Hintergrund

NXP Semiconductor ist ein großer Hersteller von MEMS, Mikrocontrollern, Hochfrequenz-Transceivern und Verstärkern. In der Produktionsstätte in Austin, Texas, gibt es einen Kühlturm in einem zentralen Versorgungssystem, der die Kältemaschinen bei der Versorgung der Produktionsstätte mit Prozesskühlwasser unterstützt. Wie die meisten Halbleiterhersteller zeichnet sich auch NXP durch ein starkes Engagement für die Umwelt und für lokale Gemeinschaften aus.

Die größte Herausforderung stellte in dieser Fabrik die Aufgabe dar, den Wasserverbrauch und die Wasserabgabe zu reduzieren, ohne die Versorgungsfunktionen zu beeinträchtigen.

Eine naheliegende Möglichkeit ist die Rückgewinnung von Wasser aus den Prozessen der Fabrik zur Verwendung in den Kühltürmen des Versorgungszentrums. Das ist jedoch nur dann möglich, wenn das rückgewonnene Prozesswasser der Fabrik vor Verunreinigungen geschützt ist. Mögliche Verunreinigungen sind unter anderem Phosphate, Fluoride, Sulfate, Chloride, Ammoniak und Siliziumdioxid sowie die natürlich vorkommende Härte (Kalzium und Magnesium), die das Risiko von Korrosion, Mikrobiota​​​​​​​ und Kesselstein im Kühlwassersystem erhöhen können. Ein anpassungsfähiges Programm für die Wasserbehandlung ist der Schlüssel zur Bewältigung dieser Risiken und zur Optimierung der damit verbundenen mechanischen, chemischen und betrieblichen Bedingungen.

Lösung

Im Rahmen eingehender Gespräche mit NXP-Mitarbeitern konnte das Team von Nalco Water ein solides Verständnis der rückgewonnenen Wasserströme erlangen. Infolgedessen empfahl Nalco Water das Programm 3D TRASAR für Kühlwasser, das mit drei wichtigen Innovationen eine flexible Steuerung für Mikroelektronik-Fabriken ermöglicht:

• Echtzeit-Überwachung und -Steuerung der Korrosion
• Eine Chemie, die herkömmliche Polyphosphat-Kesselstein- und Korrosionsinhibitoren übertrifft
• Markierte und inerte fluoreszierende Polymere, mit denen sich das chemische Programm in Echtzeit an Veränderungen der Belastung anpassen kann

Zusätzlich zum 3D TRASAR-Programm führten NXP und Nalco Water einen Prozess ein, der eine vollständige Überholung der Automatisierungssysteme umfasste.

Systeme zur Lieferung und Lagerung von Chemikalien​​​​​​​

Das PORTA-FEED™-System von Nalco Water reduzierte die Anzahl der Chemikalienfässer vor Ort erheblich, wodurch der Aufwand für die Handhabung der Fässer durch die Mitarbeiter von NXP gesenkt werden konnte.

Neues Programm zur Automatisierung der chemischen Behandlung

Das mit dem Programm 3D TRASAR für Kühlwasser verbundene Equipment benötigte wesentlich weniger Platz als das frühere Steuerungssystem von NXP für die Automatisierung und Zufuhr von Chemikalien. Dieses platzsparende Design trug zu einem wesentlich besser organisierten Erscheinungsbild und weniger Unordnung in diesem Bereich der Fabrik bei.

Ergebnisse

Nach der Umstellung auf das 3D TRASAR-Programm konnte die Korrosionsrate um 93 % reduziert werden und Korrosionsdaten werden nun in Echtzeit bereitgestellt.

Das 3D TRASAR-Programm umfasst Unterstützung durch das Ecolab Global Intelligence Center (EGIC), das Leistungstrends überwacht, Alarme überprüft und Systeme rund um die Uhr auf Fehler untersucht. Das EGIC kontaktiert bei Bedarf das örtliche Personal von Nalco Water oder der Fabrik, um Abhilfemaßnahmen einzuleiten, bevor sich ein kleines Problem zu einem großen Vorfall entwickeln kann.

Die Fähigkeit des 3D TRASAR-Programms zum Management schwankender Wasserqualität ermöglichte es der Fabrik, die Konzentrationszyklen im Kühlturm von 7 auf 15 zu erhöhen. Darüber hinaus ermöglichte das Programm NXP auch, mehr wiederaufbereitetes Wasser zu verwenden.

Der kommunale Wasserverbrauch wurde um 7,2 Millionen Gallonen (27.250 m3) jährlich reduziert, was Kosteneinsparungen in Höhe von 23.680 $ ermöglichte.

Die Abflussmengen wurden um 8,5 Millionen Gallonen (32.180 m3) jährlich reduziert, was zu weiteren Kosteneinsparungen in Höhe von 47.185 $ führte.

Der Arbeitsaufwand für den Betrieb des Programms konnte ebenfalls optimiert werden, wodurch 30.000 $ eingespart wurden und das Betriebspersonal sich auf höherwertige Aufgaben konzentrieren konnte. Auch die Gesamtkosten des Programms wurden um 14.000 $ reduziert. Das Projekt konnte unter dem Budget und vor dem Zeitplan abgeschlossen werden und übertraf die Einsparungsziele.

Insgesamt werden die wesentlichen Vorteile des 3D TRASAR-Programms für Kühlwasser auf jährlich 114.865 $ geschätzt.