JP2018043190A - Ultrapure water manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超純水製造装置に係り、特に二次純水製造装置からの超純水を熱交換器で加熱して温超純水としてユースポイントへ供給する超純水製造装置に関する。 The present invention relates to an ultrapure water production apparatus, and more particularly to an ultrapure water production apparatus that heats ultrapure water from a secondary pure water production apparatus with a heat exchanger and supplies the ultrapure water as warm ultrapure water to a use point.
半導体洗浄用水として用いられている超純水は、図7に示すように前処理システム50、一次純水製造装置60、二次純水製造装置(サブシステムと称されることも多い。)70から構成される超純水製造装置で原水(工業用水、市水、井水等)を処理することにより製造される(特許文献1)。図7において各システムの役割は次の通りである。
As shown in FIG. 7, the ultrapure water used as the semiconductor cleaning water is a
凝集、加圧浮上(沈殿)、濾過(膜濾過)装置など(この従来例では凝集濾過装置)よりなる前処理システム50では、原水中の懸濁物質やコロイド物質の除去を行う。また、この過程では高分子系有機物、疎水性有機物などの除去も可能である。
In the
前処理された水のタンク61、熱交換器65、逆浸透膜処理装置(RO装置)62、イオン交換装置(混床式又は4床5塔式など)63、タンク63A、イオン交換装置63B、及び脱気装置64を備える一次純水製造装置60では、原水中のイオンや有機成分の除去を行う。なお、水は温度が高い程、粘性が低下し、RO膜の透過性が向上する。このため、図7の通り、逆浸透膜処理装置62の前段に熱交換器65が設置され、逆浸透膜処理装置62への供給水の温度が所定温度以上となるように水を加熱する。熱交換器65の1次側には、熱源流体として蒸気が供給される。逆浸透膜処理装置62では、塩類を除去すると共に、イオン性、コロイド性のTOCを除去する。イオン交換装置63,63Bでは、塩類、無機系炭素(IC)を除去すると共にイオン交換樹脂によって吸着又はイオン交換されるTOC成分の除去を行う。脱気装置64では無機系炭素(IC)、溶存酸素の除去を行う。
Pre-treated
一次純水製造装置60で製造された一次純水は、配管69を介して温超純水製造用の二次純水製造装置70へ送水される。この二次純水製造装置70は、サブタンク(純水タンクと称されることもある。)71、ポンプ72、低圧紫外線酸化装置(UV装置)74、イオン交換装置75を備えている。低圧紫外線酸化装置74では、低圧紫外線ランプより出される185nmの紫外線によりTOCを有機酸、さらにはCO2まで分解する。分解により生成した有機物及びCO2は後段のイオン交換装置75で除去される。
The primary pure water produced by the primary pure water production apparatus 60 is sent through a
二次純水製造装置70からの超純水を前段側熱交換器85と後段側熱交換器86とで70〜80℃程度に加熱し、ユースポイント90に供給する。このユースポイント90からの温戻り水を配管91を介して前段側熱交換器85の熱源側に流通させる。前段側熱交換器85の熱源側を通過した戻り水は40℃程度に降温しており、配管92を介してサブタンク71に戻される。後段側熱交換器86は蒸気を熱源とするものである。
The ultrapure water from the secondary pure
一次純水製造装置60からの一次純水の一部は、常温超純水製造用の二次純水製造装置70’へ送水される。この二次純水製造装置70’は、サブタンク(純水タンクと称されることもある。)71’、ポンプ72’、熱交換器73’低圧紫外線酸化装置(UV装置)74’、イオン交換装置75’及び限外濾過膜(UF膜)分離装置76’を備えている。限外濾過膜分離装置76’から配管88’を介して常温超純水がユースポイント90’に送られる。このユースポイント90’からの戻り水は、配管92’を介してサブタンク71’に戻される。
A part of the primary pure water from the primary pure water production apparatus 60 is sent to a secondary pure
図6は参考例に係る超純水製造装置を示す系統図である。なお、以下の説明では水温を例示しているが、各水温は一例であり、本発明を何ら限定するものではない。 FIG. 6 is a system diagram showing an ultrapure water production apparatus according to a reference example. In addition, although the water temperature is illustrated in the following description, each water temperature is an example and does not limit this invention at all.
