本發明屬于原料供應,具體涉及一種汽化原料供應系統及方法。
背景技術:
1、電子氣體是發展集成電路、光電子、微電子,特別是超大規模集成電路、液晶顯示器件、半導體發光器件和半導體材料制造過程中不可缺少的基礎性支撐源材料,它被稱為電子工業的“血液”和“糧食”,它的純度和潔凈度直接影響到光電子、微電子元器件的質量、集成度、特定技術指標和成品率,并從根本上制約著電路和器件的精確性和準確性。八氟環丁烷是一種穩定性好的全氟環烷烴,在一般條件下,不與其他物質發生反應,化學性能穩定,無毒無害。八氟環丁烷在半導體及電子產品的制程中,可用作為ic集成電路及光纖領域的刻蝕或清洗氣體。半導體制造中,刻蝕、清洗氣體的純度要求非常嚴格,往往需要純度達到99.999%或以上,因此需對八氟環丁烷粗品進行提純處理。而八氟環丁烷粗品汽化供料為八氟環丁烷粗品進行提純的第一道工序,為提純提供“源”。目前八氟環丁烷原料供應主要采用計量泵輸送至后端汽化器進行汽化供料。
2、現有八氟環丁烷原料供應系統包括:原料t/y瓶11、變頻計量泵12、水浴式汽化器13(配液位計、溫度傳感器、電加熱器等附件)、壓力傳感器14、溫度傳感器15、輸送管線等,如圖1所示。由變頻計量泵12提供動力源將液態八氟環丁烷原料從原料t/y瓶11經過管道輸送至水浴式汽化器13,在汽化器中電加熱器給熱水加熱,熱水給盤管內的液態八氟環丁烷加熱提供熱源使之汽化,經汽化后的氣態八氟環丁烷經管道輸送至八氟環丁烷提純系統。
3、現有原料供應系統存在以下問題:
4、第一,工藝風險高:當汽化器由于斷電、缺水等原因無法正常提供八氟環丁烷原料汽化所需能量或足夠的換熱面積時,而計量泵還持續輸送液態八氟環丁烷導致沒有汽化的液態八氟環丁烷直接進入后級提純系統,破壞后級提純系統的平衡,嚴重影響產品質量、影響正常生產。
5、第二,能耗高:原料輸送使用計量泵需要源源不斷的提供電能,運行能耗高。
6、第三,泄漏風險高:計量泵屬于動設備,運動部件泄漏風險遠比靜態部件風險高。
7、第四,計量泵部分易損件需要定期更換或檢維修,每次更換或檢維修都會導致管道破空,更換好后供料前需要對破空管系進行放空、吹掃、置換、抽真空等一系列工作嚴重影響生產效率,從而造成間接經濟損失。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題,本發明提出了一種汽化原料供應系統及方法。
2、為了達到上述目的,本發明的技術方案如下:
3、一方面,本發明公開了一種汽化原料供應系統,包括:原料瓶和水浴式汽化器,原料瓶的出口通過第一輸送管線與水浴式汽化器內盤換熱管的入口連通,水浴式汽化器內盤換熱管的出口通過氣相回流管線與原料瓶的入口連通,且水浴式汽化器內盤換熱管的出口還通過第二輸送管線與后級系統連通;
4、水浴式汽化器內盤換熱管從下至上依次為顯熱區、汽化區和過熱區,原料瓶底部的所在平面不低于汽化區和過熱區分界線所在平面。
5、在上述技術方案的基礎上,還可做如下改進:
6、作為優選的方案,水浴式汽化器與補水組件連通,補水組件用于當水浴式汽化器內液位低于汽化器內盤換熱管出口管頂部的高度時,進行補水。
7、作為優選的方案,在第一輸送管線、氣相回流管線以及第二輸送管線上分別安裝有控制閥。
8、作為優選的方案,在原料瓶的出口處安裝有壓力傳感器。
9、作為優選的方案,在水浴式汽化器的出口處安裝有溫度傳感器。
10、作為優選的方案,在水浴式汽化器的出口處安裝有壓力傳感器。
11、作為優選的方案,在第二輸送管線上安裝有質量流量計及控制器,用于調節控制汽化后原料的流量。
12、此外,另一方面,本發明公開一種汽化原料供應方法,利用上述任一種汽化原料供應系統進行原料供應,包括:
13、由原料瓶底部的所在平面不低于水浴式汽化器內盤換熱管汽化區和過熱區分界線所在平面,在液位差作用下為原料輸送提供初始動力;
14、原料經過第一輸送管線流入水浴式汽化器內盤換熱管,經水浴式汽化器汽化后,部分氣相原料通過氣相回流管線返回原料瓶,為原料瓶提供壓力,使原料瓶與水浴式汽化器內盤換熱管平壓;
15、基于原料瓶至水浴式汽化器內盤換熱管出口段的原料存在密度梯度,原料在密度差作用下向后級系統輸送。
16、本發明公開一種汽化原料供應系統及方法,其具有以下有益效果:
17、第一,本發明汽化原料供應系統內無需設置外加動力源(如:計量泵),當水浴式汽化器無法正常提供(由于斷電、缺水等原因)原料汽化所需能量或足夠的換熱面積時,液態原料不會直接進入后級系統破壞后級平衡,避免因此影響產品質量。并且由于后級提純系統的平衡沒有被破壞,當恢復供電、供水時,能迅速恢復正常生產。
18、第二,本發明利用液位差、密度差作為輸送動力,有效節約能耗。
19、第三,本發明無需設置外加動力源,沒有運動部件泄漏風險。
20、第四,本發明無需設置外加動力源,無需定期更換易損件或檢維修,避免了因更換易損件或檢維修導致的管道破空,無需因此進行放空、吹掃、置換、抽真空等一系列工作,避免因外加動力源停車而造成的間接經濟損失。
1.汽化原料供應系統,其特征在于,包括:原料瓶和水浴式汽化器,所述原料瓶的出口通過第一輸送管線與水浴式汽化器內盤換熱管的入口連通,所述水浴式汽化器內盤換熱管的出口通過氣相回流管線與原料瓶的入口連通,且所述水浴式汽化器內盤換熱管的出口還通過第二輸送管線與后級系統連通;
2.根據權利要求1所述的汽化原料供應系統,其特征在于,所述水浴式汽化器與補水組件連通,所述補水組件用于當水浴式汽化器內液位低于汽化器內盤換熱管出口管頂部的高度時,進行補水。
3.根據權利要求1所述的汽化原料供應系統,其特征在于,在所述第一輸送管線、氣相回流管線以及第二輸送管線上分別安裝有控制閥。
4.根據權利要求1所述的汽化原料供應系統,其特征在于,在所述原料瓶的出口處安裝有壓力傳感器。
5.根據權利要求1所述的汽化原料供應系統,其特征在于,在所述水浴式汽化器的出口處安裝有溫度傳感器。
6.根據權利要求1所述的汽化原料供應系統,其特征在于,在所述水浴式汽化器的出口處安裝有壓力傳感器。
7.根據權利要求1所述的汽化原料供應系統,其特征在于,在所述第二輸送管線上安裝有質量流量計及控制器,用于調節控制汽化后原料的流量。
8.汽化原料供應方法,其特征在于,利用如權利要求1-7任一項所述的汽化原料供應系統進行原料供應,包括: