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特種氣體的應用及安全管理

點擊數:194 發表時間:1970-01-01 00:00:00
隨著國內半導體及光伏行業的快速發展,對于高純氣體尤其是高純特種氣體的需求量及氣體質量要求越來越高。而特種氣體大都具有有毒、易燃易爆、高腐蝕性、高氧化性等性質,如H2Se、SIH4、CL2、NF3等。因此如何安全、穩定、可靠地貯存和輸送特種氣體越來越受到企業重視。 
一、特氣在運行管理中的幾種分類方法 是指那些在特定領域中應用的,對氣體有特殊要求的純氣、高純氣或由高純單質氣體配制的二元或多元混合氣。特種氣體的性質是一切安全運行與管理的基礎。在儲存、操作、處置氣體之前必須了解該特氣的MSDS,即材料安全數據表。依據MSDS特氣可以有多種分類方式。為了便于運行管理特氣,介紹以下幾種分類方法。        
1.按特氣在中的狀態分類 特氣在運輸、儲存、輸送過程中都充裝在壓力容器中。氣體在壓力容器中將填充到所有角落,且對容器的器壁壓力是均衡的。 在一般填充壓力和溫度下始終保持氣體形式存在的稱之為永久性氣體,而發生液化現象的氣體,稱之為液化氣。液化氣又分為兩種類型,高壓液化氣如:HCL、N2O;低壓液化氣如:NH3、CL2、PH3。由于在使用永久性氣體時壓力容器內的壓力將逐漸降低,而在使用液化氣時,壓力容器內只要有液體存在則壓力不會發生變化,因此在氣體運行管理中,監控永久性氣體殘余量的方法為壓力監控,而監控液化氣的殘余量需加裝電子稱,采用重量監控的方法。       
2.按特氣比重分類 比重也稱相對密度,氣體的比重是指該氣體的密度與標準狀況下空氣密度的比值。在特氣運行管理中,氣體比重可以用該氣體分子量直觀體現??諝獾姆肿恿繛?8.8,以空氣分子量為分界點,工業中常見的比空氣輕的氣體有:H2、He、NH3、CH4等等;比空氣重的氣體有:AsH3、PH3、SIH4、CF4等等。這兩類氣體的運行管理方式是不同的,比如氣柜內比空氣輕的氣體的抽風位置和氣體采樣點在鋼瓶上方,而比空氣重的氣體的抽風位置和氣體采樣點在鋼瓶下方。需注意的是運行管理中的氣體一般都在非標準狀況下,因此與空氣分子量接近的氣體隨著溫度的不同會有例外,如常溫或高溫N2會比空氣輕。而冷的N2會比空氣重。       
計算混合氣的分子量,首先確定混合氣的氣體組成及各組成氣體的分子量。比如計算1%PH3/He的分子量,PH3分子量為34,分子量為4,計算公式如下:34×0.01+4×0.99=4.3        
3.按特氣的化學性質分類 依據其化學性質,特氣可分為惰性氣體、可燃性氣體、自燃性氣體、氧化性氣體及腐蝕性氣體幾種。 工業上常用的惰性氣體有CF4、C4F8、SF6、Ar、CO2、He、Xe、Ne等;可燃性氣體有AsH3、B2H6、NH3、TEOS、TMB;自燃性氣體有SiH4、PH3等;氧化性氣體有NO、NF3等;腐蝕性氣體有HCl、HBr、BCl3、BF3、SiCl4、POCl3、PF3、PF5等。值得注意的是,很多特氣都同時兼具以上兩種性質,如SiH2Cl2、SiHCl3同時具有可燃性和腐蝕性。再如Cl2、F2同時具有腐蝕性和氧化性。 
一般半導體、光伏等行業在其主體廠房一層都建有專門的特氣房,并根據所用氣體的種類和性質劃分不同的氣體間。如果廠房所用特氣為高毒、易燃易爆且存儲量達到一定值時,則需在離廠房安全距離以外的區域建立氣站為產線供氣。
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