[發(fā)明專利]半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810533165.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108715436B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘雨明;陳運;劉開莉;蔡躍明
• 申請（專利權(quán)）人: 四川天采科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D53/04;B01D47/02;B01D53/26;B01D53/40;B01D53/42;B01D53/44;B01D53/46;B01D53/75;B01D53/78;C01B3/56
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 蔣秀清;李春芳

1.半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法，其特征在于，包括如下工序：

(1)預(yù)處理，將來自半導(dǎo)體制程中各個工序所產(chǎn)生的含氫廢氣作為原料氣，根據(jù)需要脫除的酸性組分、堿性組分、可溶性有機(jī)物、水、雙氧水、油霧、顆粒、CO₂以及其他可溶性雜質(zhì)，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)選擇送入由堿洗、中和、水洗、干燥及過濾步驟中一種或多種步驟組成的預(yù)處理系統(tǒng)，在常壓至0.3MPa的壓力以及常溫的操作條件下進(jìn)行預(yù)處理；

(2)變溫吸附粗脫，經(jīng)過預(yù)處理工序處理的原料氣，進(jìn)入由至少兩塔組成的變溫吸附粗脫工序，對其中的SiH₄、PH₃、AsH₃及BH₃進(jìn)行粗脫，并將其中的氯、硫、氨、水及其他毒害化學(xué)吸附精脫工序的負(fù)載活性組分的雜質(zhì)脫除干凈，吸附溫度為常溫，吸附壓力為常壓至0.3MPa，經(jīng)過變溫吸附精脫的原料氣進(jìn)入下一工序；吸附劑解吸再生溫度為100～200℃，吸附劑采用浸漬活性炭、負(fù)載金屬/復(fù)合金屬/活性組分的活性炭、負(fù)載活性組分的分子篩中的一種或多種；

(3)變壓吸附提純，將來自化學(xué)吸附精脫工序的處理氣調(diào)整至0.2～5.0MPa，進(jìn)入至少由4塔組成的多塔變壓吸附提純工序，吸附塔的操作壓力為0.2～5.0MPa，吸附與解吸再生溫度相同，均為50～200℃，其中至少一個吸附塔處于吸附步驟，其余吸附塔處于解吸再生步驟，所形成的非吸附相氣體為5～6N的超高純氫氣中間產(chǎn)品，作為進(jìn)入下一工序；吸附劑再生時，采用超高純氫氣中間產(chǎn)品進(jìn)行沖洗或抽真空再生得到再生氣；變壓吸附提純工序的吸附劑采用活性氧化鋁、硅膠、活性炭、負(fù)載活性組分的活性炭、分子篩以及負(fù)載活性組分的分子篩的一種或多種；

(4)氫氣純化，超高純氫氣中間產(chǎn)品在50～500℃的溫度下，直接或通過減壓閥減壓至半導(dǎo)體制程用氫所需的壓力，進(jìn)入由金屬吸氣劑或鈀膜或鈀膜-金屬吸氣劑耦合的氫氣純化工序，在操作溫度為50～500℃、操作壓力為常壓至半導(dǎo)體制程用氫所需的壓力條件下進(jìn)行純化，得到最終的電子級氫氣產(chǎn)品。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法，其特征在于：所述預(yù)處理的干燥操作耦合在變溫吸附粗脫工序中，同時，預(yù)處理的過濾步驟，放置在耦合的干燥與變溫吸附粗脫步驟前或后。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法，其特征在于：所述變溫吸附粗脫工序中所用的再生載氣為變壓吸附提純工序的再生氣。

4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法，其特征在于：在變溫吸附粗脫與變壓吸附提純工序之間還增設(shè)有化學(xué)吸附精脫工序，來自變溫吸附粗脫工序的處理氣經(jīng)過與變溫吸附粗脫工序再生氣體熱交換后，加熱至50～200℃，進(jìn)入由至少兩個吸附塔組成的化學(xué)吸附精脫工序，在50～200℃溫度、常壓至0.3MPa壓力范圍下進(jìn)行化學(xué)吸附精脫過程，經(jīng)化學(xué)吸附精脫控制氣體中SiH₄、PH₃、AsH₃及BH₃的總含量小于0.1ppm；本工序吸附塔裝填的吸附劑為負(fù)載金屬氧化物/復(fù)合金屬氧化物的活性炭、負(fù)載金屬氧化物/復(fù)合金屬氧化物的分子篩、負(fù)載金屬氧化物/復(fù)合金屬氧化物的改性活性炭以及負(fù)載金屬氧化物/復(fù)合金屬氧化物的改性分子篩中的一種或多種。

5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法，其特征在于：所述變壓吸附提純工序中，相較于沖洗再生，采用抽真空再生的方式，吸附塔中的吸附劑填充量增加5～10％。

6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制程常壓廢氫氣全溫程變壓吸附提純再利用的方法，其特征在于：所述變壓吸附提純工序前還增設(shè)有脫氧器進(jìn)行除氧，除氧方式為100～200℃的高溫催化反應(yīng)脫氧、70～120℃的中溫催化反應(yīng)脫氧、化學(xué)吸附脫氧以及物理脫氧中的一種，根據(jù)脫氧器前后工序的操作溫度選擇除氧方式，控制脫氧后含氧量小于1ppm的氣體進(jìn)入變壓吸附提純工序。