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硅烷(SIH4)废气处理的危险性有多大?

2023-11-10 08:58:22 阅读:550

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  半导体制程中硅烷(SiH4)是一种特种气体,在半导体工业中主要用于制作高纯多晶硅、通过CVD(化学气相沉积)工艺制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层、多晶硅欧姆接触层和异质等。

 

  废气处理设备处理SIH4废气

 

  SiH4在使用后会产生的废气,如果未经废气处理设备治理就直接高浓度对外排放,对人体和环境的恶劣影响是无法估量的。

 

  硅烷作为一种提供硅组分的气体源,反应性和自燃性强烈,有非常宽的自发着火范围和极强的燃烧能量,毒性很大,如果人体吸入硅烷就会强烈刺激呼吸器官,是一种高危险性的气体。

 

  在半导体工厂中,因工作区域一般离中心废气处理系统远,为了避免在冗长的排气过程中引发非预期的气体泄漏,局部聚积等问题,硅烷(SiH4)废气从无尘室机台端(POU)反应被排放出后,即先由真空Pump抽至废气处理设备Local Scrubber做处理,待处理过后的气体再接续至厂务端做第二道处置。

 

  综上,诸如硅烷(SiH4)此类危险性废气如若未及时处理,倘若其一旦有故障进而发生泄漏的问题,很可能会导致各种危害如火灾爆炸、人员中毒、环境破坏等伤害,严重时更可能造成人员伤亡或生产中断等巨大损失。同时,随着半导体工艺分工越发细微,应根据不同工艺衍生出来的气体特性,选择搭配合适的废气处理设备,才能更有效的解决废气问题。

 

  盖斯帕克在废气处理上有非常丰富的经验,针对硅烷、氢气、氯气、三氟化氢等危险气体有专业且成熟的解决方案,另外,介绍五种治理废气分方法,供大家参考。(实际应用需参考现场实际情况,需专业人士指导)

 

  废气处理设备治理废气的方法?

 

  01

 

  冷凝回收法

 

  冷凝回收法是把废气直接导入冷凝器或先经吸附吸收后,解析的浓缩废气导入冷凝器,冷凝液经分离可回收有价值的有机物的一种方法。

 

  优点:冷凝法主要用于高沸点和高浓度的VOC污染气体的回收,适用的浓度范围>5%(体积),其流程简单、回收率高

 

  缺点:该法需要有附设的冷冻设备,投资大、能耗高、运行费用大,同时冷凝后尾气仍然含有一定浓度的有机物,二次污染严重,因此对低浓度尾气治理本法很少使用。

 

  02

 

  吸收法

 

  吸收法可分为化学吸收及物理吸收,由于有机废气中含有大量的“三苯”气体,化学活性低,一般不能采用化学吸收。

 

  物理吸收是废气中一种或几种组分溶解于选定的液体吸收剂中,这种吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力,低挥发性,同时还应具有较小的挥发性,吸收液饱和后经加热解吸再冷却重新使用。

 

  优点:适合于温度低、中高浓度的废气,能够有选择性地吸收硫化氢等废气,工艺流程简单,且不需外加蒸汽和外加其他热源。

 

  缺点:需配备加热解析冷凝等回收装置,装机体积大、投资较大,同时还存在二次污染,净化效果不理想。

 

  03

 

  活性炭吸附

 

  是将有机废气由排气风机送入吸附床,有机废气在吸附床被活性炭吸附剂吸附而使气体得到净化,净化后的气体排向大气即完成净化过程。

 

  优点:吸附率高,运行能耗低,费用成本低,安全可靠,适用于有爆炸的危险场所,吸附剂可以回收,节能环保。

 

  缺点:不耐高温,在湿润的条件下不能保持很好的吸附能力;易燃,较快达到饱和吸附而失去效用;产生二次固体或液体污染物。

 

  04

 

  催化燃烧法

 

  催化燃烧是在催化剂的作用下,将废气中的有害可燃组分完全氧化为二氧化碳和水的过程。

 

  优点:催化燃烧器净化率高、工作温度低、能量消耗少、对可燃组分浓度和热值限制少,操作简便和安全性好。

 

  缺点:有的气体燃烧条件苛刻,需高温、高空和高水蒸气分压,因此催化剂必须具备较高的活性、高热稳定性和较高的水热稳定性,以及一定的抗中毒能力

 

  05

 

  等离子体分解法

 

  等离子体分解法是在外加电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子,引发了一系列复杂的物理、化学反应,从而使污染物得以降解去除的一种废气治理方法。

 

  优点:工艺简洁,低耗节能,设备材料抗氧化强,抗腐蚀,使用寿命长,能高效去除含有挥发性有机物、无机物、硫化氢、氨气等主要污染物的废气。

 

  缺点:前期投入成本高,对于设备部件的构型设计、制造精度、严密性等要求非常高。

 

  选择废气处理设备治理应考虑哪些因素?

 

  选择废气处理装置时应重点考虑需处理的目标气体与副产物、装置成本、使用维护成本(运行成本)、生产商代理商的服务与支持Warranty、占地面积与维护空间、预防性保养(PM:Preventive Maintenance)频度与难易度、二次污染、安全性、工厂实际处理效率以及国家、地方的相关环保法律法规等,其中安全性和工厂实际处理效率是最重要的因素。总之,应在充分理解有害气体的特点、性质等基础上,方能决定安全有效的废气处理方式或组合方式。

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