CN101482222A - 高纯二乙基锌的安全输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高纯二乙基锌的安全输送装置，包括二乙基锌源瓶和柜体，二乙基锌源瓶设于柜体内，二乙基锌源瓶的底部设有电子秤，其特征在于，推动气体进口用过第一手动阀、第一单向阀、第一过滤阀、第一过滤器、第一减压阀、第二单向阀、第一气动阀、第一压力传感器、第五气动阀、二乙基锌源瓶、源气动阀、第三气动阀、第一球阀、第二球阀和二乙基锌源出口组成供应支路，吹扫气源入口、排放出口、第五气动阀、二乙基锌源瓶、源气动阀、第一球阀、第二球阀及阀门组成维护支路，在柜体顶部分别设有自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头。本发明的优点是彻底消除安全隐患，实现连续供液，提高产品质量和工艺的稳定性。

Description

高纯二乙基锌的安全输送装置

技术领域

本发明涉及一种高纯二乙基锌的安全输送装置，尤其涉及一种用于安全输送薄膜太阳能玻璃基板制备TCO膜所需的高纯二乙基锌源的输送装置，属于输送装置技术领域。

背景技术

2008年，欧洲OERIKON公司研制出了用于薄膜太阳能电池制造的TCO1200系列的设备，用于在非晶硅玻璃基板上面通过气相沉积的方式生成氧化锌透明导电薄膜，以增加太阳能电池的导电率和透光率。而制备TCO薄膜用到的一种基本原料就是二乙基锌。二乙基锌是一种特殊的液态化学品，具有自燃性和毒性等危害特性，而且化学稳定性很低，容易自身分解生成一些危害的产物，并且具有爆炸的危险，由于是这个工艺初次尝试使用这种原料，所以工艺对系统的安全要求和纯度要求一直是研究的热门。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足行业要求的二乙基锌安全输送装置。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种高纯二乙基锌的安全输送装置，包括二乙基锌源瓶和柜体，二乙基锌源瓶设于柜体内，二乙基锌源瓶的底部设有电子秤，其特征在于，二乙基锌源瓶的推动气体进口通过第一球阀分别与第一压力传感器、第一气动阀、第四气动阀进口和第五气动阀进口管道连接，第一气动阀通过第二单向阀分别与第一压力表出口和安全阀进口管道连接，第一压力表进口通过第一过滤器、第一减压阀和第一手动阀与推送气体入口管道连接，安全阀出口分别与第六气动阀出口、第八气动阀出口、第九气动阀出口和排放出口管道连接，第六气动阀出口、第八气动阀出口和第九气动阀出口分别与排放出口管道连接，第八气动阀进口分别与第七气动阀出口和第二压力传感器管道连接，第六气动阀进口和第七气动阀进口分别与过流开关出口管道连接，过流开关进口通过第二压力表、第二过滤器、第二减压阀、第一单向阀、第二手动阀与吹扫气源入口管道连接，第四气动阀出口与第九气动阀进口管道连接，二乙基锌源瓶的气体进口通过第二球阀与源气动阀出口管道连接，源气动阀进口分别与第五气动阀出口、第二气动阀进口、第三气动阀进口和第十气动阀出口管道连接，第二气动阀出口通过第二压力传感器与分别与第八气动阀进口和第七气动阀出口管道连接，第三气动阀出口与二乙基锌源出口管道连接，第十气动阀进口与备用二乙基锌源入口管道连接，在柜体顶部分别设有控制器、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头，控制器与所有的阀门、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头连接。