約25℃の一次純水は、配管1、サブタンク2、配管3を介してサブシステム4に導入され、約30℃の超純水が製造される。製造された超純水は、配管5、熱交換器6、配管9及び熱交換器10の順に流れ、熱交換器6によって約42℃に加熱され、熱交換器10によって約75℃に加熱され、温超純水として配管11によりユースポイントへ送水される。配管11には、ユースポイントの直前にUF膜分離装置11Aが設置されている。
Primary pure water at about 25 ° C. is introduced into the
熱交換器6の熱源流体流路へは、配管7を介してユースポイントからの約75℃の戻り温超純水(戻り水)が導入される。この戻り温超純水は、熱交換器6でサブシステム4からの超純水と熱交換して約40℃に降温した後、配管8によって、サブタンク2に送られる。
About 75 ° C. return temperature ultrapure water (return water) from the use point is introduced into the heat source fluid flow path of the
熱交換器10の熱源流体流路には、熱交換器13,15によって約80℃に加熱された第1媒体水(伝熱媒体としての水)が循環流通される。即ち、熱交換器10の熱源流体流路出口から流出した約47℃の第1媒体水は、配管12から熱交換器13を通り約49℃に加熱された後、配管14、熱交換器15、配管16を流れて熱交換器10の熱源流体流路入口に戻る。
A first medium water (water as a heat transfer medium) heated to about 80 ° C. by the
熱交換器13の熱源流体流路には、配管17を介して約56℃の温排水が導入される。熱交換器13で約53℃に降温した温排水は、配管18を介して流出し、回収水として回収される。
About 56 ° C. warm wastewater is introduced into the heat source fluid flow path of the
熱交換器15の熱源流体流路には、ボイラ等からの蒸気(水蒸気)が流通される。
Steam (water vapor) from a boiler or the like is circulated through the heat source fluid flow path of the
図示は省略するが、配管12,14又は16に循環用のポンプが設けられている。
Although not shown, a circulation pump is provided in the
この図6の超純水製造装置にあっては、熱交換器13において、温排水が保有する熱によっても第1媒体水が加熱されるので、熱交換器6からの超純水を蒸気式熱交換器のみで加熱する場合に比べて、所定温度の温超純水を得るための熱源コストが安価となる。しかしながら、戻り超純水の熱の回収が十分ではなく、熱源コストの更なる低下が望まれる。
In the ultrapure water production apparatus of FIG. 6, in the
本発明は、ユースポイントに送水される超純水を加温して温超純水とするための熱交換器の熱源コストを低減することができる超純水製造装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the ultrapure water manufacturing apparatus which can reduce the heat-source cost of the heat exchanger for heating the ultrapure water sent to a use point into warm ultrapure water.
本発明の一態様の超純水製造装置は、一次純水製造装置と、該一次純水製造装置からの一次純水を処理して超純水を製造する二次純水製造装置と、該二次純水製造装置からの超純水を加熱するための、ユースポイントからの戻り水を熱源とする第1熱交換器と、該第1熱交換器で加熱された超純水をさらに加熱する加熱手段とを有し、加熱された超純水をユースポイントに供給する超純水製造装置において、前記加熱手段は、前記第1熱交換器で加熱された超純水が被加熱流体流路に通水される第2熱交換器と、該第2熱交換器の熱源流体流路に伝熱媒体としての第1媒体水を循環流通させる第1循環流路と、該第1循環流路を流れる第1媒体水を、温排水の熱によって加熱する第1媒体水加熱装置と、該第1媒体水加熱装置で加熱された第1媒体水を蒸気によって加熱する第3熱交換器とを備える。 An ultrapure water production apparatus according to an aspect of the present invention includes a primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus that processes primary pure water from the primary pure water production apparatus to produce ultrapure water, A first heat exchanger for heating the ultrapure water from the secondary pure water production apparatus using the return water from the use point as a heat source, and further heating the ultrapure water heated by the first heat exchanger And heating means for supplying the heated ultrapure water to the use point, wherein the heating means is configured to cause the ultrapure water heated by the first heat exchanger to flow into the fluid to be heated. A second heat exchanger that is passed through the passage, a first circulation passage that circulates and circulates the first medium water as a heat transfer medium in the heat source fluid passage of the second heat exchanger, and the first circulation flow The first medium water heating device that heats the first medium water flowing through the path by the heat of the warm waste water, and the first medium water heating device heated by the first medium water heating device The medium water and a third heat exchanger for heating by steam.
