2.3.5 排气系统
在生产过程中,各种气体和化学品与芯片的反应会产生有毒有害的反应物。这些反应物需经过工艺排气系统的有效处理,达到排放标准后排放到室外,以避免气态物质对环境和人员造成伤害。
(1)排气系统的分类及处理方式
① 一般气体的排气系统:通过风机排除工艺设备产生的废热,或为了保证工艺设备内部的负压环境的排气系统。一般排气不含有毒、有害的物质,且不经过处理,直接向室外大气中排放。
② 酸性气体的排气系统:采用酸性洗涤塔处理含有HCl、H2SO4等的酸性有害气体并通过风机排到大气的排气处理系统。酸性洗涤塔使酸性有害气体与碱性液体进行中和反应,然后通过风机分离出液体和符合排放标准的气体。一般采用气液逆向吸收的方式,即碱性液体从塔顶向下以雾状(或小液滴)的方式进行喷洒,使酸性气体经过填充式洗涤塔。此处理可达到冷却废气、净化气体及去除颗粒的目的。废气再经过除雾段处理,达到环境排放标准后排入大气中。
③ 碱性气体的排气系统:采用碱性洗涤塔处理含有NH3等的碱性有害气体并通过风机排到大气的排气处理系统。碱性洗涤塔使碱性有害气体与酸性液体进行中和反应,然后通过风机分离出液体和符合排放标准的气体。一般采用气液逆向吸收的方式,即酸性液体从塔顶向下以雾状(或小液滴)的方式进行喷洒,使碱性气体经过填充式洗涤塔。此处理可达到冷却废气、净化气体及去除颗粒的目的。废气再经过除雾段处理,达到环境排放标准后排入大气中。
④ 有机溶剂的排气系统:采用沸石转轮和燃烧炉处理含有苯、丙酮、异丙醇等有机溶剂的有害气体的排气处理系统。一般通过设置沸石转轮吸附有机溶剂,达到环境排放标准后排入大气。转轮浓缩之后的有机溶剂通过热风进行脱附。
(2)风压设计的原则
风压设计包含了工艺排气系统设计过程中对风机以及对用户点的末端和主管末端的压力设计。设计过程中需要考虑风管管道的阻力损失,风管管件、三通、弯头、变径、风阀的局部阻力损失,末端用户点的最小风压需求,以及工艺排气经过处理设备的压力损失,并在风压设计过程中需要考虑一定的余量,以保证末端用户的风量与风压需求。一般预留的工艺排气接点的风压为-400~-500Pa,主管末端的风压为-700~-800Pa,风机入口集管处的风压一般为-1000~-1300 Pa。在工艺设备的运行过程中,工艺排气的负压压力必须保证稳定,避免负压波动范围过大,以免造成设备报警、强制停机,甚至直接影响生产。