VC生产膜浓缩方案(设计资料).docx

某VC生产厂家VC膜浓缩设计基础资料1、生产工艺流程发酵液预过滤超滤膜过滤古龙酸连续离交纳滤膜预浓缩系统蒸发浓缩后处理工艺本次设计针对纳滤膜预浓缩系统进行设计2、纳滤膜浓缩系统简要工艺流程 预处理立交树脂解析液储罐输料泵纳滤膜浓缩系统透析液 浓缩液 后处理工艺3、膜系统设计基本参数处理料液 不含肉眼可见悬浮物的古龙酸离交解析液 进料流量 1300m3/天 进料和浓缩形式 批次式浓缩过程 料液酸含量 7.2%左右 比重 1.05g/ml 粘度 3.5cp（25） PH 1.5-1.7 处理温度 3040 出料浓度 12 每天运行时间 19-20h(不含清洗时间) 年运行天数 330天4、膜系统设计运行参数4.1、系统设计膜面积： 按项目设计处理量，根据膜系统在 VC 产品上的浓缩情况，设计膜面积为：3744m2（分成 3台膜组件）,这样的规模可保证在 20小时内将 1300m3的料液处理完毕。 4.2、系统设计浓缩倍数： 料液浓缩液的酸最大含量 12，系统最大浓缩倍数 2倍。 4.3、系统设计工作时间： 纳滤膜系统设计的每天过滤工作时间为 19-20小时。 4.4、系统设计清洗时间： 每次 45-60 分钟，加上顶料切换的周转时间，计划为 2-2.5 小时。每天清洗 1-2 次，视生产工艺的料液放罐情况而定（清洗水用RO产水）。4.5、系统设计组成： 膜组件数量 3组，公共输料 1套，CIP清洗系统 1套，设计为一体化操作系统。 4.6、主要操作参数： 温度范围：5-50，实际运行温度根据料液特性一般控制在 2040。 pH范围： 1-13，实际运行 pH由料液性质决定。 操作压力：系统循环工作压力 35bar，设计最大压力 40 bar。5、纳滤膜系统所需配套系统及装置其它厂家设计参考资料5.1、 场地需求： 安装现场需求最小占地面积： 9.0M（长）*6.0M（宽）*3.5M（高） 动力配电系统最小占地面积： 7.5M（长）*2.2M（宽）*2.5M（高） 变频柜大致占地面积： 5M（长）*4M（宽）*2.5M（高） 设备静载重：约 13吨；设备动载重：约 18吨 注：以上数据均大约数，详细数据需待工程设计后确定5.2、 料液缓冲罐及贮罐 料液循环罐及透析液贮罐由客户自行配备。 系统设计为批次式工作，配备的料液循环罐最小安全体积至少每批次的处理体积一半，比如每批次处理 500m3的料液，则循环罐体积至少为 250m3。 浓缩液贮罐体积视客户后工艺生产情况而定。 另外，纳滤膜的透析液储罐则视应用情况来定夺。 5.3、 无离子水 用于系统清洗用水。 清洗用水：系统清洗用水量较小，每批次清洗用水量在 30m3，按每天清洗 2次计算，则每天的总用水量在 60 m3左右。对于清洗用水，我们明确要求采用 RO系统生产的无离子水。 我们建议客户有适当的无离子水贮罐，以保证局部时段紧急用水需要。5.4、 蒸汽： 仅用于 CIP清洗用水的加温。连接于 CIP系统的热交换器上，蒸汽总管径不小于 4，气压与工厂动力供汽系统平衡即可，一般认为 135（2.2bar的蒸汽压）。 5.5、 冷却水：用于组件热交换器的冷却盐水，水压不小于 3bar，总管径 4。 5.6、 泵机封水： 用于循环泵机封冷却用，水压小于 1bar（能流动尽快），小时水量 500L左右。 5.7、 动力电源： 纳滤膜系统均配备 1 台输料泵、1 台加压泵、1 台高压泵和 3 台循环泵，系统的总装机功率约为 186kw。