本発明の一態様では、前記第1媒体水加熱装置は、凝縮器、蒸発器、ポンプ及び膨張弁を備えたヒートポンプを有しており、該凝縮器は、該第1媒体水を加熱するように前記第1循環流路に設置されており、該蒸発器は、第2媒体水が循環される第2循環流路に設置されており、該第2循環流路には、前記温排水の熱によって第2媒体水を加熱するための第2媒体水加熱装置が設けられている。 In one aspect of the present invention, the first medium water heating device includes a heat pump including a condenser, an evaporator, a pump, and an expansion valve, and the condenser heats the first medium water. Installed in the first circulation channel, and the evaporator is installed in a second circulation channel through which the second medium water is circulated. A second medium water heating device is provided for heating the second medium water by heat.
本発明の一態様では、前記第2媒体水加熱装置は、前記温排水が熱源流体流路に通水される第5熱交換器である。 In one aspect of the present invention, the second medium water heating device is a fifth heat exchanger in which the hot waste water is passed through a heat source fluid flow path.
本発明の一態様では、前記第1熱交換器と第2熱交換器との間に、前記超純水を加熱するための第6熱交換器が設置されており、前記温排水を、第6熱交換器に通水させてから第5熱交換器の熱源流体流路に通水させるための温排水流路が設けられている。 In one aspect of the present invention, a sixth heat exchanger for heating the ultrapure water is installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger, A warm drainage channel is provided for passing water through the heat exchanger fluid channel of the fifth heat exchanger after passing through the 6 heat exchanger.
本発明の一態様では、前記温排水を前記第6熱交換器を経て第5熱交換器に通水させる第1の流路選択と、温排水を前記第6熱交換器を迂回して第5熱交換器に通水させる第2の流路選択とを切り替えるための流路切替手段が設けられている。 In one aspect of the present invention, a first flow path selection for passing the warm wastewater through the sixth heat exchanger to the fifth heat exchanger, and the warm wastewater bypassing the sixth heat exchanger A flow path switching means for switching between selection of the second flow path for passing water through the 5 heat exchanger is provided.
本発明の一態様では、前記温排水の水質を測定する水質センサを設け、該水質センサの検出水質が所定値よりも良好な場合には前記第1の流路選択とし、検出水質が該所定値よりも不良である場合には前記第2の流路選択とする制御手段を備える。 In one aspect of the present invention, a water quality sensor for measuring the quality of the warm waste water is provided, and when the detected water quality of the water quality sensor is better than a predetermined value, the first flow path is selected, and the detected water quality is the predetermined water quality. Control means for selecting the second flow path when the value is lower than the value is provided.
本発明の一態様では、前記第2媒体水加熱装置は、第3媒体水が熱源流体流路に通水される第5熱交換器であり、該第5熱交換器の熱源流体流路に第3媒体水を循環流通させるための第3循環流路が設けられており、該第3循環流路に、前記温排水によって第3媒体水を加熱する第7熱交換器が設置されている。 In one aspect of the present invention, the second medium water heating device is a fifth heat exchanger in which the third medium water is passed through the heat source fluid flow path, and the heat source fluid flow path of the fifth heat exchanger is provided. A third circulation channel for circulating and circulating the third medium water is provided, and a seventh heat exchanger for heating the third medium water by the warm waste water is installed in the third circulation channel. .
本発明の一態様では、前記第1熱交換器と第2熱交換器との間に、前記超純水を加熱するための第6熱交換器が設置されており、前記第3循環流路は、前記第7熱交換器で加熱された第3媒体水を該第6熱交換器の熱源流体流路を経て第5熱交換器の熱源流体流路に通水させるように設けられている。 In one aspect of the present invention, a sixth heat exchanger for heating the ultrapure water is installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger, and the third circulation channel is provided. Is provided so that the third medium water heated by the seventh heat exchanger passes through the heat source fluid flow path of the sixth heat exchanger and the heat source fluid flow path of the fifth heat exchanger. .
本発明の超純水製造装置では、第1熱交換器において、ユースポイント戻り水が保有する熱によって超純水を加熱する。また、温排水の熱と蒸気によって加熱された第1媒体水を熱源流体とする第2熱交換器によって、この超純水をさらに加熱する。この結果、ユースポイントに送水する超純水を所定温度にまで加温して温超純水とする熱源コストを低減することができる。 In the ultrapure water production apparatus of the present invention, the ultrapure water is heated by the heat held by the use point return water in the first heat exchanger. Moreover, this ultrapure water is further heated by the 2nd heat exchanger which uses the 1st medium water heated with the heat | fever and steam of warm wastewater as a heat source fluid. As a result, it is possible to reduce the heat source cost of heating the ultrapure water to be sent to the use point to a predetermined temperature to obtain the warm ultrapure water.
