关于 化学品集中供液系统在湿化学工业设备中的应用

关于 化学品集中供液系统在湿化学工业设备中的应用

随着湿化学设备在 LED太阳能MEMS 率器件分立器件先进封装和半导体材料等领域 自动化程度的不断提高,传统的人工手动配液 液逐渐由自动供液取代在这一过程中,化学品集 中供液系统(CDS)便得到了越来越重要的应用 尤其在大扬程输送,精确配比等使用环境下,便体现出其极大地优势

 

1 CDS 供液系统组成及基本要求

1.1 CDS 供液系统组成

系统主要由机架引风单元电控单元供液 单元管路单元及化学液分配阀箱(VMB)等部分 组成,分别如图 1 和图 4 所示

1.2 CDS 供液系统基本要求

1)操作安全:系统应具有抗腐蚀性毒性 防燃防爆等功能,保证操作者安全;

2)兼容性:与化学品接触部份应完全与输送 化学品兼容,对化学品零污染;

3)流量及扬程:满足供液过程中的流量和扬程要求,尤其对高浓度化学 (如 H2SO4

H3PO4 )和具有垂直落差(供液系统与工艺机台不 在同一高度)的动力空间;

4)自动控制操作运转:系统单元与机台界面 自动化;

5)精确配比:系统连续供液(配液补液)过程 中准确可靠,脉动性较好;

6)取样分析:便于对系统中管路的粒子数 属离子等取样分析;

7 泄漏警报:检测泄漏及紧急关闭系统(EMO)

8)其他:系统自诊断及管路维修保养功能

2 CDS 供液系统工作原理

CDS 供液系统的工作原理如图 2 所示

一般情况下,同种溶液的原液桶为两个,一用 一备当其中一个桶的液位传感器检测到该桶已 经无液时,信号会自动使切换阀切换到另一个满 桶继续工作在有些情况下,受客户场地或厂务因 素等影响,供液系统与工艺机台处于非同一高度, 如图 3 所示

这种情况下必须考虑液体传输的连续性,当管 路系统中夹杂气泡时,流量计测得的流量值就会存 在误差,使得配液比例不精确,从而影响客户工艺 因此需要借助安装气液分离器来保证管路系统中 传输液体的连续稳定分配箱通过将运输的液体分流,多点应用,保证各工艺机台的同时在线供液。

2.1 供液泵

供液泵作为动力源,常与阀门管道流量计 等组成自动供液系统,用于配液补液常用的供 液泵有气动隔膜泵和风囊泵气动隔膜泵采用压 缩空气作为动力源,对于各种腐蚀性的液体带颗 粒的液体高黏度易挥发易燃的液体均可输送 隔膜泵的主要特点是:具有自吸功能,可空转运 行,但没有机械密封,不会产生颗粒及污染,适用 于中高黏度的液体,但液体的脉动性较大由于隔 膜泵在连续不间断工作时膜片的使用寿命较短, 因此需频繁更换膜片而风囊泵除具有气动隔膜 泵的主要优点外,因采用全氟材料,耐腐蚀和耐高 温性更强由于风囊泵是用风囊取代了隔膜泵中 的膜片,更适用于连续不间断运行输送的液体脉 动较隔膜泵小,使用寿命更长,但成本更高值得 一提的是,当泵的运输管路在垂直方向含有落差 时,泵的选型需格外注意与在水平方向不同,因 为在垂直方向上,泵需要克服液体的重力将液体 输送到所需高度,因此泵的扬程要满足要求

2.2 流量计

流量计可以用来测量液体气(汽)体和固体 (冲量流量计),以满足过程控制和计量的需要 湿化学工业设备中经常作为一种计量工具广泛应 用到溶液的配比补液等环节中例如 SPM 溶液, 其组成成分一般按比例分为 511 H2SO4H2O2H2O)和 21H2SO4H2O2 )两种;APM 溶液 NH4OH:H2O2H2O 等,对于这种混合的溶液而 言,各成分的比例就是通过流量计控制的

2.3 气液分离器

气液分离器就是让混杂的气相液相各自聚合 成股,液滴碰撞聚结,气体除去液滴后上升,从而 达到气液分离的目的其原理是利用气液比重不 同,在惯性碰撞作用下,当流速降低后,在主流体 转向的过程中,气相中细微的液滴下沉,从而与气 体分离,或利用旋风分离器,气相中细微的液滴被 进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与 转向气体分离常采用的分离结构有重力沉降 心力分离和超滤分离等

2.4 分配箱

分配箱 VMB 是一种内嵌式多分支液体管 道阀门分配控制箱体VMB 是易燃且具有腐蚀 毒性等危险性液体供应专用组件它能使液体 从单一来源分配到多点应用 对于每个使用点, 气压可单独调控, 从而满足个性化需求另外,供液系统所供应的化学品一般都有很高的纯度要求, 金属离子浓度一般控制在一定的数量级 配箱设有采样口,主要目的是可随时监测溶液浓度成分等物理或化学特性,以满足工艺需求

本文介绍了化学品集中供液系统(CDS)的组 成以及工作原理,并探讨了集中供液系统中几种 关键结构件的功能,为远距离输送精确配比等工况下的高效供液打下基础

文章来源于中国知网

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