CN218972408U - 一种电子级溴化氢的液体充装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电子级溴化氢的液体充装系统，包括成品储罐、计量泵、充装钢瓶、尾气捕集器和三个过滤器，成品储罐内设置有冷液盘管，成品储罐底部和氦气管道均连接至计量泵进口，计量泵进口前接有第一过滤器，计量泵出口依次通过第二过滤器、第三过滤器、计量泵出口阀后分别连接氮气源、氦气源和充装管线，充装管线连接充装钢瓶，充装管线还连接真空系统、分析系统、尾气捕集器，成品储罐顶部出气管线与充装管线合并去水洗系统；充装钢瓶底部设置有钢瓶称；尾气捕集器内设尾气捕集器盘管；充装管线与尾气捕集器的出口一并回溴化氢生产装置。该系统安全性高，且不易堵塞。

Description

一种电子级溴化氢的液体充装系统

技术领域

本实用新型涉及溴化氢充装系统，特别涉及电子级溴化氢的液体充装系统。

背景技术

电子级溴化氢是半导体领域不可或缺的一种原材料，主要用于8寸及12寸芯片制造工艺中的多晶硅刻蚀，是芯片先进制程的核心气体之一。电子级溴化氢中的杂质、粒子等含量的多少决定了集成电路的性能、集成度及成品率等。现有技术采用汽化后加压充装，管道需要承受高压高温的状态，加剧管道腐蚀速度，降低充装系统的使用寿命。现有技术也采用钢瓶低温充装，需要将充装钢瓶处于低温充装柜内，钢瓶频繁升温降温，降低钢瓶使用寿命，存在破裂风险，人员需要处于较低温度环境下工作，不利于人员安全，且管道内残余溴化氢气体直接通过碱液洗涤，产生大量热及盐，易堵塞系统。

因此，开发一种新的适用于电子级溴化氢的液体充装系统，解决设备腐蚀、破裂风险和物料回用问题，具有积极的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电子级溴化氢的液体充装系统，该系统安全性高，且不易堵塞。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电子级溴化氢的液体充装系统，包括成品储罐1、计量泵2、充装钢瓶3、尾气捕集器5和三个过滤器，成品储罐1内设置有冷液盘管14，成品储罐1底部和氦气管道均连接至计量泵2进口，计量泵2进口前接有第一过滤器20，计量泵2出口依次通过第二过滤器22、第三过滤器23、计量泵出口阀19后分别连接氮气源、氦气源和充装管线6，充装管线6连接充装钢瓶3，充装管线6还连接真空系统、分析系统、尾气捕集器5，成品储罐1顶部出气管线与充装管线6合并去水洗系统；充装钢瓶3底部设置有钢瓶称4；尾气捕集器5内设尾气捕集器盘管24；充装管线6与尾气捕集器5的出口一并回溴化氢生产装置。

所述充装钢瓶可以是1个或多个，多个充装钢瓶可以并联在充装管线上同时充装。

所述第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器过滤网尺寸依次变小，优选为第一过滤器为5μm、第二过滤器为0.5μm、第三过滤器为0.003μm。

成品储罐内设冷液盘管，用于冷冻收集溴化氢，保证储罐内物料为液态，避免物料损失及减少尾气处理系统的压力，同时可以除去溴化氢内大量水分，底部设置成品储罐出料阀18，下部安装称重模块25，用于监测罐内物料重量。

所述计量泵优选为隔膜计量泵，泵头含降温夹套，内通降温冷液，充装前，先采用7N氦气置换管路，后通过冷液将隔膜计量泵降温至--5～-10℃，再打开成品储罐出料阀通入溴化氢。

所述氦气，用于置换充装管线，设三级过滤器，用于过滤溴化氢中的颗粒及金属元素，保证产品质量，同时采用多级过滤降低管线内阻力。氦气和氮气均为99.99999％高纯气体。

所述充装管线上安装有分析口，可直接分析灌装管线及充装产品质量，待物料分析合格后，方可充装入充装钢瓶，不合格物料直接排放至尾气捕集器进行收集，充装完成后，抽空置换充装管线，再次逐一分析每只钢瓶内产品质量。

本实用新型通过超纯氦气置换充装管线，后采用溴化氢预冷管线，并分析合格后采用隔膜计量泵进行液体充装，管道内预冷的溴化氢直接排放至尾气捕集器，充装后管道残存的溴化氢排放至尾气捕集器后，再经过氮气及真空泵吹扫至水洗塔，既避免高温溴化氢腐蚀，又减少了溴化氢的排放量，避免尾气洗涤产生的系统堵塞问题。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型采用液体低温充装，避免膜压机加压升温导致溴化氢腐蚀性增强的风险，提高了充装的安全性。延长设备及管线的使用寿命，增加多级过滤，降低金属颗粒含量。