なお、ユースポイント戻り水の水温は、通常70〜80℃例えば約75℃である。 In addition, the water temperature of a use point return water is 70-80 degreeC normally, for example, about 75 degreeC.
本発明において、温排水とは、ユースポイントで洗浄に使用された排水である。ユースポイント直前に設置されたUF膜分離装置の濃縮水も温排水に含めてもよい。温排水の温度は、通常50〜60℃例えば約56℃である。 In the present invention, warm waste water is waste water used for cleaning at a use point. Concentrated water from a UF membrane separator installed just before the use point may be included in the warm waste water. The temperature of the hot waste water is usually 50 to 60 ° C., for example, about 56 ° C.
本発明の超純水製造装置は、一次純水製造装置及び二次純水製造装置並びに超純水を加熱する加熱手段を備える。 The ultrapure water production apparatus of the present invention includes a primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus, and heating means for heating the ultrapure water.
この一次純水製造装置の前段には、通常の場合、前処理装置が設けられる。前処理装置では、原水の濾過、凝集沈殿、精密濾過膜などによる前処理が施され、主に懸濁物質が除去される。この前処理によって通常、水中の微粒子数は103個/mL以下となる。 In the normal stage of the primary pure water production apparatus, a pretreatment apparatus is usually provided. In the pretreatment device, pretreatment by raw water filtration, coagulation sedimentation, microfiltration membrane or the like is performed, and suspended substances are mainly removed. Usually this pre-treatment, number of fine particles in water is less than 10 3 / mL.
一次純水製造装置は、逆浸透(RO)膜分離装置、脱気装置、再生型イオン交換装置(混床式又は4床5塔式など)、電気脱イオン装置、紫外線(UV)照射酸化装置等の酸化装置などを備え、前処理水中の大半の電解質、微粒子、生菌等の除去を行うものである。一次純水製造装置は、例えば、熱交換器、2基以上のRO膜分離装置、混床式イオン交換装置、及び脱気装置で構成される。
Primary pure water production equipment includes reverse osmosis (RO) membrane separators, deaerators, regenerative ion exchangers (such as mixed bed or 4
二次純水製造装置は、サブタンク、給水ポンプ、冷却用熱交換器、低圧紫外線酸化装置又は殺菌装置といった紫外線照射装置、非再生型混床式イオン交換装置あるいは電気脱イオン装置、限外濾過(UF)膜分離装置又は精密濾過(MF)膜分離装置等の膜濾過装置で構成されるが、更に膜脱気装置、RO膜分離装置、電気脱イオン装置等の脱塩装置が設けられている場合もある。二次純水製造装置では、低圧紫外線酸化装置を適用し、その後段に混床式イオン交換装置を設け、これによって水中のTOCを紫外線により酸化分解し、酸化分解生成物をイオン交換によって除去する。本明細書では、以下、二次純水製造装置のうち、サブタンクよりも後段側をサブシステムと称する。 Secondary pure water production equipment includes subtanks, feed water pumps, cooling heat exchangers, low-pressure ultraviolet oxidizers or sterilizers, UV irradiation equipment, non-regenerative mixed bed ion exchange equipment or electrodeionization equipment, ultrafiltration ( (UF) Membrane filtration device such as membrane separation device or microfiltration (MF) membrane separation device, but also equipped with demineralization devices such as membrane deaeration device, RO membrane separation device, and electro-deionization device In some cases. In the secondary pure water production apparatus, a low-pressure ultraviolet oxidation apparatus is applied, and a mixed bed type ion exchange apparatus is provided at the subsequent stage, whereby TOC in water is oxidized and decomposed by ultraviolet rays, and oxidation decomposition products are removed by ion exchange. . Hereinafter, in the secondary pure water production apparatus, the downstream side of the sub tank is referred to as a subsystem.
