[實用新型]一種保障單晶硅富氬尾氣提純高純氬氣供氣質(zhì)量的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721183202.X
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN207180156U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊濤;杜大艷;焦文藝;溫俊平;譚宏謂;周軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北和遠氣體股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;F25J3/08;C01B23/00
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種保障單晶硅富氬尾氣提純高純氬氣供氣質(zhì)量的裝置。

背景技術(shù)

單晶硅拉晶爐尾氣富含氬氣，氬氣含量達到98％以上，經(jīng)過常規(guī)的處理方法將其中的雜質(zhì)油、粉塵、CO、O₂、CO₂、水分等處理掉后得到的氣體組分為氬氣、氮氣、氫氣，其中氬氣占比99％以上，由于這三種氣體沸點相差較大，利用低溫精餾技術(shù)很容易將三者分離，從精餾塔底部得到高純的液態(tài)氬氣，精餾塔頂部是需要排放的氮氣和氫氣。

單晶硅拉晶爐所拉晶體純度極高，因此對高純氬氣要求很高，一旦高純氬氣純度不合格而進入拉晶爐，將會對所拉晶體不合格甚至對拉晶爐造成致命的損傷，因此保障進入單晶硅拉晶爐的高純氬氣質(zhì)量非常重要。

常規(guī)的低溫方法富氬氣提取高純氬氣時，直接從精餾塔底部抽取高純氬，然后進入系統(tǒng)的換熱器利用冷量后，檢測氬氣雜質(zhì)含量然后供給客戶。然而，氬氣雜質(zhì)檢測有滯后性，如果氬氣雜質(zhì)突然超標，其超標雜質(zhì)進入檢測儀器有一定時間，當儀器檢測到雜質(zhì)超標時，切換到備用的高純氣供應(yīng)已來不及，含雜質(zhì)的不純氣體已經(jīng)進入拉晶爐。另外，人為的切換不及時將會導(dǎo)致更多的不純氣體進入拉晶爐。以上情況，都將導(dǎo)致不純氣體進入拉晶爐，損壞單晶硅純度甚至對拉晶爐造成破壞性傷害。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提出一種保障單晶硅富氬尾氣提純高純氬氣供氣質(zhì)量的裝置，徹底解決了供氣質(zhì)量不合格造成拉晶爐所拉單晶損壞或損毀拉晶爐的問題，同時液氬的冷量也得到充分利用。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種保障單晶硅富氬尾氣提純高純氬氣供氣質(zhì)量的裝置，包括換熱器1、低溫精餾塔8、第一低溫液體儲罐11、第二低溫液體儲罐12和第三低溫液體儲罐13，所述換熱器1內(nèi)穿過原料氣管2、冷凝氣管3、廢氣管4和供氣管7，所述原料氣管2連接至低溫精餾塔8的進氣口，所述低溫精餾塔8的出氣口連接至廢氣管4，所述低溫精餾塔8的出液口連接排液管9，所述排液管9上設(shè)有第一純度檢測器10，所述排液管9末端分三路并聯(lián)分別設(shè)置第一低溫液體儲罐11、第二低溫液體儲罐12和第三低溫液體儲罐13，所述第一低溫液體儲罐11、第二低溫液體儲罐12和第三低溫液體儲罐13的進液口上分別設(shè)置第一閥門14、第二閥門15和第三閥門16；所述第一低溫液體儲罐11、第二低溫液體儲罐12和第三低溫液體儲罐13的出液口分別連接至供氣管7的進氣端，所述供氣管7的出氣端依次設(shè)置第二純度檢測器20和流量計21。

優(yōu)選地，所述原料氣管2與冷凝氣管3、廢氣管4、供氣管7形成熱交換結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述供氣管7的進氣端還設(shè)有一循環(huán)支管5，所述循環(huán)支管5連接至低溫精餾塔8的進液口，且循環(huán)支管5上設(shè)有第四閥門6。

優(yōu)選地，所述第一低溫液體儲罐11、第二低溫液體儲罐12和第三低溫液體儲罐13上分別設(shè)置第一增壓器17、第二增壓器18和第三增壓器19。

優(yōu)選地，所述第一低溫液體儲罐11、第二低溫液體儲罐12和第三低溫液體儲罐13上分別接有第一排氣管22、第二排氣管23和第三排氣管24，所述第一排氣管22、第二排氣管23和第三排氣管24上分別設(shè)有第五閥門25、第六閥門26和第七閥門27，且第一排氣管22、第二排氣管23和第三排氣管24分別都連接至汽化器28，所述汽化器28連接至供氣管7的出氣端。

本實用新型產(chǎn)生的有益效果為：一旦產(chǎn)出的高純氬氣純度不合格，由于雜質(zhì)檢測延遲或操作失誤，則純度不合格的氣體會進入低溫液體儲罐(比如第一低溫液體儲罐)，但是正在供氣的低溫液體儲罐(如第二低溫液體儲罐)所供氣體還是合格的。這時檢測到第一低溫液體儲罐內(nèi)氣體不合格，則將其中的液體排放到原料氣中，重新調(diào)整精餾塔工況，調(diào)整合格后使用合格的高純氬氣對第一低溫液體儲罐進行置換，直到其中的產(chǎn)品合格才能向外供氣，保證供氣質(zhì)量的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式