CN204665809U - 半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统，包括异丙醇气体压缩装置、制冷装置和异丙醇储液罐；异丙醇气体压缩装置包括半封闭螺杆式增压压缩机、控制柜和储气罐，制冷装置包括半封闭螺杆式制冷压缩机、油分离器、风冷冷凝器、电子膨胀阀和壳管式蒸发器；半封闭螺杆式增压压缩机的吸气阀与待回收异丙醇气体出气口相连，半封闭螺杆式增压压缩机的排气阀与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与壳管式蒸发器的进气口相连，壳管式蒸发器的出液口与异丙醇储液罐相连。本实用新型将异丙醇气体通过异丙醇气体压缩装置进行压缩后再进入制冷装置的蒸发器进行液化，液化温度大幅提高，简化了制冷装置的结构，降低了回收系统的初投资和运行费用。

Description

半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统，属于异丙醇液化技术领域。

背景技术

半导体行业挥发性有机废气主要来源于光刻、显影、刻蚀及扩散等工序，在这些工序中要用异丙醇等有机溶液对晶片表面进行清洗，异丙醇的挥发是半导体制造业的主要污染源。常用的异丙醇治理方式主要有：催化氧化、吸附、膜分离、冷凝等。目前冷凝法采用常压冷凝，因回收气体中异丙醇浓度较低，回收系统的制冷机中需要提供-60℃的低温来实现回收气体中异丙醇的液化，存在能效比较低，系统运行费用高的问题。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术的不足，本实用新型提供一种新型的半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统，以提高系统能效比，降低制冷要求，降低系统运行费用。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统，包括异丙醇气体压缩装置、制冷装置和异丙醇储液罐；所述异丙醇气体压缩装置包括半封闭螺杆式增压压缩机、控制柜和储气罐，所述制冷装置包括半封闭螺杆式制冷压缩机、油分离器、风冷冷凝器、电子膨胀阀和壳管式蒸发器；半封闭螺杆式增压压缩机的吸气阀与待回收异丙醇气体出气口相连，半封闭螺杆式增压压缩机的排气阀与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与壳管式蒸发器的进气口相连，壳管式蒸发器的出液口与异丙醇储液罐相连。

进一步地，所述半封闭螺杆式增压压缩机上设有检测排气温度的温度传感器，所述储气罐设有检测罐内气体压力的压力传感器，所述控制柜分别与所述温度传感器和压力传感器电连接，所述控制柜还分别与所述半封闭螺杆式增压压缩机的吸气阀、排气阀和旁通阀电连接。

进一步地，所述半封闭螺杆式增压压缩机为防爆半封闭螺杆式增压压缩机。

进一步地，所述半封闭螺杆式增压压缩机为采用无油润滑方式的半封闭螺杆式增压压缩机。

进一步地，所述半封闭螺杆式增压压缩机外部设有冷却装置。优选地，所述冷却装置为包裹在所述半封闭螺杆式增压压缩机外壁的冷却用水套。

有益效果：本实用新型的冷凝式异丙醇回收系统，在现有异丙醇回收系统上进行了升级改造，在制冷装置前增加了异丙醇气体压缩装置，将待回收的气体提压后再进行冷却液化。与现有技术相比，具有如下优点：1、将异丙醇气体通过半封闭螺杆式增压压缩机进行压缩后再进入制冷装置的蒸发器进行液化，最终液化温度大幅提高，降低对制冷装置的要求，大大简化制冷装置的结构，能够大幅降低回收系统的初投资和运行费用。2、通过在异丙醇气体压缩装置中设置温度传感器和压力传感器采集实时温度和压力数据，能够实时监控并调节异丙醇气体压缩装置的排气压力和排气温度；并且采用防爆半封闭螺杆式增压压缩机，以及在压缩机外部设置冷却装置，确保了系统运行的高安全性和高可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的系统结构示意图。

图中，1：半封闭螺杆式增压压缩机，2：控制柜，3：储气罐，4：壳管式蒸发器，5：半封闭螺杆式制冷压缩机，6：油分离器，7：风冷冷凝器，8：电子膨胀阀，9：异丙醇储液罐，10：压力传感器，11：温度传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本实用新型实施例公开的半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统，包括异丙醇气体压缩装置、制冷装置和异丙醇储液罐9；其中，异丙醇气体压缩装置包括半封闭螺杆式增压压缩机1、控制柜2和储气罐3。半封闭螺杆式增压压缩机1的吸气阀通过DN300口径的管路与待回收异丙醇气体出气口相连，排气阀通过DN150口径的管路与储气罐3的进气口相连。制冷装置由能够提供-15℃冷源的半封闭螺杆式制冷压缩机5、将制冷剂带出压缩机的冷冻油进行分离并送回压缩机油腔以适应低温工况的油分离器6、对高温高压制冷剂进行冷却的风冷冷凝器7、对制冷剂节流的电子膨胀阀8和确保制冷剂对异丙醇气体进行冷却并使异丙醇气体有效液化的壳管式蒸发器4依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。储气罐3的出气口通过DN150口径的管路与壳管式蒸发器4的进气口相连，壳管式蒸发器4的出液口通过D50口径的管路与异丙醇储液罐9的进液口相连。此处的管路口径可以根据实际处理气量调整，针对半导体行业回收异丙醇气量中等的特点设定的，管路口径为DN100～DN300，进气管的口径一般大于出气管的口径。

