【壓縮機網(wǎng)】1、前言

 

　　電子芯片廠在生產(chǎn)過程中，部分設(shè)備如固晶機會使用壓縮空氣直接接觸產(chǎn)品，如果壓縮空氣被污染，則產(chǎn)品的廢品率將明顯提高，影響產(chǎn)品的品質(zhì)及生產(chǎn)的效率，因此對用氣車間的壓縮空氣質(zhì)量要求嚴苛，需潔凈的壓縮空氣，主要指標為：含油量＜0.01mg/m³，壓力露點小于-40℃，顆粒物含量為ISO8573-1規(guī)定的2級。但在實際生產(chǎn)中，有的廠家因為各種原因仍然采用噴油螺桿空壓機，壓縮空氣品質(zhì)不能達到用氣品質(zhì)要求。空壓站后處理的改造升級成為電子芯片廠家需要解決的問題。超凈壓縮空氣凈化器CAC（以下簡稱凈化器CAC）應(yīng)用于壓縮空氣中油脂的去除，可穩(wěn)定提供各種壓力條件下的無油壓縮空氣。

 

　　2、案例分析

 

　　某電子芯片廠采用噴油螺桿壓縮機生產(chǎn)壓縮空氣（氣量16.5Nm³/min），凈化采用常規(guī)的組合式干燥機（處理量為14.8Nm³ /min）+3級過濾器的配置，凈化后壓縮空氣在固晶機顯微成像下能明顯看出邊緣有流動的液態(tài)污染物質(zhì)，如圖1所示。
 

根據(jù)目前的配置情況，組合式干燥機一直是處于超負荷運行狀態(tài)，對處理效果影響較大，造成壓縮空氣壓力露點無法達到-40℃。另外，空壓機是噴油螺桿空壓機，后端無除油凈化設(shè)備，導(dǎo)致壓縮空氣中含有油脂，因此在生產(chǎn)過程中看見的液態(tài)物質(zhì)，初步判斷是油水的混合物。

 

　　針對殘油含量，分別采用檢測設(shè)備德爾格油含量檢測儀與SUTO公司S120油蒸氣檢測儀對壓縮空氣中的液態(tài)油、懸浮油和油蒸氣分別進行了檢測，檢測結(jié)果見圖2、圖3。結(jié)果顯示，用氣端壓縮空氣殘油總含量約為0.113mg/m³，其中液態(tài)油檢測結(jié)果約為含油量0.1mg/m³，油蒸氣結(jié)果顯示含油量為0.013mg/m³。根據(jù)ISO8571-1的規(guī)定，其殘油含量等級為3級水平。

 

 

　　針對壓力露點的檢測結(jié)果為6.1bar壓力下壓力露點-1.0℃。檢測結(jié)果如圖4所示。

 

 

　　根據(jù)以上測試結(jié)果，可以得出初步結(jié)論：芯片上出現(xiàn)的液態(tài)物質(zhì)是油水混合物。產(chǎn)生原因判斷如下：其一，在設(shè)備運行負荷方面，組合式干燥機的額定處理量小于壓縮機排氣量，干燥設(shè)備長時間超負荷運行狀態(tài)，影響處理效果；其二，整個系統(tǒng)內(nèi)沒有配置除油凈化設(shè)備，導(dǎo)致壓縮空氣中的油含量超標；其三，在設(shè)備配置方面，含油潤滑壓縮空氣直接進入組合式干燥機，雖然運行初期系統(tǒng)中油、水含量均能達到要求，但吸干機中的吸附劑在逐漸吸附累積油脂后會出現(xiàn)“油中毒”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致吸干機失去干燥功能，導(dǎo)致油、水指標超標。

 

　　3、解決方案及改善后效果

 

　　用氣車間直接作用于芯片的高品質(zhì)壓縮空氣用量占總氣量的比例較小，其余用氣設(shè)備就現(xiàn)有的壓縮空氣指標能滿足生產(chǎn)要求。針對這一情況，在不更改現(xiàn)有壓縮空氣系統(tǒng)的情況下，針對作用于芯片的用氣氣路進行改造：增加1臺凈化器CAC、1支除塵精密過濾器和1支膜式干燥管，流程如圖5所示。通過凈化器CAC對壓縮空氣中的油脂進行脫除，使壓縮空氣殘油含量控制在<0.01mg/m³以下，再經(jīng)除塵過濾器和膜式干燥管，確保進入用氣設(shè)備的壓力露點達到-40℃，滿足生產(chǎn)車間嚴格的用氣要求。
 