なお、二次純水製造装置の後段に三次純水製造装置を設け、この三次純水製造装置からの超純水を加熱するようにしてもよい。この三次純水製造装置は、二次純水製造装置と同様の構成を備えるものであり、更に高純度の超純水を製造するものである。 A tertiary pure water production apparatus may be provided after the secondary pure water production apparatus, and the ultrapure water from the tertiary pure water production apparatus may be heated. This tertiary pure water production apparatus has the same configuration as that of the secondary pure water production apparatus, and produces higher purity ultrapure water.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図2は第1の実施の形態に係る超純水製造装置を示す系統図である。なお、以下の説明では水温を例示しているが、各水温は一例であり、本発明を何ら限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a system diagram showing the ultrapure water production apparatus according to the first embodiment. In addition, although the water temperature is illustrated in the following description, each water temperature is an example and does not limit this invention at all.
約25℃の一次純水は、配管1、サブタンク2、配管3を介してサブシステム4に導入され、約30℃の超純水が製造される。製造された超純水は、配管5、熱交換器6、配管9及び熱交換器10の順に流れ、熱交換器6によって約42℃に加熱され、熱交換器10によって約75℃に加熱され、温超純水として配管11によりユースポイントへ送水される。配管11には、ユースポイントの直前にUF膜分離装置11Aが設置されている。
Primary pure water at about 25 ° C. is introduced into the
熱交換器6の熱源流体流路へは、配管7を介してユースポイントからの約75℃の戻り温超純水(戻り水)が導入される。この戻り温超純水は、熱交換器6でサブシステム4からの超純水と熱交換して約40℃に降温した後、配管8によって、サブタンク2に送られる。
About 75 ° C. return temperature ultrapure water (return water) from the use point is introduced into the heat source fluid flow path of the
熱交換器10の熱源流体流路には、ヒートポンプ20及び蒸気式熱交換器15によって加熱された第1媒体水(伝熱媒体としての水)が循環流通される。即ち、熱交換器10から流出した約60℃の第1媒体水を第1循環流路のヒートポンプ20の凝縮器23で約70℃に加熱した後、蒸気式熱交換器15で約85℃に加熱して熱交換器10に流入させる。
The first medium water (water as the heat transfer medium) heated by the
熱交換器15の熱源流体流路には、ボイラ等からの蒸気(水蒸気)が流通される。
Steam (water vapor) from a boiler or the like is circulated through the heat source fluid flow path of the
ヒートポンプ20は、蒸発器21からの代替フロン等の熱媒体をポンプ22で圧縮して凝縮器23に導入し、凝縮器23からの熱媒体を膨張弁24を介して蒸発器21に導入するように構成されている。
The
第1循環流路(高温側流路)の凝縮器23に熱交換器10からの第1媒体水が配管12を介して導入され、凝縮器23で加熱された第1媒体水が配管14を介して熱交換器15に送水される。なお、凝縮器23からの第1媒体水の一部は、バイパス配管19を介して配管12に返送される。これにより、凝縮器23に導入される第1媒体水の水温は約65℃となる。バイパス配管19には、流量調節弁(図示略)が設けられている。
The first medium water from the
図示は省略するが、配管12,14又は16に循環用のポンプが設けられている。後述の図2〜5の超純水製造装置も同様である。
Although not shown, a circulation pump is provided in the
蒸発器21の熱源流体流路(低温側流路)に第2媒体水を循環通水するために、配管25、熱交換器26及び配管27よりなる循環流路が設けられている。なお、配管25,27間にバイパス配管28が設けられている。
In order to circulate the second medium water through the heat source fluid flow path (low temperature side flow path) of the
熱交換器26の熱源流体流路には、配管29を介して約56℃の温排水が導入される。第2媒体水と熱交換して約25℃に降温した温排水は、配管30から流出し、回収水として回収される。
A hot waste water of about 56 ° C. is introduced into the heat source fluid flow path of the
熱交換器26で約30℃に加熱された第2媒体水が蒸発器21の熱源流体流路に導入され、ヒートポンプ20の熱媒体と熱交換して約20℃に降温した後、配管25を介して熱交換器26へ送水される。一部の第2媒体水は、バイパス配管28を介して配管25から配管27へ流れる。これにより、蒸発器21に流入する第2媒体水の水温は約25℃となる。バイパス配管28には流量調節弁(図示略)が設けられている。
The second medium water heated to about 30 ° C. by the
ヒートポンプ20の運転方法としては、例えば、第1媒体水および第2媒体水の出口温度がそれぞれ一定温度になるように、ヒートポンプ圧縮機の入力電力および循環水流量を調整する。ヒートポンプを複数系列とし、熱負荷に応じて台数制御を行ってもよい。また、図示のように、高温側および(または)低温側の循環系に熱交換器をバイパスする配管と流量制御バルブを設け、ヒートポンプ入口温度を制御するような運転を行ってもよい。
As an operation method of the
図2は、第2の実施の形態に係る超純水製造装置を示している。この超純水製造装置は、図1の超純水製造装置において、熱交換器6,10を結ぶ超純水配管9の途中に熱交換器31を設け、超純水を熱交換器31の被加熱流路に流し、熱交換器31の熱源流体流路に約56℃の温排水を配管32を介して導入するようにしたものである。
FIG. 2 shows an ultrapure water production apparatus according to the second embodiment. This ultrapure water production apparatus is the same as the ultrapure water production apparatus shown in FIG. 1 except that a
約56℃の温排水は、熱交換器31で配管9の超純水を加熱することにより約47℃に降温した後、配管29によって熱交換器26に供給される。
The hot waste water of about 56 ° C. is cooled to about 47 ° C. by heating the ultrapure water in the
図2のその他の構成は図1と同様である。 The other configuration of FIG. 2 is the same as that of FIG.