配备的电源容量应按一定系数相应放大。6、其它设计参考资料（膜系统描述及控制说明）纳滤膜系统包括以下部分： 预处理装置 公共输料及加压系统 膜组件系统 CIP清洗系统 触摸屏半自动控制系统 6.1、 预处理装置 1套 树脂下柱液中包含一些破碎的树脂，进入到膜系统中将直接影响泵及膜的使用，因此需进行一些预处理，根据类似产品的应用情况，在本方案中采用两级滤袋式过滤的方式来保证纳滤进料液达到进料条件，一级为 50um的粗过滤，一级为 5um的精过滤，采用滤袋过滤器，其滤袋更换更换，维护成本低。(滤袋易因堵增压撕裂，建议改为大通量滤芯）6.2、公共输料及加压系统 1套 纳滤膜系统配备了一套公共输料系统。输料系统用于将古龙酸树脂解析液从中转贮罐泵送入公共高压管路系统，并经过安全过滤后，提升压力至 35bar以上，以提供足够的进料压力和流量给膜组件系统。本系统包括： （1）输料泵 用于从中转贮罐抽取料液并泵送到公共管路系统的安全过滤器内。若客户的中转贮罐低于纳滤设备的安装平面较多，则需在中转贮罐底部加装一台输料泵增压输送料液至纳滤系统的进料输送泵。 （2）安全过滤器用于料液在进入高压泵之前的安全过滤，设置本过滤器的目的是截留由于管路清洗不彻底或误操作而进入中转贮罐的异物。（3）高压增压泵 用于对经过安全过滤器的料液进行加压至 35bar以上，该增压泵亦采用变频控制，根据膜系统的过滤速度自动调节进料流量以保持恒压运行。 （4）管路系统 公共输料系统的管路系统均采用 316L不锈钢管材。管路包括低压管路部分和高压管路部分。 6.3、膜组件系统（膜堆） 考虑到系统总面积规模较大，因此将膜组件部分设计分为 3台组件设备（简称膜堆），每个膜堆均是一台独立的组件系统，在连续工作时，3个膜堆为串联排列。即从第二个膜堆开始，浓缩的进料都是在前一个膜堆出料的基础上的，因此料液浓度逐级提高。但每一套膜堆又是独立工作的，前一个膜堆停止运行时，后一级膜堆自动补偿成为前一级膜堆。整套系统均根据处理量和膜过滤能力的变化而运行全部或部分的膜堆，单组膜堆检修更换并不影响其它膜堆的运行。每个膜堆均包括： （1）循环泵 循环泵采用了德国 FRISTAM 316不锈钢卫生型泵，泵的入口为耐高压设计，泵通过对公共输送管路上输送的料液进一步加压送往膜组件内，从而形成膜过滤所需的流速与过滤压力。 （2）膜堆 膜堆包括膜外管、膜芯以及进出口连接管路以及全不锈钢框架结构。 （根据物料的特性及运行模式，建议膜元件采用大通道的纳滤膜元件。）（3）管路系统与阀门4、自动控制系统 NF纳滤系统配备了半自动控制系统，用于控制纳滤系统在各种工况下的运行，控制系统包括： （1）现场数据采集系统 1） 在线温度传感器 2） 在线压力传感器 3） 流量监测传感器 （2）PLC控制系统 PLC用于接收、计算、汇总和发送控制信号，所有现场采集的数据信号均被送往 PLC控制器，并通过 PLC处理后送往触摸屏并在显示屏上在线显示运行数据。 （3）触摸屏控制系统系统配备 SIEMENS工业触摸屏作为控制系统的人机界面，接受操作人员的指令，并动态显示运行数据和设定数值。针对纳滤膜系统运行操作的应用程序包括： a) 料液浓缩操作控制程序 b) 加水顶料控制程序 c) CIP清洗运行控制程序 d) 根据现场操作需要或用户要求而编制的其他专用控制程序 （4）动力电源供应和电机变频控制系统 1） 电机驱动变频控制系统可以节