 

　　通過對芯片生產(chǎn)設(shè)備前端的壓縮空氣系統(tǒng)進行改造后，油、水污染問題得到顯著改善，如圖6所示。經(jīng)儀器測試，壓縮空氣的氣體指標也滿足了用氣設(shè)備的生產(chǎn)需求，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠。
 

 

　　4、凈化器CAC簡介

 

　　凈化器CAC是利用催化氧化技術(shù)，專門用于壓縮空氣的除油設(shè)備，壓縮空氣中的油類物質(zhì)（C6+碳氫化合物）在觸煤孔隙表面與氧氣在一定的溫度條件下發(fā)生了深度催化氧化反應(yīng)，將油脂轉(zhuǎn)換為CO₂和H₂O，設(shè)備出口殘油含量低至0.003mg/m³，處理效果遠優(yōu)于《壓縮空氣第一部分雜質(zhì)和質(zhì)量等級》（ISO8573-1）規(guī)定的1級標準（殘油含量≤0.01mg/m³）。

 

　　凈化器CAC的工作流程如圖7所示，含油壓縮空氣經(jīng)過除水過濾器，將液態(tài)水和液態(tài)油進行分離后進入高效換熱器，與來自反應(yīng)器的高溫氣體進行熱量交換，回收熱量的同時降低了加熱器的負荷。加熱后的壓縮空氣在反應(yīng)器內(nèi)一定的溫度下，發(fā)生催化氧化反應(yīng)，徹底的出去油類雜質(zhì)。被凈化后的高溫氣體經(jīng)過高效換熱器降溫后供給下游用氣設(shè)備，系統(tǒng)流程簡單可靠。
 

 

 

　　凈化器CAC的主要特點及優(yōu)勢如下：

 

　　1）設(shè)備可將壓縮空氣中的C6+碳氫化合物徹底轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，設(shè)備下游殘油含量可低至0.003mg/m³，達到超ISO8573-1 1級水平（≤0.01mg/m³）；

 

　　2）設(shè)備適應(yīng)性廣，不受環(huán)境溫度、濕度的影響，可方便的集成到已有設(shè)備系統(tǒng)中；同時設(shè)備可以為中壓、高壓的壓縮空氣提供可靠的無油凈化保證；

 

　　3）可配套普通油潤滑空壓機持續(xù)提供可靠的無油壓縮空氣，與壓縮機結(jié)合使用后，與同規(guī)格的無油潤滑螺桿式壓縮機相比采購成本更低；

 

　　4）設(shè)備采用高效換熱器、多種低熱導(dǎo)率材料以及熱轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的加熱元件，并配合使用高精度智能控制系統(tǒng)，設(shè)備更節(jié)能。配合目前市面上的節(jié)能壓縮機使用后，可比目前干式無油潤滑壓縮機節(jié)能15%以上的能耗；

 

　　5）安全可靠，通過對系統(tǒng)的實時監(jiān)測，多重獨立溫控系統(tǒng)確保設(shè)備在非正常或故障狀態(tài)下，確保含油壓縮空氣不會通過設(shè)備進入下游；

 

　　6）除油過程無噪音，凈化后壓縮空氣冷凝水由于沒有油脂的污染，水清潔可直接排放；

 

　　7）設(shè)備一鍵操作，維護簡單，大屏幕觸屏式人機交互界面，大大提高了操作便利性；設(shè)備無動部件，磨損小，使用過程中維護簡單，工作壽命長，后期維護費用低；

 

　　8）凈化器CAC系列已通過德國TüV的Class-0級無油認證以及合肥通用機電產(chǎn)品檢測院的無油測試。

 

　　5、總結(jié)

 

　　超凈壓縮空氣凈化器CAC是一款應(yīng)用于壓縮空氣除油領(lǐng)域的新型產(chǎn)品，同比無油潤滑空壓機，設(shè)備因其不受環(huán)境空氣質(zhì)量、溫度、濕度的影響，可穩(wěn)定提供各種壓力條件下的無油壓縮空氣，為電子芯片廠家空壓站后處理的改造升級提供多一種的選擇。