电子级磷酸洁净厂房净化车间空调设计 ,磷酸净化工艺

电子级磷酸属于高纯磷酸，是电子行业使用的一种超高纯化学试剂，属于电子化学品系列产品之一，是电子工业不可替代的无机化工产品。电子级磷酸广泛用于大规模集成电路、薄膜液晶显示器等微电子工业，主要用于芯片的清洗和蚀刻，其纯度和洁净度对电子、元器件的成品率、电性能及可靠性有很大影响。而环境控制是电子级磷酸项目的质量保障体系之一， 具有十分重要作用。大气中所含尘埃和多杂质，会对高纯度的电子级磷酸产品造成污染，因此必须在产品制备过程中和分析检测过程中，对各个环节可能接触的污染空气进行洁净化处理，达到相应的洁净度要求。除工艺空气必须经物理和化学方法净化，以免带入固体微粒等杂质外，生产车间、辅助车间、实验室等都有清洁度要求。

由于电子级磷酸质量不仅与生产工艺有关， 而且与超净生产环境密切相关。 因此必须在产品制备过程和分析检测过程中，对各个环节可能接触的污染空气进行洁净化处理，达到相应的洁净度要求。本文将对其生产厂房的洁净空调设计进行介绍。

1 工程概况

本项目 为 1000t/a 结晶法电子级磷酸示范装置，其生产厂房利用公司内闲置厂房及场地进行建设，装置主厂房为新建建筑，局部三层，厂房为框架结构。根据工艺生产要求生产厂房分为非洁净区、一级结晶生产洁净区和二级结晶生产洁净区。

一级结晶生产洁净区及其配套楼梯间洁净级别为ISO Class7， 二级结晶生产洁净区及其配套楼梯间洁净级别为 ISO Class6，二级结晶生产洁净区的灌装间内含有局部 ISO Class5 洁净级别。其中一层ISO Class7 洁净区洁净面积为 120㎡，ISO Class6洁净区洁净面积为 275㎡； 二层 ISO Class7 洁净区洁净面积为 80㎡，ISOClass6 洁净区洁净面积为80㎡；三层 ISO Class7 洁净区洁净面积为 65㎡，ISO Class6 洁净区洁净面积为 45㎡； ISO Class7 洁净楼梯间洁净面积为 10㎡，ISO Class6 洁净楼梯间洁净面积为 10㎡。总的洁净面积为 45㎡。

2 室内设计参数的确定

本工程采用的设计参数是根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）、《洁净厂房设计规范》（GB50073-2001），并参照有关技术措施综合考虑后确定的。由于本工程生产工艺无特殊温、湿度要求，故各室室内设计参数统一确定。

2.1 室内温、湿度

室内温、湿度的确定主要是为了满足电子级磷酸生产工艺的要求，以及车间内操作工人的舒适性要求。本工程室内空气温、湿度确定为：冬季： t n =20℃；φ=65%；夏季：t n =26℃； φ=65%。

2.2 室内空气压力

为了防止室外污染空气进入车间，保持室内洁净度要求，洁净室内设计为正压。其中，洁净区与室外压差为 10Pa，不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差为 5Pa。 当洁净室内产生粉尘或有毒有害气体时则设计为负压。为了防止洁净室间的空气交叉污染洁净走廊设计成正压，其与室内的压差为 5Pa。

3 净化空调系统设计

3.1 空调负荷

空调负荷主要由围护结构传热、人体散热、室内照明散热、室内设备散热、室内散湿过程产生的潜热和新风负荷等部分组成。经计算，本工程夏季空调系统耗冷量为 214kW，选用一台制冷量为226.4kW 水冷螺杆式冷水机组；冬季空调系统耗热量为 345kW，热源由厂区锅炉房提供。

3.2 换气次数

根据《洁净厂房设计规范》 中提出的换气次数与洁净度的关系，ISO Class6 洁净度要求的换气次数为 50～60 次/h，ISO Class7 洁净度要求的换气次数为 15～25 次/h。 根据工程的实际情况，本次设计 ISO Class6 洁净区的换气次数取 55 次/h，ISOClass7 洁净区的换气次数取 20次/h。

3.3 新风量的确定

新风量取保证室内正压所需风量与排风量之和， 以及室内工作人员所需的新风量的最大值。通过计算，保证室内正压所需风量与排风量之和为13620m³ /h，室内工作人员所需的新风量按每人每小时40m³ 计。

3.4 正压控制

设置余压阀是保证室内有较稳定的正压值的有效措施。由于本工程送回风口均带手动风量调节阀，所以只需控制送回风量差即可实现室内正压控制， 所以不再设置余压阀。

3.5 系统的设计

本工程生产产品为电子级磷酸，在产品的生产过程中不同的工序对环境的洁净度有不同的要求，但其运行班次和使用时间相同，对温、湿度控制要求差别不大，所以本工程 ISO Class6 洁净区和 ISOClass7 洁净区设为一个洁净空调系统，选用两台送风量为 63000m³ /h 的组合式空调机组共同供给。系统采用集中式定风量一次回风系统，空调机组布置于空调机房内， 送入车间的空气首先经空调机组进行新回风混合、热湿处理及初、中效过滤后经高效过滤送风口送入生产控制区各房间，回风由设置的回风夹墙、回风柱抽回至空调器。气流组织方式为，高效过滤器孔板送风口上送下回式非单向流。灌装间内局部 ISO Class5 洁净区采用层流棚的送风形式，层流棚设置于室内，棚顶满布 FFU 送风单元，棚周围挂满防静电垂帘， 棚内空气利用灌装间洁净空气经 FFU 单元垂直层流送入，并从棚底又排入灌装间内，对室内洁净空气经再次过滤后进行循环利用，这样大大节省了空调能源。

3.6 组合式空调机组的组合方式

初效新回风段、表冷段、蒸汽加热段、送风机段、中间段、中效段、消声段、出风段。

4 结论

本工程的特点为，因厂房占地受限以及为了减少工程投资成本，厂房空间设计得比较紧凑， 加上工艺管道和辅助工程管道比较多，且工期紧，工程是一边设计一边施工，所以在设计过程中必须及时跟各个专业协调好，以免发生在施工过程中出现管道打架或无法施工的情况。 施工过程也要严格按照《洁净厂房施工及验收规范》进行，以确保工程质量。

笔者在设计过程中发现：洁净空调系统的换气次数和送回风方式，室内正压和新风量确定， 送回风方式和过滤方式等等，都是互相关联的，不能单独确定，必须根据工程实际，充分考虑空气品质和工程投资，选取合适的空调系统及其参数，务必做到既节约投资又保证工程设计质量。

通过 5 个月的紧张施工，本工程最终一次开车成功。到现在本工程即将运行一年，到目前为止没有出现过任何问题，产品质量达到了预期要求，业主给予高度评价。

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