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案例:化合物半导体厂特殊气体处理项目

项目背景

该工厂专注于GaAs、GaN等化合物半导体生产,工艺中使用大量Ⅲ-Ⅴ族元素气体,废气具有剧毒、易燃易爆特性,处理难度大,安全要求极高。

废气成分及来源

主要废气包括:

MOCVD工序

:三甲基镓(TMGa)、三甲基铝(TMAl)、砷烷(AsH3)等

离子注入

:磷烷(PH3)、硼烷(B2H6)

外延生长

:硅烷(SiH4)、二氯硅烷(SiH2Cl2)

辅助工序

氢气(H2)、氨气(NH3)

废气特点是浓度低但毒性大,部分气体自燃或遇水爆炸,总风量约30,000m³/h。

处理工艺流程

针对特殊气体的危险性,采用了"多级安全处理"工艺路线:

专用收集系统

全不锈钢双壁管道,间隙抽负压设计

管道全程伴热(80-100℃)防冷凝

每个支管设置火焰阻断器

预处理单元

高温燃烧器(1000℃)处理高浓度废气

稀释系统对易燃气体进行氮气稀释

紧急排放火炬系统

湿式处理系统

多级串联洗涤塔(酸洗+碱洗+氧化)

专用洗涤液配方针对不同气体

采用钛材等高耐腐蚀材料

干式处理系统

专用催化剂床层分解残留气体

活性炭吸附作为最后保障

高效HEPA过滤器

安全控制系统

多气体检测报警系统(AsH3、PH3等)

自动氮气purge系统

多重安全联锁(温度、压力、浓度)

最终效果

系统通过严格验收:

AsH3、PH3等剧毒气体去除率>99.9%

无一次安全事故发生

排放浓度仅为标准限值的1/

系统可用率>99.5%

洗涤液循环利用率达90%

年处理危险气体约5吨