2、本实用新型采用尾气捕集器收集管道内充装前后的溴化氢物料，并将物料返回至生产系统，极大地提高了溴化氢的收率。，减少溴化氢的排放量，降低尾气处理压力。

3、本实用新型连接水洗系统洗涤吸收溴化氢，避免了碱洗产生大量热及盐堵塞洗涤系统的问题。

附图说明

图1本实用新型所属电子级溴化氢的液体充装系统示意图。

图中：1.成品储罐；2.计量泵；3.充装钢瓶；4.钢瓶称；5.尾气捕集器；6.充装管线；7.真空泵进口阀；8.分析系统进口阀；9.去尾捕阀；10.尾气捕集器进口阀；11.尾气捕集器回生产系统出口阀；12.尾气捕集器出口阀；13.尾气洗涤进口阀；14.成品储罐冷液盘管；15.钢瓶充装阀；16.充装管线氦气吹扫阀；17.计量泵前氦气吹扫阀；18.成品储罐出料阀；19.计量泵出口阀；20.第一过滤器；21.氮气进口阀；22第二过滤器；23.第三过滤器；24.尾气捕集器盘管；25.称重模块

具体实施方式

下面将结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行进一步描述。

实施例1

如图1所示，一种电子级溴化氢的液体充装系统，包括成品储罐1、计量泵2、充装钢瓶3、尾气捕集器5和三个过滤器，成品储罐1内设置有冷液盘管14，成品储罐1底部和氦气管道均连接至计量泵2进口，计量泵2进口前接有第一过滤器20，计量泵2出口依次通过第二过滤器22、第三过滤器23、计量泵出口阀19后分别连接氮气源、氦气源和充装管线6，充装管线6连接充装钢瓶3，充装管线6还连接真空系统、分析系统、尾气捕集器5，成品储罐1顶部出气管线与充装管线6合并去水洗系统；充装钢瓶3底部设置有钢瓶称4；尾气捕集器5内设尾气捕集器盘管24；充装管线6与尾气捕集器5的出口一同回溴化氢生产装置。

充装管线与真空系统间接有真空泵进口阀7；充装管线与分析系统间接有分析系统进口阀8；充装管线与溴化氢生产装置间依次接有去尾捕阀9、尾气捕集器进口阀10和尾气捕集器回生产系统出口阀11；尾气捕集器5上设有尾气捕集器出口阀12；水洗系统前设有尾气洗涤进口阀13；充装钢瓶3上设有钢瓶充装阀15；氮气源分别接有充装管线氦气吹扫阀16和计量泵前氦气吹扫阀17；氮气源设有氮气进口阀21。尾气捕集器还设有排放溴化氢内不凝气体的出口阀。

所述充装钢瓶为2个，并联在充装管线上同时充装。

成品储罐内设冷液盘管，用于冷冻收集溴化氢，保证储罐内物料为液态，避免物料损失及减少尾气处理系统的压力，同时可以除去溴化氢内大量水分，底部设置成品储罐出料阀18，下部安装称重模块25，用于监测罐内物料重量。

泵头含降温夹套，内通降温冷液，充装前，先采用7N氦气置换管路，后通过冷液将隔膜计量泵降温至-10℃，再打开成品储罐出料阀通入溴化氢。

设三级过滤器，第一过滤器为5μm，第二过滤器为0.5μm，第三过滤器为0.003μm，用于过滤溴化氢中的颗粒及金属元素，保证产品质量，同时采用多级过滤降低管线内阻力。

所述氦气，用于置换充装管线，氦气和氮气均为99.99999％高纯气体。

成品储罐内部设置冷液盘管，保证成品储罐温度为-8～-10℃，成品储罐内压力为1.0～1.2MPa。成品储罐1内物料重量到达250kg，开始充装。成品储出口阀1至隔膜计量泵均进行管路保冷，保证物料状态为液态。

所述计量泵为隔膜计量泵，泵头设有降温夹套，充装前先开启夹套降温冷液，将夹套温度降低至-5～-10℃。充装前，先采用氦气吹扫置换隔膜计量泵2及充装管线6，直至隔膜计量泵2及充装管线6内的氧气＜0.05ppm，氮气小于0.05ppm及水分＜100ppb。再采用溴化氢预冷置换隔膜计量泵2及充装管线6，保证隔膜计量泵2前管线处于-5～-8℃，充装管线6内的溴化氢直接通过去尾捕阀9和尾气捕集器进口阀10进入尾气捕集器5内。计量泵出口阀19用于防止溴化氢钢瓶分析时物料倒流。

所述充装管线6设有三个进口，一个进口为溴化氢进口，一个为高纯氦气进口，一个为氮气进口。充装前后管路置换及充装过程中隔膜计量泵出口阀19开启，充装结束吹扫干净溴化氢后，计量泵出口阀19关闭。充装过程中，开启钢瓶充装阀15，钢瓶称4重量指示溴化氢充装重量达到50.3kg时，关闭成品储罐1底部成品储罐出料阀18、隔膜计量泵2电源及钢瓶充装阀15。充装完成后，打开去尾捕阀9和尾气捕集器进口阀10，将充装管线6内溴化氢排放至尾气捕集器5中；待充装管线6压力降为50KPa时，关闭去尾捕阀9和尾气捕集器进口阀10，打开充装管线氦气吹扫阀16，管道内压力升高至0.4MPa后，关闭氦气吹扫阀16，打开去尾捕阀9和尾气捕集器进口阀10，泄压至尾气捕集器5，重复5次。

