净化工程-原理-作用-分类-应用.doc

净化工程在一定空间范围内，将空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内温度、洁净度、压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内的工程学科。净化工程所特别设计的房间，不论外在空气条件如何变化，室内均具有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能。1原理乱流洁净室乱流洁净室的主要特点是从来流到出流（从送风口到回风口）之间气流的流通截面是变化的，洁净室截面比送风口截面大得多，因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以，送风口以后的流线彼此有很大或者越来越大的夹角，曲率半径很小，气流在室内不可能以单一方向流动，将会彼此撞击，将有回流、旋涡产生。这就决定乱流洁净室的流态实质是：突变流；非均匀流。这比用紊流来描述乱流洁净室更确切、更全面。紊流主要决定于雷诺数，也就是主要受流速的影响，但是如果采用一个高效过滤器顶送的送风形式，则即使流速极低，也要产生上述各种结果，这就因为它是一个突变流和非均匀流。因此这种情况下不仅有流层之间因紊流流动而发生的掺混，而且还有全室范围内的大的回流、旋涡所发生的掺混。所以，概括地说，乱流洁净室的作用原理是：当一股干净气流从送风口送入室内时，迅速向四周扩散、混合，同时把差不多同样数量的气流从回风口排走，这股干净气流稀释着室内污染的空气，把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡了，一直达到平衡。所以气流扩散得越快，越均匀，稀释的技果就越好。单向流洁净室单向流洁净室一般有两种类型，即水平流和垂直流。在水平流系统中，气流是从一面墙流向另一面墙。在垂直流系统中，气流是从吊顶流向地面。对要求洁净室的悬浮粒子浓度或微生物浓度更低的场合，就使用单向气流。以前称这类洁净室为“层流”洁净室。单向流和层流的名称均说明了其气流的状况：气流以一个方向流动（或是垂直的或是水平的），并以一般是0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分钟至100英尺/分钟）的均速流过整个空间。图1是典型的垂直流洁净室的剖面图。从图中可以看出，由满布洁净室吊顶的高效过滤器向室内送风。气流有如一个空气活塞，向下流经室内，带走污染物，然后从地面排出。又在与外部的一些新鲜空气混合后，再循环至高效过滤器。人员和工艺所产生的悬浮污染可立即被这种空气清除掉，而紊流通风系统采用的是混合与稀释原理。在一间没有任何障碍物的空房间，单向流用比前面提到的低得多的风速，就可以很快将污染物清除。但在一个操作间，机器以及机器周围走动的人员，会对气流形成障碍。障碍物可以使单向流变成紊流，从而在障碍物周围形成气流团。人员的活动也可以使单向流变成紊流。在这些紊流中，由于风速较低，空气稀释程度较小，从而使得污染浓度较高。因此，必须将风速保持在0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分钟至100英尺/分钟）的范围里，以便使中断的单向流能快速恢复，充分稀释障碍物周围紊流区的污染。用风速可以正确地表示出单向流，因为风速越高室内就越洁净。而每小时换气次数与房间的体积有关，如吊顶的高低，因此不适合用来表示单向流。单向流室内的送风量是紊流室的很多倍（10到100倍）。所以这样的洁净室的建造和运行费用要高得多。2控制洁净室中的温湿度控制洁净空间的温湿度主要是根据工艺要求来确定，但在满足工艺要求的条件下，应考虑到人的舒适度感。