図2の超純水製造装置によれば、図1の場合よりも蒸気使用量を削減することができる。ただし、温排水の水質によっては、追加した熱交換器31の伝熱面が汚れ、伝熱性能が低下することが考えられる。温超純水の製造プロセスでは、温超純水の品質維持のため熱交換器31の分解洗浄は不可であるため、図2のフローは、温排水に汚れが無い(または熱交換器の洗浄・汚れ除去が容易である)場合に適用できる。熱交換器31としては、不純物のリークまたは溶出を完全に防止するため、全溶接または片側溶接タイプのチタン製プレート熱交換器を用いることが望ましい。
According to the ultrapure water production apparatus of FIG. 2, the amount of steam used can be reduced as compared with the case of FIG. However, the heat transfer surface of the added
図3は、図2において、温排水を直接に熱交換器26に通水させる流路選択と、温排水を熱交換器31を介して熱交換器26に通水させる流路選択とを切り替えることができるように構成したものである。
FIG. 3 switches between the flow path selection in which the hot waste water is directly passed through the
即ち、温排水用配管33は、バルブ34、配管35を介して配管29に接続されている。また、配管33は、該配管33から分岐した配管36、バルブ37及び配管38を介して熱交換器31に接続されている。バルブ34を開、バルブ37を閉とすることにより、配管33からの温排水は熱交換器26に直接に通水される。
That is, the hot drain pipe 33 is connected to the
バルブ34を閉、バルブ37を開とすることにより、配管33からの温排水は、熱交換器31に通水された後、熱交換器26に通水される。
By closing the
なお、配管33にTOC計や比抵抗計などの水質センサ39を設け、この検出値をバルブ制御装置(図示略)に入力し、温排水の水質が良好である(例えばTOCが所定濃度よりも低い)ときには、温排水を熱交換器31,26の順に通水し、水質が良好ではない(例えばTOC濃度が所定値よりも高い)ときには、温排水を熱交換器26に直接に通水するようにバルブ34,37を制御することが好ましい。
The pipe 33 is provided with a
また、配管33に洗浄水用配管40をバルブ41を介して接続し、必要に応じ熱交換器31,26や配管を薬品や水で洗浄するようにしてもよい。
Further, the
図3のその他の構成は図2と同様である。 Other configurations in FIG. 3 are the same as those in FIG.
図3の超純水製造装置によれば、超純水の効率的な加熱と、熱交換器の汚れ防止(抑制)とを図ることができる。 According to the ultrapure water production apparatus of FIG. 3, it is possible to efficiently heat ultrapure water and prevent (suppress) contamination of the heat exchanger.