本发明作为连接源瓶和终端设备(TCO1200)的桥梁，实现源头对于终端设备的全自动不间断供应二乙基锌。

本发明分成第一手动阀这一路的供应支路和维护支路，二乙基锌液体主要是依靠惰性气体一般为高纯氮气的挤压二乙基锌源瓶的液面，使得二乙基锌液体推送到供应阀组，然后再通过供应阀组的控制阀门，实现对终端设备的供应，维护支路主要是在源瓶使用完毕需要更换新瓶之前，需要排除阀组和管路内残留的二乙基锌而设置，设置这一步目的是为了防止系统内残留的二乙基锌液体释放到环境里面引起火灾及人员伤害(二乙基锌一接触空气或水分即立刻发生燃烧及分解)，而且也防止在系统内燃烧反应的产物污染整个系统(燃烧的产物为氧化锌、二氧化碳等物质)，而当新瓶更换上去以后也需要对阀组再次进行吹扫置换，以驱除更换新瓶时进入系统的空气等杂质，设置这一步的目的是为防止环境里面的空气等杂质对于系统的污染，也为防止当二乙基锌供出以后与进入系统的杂质进行反应，导致系统燃烧等事故的发生。阀组都为隔膜密封阀，材质为316L，表面进行电抛光处理，所有连接阀件的管道也都为316L内表面电抛光处理材料，所有的连接方式为VCR面密封式和自动氩弧焊接方式，管道最终经压力测试和氦质谱检漏，最大程度的保证系统的气密性，另外还需进行痕量水分、氧分及颗粒度检测，保证系统的纯度。

本实用新型的优点是：

1)彻底消除安全隐患；

2)保证二乙基锌源供应的纯度；

3)实现连续供液，提高产品质量和工艺的稳定性；

4)大大降低生产和物流成本；

5)有效降低环境污染。

附图说明

图1为一种高纯二乙基锌的安全输送装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，为一种高纯二乙基锌的安全输送装置结构示意图，所述的一种高纯二乙基锌的安全输送装置由二乙基锌源瓶、柜体、电子秤、二乙基锌源瓶、第一球阀、第二球阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一手动阀、第二手动阀、第一气动阀-第十气动阀、第一单向阀、第二单向阀、第一压力表、第二压力表、安全阀、第一过滤器、第二过滤器、第一减压阀、第二减压阀、过流开关、推送气体入口、吹扫气源入口、排放出口、源气动阀、二乙基锌源出口、备用二乙基锌源入口、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头和控制器组成。

二乙基锌源瓶安装在柜体内，电子秤放在二乙基锌源瓶的底部，二乙基锌源瓶的推动气体进口通过第一球阀分别与第一压力传感器、第一气动阀、第四气动阀进口和第五气动阀进口管道连接，第一气动阀通过第二单向阀分别与第一压力表出口和安全阀进口管道连接，第一压力表进口通过第一过滤器、第一减压阀和第一手动阀与推送气体入口管道连接，安全阀出口分别与第六气动阀出口、第八气动阀出口、第九气动阀出口和排放出口管道连接，第六气动阀出口、第八气动阀出口和第九气动阀出口分别与排放出口管道连接，第八气动阀进口分别与第七气动阀出口和第二压力传感器管道连接，第六气动阀进口和第七气动阀进口分别与过流开关出口管道连接，过流开关进口通过第二压力表、第二过滤器、第二减压阀、第一单向阀、第二手动阀与吹扫气源入口管道连接，第四气动阀出口与第九气动阀进口管道连接，二乙基锌源瓶的气体进口通过第二球阀与源气动阀出口管道连接，源气动阀进口分别与第五气动阀出口、第二气动阀进口、第三气动阀进口和第十气动阀出口管道连接，第二气动阀出口通过第二压力传感器与分别与第八气动阀进口和第七气动阀出口管道连接，第三气动阀出口与二乙基锌源出口管道连接，第十气动阀进口与备用二乙基锌源入口管道连接，在柜体顶部分安装控制器、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头，控制器与所有的阀门、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头连接。

干粉灭火器设在柜体内部顶端，主要是当供应阀组面板发生二乙基锌泄漏而造成燃烧时能进行动作，干粉灭火器是由两个封闭半球型外壳组成，里面装有灭火干粉、气体发生剂和电活化剂。当发现火源，气体发生剂混合物达到自动启动的温度，或者电活化剂接到电流脉冲时，壳内气体迅速膨胀、压力增大，将底部外壳冲破，超细干粉向外喷射并迅速向四周弥漫。它的驱动方式由两种，一种是温度驱动，当系统温度到达80℃时内容物自行膨胀分解；另外一种是电流脉冲，外部给出电流信号(700mA)即进行启动灭火装置的动作，电流信号主要由控制器给出。当干粉灭火装置到达两者任何一种状态时灭火装置即开始工作，大大保障了系统的安全。