所述充装管6设有分析系统进口阀8，充装结束管路置换完成后，关闭计量泵出口阀19，开启钢瓶充装阀15及分析系统进口阀8，进行成品钢瓶气的杂质分析。分析完成后，关闭钢瓶充装阀15，开启去尾捕阀9和尾气捕集器进口阀10，将管道内溴化氢排放至尾气捕集器5中。充装管线压力降低至15KPa时，开启充装管线氦气吹扫阀16，持续吹扫充装管线620min，后关闭充装管线氦气吹扫阀16，充装管线6内压力降低至50KPa，关闭去尾捕阀9和尾气捕集器进口阀10。再开启真空泵进口阀7，对充装管线6进行抽空处理，待充装管线6压力降低至-99KPa后；关闭真空泵进口阀7，开启氮气进口阀21，充装管线6压力升至0.4MPa后；关闭氮气进口阀21，开启尾气洗涤进口阀13，将吹扫气排放至水洗塔洗涤，待压力降低20KPa；开启氮气进口阀21，重复氮气吹扫及抽真空处理20次后，拆卸充装钢瓶。

所述尾气捕集器5内设置内盘管24，采用液氮将尾气捕集器5降温至-70～-80℃，将溴化氢液化收集，不凝气体通过尾气捕集器5出口阀12洗涤后放空。尾气捕集器5底部设有称重模块，待溴化氢收集100～120kg时，关闭液氮，关闭尾气捕集器5上出口阀12，开启尾气捕集器5加热升温至-10℃，溴化氢通过尾气捕集器回生产系统出口阀11返回至生产系统再次使用。待尾气捕集器5压力降低至50KPa时，加热升温尾气捕集器5至30℃，开启尾气捕集器放空阀12，排放溴化氢及至水洗塔洗涤。

本方案水洗系统是指将含少量溴化氢尾气从水洗塔底部进入后采用纯水进行吸收，吸收后残余的尾气再采用碱液进行吸收，吸收塔内装填高分子塑料填料，水洗塔及水洗系统管道采用碳钢内衬聚氯乙烯等材料，防止腐蚀。

需要说明的是，尽管已经描述了本实用新型的实施例，对于本领域的技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神情况下可以对本实施例进行多种变化、修改和变型。因此本实用新型是要复合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (9)

1.一种电子级溴化氢的液体充装系统，其特征是包括成品储罐(1)、计量泵(2)、充装钢瓶(3)、尾气捕集器(5)和三个过滤器，成品储罐(1)内设置有冷液盘管(14)，成品储罐(1)底部和氦气管道均连接至计量泵(2)进口，计量泵(2)进口前接有第一过滤器(20)，计量泵(2)出口依次通过第二过滤器(22)、第三过滤器(23)、计量泵出口阀(19)后分别连接氮气源、氦气源和充装管线(6)，充装管线(6)连接充装钢瓶(3)，充装管线(6)还连接真空系统、分析系统、尾气捕集器(5)，成品储罐(1)顶部出气管线与充装管线(6)合并去水洗系统；充装钢瓶(3)底部设置有钢瓶称(4)；尾气捕集器(5)内设尾气捕集器盘管(24)；充装管线(6)与尾气捕集器(5)的出口一并回溴化氢生产装置。

2.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是所述充装钢瓶是1个或多个，多个充装钢瓶并联在充装管线上同时充装。

3.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是所述第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器过滤网尺寸依次减小。

4.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是第一过滤器为5μm、第二过滤器为0.5μm、第三过滤器为0.003μm。

5.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是成品储罐(1)底部设置成品储罐出料阀(18)。

6.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是成品储罐(1)下部安装有称重模块(25)。

7.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是所述计量泵为隔膜计量泵。

8.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是计量泵的泵头含降温夹套，内通降温冷液。

9.根据权利要求1所述的液体充装系统，其特征是充装管线与真空系统间接有真空泵进口阀(7)；充装管线与分析系统间接有分析系统进口阀(8)；充装管线与溴化氢生产装置间依次接有去尾捕阀(9)、尾气捕集器进口阀(10)和尾气捕集器回生产系统出口阀(11)；尾气捕集器(5)上设有尾气捕集器出口阀(12)；水洗系统前设有尾气洗涤进口阀(13)；充装钢瓶(3)上设有钢瓶充装阀(15)；氮气源分别接有充装管线氦气吹扫阀(16)和计量泵前氦气吹扫阀(17)；氮气源设有氮气进口阀(21)；尾气捕集器设有排放溴化氢内不凝气体的出口阀。

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