図4は、熱交換器26の熱源流体流路に第3媒体水を循環通水するように、熱交換器44、配管45、熱交換器31、配管29、熱交換器26、配管46よりなる循環流路を設け、熱交換器44の熱源流体流路に配管47を介して約56℃の温排水を通水し、その約25℃の流出水を配管48によって回収水として回収するようにしたものである。
FIG. 4 illustrates the
熱交換器44の被加熱流体流路を流れることにより約51℃に加熱された第3媒体水は、配管45を介して熱交換器31の熱源流体流路に通水され、配管9を流れる超純水を加熱する。熱交換器31を通過して約47℃に降温した温排水は、配管29を介して熱交換器26の熱源流体流路に通水され、約20℃に降温し、次いで配管46を介して熱交換器44の被加熱流体流路に戻る。熱交換器26では約15℃の第2媒体水を約25℃に加熱する。
The third medium water heated to about 51 ° C. by flowing through the heated fluid flow path of the
この図4の超純水製造装置は、超純水の加熱効率が良く、また超純水用配管9の熱交換器31に清浄な第3媒体水が通水されるので、該熱交換器31の汚れ付着リスクが抑制される。
The ultrapure water production apparatus of FIG. 4 has good heating efficiency of ultrapure water, and clean third medium water is passed through the
図5は、図1において、複数台のヒートポンプによって第1媒体水を加熱するよう構成すると共に、ユースポイント直前に設置されたUF膜分離装置11Aの濃縮水も温排水として利用するよう構成した実施の形態を示している。
FIG. 5 shows an embodiment in which the first medium water is heated by a plurality of heat pumps in FIG. 1 and the concentrated water of the UF
この実施の形態では、熱交換器10の熱源流体流路出口から流出した約51℃の第1媒体水は、配管12を介して中継タンク12aに導入される。中継タンク12aには、UF膜分離装置11Aからの濃縮水も導入される。この濃縮水は、清浄度が高い。中継タンク12a内の第1媒体水は、配管12bを介して第1ヒートポンプ20Aの凝縮器23に流通されて約60℃に加熱された後、配管12cを介して第2ヒートポンプ20Bの凝縮器23に流通されて約67℃に加熱され、次いで、配管14を介して蒸気式熱交換器15に流通されて約75〜76℃に加熱された後、配管16を介して熱交換器10の熱源流体流路入口に循環される。
In this embodiment, the first medium water at about 51 ° C. flowing out from the heat source fluid flow path outlet of the
ヒートポンプ20A,20Bの構成は、ヒートポンプ20と同一である。各ヒートポンプ20A,20Bの蒸発器21には、熱交換器26で加熱された第2媒体水が流通される。熱交換器26の被加熱流体流路を通ることにより約40℃に加熱された第2媒体水は、配管27及びそれから分岐した配管27a,27bによって各凝縮器21に流通され、ヒートポンプ20A,20Bの熱媒体と熱交換して降温する。各凝縮器21から流出した約30℃の第2媒体水は、配管25a,25bを介して合流タンク25cに導入される。合流タンク25c内の第2媒体水は、ポンプ25d及び配管25eを介して熱交換器26の被加熱流体流路に戻る。
The configuration of the
熱交換器26の熱源流体流路には、温排水タンク95からの約56℃の温排水が配管29を介して導入される。熱交換器26で熱交換して約32℃に降温した排水は、配管30を介して回収水として回収される。
About 56 ° C. warm drainage from the
温排水タンク95へは、ユースポイント90から排出される温排水が導入される。また、この実施の形態では、前記中継タンク12aからのオーバーフロー水も温排水タンク95へ導入される。
The warm drainage discharged from the use point 90 is introduced into the
図5のその他の構成は図1と同様であり、同一符号は同一部分を示している。 Other configurations in FIG. 5 are the same as those in FIG. 1, and the same reference numerals denote the same parts.