高温探头的设置主要是在系统发生泄漏或温度异常时能给出信号，关断源头阀组，给干粉灭火装置脉冲电流，驱动干粉灭火装置动作。高温探头的启动温度为68℃。

UV/IR即红外火焰侦测器，主要探测柜体内是否存在火焰，一旦探知红外火焰将立即关端源头阀门。

自动风阀的设置主要是考虑到当系统柜体内发生火灾时能第一时间关闭风门，以把柜体从厂务抽风系统隔离出来。

电子秤用来监控源瓶的重量，当源瓶使用接近空瓶时，它能给控制器一个信号，提示源瓶即将使用完毕，需要更换。

控制器位于柜体的顶端，是保证系统正常运转的核心，主要控制阀门的开关，也是信号输入输出的模块，它主要由PLC模块、电磁阀、报警灯、触摸屏等组成，它的控制逻辑主要由编写的PLC程序实现，它有外接的扩展端口，可以和有远程控制功能的模块实现数据交换和远程监控。

柜体是用来容纳二乙基锌源瓶、控制阀组面板、干粉灭火装置、高温探头、红外火焰侦测器、自动风阀、电子秤和控制器，壳体由厚度为2.5mm的钢板制造，门上的窗户由钢化拉丝玻璃制造，有很好的防爆性能，另外柜体顶部有抽风口，外接动力系统的抽风装置，保证泄漏物不会进入柜体外的环境，最大程度保证系统的安全。

设备与设备之间的管线为不锈钢材质的双套管，外管为不锈钢，中间为氮气吹扫层，内管为电抛光处理的316L不锈钢，在外管的设备端入口接入吹扫氮气，往柜体里面吹，当管道中间有泄漏发生的话也会被柜体内高温探头和红外火焰侦测器侦测到，而且双层管设计的好处在于内管发生泄漏不会直接进入环境引起火灾。

工作时，

1.第一手动阀、第一减压阀、第一过滤器、第二单向阀保持常开状态。

2.第二手动阀、第一单向阀、第二减压阀、第二过滤器、过流开关保持常开状态。

所有阀门的关闭不包含上述阀门。

液体输送：将高纯氮气送入推送气体入口，打开第一手动阀，氮气进入第一减压阀，将压力调节为40Psig，氮气进入第一过滤器过滤，第一压力表显示经调节后的氮气压力，进入第二单向阀，打开第一气动阀，第一压力传感器将氮气压力信号送至控制器，打开第一球阀，氮气即进入二乙基锌源瓶，瓶内液体受到气体挤压，液体从底部管道压入第二球阀，打开第二球阀、源气动阀和第三气动阀，将二乙基锌液体送到二乙基锌源出口供应到设备，气动阀门的动作都通过控制器来控制，此时其他阀门保持关闭状态。

换新瓶前准备：关闭上述所有阀门，打开第一球阀、第四气动阀和第九气动阀将瓶内压力释放到终端尾气处理系统(尾气处理系统有真空泵支持)，气体从排放出口排出后关闭所有阀门。

换新瓶前源气动阀至第二球阀内残液排除：关闭所有阀门，高纯氮气灌入吹扫气源入口，打开第二手动阀，氮气经第一单向阀进入第二减压阀，调节压力至15Psig左右，经第二过滤器后第二压力表显示调节后压力，氮气进入过流开关(其作用是控制氮气流量过大对系统造成威胁)，打开第七气动阀，由第二压力传感器将压力信号送至控制器，打开第二气动阀、源气动阀和第二球阀，将残液送回源瓶后关闭所有阀门。

二乙基锌源瓶与供应阀组之间管道内惰性吹扫和置换：关闭所有阀门，打开第七气动阀，由第二压力传感器将压力信号送至控制器，打开第二气动阀、源气动阀将氮气灌入面板及二乙基锌源瓶之间管道内，然后关闭所有阀门，打开源气动阀、第二气动阀和第八气动阀，内部氮气被排放出口真空吸走，然后关闭所有阀门，如此动作重复20次以保证系统内二乙基锌残留被置换干净。