随着空气洁净度要求的提高，出现了工艺对温湿度的要求也越来越严的趋势。具体工艺对温度的要求以后还要列举，但作为总的原则看，由于加工精度越来越精细，所以对温度波动范围的要求越来越小。例如在大规模集成电路生产的光刻曝光工艺中，作为掩膜板材料的玻璃与硅片的热膨胀系数的差要求越来越小。直径100 um的硅片，温度上升1度，就引起了0.24um线性膨胀，所以必须有0.1度的恒温，同时要求湿度值一般较低，因为人出汗以后，对产品将有污染，特别是怕钠的半导体车间，这种车间不宜超过25度。湿度过高产生的问题更多。相对湿度超过55%时，冷却水管壁上会结露，如果发生在精密装置或电路中，就会引起各种事故。相对湿度在50%时易生锈。此外，湿度太高时将通过空气中的水分子把硅片表面粘着的灰尘化学吸附在表面耐难以清除。相对湿度越高,粘附的难去掉，但当相对湿度低于30%时，又由于静电力的作用使粒子也容易吸附于表面，同时大量半导体器件容易发生击穿。对于硅片生产最佳温度范围为3545%。气压规定对于大部分洁净空间，为了防止外界污染侵入，需要保持内部的压力（静压）高于外部的压力（静压）。压力差的维持一般应符合以下原则：1洁净空间的压力要高于非洁净空间的压力。2.洁净度级别高的空间的压力要高于相邻的洁净度级别低的空间的压力。3.相通洁净室之间的门要开向洁净度级别高的房间。压力差的维持依靠新风量，这个新风量要能补偿在这一压力差下从缝隙漏泄掉的风量。所以压力差的物理意义就是漏泄（或渗透）风量通过洁净室的各种缝隙时的阻力。洁净室中的气流速度规定这里要讨论的气流速度是指洁净室内的气流速度，在其他洁净空间中的气流速度在讨论具体设备时再说明。对于乱流洁净室 由于主主要靠空气的稀释作用来减轻室内污染的程度，所以主要用换气次数这一概念，而不直接用速度的概念，不过对室内气流速度也有如下要求；(1)送风口出口气流速度不宜太大，和单纯空调房间相比，要求速度衰减更快，扩散角度更大。(2)吹过水平面的气流速度（例如侧送时回流速度）不宜太大，以免吹起表面微粒重返气流，而造成再污染，这一速度一般不宜大干0.2m/s。对于平行流洁净室习惯上称层流洁净室），由于主要靠气流的“活塞打挤压作用排除行染，所以截面上的速度就是非常重要的指标。过去都参考美国20gB标准，采用0.45m/s但人们也都了解到这样大速度所需要的通风量是极大的，为了节能，也都在探求降低速一风速的可行性。在我国，空气洁净技术措施和lOOOlx100000级: 1000LX人工光300lx有较好的效果，当工件精细程度更高时，500x也是允许的。对于要红灯照明的地方，如电子行业的光刻车间，其照度一般为25501x)，用天然光时可允许更高的照度，因而对工作是有利的，所以今后洁净室的照明既采用人工光也采用天然光可能是有前途的，这也是为了节能而出现的一种动向。防静电洁净室中由于静电引起的的事故屡有发生，因此洁净室的防静电能力如何已成为评价其质量的一个不可忽视的方面。所谓静电，是由于摩擦等原因破坏了物体中正(+)负 10%），加湿量很大的工业厂房和一般舒适用空调房间的空调系统加湿。而相对湿度控制精度高的干蒸汽加湿和电极（电热）式加湿因投资较高则多用在相对湿度精度要求严格的恒温恒湿洁净室的空调系统加湿中。对于以微生物为控制对象的生物洁净室（例如：生物制药、洁净手术室、无菌室、生物安全实验室、实验无菌动物饲养室等）其重点要控制微生物的产生和传播，因为潮湿和水分是微生物滋生和繁殖的条件，因此水加湿的淋水、湿膜、高压喷雾等方法不能用在生物洁净室中，只能采用干蒸汽加湿和电极（电热）式加湿。