なお、図1〜6の各超純水製造装置において、一次純水温度25℃、サブシステム4からの超純水温度30℃、温超純水温度60℃、温排水温度56℃、回収水温度25℃、蒸気式熱交換器15からの第1媒体水温度85℃の温度条件とし、種々の流量条件でシミュレーションを行った。その結果、図6の超純水製造装置の熱源コストを100%とした場合、図1の超純水製造装置の熱源コストは75%、図2の超純水製造装置の熱源コストは63%、図4の熱源コストは65%であった。
1 to 6, the primary pure water temperature is 25 ° C., the ultra pure water temperature from the
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。例えば、熱交換器10で加熱された超純水を加熱するように配管11に蒸気式熱交換器が設けられてもよい。
The above-described embodiment is an example of the present invention, and the present invention may be configured other than illustrated. For example, a steam heat exchanger may be provided in the
2 サブタンク
4 サブシステム
6,10,13,15,26,31,44 熱交換器
20,20A,20B ヒートポンプ
21 蒸発器
22 ポンプ
23 凝縮器
24 膨張弁
39 水質センサ
2
Claims (8)
該一次純水製造装置からの一次純水を処理して超純水を製造する二次純水製造装置と、
該二次純水製造装置からの超純水を加熱するための、ユースポイントからの戻り水を熱源とする第1熱交換器と、
該第1熱交換器で加熱された超純水をさらに加熱する加熱手段とを有し、加熱された超純水をユースポイントに供給する超純水製造装置において、
前記加熱手段は、
前記第1熱交換器で加熱された超純水が被加熱流体流路に通水される第2熱交換器と、
該第2熱交換器の熱源流体流路に伝熱媒体としての第1媒体水を循環流通させる第1循環流路と、
該第1循環流路を流れる第1媒体水を、温排水の熱によって加熱する第1媒体水加熱装置と、
該第1媒体水加熱装置で加熱された第1媒体水を蒸気によって加熱する第3熱交換器とを備えたことを特徴とする超純水製造装置。 Primary pure water production equipment,
A secondary pure water production apparatus for producing ultrapure water by treating primary pure water from the primary pure water production apparatus;
A first heat exchanger for heating the ultrapure water from the secondary pure water production apparatus using the return water from the use point as a heat source;
In the ultrapure water production apparatus that has heating means for further heating the ultrapure water heated by the first heat exchanger and supplies the heated ultrapure water to the use point,
The heating means includes
A second heat exchanger in which ultrapure water heated by the first heat exchanger is passed through the heated fluid channel;
A first circulation channel for circulating the first medium water as a heat transfer medium in the heat source fluid channel of the second heat exchanger;
A first medium water heating device for heating the first medium water flowing through the first circulation flow path by the heat of the warm waste water;
An ultrapure water production apparatus comprising: a third heat exchanger that heats the first medium water heated by the first medium water heating apparatus with steam.
該凝縮器は、該第1媒体水を加熱するように前記第1循環流路に設置されており、
該蒸発器は、第2媒体水が循環される第2循環流路に設置されており、
該第2循環流路には、前記温排水の熱によって第2媒体水を加熱するための第2媒体水加熱装置が設けられていることを特徴とする超純水製造装置。 In Claim 1, the 1st medium water heating device has a heat pump provided with a condenser, an evaporator, a pump, and an expansion valve,
The condenser is installed in the first circulation channel so as to heat the first medium water,
The evaporator is installed in a second circulation channel through which the second medium water is circulated,
The ultrapure water production apparatus, wherein the second circulation channel is provided with a second medium water heating device for heating the second medium water by the heat of the warm waste water.
前記温排水を、第6熱交換器の熱源流体流路に通水させてから第5熱交換器の熱源流体流路に通水させるための温排水流路が設けられていることを特徴とする超純水製造装置。 In Claim 3, the 6th heat exchanger for heating the ultra-pure water is installed between the 1st heat exchanger and the 2nd heat exchanger,
A hot drainage channel is provided for allowing the hot drainage to pass through the heat source fluid passage of the sixth heat exchanger and then to the heat source fluid passage of the fifth heat exchanger. Ultrapure water production equipment.
該第5熱交換器の熱源流体流路に第3媒体水を循環流通させるための第3循環流路が設けられており、
該第3循環流路に、前記温排水によって第3媒体水を加熱する第7熱交換器が設置されていることを特徴とする超純水製造装置。 In Claim 2, the second medium water heating device is a fifth heat exchanger in which the third medium water is passed through the heat source fluid flow path,
A third circulation channel for circulating the third medium water in the heat source fluid channel of the fifth heat exchanger is provided;
The apparatus for producing ultrapure water, wherein a seventh heat exchanger for heating the third medium water by the warm waste water is installed in the third circulation channel.
前記第3循環流路は、前記第7熱交換器で加熱された第3媒体水を該第6熱交換器の熱源流体流路を経て第5熱交換器の熱源流体流路に通水させるように設けられていることを特徴とする超純水製造装置。 In Claim 7, the 6th heat exchanger for heating the ultrapure water is installed between the 1st heat exchanger and the 2nd heat exchanger,
The third circulation channel causes the third medium water heated by the seventh heat exchanger to pass through the heat source fluid channel of the sixth heat exchanger and the heat source fluid channel of the fifth heat exchanger. An ultrapure water production apparatus characterized by being provided.
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