源瓶更换：关闭所有阀门，打开第七气动阀、第二气动阀、第五气动阀、源气动阀将氮气灌入面板及二乙基锌源瓶之间管道内，打开第一、第二球阀上面的接口，保持氮气吹出以免外界空气进入阀组面板污染系统，移走空瓶换上实瓶。

新瓶供液前吹扫：关闭所有阀门，打开第七气动阀、第二气动阀、第五气动阀、源气动阀将氮气灌入面板及二乙基锌源瓶之间管道内，然后关闭所有阀门，打开源气动阀、第五气动阀、第二气动阀和第八气动阀，内部氮气被排放出口真空吸走，然后关闭所有阀门，如此动作重复20次以保证系统内外界污染物被置换干净。

送液前压力检查：打开第七、第二、第五及源气动阀将氮气引入系统，观察第二压力传感器看压力在10分钟内是否有波动。如果存在压力下降需要检查接口等处是否衔接完整，如没有则进入真空状态检查，关闭所有阀门，然后打开第八、第二、第五及源气动阀，内部氮气被排放出口真空吸走，，并保持内部的真空度，然后关闭所有阀门，观察第二压力传感器看压力在10分钟内是否有波动，如果上升则需要检查接口等处是否衔接完整，如没有则进入液体输送步骤。

直接使用外部二乙基锌源供应，关闭所有阀门，将外部二乙基锌源送入备用二乙基锌入口，在系统处于真空状态打开第三手动阀直接实现二乙基锌源至设备的供应。

输送装置采用高纯氮气，将二乙基锌压送到TCO1200设备附近的蒸发器内，供液信号来源于工艺设备端的需求指令，输送装置容纳一个钢瓶，配置电子秤，监测钢瓶重量。所有阀和管道均安装在面板上，采用两块独立的面板，气体面板、液体控制面板，P&ID显示在一起，化学品输送面板均采用不锈钢材质元件，设备采用抽风柜体，配置泄露侦测器，输送装置配置高真空泵，以便更换钢瓶时辅助吹扫。

当柜体内的发生泄漏时，高温探头及红外火焰侦测器任何一者探知即立刻将信号传给控制器，再由控制器将源头气动阀门关闭，另外控制器会同时给信号至自动风阀，关闭抽风系统，同时启动干粉灭火装置，进行灭火的动作。

Claims (1)

1.一种高纯二乙基锌的安全输送装置，包括二乙基锌源瓶和柜体，二乙基锌源瓶设于柜体内，二乙基锌源瓶的底部设有电子秤，其特征在于，二乙基锌源瓶的推动气体进口通过第一球阀分别与第一压力传感器、第一气动阀、第四气动阀进口和第五气动阀进口管道连接，第一气动阀通过第二单向阀分别与第一压力表出口和安全阀进口管道连接，第一压力表进口通过第一过滤器、第一减压阀和第一手动阀与推送气体入口管道连接，安全阀出口分别与第六气动阀出口、第八气动阀出口、第九气动阀出口和排放出口管道连接，第六气动阀出口、第八气动阀出口和第九气动阀出口分别与排放出口管道连接，第八气动阀进口分别与第七气动阀出口和第二压力传感器管道连接，第六气动阀进口和第七气动阀进口分别与过流开关出口管道连接，过流开关进口通过第二压力表、第二过滤器、第二减压阀、第一单向阀、第二手动阀与吹扫气源入口管道连接，第四气动阀出口与第九气动阀进口管道连接，二乙基锌源瓶的气体进口通过第二球阀与源气动阀出口管道连接，源气动阀进口分别与第五气动阀出口、第二气动阀进口、第三气动阀进口和第十气动阀出口管道连接，第二气动阀出口通过第二压力传感器与分别与第八气动阀进口和第七气动阀出口管道连接，第三气动阀出口与二乙基锌源出口管道连接，第十气动阀进口与备用二乙基锌源入口管道连接，在柜体顶部分别设有控制器、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头，控制器与所有的阀门、自动风阀、干粉灭火器、红外火焰侦测器和高温探头连接。

Images