材料中可溶出氯化物、氟化物、硅酸盐及钠离子含量应符合《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》（GB/T 17393）的规定，以避免不锈钢受到腐蚀。保温材料不应采用石棉制品。保温层表面应平整、光洁，不得有颗粒性物质脱落，并应用金属薄板包裹保护。

储罐的大小应能满足各种工艺用水条件下的储水量要求。工艺用水输送泵应采用不锈钢卫生泵，卫生卡箍作连接件。泵外壳底部应能排除积水，泵出水口宜设置为45°角。泵上所有与工艺用水接触的零部件表面,均需经过表面处理，Ra = 0.8μm。纯化水输送泵的密封采用加纯化水润滑冲洗的双端面密封方式。泵应该设计成易拆卸的结构形式,采用易清洁的开式叶轮。
工艺用水输送泵提供的扬程和流量应确保水在输送系统中保持湍流。输送泵的选型应满足系统运行过程中可能提供的高峰用水量+回水流量、系统管道阻力较大情况下的系统压力,和相对于外部大气正压状态,还应考虑防止微生物污染和在系统具有一定汽蚀条件下可以正常运转。建议不采用备用泵设计,以避免微生物污染的风险。如果系统配置了应定时让泵交替运行并以支路连续循环的方式将少部分水以不小于1.0m/s的速度始终通过备用泵。

二、快卡连接氮封装置在纯化水应用案例防止超纯水容器被空气污染的常见方法：　
　　☆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见。
　　纯化水储罐的罐盖、人孔和罐底阀门等零部件应设计为卫生连接的方式，并方便拆卸和清洗。可拆卸零部件与罐体之间的密封材料应无毒、无析出物、耐高温、无脱落物。   罐体结构件不得有裂纹、开焊和变形，内壁表面光滑平整、。    
纯化水储罐的处有排（放）口，可排尽，不积水。应当考虑到必要时将罐内的谁全部排空的要求；罐底排水管的管径应按照输送泵进水要求计算；排水管路少设弯头，减少泵吸入管路损失。
储罐应设有液位计量装置，该装置不得对水质产生不利影响。实验室纯水设备适合工艺用水储罐的液位计量装置都是电信号液位控制装置：液位开关、电容式液位计、隔膜压力式液位计、称重式液位计、雷达液位计等。为确保系统安全运行，罐内还可加设高低液位报警开关或与输送泵联锁的流量开关。
再循环系统储罐顶部应设置喷淋装置（喷淋球或喷淋管），其选型及安装位置的确定与罐顶设计应结合考虑，确保储罐顶及罐顶件所有内表面随时处于湿润更新状态，并维持腔体内温度＞80℃。回水的压力与流量应确保喷淋装置能有效工作，喷淋装置的设置应避免形成能滋生微生物的死角。     
储罐的通气口应安装不脱落纤维的0.22微米疏水性通气过滤器（聚四佛乙烯或聚偏氟乙烯），并具备足够的空气流通量。过滤器筒体为316L不锈钢，内壁抛光，具有卫生级接口；过滤器通量要考虑的泵流量或蒸汽消毒后迅速冷凝时的气流速度（无正压保护系统时）。    
当纯化水储罐采用大于0.1 MPa蒸汽灭菌时，储罐应按压力容器设计并达到卫生设计标准。储罐上应设置泄压阀或防爆膜以防止超压，并达到卫生设计标准，防爆膜应配有破裂指示，以便及时发现破裂，避免系统的完整性受到损害。对需加热贮存的不锈钢储罐罐体应保温，保温材料中可溶出氯化物、氟化物、硅酸盐及钠离子含量应符合《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》（GB/T 17393）的规定，以避免不锈钢受到腐蚀。保温材料不应采用石棉制品。保温层表面应平整、光洁，不得有颗粒性物质脱落，并应用金属薄板包裹保护。
储罐的大小应能满足各种工艺用水条件下的储水量要求。工艺用水输送泵应采用不锈钢卫生泵，卫生卡箍作连接件。泵外壳底部应能排除积水，泵出水口宜设置为45°角。泵上所有与工艺用水接触的零部件表面,均需经过表面处理，Ra = 0.8μm。纯化水输送泵的密封采用加纯化水润滑冲洗的双端面密封方式。泵应该设计成易拆卸的结构形式,采用易清洁的开式叶轮。
工艺用水输送泵提供的扬程和流量应确保水在输送系统中保持湍流。输送泵的选型应满足系统运行过程中可能提供的高峰用水量+回水流量、系统管道阻力较大情况下的系统压力,和相对于外部大气正压状态,还应考虑防止微生物污染和在系统具有一定汽蚀条件下可以正常运转。建议不采用备用泵设计,以避免微生物污染的风险。如果系统配置了备用泵实验室纯水设备应定时让泵交替运行并以支路连续循环的方式将少部分水以不小于1.0m/s的速度始终通过备用泵。
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。

快卡连接氮封装置在纯化水应用案例处理超纯水与空气接触的方法：
纯水设备充氮法：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。

快卡连接氮封装置在纯化水应用案例的工作原理：
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。
纯水设备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，水处理设备，去离子水设备。 纯水设备，GMP纯化水设备。半导体纯水设备。

快卡连接氮封装置在纯化水应用案例主要参数、性能指标与材料

1、主要参数及主要性能指标见表一               表一

2、快卡连接氮封装置在纯化水应用案例压力调节范围见表二       表二

3、快卡连接氮封装置在纯化水应用案例主要零件材料见表三                  表三

三、快卡连接氮封装置在纯化水应用案例氮封水箱的组成：

　　氮封水箱是由三部分组成：
　　☆氮气源：通常可以选用洁净高压氮气瓶、制氮机、工厂现有洁净压缩氮气……
　　☆密闭水箱：超纯水水箱一定要全密封，一方面防止氮气外泄，另外防止空气进入水箱污染超纯水。
　　☆控制系统：氮封阀装置（包括：供氮阀、泄氮阀及呼吸阀）