廣東賽特凈化設(shè)備有限公司關(guān)于吸附型氣體純化器解析

一、工作原理與分類(lèi)

吸附型氣體純化器是基于吸附劑對(duì)氣體中雜質(zhì)的物理吸附作用（范德華力或氫鍵），選擇性捕獲氣體中的水分、碳?xì)浠衔?、部分極性雜質(zhì)等。根據(jù)吸附劑類(lèi)型和再生方式，吸附型氣體純化器主要分為以下幾類(lèi)：

物理吸附型：利用多孔材料（如分子篩、活性炭、活性氧化鋁等）的高比表面積對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行物理吸附。這類(lèi)吸附是可逆的，吸附劑飽和后可通過(guò)再生恢復(fù)吸附能力.

化學(xué)吸附型：使用具有特定化學(xué)性質(zhì)的吸附劑（如金屬氧化物、分子篩改性材料等）與特定雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的化合物而被去除。這類(lèi)吸附通常是不可逆的，吸附劑飽和后需要更換

吸氣劑型：采用特殊的金屬或合金材料（如鋯、鈦、鉭等），在高溫或常溫下與活性氣體（如氧氣、水蒸氣、二氧化碳等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的金屬氧化物、氮化物或碳化物，從而達(dá)到純化氣體的目的。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

吸附型氣體純化器的核心結(jié)構(gòu)包括吸附柱、再生系統(tǒng)和過(guò)濾裝置，其典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

吸附柱設(shè)計(jì)：采用單塔或雙塔設(shè)計(jì)，填充床吸附柱是核心單元，吸附劑按 "粒度均勻、分層填充" 原則裝填，避免溝流現(xiàn)象。吸附柱材質(zhì)通常采316L不銹鋼，內(nèi)壁進(jìn)行電拋光處理（<10Ra），以減少表面粗糙度和氣體滯留。內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保氣體分布均勻，流速合理，避免出現(xiàn)“死空間”。

再生系統(tǒng)：多數(shù)采用 "熱再生" 或 "降壓再生" 方式，熱再生通過(guò)加熱使吸附劑脫附雜質(zhì)，配合惰性氣體吹掃；降壓再生則通過(guò)降低壓力使吸附平衡逆向移動(dòng)。再生溫度通常在380-400℃之間，再生時(shí)間8-10小時(shí)，再生用氣量約500ml/min。具備完善的溫度控制系統(tǒng)，確保再生過(guò)程穩(wěn)定可控。

過(guò)濾裝置：進(jìn)出口設(shè)10nm級(jí)超高效過(guò)濾器，防止吸附劑粉末進(jìn)入潔凈管道造成二次污染?？蛇x內(nèi)置 0.003 微米過(guò)濾器（PF 系列），確保顆粒污染物被有效攔截

控制系統(tǒng)：小型設(shè)備集成閥門(mén)組實(shí)現(xiàn)純化-再生自動(dòng)切換，大型設(shè)備需聯(lián)動(dòng)PLC控制系統(tǒng)。配備壓力傳感器和溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)。部分高端產(chǎn)品具備遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，通過(guò)以太網(wǎng)連線(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

三、應(yīng)用范圍

吸附型氣體純化器廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的多個(gè)環(huán)節(jié)，主要包括：

惰性氣體純化：氮?dú)?、氬氣、氦氣等惰性氣體的脫水、脫碳?xì)浠衔锾幚?，載氣（氦氣）脫水/脫碳?xì)涮幚恚瑸闅庀喑练e等工藝提供高純環(huán)境

特種氣體預(yù)處理：腐蝕性氣體（如 HCl、NF3）的預(yù)處理，需使用耐腐吸附劑，硅烷、氨氣等特種氣體的純化，確保其純度滿(mǎn)足工藝要求，

終端純化應(yīng)用：光刻設(shè)備用氣終端純化，確保光刻膠涂覆質(zhì)量，電子束蒸發(fā)、濺射等工藝的氣體純化，實(shí)驗(yàn)室高純氣體供應(yīng)系統(tǒng)。

四、核心優(yōu)勢(shì)

吸附型氣體純化器具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：

純化精度高：優(yōu)質(zhì)分子篩對(duì)水分的吸附可降至- 90℃露點(diǎn)（約 0.5ppb），活性炭對(duì)碳?xì)涞娜コ蔬_(dá)99.9%。

適應(yīng)性強(qiáng)：可通過(guò)更換吸附劑（如 13X 分子篩、碳分子篩）適配不同雜質(zhì)體系，滿(mǎn)足多種氣體純化需求。這種靈活性使其能夠適應(yīng)半導(dǎo)體制造中多樣化的工藝氣體需求。

操作靈活：小型設(shè)備可實(shí)現(xiàn)即開(kāi)即用，再生周期可根據(jù)雜質(zhì)負(fù)荷調(diào)整（通常8-24小時(shí)）。雙塔設(shè)計(jì)允許連續(xù)運(yùn)行，一塔吸附，一塔再生，確保氣體不間斷供應(yīng)。

穩(wěn)定性高：吸附過(guò)程通常在常溫或較低溫度下進(jìn)行，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。室溫操作的純化器無(wú)需加熱和能源供應(yīng)，減少了能源消耗和運(yùn)行成本。

成本效益：吸附劑使用壽命長(zhǎng)，再生后可重復(fù)使用，降低了長(zhǎng)期運(yùn)行成本。同時(shí)，吸附型純化器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，初始投資成本較低。

五、局限性

盡管吸附型氣體純化器有諸多優(yōu)勢(shì)，但其也存在一定局限性：

再生需求：需要周期性再生，再生過(guò)程中可能影響氣體連續(xù)供應(yīng)（雙塔設(shè)計(jì)可緩解此問(wèn)題），吸附容量限制：吸附劑吸附容量有限，處理高濃度雜質(zhì)時(shí)需頻繁再生或更換吸附劑，顆粒釋放風(fēng)險(xiǎn)：吸附劑可能產(chǎn)生粉末，需要高效過(guò)濾系統(tǒng)防止顆粒進(jìn)入管道系統(tǒng)，能耗問(wèn)題：熱再生過(guò)程需要消耗能量，增加了運(yùn)行成本，濕度敏感性：某些吸附劑（如分子篩）對(duì)濕度敏感，在高濕環(huán)境下性能可能下降。

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