半封闭螺杆式增压压缩机1是能适应异丙醇气体的防爆半封闭螺杆式增压压缩机1，为了适应异丙醇气体的易爆特性，半封闭螺杆式增压压缩机1采用防爆电机、防爆电磁阀和防爆接线盒；为了防止润滑油雾化后污染异丙醇气体，半封闭螺杆式增压压缩机1采用无油润滑方式；为了确保压缩过程不会引起燃爆，半封闭螺杆式增压压缩机1外部设有冷却装置，该冷却装置可以是包裹在半封闭螺杆式增压压缩机1外壁的冷却用水套，也可采用其他常见的风冷却、水冷却或油冷却装置。此外，为了更好地监控异丙醇气体的压缩，在半封闭螺杆式增压压缩机1上设温度传感器11(如设在排气阀处)，用来检测压缩机内的排气温度，在储气罐3上设压力传感器10（如设在进气口处），用来检测储气罐3内的气体压力，控制柜2分别与温度传感器11、压力传感器10以及半封闭螺杆式增压压缩机1的吸气阀、排气阀和旁通阀连接，采集温度和压力数据，计算后输出控制信号，通过控制半封闭螺杆式增压压缩机1的旁通阀的开启度来调节排气压力和排气温度。控制柜2根据采集的数据判断异常时还可采取报警、关闭阀门、切断电源等其他安全保护措施。

使用本实施例半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统进行回收的具体工作过程为：异丙醇气体收集装置收集来的异丙醇气体经DN300口径的管路和吸气阀在防爆半封闭螺杆压缩机中提压到0.6MPa压力后经DN150口径的排气阀和管路进入储气罐，然后进入制冷装置的壳管式蒸发器，被低温制冷剂冷却到-25℃后凝结成液体，并集中在蒸发器底部，汇流后通过DN50的管路进入异丙醇储液罐达到回收的目的。在进行气体压缩时，控制柜实时采集排气温度数据和储气罐内的气体压力数据，采集到的数据反馈到控制柜内的PLC处理器，PLC运算后通过控制回路给半封闭螺杆压缩机下达指令，如控制压缩机旁通阀的开启度以调节排气压力和排气温度,以控制温度和压力在设定的范围之内，如温度不超过90℃，压力在0.5-0.6MPa之间。

本实用新型实施例公开的异丙醇回收系统，考虑到半导体行业厂通常异丙醇气量中等，且异丙醇常压沸点为82℃无需提高太大压力，选择采用半封闭螺杆式增压压缩机通过对异丙醇气体提压，并经过周密细化的系统设计，使得制冷装置的终极蒸发温度由-60℃提高到-25℃，同样能达到异丙醇液化的效果，从而简化了制冷装置，提高了制冷装置和整个回收系统的能效比。并且通过防爆、实时温度和压力控制等安全保护措施，使得整个系统运行更安全稳定、高效可靠。

Claims (6)

1.一种半导体行业的冷凝式异丙醇回收系统，其特征在于，包括异丙醇气体压缩装置、制冷装置和异丙醇储液罐；所述异丙醇气体压缩装置包括半封闭螺杆式增压压缩机、控制柜和储气罐，所述制冷装置包括半封闭螺杆式制冷压缩机、油分离器、风冷冷凝器、电子膨胀阀和壳管式蒸发器；半封闭螺杆式增压压缩机的吸气阀与待回收异丙醇气体出气口相连，半封闭螺杆式增压压缩机的排气阀与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口与壳管式蒸发器的进气口相连，壳管式蒸发器的出液口与异丙醇储液罐相连。

2.根据权利要求1所述的冷凝式异丙醇回收系统，其特征在于，所述半封闭螺杆式增压压缩机上设有检测排气温度的温度传感器，所述储气罐设有检测罐内气体压力的压力传感器，所述控制柜分别与所述温度传感器和压力传感器电连接，所述控制柜还分别与所述半封闭螺杆式增压压缩机的吸气阀、排气阀和旁通阀电连接。

3.根据权利要求1所述的冷凝式异丙醇回收系统，其特征在于，所述半封闭螺杆式增压压缩机为防爆半封闭螺杆式增压压缩机。

4.根据权利要求1所述的冷凝式异丙醇回收系统，其特征在于，所述半封闭螺杆式增压压缩机为采用无油润滑方式的半封闭螺杆式增压压缩机。

5.根据权利要求1所述的冷凝式异丙醇回收系统，其特征在于，所述半封闭螺杆式增压压缩机外部设有冷却装置。

6.根据权利要求5所述的冷凝式异丙醇回收系统，其特征在于，所述冷却装置为包裹在所述半封闭螺杆式增压压缩机外壁的冷却用水套。