还有一个值得注意的问题是，近些年来我国南方如佛山、广州以及华东的上海、苏州等地冬季室外空气相对湿度较“规范”给出的室外空调计算相对湿度要低，例如：冬季室外计算相对湿度佛山无尘室、广州均为70%，上海和苏州为75%，而这些年实测的室外相对湿度有时只有30%左右，因此，建起来运行的洁净室的加湿量不足，室内相对湿度偏低，达不到设计要求。有的工厂为了简便和省钱，在原空调器内增加湿膜或喷雾进行加湿以加大加湿量。但是，事与愿违，不但加不进去湿量而且加进去的还会很快饱和变为凝结水析出来，而达不到加湿目的。因为，湿膜和高压喷雾属等焓加湿过程，加湿前的空调空气必须加热到一定温度后再加湿才能达到加湿目的。如果不进行加热是不可行的。在加湿问题上还有一个应注意的问题就是空调器内空气流动带水的问题。有的工程中由于加湿的带水问题没有处理好，结果后面的中效过滤器甚至高效过滤器都被携带的水打湿了。对于干蒸汽加湿器也要注意蒸汽管和凝结水管的坡度和坡向问题，要使凝结水迅速地排到空调器外。若加湿器设在空调器的风机段内，还应采取措施避免凝结水滴到电机上，造成电机短路断电。1光学微电子净化工程-洁净车间技术解决方案光学微电子净化工程之定义为将一定空间范围内之空气中的微尘粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温湿度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音震动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给于特别设计之密闭空间。光学微电子净化工程亦名无尘室或清净室，目前已是半导体、精密制造、液晶制造、光学制造、线路板制造和生物化学、医药、食品制造等行业不可或缺的重要设施。近几年来，由于技术之创新发展，对于产品的高精密度化、细小型化之需求更为迫切，如超大型积体电路之研究制造，已成为世界各国在科技发展上极为重视的项目，而我公司的设计理念及施工技术在行业中则处于领先地位。学微电子净化工程一般包括：1、 洁净生产区2、 洁净辅助间（包括人员净化用房、物料净化用室和部分生活用室等）3、 管理区（包括办公、值班、管理和休息等）4、 设备区（包括净化空调系统应用、电气用房、高纯水和高纯气用房、冷热设备用房）原理气流初效净化空调中效净化风机送风管道高效净化风口吹入房间带走尘埃细菌等颗粒 回风百叶窗初效净化 重复以上过程，即可达到净化目的。光学微电子净化工程净化参数换气次数：100000级15次；10000级20次；100030次。压差：主车间对相邻房间5Pa平均风速：10级、100级0.30.5m/s；温度 冬季16；夏季 26；波动2。温度4565%；GMP粉剂车间湿度在50%左右为宜；电子车间湿度略高以免产生静电。噪声65dB（A）；新风补充量是总送风量的10%30%；照度300LX。材料1. 净化厂房墙、顶板材一般多采用50mm厚的夹芯彩钢板制造，其特点为美观、刚性强。圆弧墙 角、门、窗框等一般采用专用氧化铝型材制造。2.地面可采用环氧自流坪地坪或高级耐磨塑料地板，有防静电要求的，可选用防静电型。3.送回风管道用热渡锌板制成，贴净化保温效果好的阻燃型PF发泡塑胶板。4.高效送风口用不锈钢框架，美观清洁，冲孔网板用烤漆铝板，不生锈不粘尘，宜清洁。光学微电子净化工程解决方案:2净化工程的设计过程中，应加强对光学微电子行业净化工程设计方案分析了解,根据该工程是新建工程或者是旧厂房改造工程，并结合其具体的生产工艺、生产流程等要求确定其需要的洁净度、温湿度。再根据该工程的具体情况，同时还要考虑到生产厂家的经济承受能力，综合各种因素来确定采用何种净化方案，这样才可设计出一个能满足甲方生产使用要求、工程造价合理、经济节能实用的方案。1、组合式空气处理机组+冷水机组+高效送风口这是一个最传统的净化空调系统的设计方案。组合式空气处理机组里含有各种功能段，如混合段、初效过滤段、表冷段、二次回风段(或中间段)、加热段、加湿段、中效过滤段、风机段等。其冷源由冷水机组提供。优点：A.空气处理效果好，因空气经过集中处理，在送风过程中被污染程度较低。送风的温度、湿度的控制比较精确;B.比较适用于有集中冷源的或是较大的厂房;C.空调冷热源可与厂房普通空调系统合用或独立冷热源;D.维修频率较低;E.车间的噪音低。缺点：A.需要有配套的冷冻机房或有放置热泵机组的室外空间。另需要有放置组合式空气处理机组的空调机房，如25000m3/h的组合式空气处理机组，常用外形尺寸为645018502250mm左右。对于旧厂房改造项目来说比较困难空出一个20-30的机房的;B.造价高。特点：A.建议新风经过集中处理后再与回风混合，这样可以减少表冷段的冷处理负担;B.这类方案一般可以适用洁净度较高的如百级、千级或万级、十万级等较低的净化无尘厂房。2、光学微电子行业净化工程设计方案分析之水冷柜机+增压风柜+高效送风口与前种方案比较，这是相对比较简单的空调方案。它可以大大地缩小机房的面积，水冷柜机可以根据具体的情况布置于较小机房内或净化车间内，增压风柜也可以布置于机房内或吊在机房内或在夹层内。优点：A.空气处理效果较好的，处理过后的空气在送风过程中被污染程度低。送风的温度、湿度控制效果可以达到较好的控制。主要在空气处理机组(增压风柜)里进行控制;B.布置灵活。自带冷源;C.大小厂房、新旧厂房都适用;D.维修频率较低;E.车间噪音低。缺点：A.需要小面积的机房。需要有冷却塔、冷却水泵的摆放位置;B.空调机组与空调处理机组要集中布置;C.造价较低。特点：这种方案可以是一次回风也可以是二次回风，具体根据车间的大小情况而定;这类方案一般可以适用于洁净度为千级、万级、十万级等的净化无尘厂房。3、光学微电子行业净化工程设计方案分析之分体空调柜机+FFU送风口这是最简易的一个空调方案。是直接将分体空调柜机布置于车间内，并用彩钢围护起来，在柜机回风口处再在彩钢板上开回风口(带初效过滤网);KLC风机过滤单元FFU均匀布置于吊顶天花。这个方案适用于对室内温湿度精度要求不高的无尘车间。优点：A.不需要占用机房面积，布置很灵活的;B.可以满足空气的洁净度;C.造价最低。如此类无尘车间初投资约需要40万;D.送风均匀度好。缺点：A.温湿度控制较差;B.可以满足空气的洁净度;C.FFU的维修频率高。4、光学微电子行业净化工程设计方案分析之无尘车间的特点A、无尘车间的洁净度:LCD制屏的简略流程为：清洗印刷取向膜磨擦密封印刷层散布隔垫物组合划线和切割LC注入贴偏振片制屏终检。在本设计里是指末端工艺的一些无尘车间，其净化洁净度一般为千级或万级或十万级。背光屏类无尘车间主要是这类产品的冲压车间、组装等无尘车间，其洁净度一般为万级或十万级。B、室内空气参数要求 ：(1)温湿度要求：温度一般为24+2，相对湿度为55+5%。(2)新风量大。由于这类车间内，人员比较多，可以根据以下数值应取下列的最大值：非单向流洁净室总送风量的10-30%;补偿室内排风和保持室内正压值所需的新鲜空气量;保证室内每人每小时的新鲜 空气量40m3/h。(3)送风量大。为了满足洁净室内的洁净度及热湿平衡，需要较大的送风量，就300平方米的车间，吊顶高度为2.5米的，如果是万级，送风量就需要3002.530=22500m3/h的送风量(换气次数，是25次/h);如果是十万级，送风量就需要3002.520=15000m3/h的送风量(换气次数，是15次/h)。光学微电子行业净化工程设计方案分析对于常规电子厂房洁净室空调的设计，应根据电子厂房的生产工艺要求及甲方的经济条件来选用哪种空调设计方案，以满足生产工艺的要求作为前提。根据以往经验，对于要求高的可以选用