電子行業(yè)純水系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)

雷燕

摘 ? ?要：本文主要介紹了純水在電子行業(yè)中的應(yīng)用及純水設(shè)備介紹，并總結(jié)了純水系統(tǒng)設(shè)計中注意事項，供讀者參考。

關(guān)鍵詞：純水系統(tǒng);膜處理;電子

1 ?引言

在電子制程工藝中，水中物質(zhì)的增加就會導(dǎo)致器件性能下降，成品率低，高品質(zhì)純水制備系統(tǒng)是電子工業(yè)很重要的一部分。

2 ?電子半導(dǎo)體行業(yè)純水工藝特點

集成電路產(chǎn)量增加及結(jié)構(gòu)變化要求相應(yīng)的提高純水的水量及水質(zhì)參數(shù)，現(xiàn)超純水水質(zhì)要求已達(dá)到18MΩ·cm，并穩(wěn)定水質(zhì)，連續(xù)產(chǎn)水。并且由于產(chǎn)線設(shè)備設(shè)計有擴(kuò)充需求，在系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計中應(yīng)留有合理的余量。從設(shè)計到安裝調(diào)試產(chǎn)水周期短。壓縮從決策建廠到投產(chǎn)運(yùn)行間的時間就是節(jié)省資源，減少投資。純水設(shè)備的模塊化將減少安裝、調(diào)試時間。

3 ?電子半導(dǎo)體行業(yè)純水系統(tǒng)

根據(jù)電子純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《電子級水國家標(biāo)準(zhǔn) 》有不同等級的純水，為達(dá)到純水各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實際工程設(shè)計及個人對工程的理解，現(xiàn)總結(jié)如下：

達(dá)到EW-IV 水質(zhì)，電阻率≥0.5MΩ·cm系統(tǒng)流程：自來水→砂濾器→碳濾器→一級反滲透機(jī)組→精過濾器→UV菌器→精過濾器→使用點。

達(dá)到EW-III 水質(zhì)，電阻率≥12MΩ·cm系統(tǒng)流程：自來水→多介質(zhì)過濾器→碳濾器→軟水器→一級反滲透機(jī)組→混床→UV菌器→精過濾器→使用點;自來水→多介質(zhì)過濾器→碳濾器→軟水器→一級反滲透機(jī)組→EDI裝置→UV菌器→精過濾器→使用點。

達(dá)到EW-II 水質(zhì)，電阻率≥15MΩ·cm（95%時間不低于13）系統(tǒng)流程：自來水→多介質(zhì)過濾器→碳濾器→軟水器→二級反滲透機(jī)組→混床→UV殺菌器→精過濾器→使用點;自來水→多介質(zhì)過濾器→碳濾器→軟水器→二級反滲透機(jī)組→EDI裝置→UV殺菌器→精過濾器→使用點。

4 ?純水常用設(shè)備介紹

4.1 ?多介質(zhì)過濾器

多介質(zhì)過濾器由無煙煤及石英沙組成，設(shè)計要點：罐體材質(zhì)可以是Q235A內(nèi)襯5mm防腐橡膠、不銹鋼304或FRP。多介質(zhì)過濾器內(nèi)部填裝粗砂、細(xì)沙和無煙煤。填料填裝規(guī)格及高度：石英砂粒度范圍0.35～0.5，0.5mm～0.8mm（32目～20目），0.8mm～1.2mm（20目～14目），1mm～2mm（16目～9目），2mm～4mm（9目～5目）， 無煙煤粒徑為0.8mm～1.8mm ，填裝高度1m～1.5m。集水花板上安裝集水頭，數(shù)量根據(jù)反洗所需水量及單個集水頭過水量計算。運(yùn)行壓力<0.6MPa，工作溫度5℃～40℃，流速一般8m/h～10m/h設(shè)計，當(dāng)進(jìn)出口壓差在0.05MPa～0.07MPa時就必須進(jìn)行反洗，反洗流量為進(jìn)水流量的1.5倍～2倍，在實際運(yùn)行中采用水洗、汽洗分步運(yùn)行。

4.2 ?碳濾器

碳濾器是由活性碳組成，以下是設(shè)備說明： 罐體材質(zhì)同多介質(zhì)。活性碳過濾器內(nèi)部填裝果殼活性碳（8目～16目）及石英砂16目～9目或9目～5目.填裝高度1m～1.5m。集水花板上安裝有集水頭，數(shù)量根據(jù)所需水量及單個集水頭過水量計算。運(yùn)行壓力<0.6MPa，工作溫度5℃～40℃，流速一般取8m/h～10m/h，當(dāng)進(jìn)出口壓差在0.057MPa～0.07MPa時就必須進(jìn)行反洗。反洗流量為進(jìn)水流量的1倍～1.5倍，反洗膨脹率控制在35%～50%。

4.3 ?軟水器

軟水器內(nèi)包含酸性陽離子樹脂，對于鈉型樹脂，樹脂本體在鈉離子交換周期中均能吸收水中之硬度。以下是設(shè)備說明： 罐體材質(zhì)同多介質(zhì)。軟水器內(nèi)部填Na型或H型陽離子交換樹脂。進(jìn)水端和花板上安裝集水頭，數(shù)量根據(jù)所需水量及單個集水頭過水量計算。運(yùn)行壓力<0.6MPa，工作溫度5℃～40℃，流速一般取15m/h～25m/h Na型樹脂再生，鹽液濃度控制在5%～10%，飽和鹽液濃度為26%，再生流速4m/h～6m/h。

4.4 ?混床

陰、陽樹脂按比例裝填在同一個交換器內(nèi)，由于陰、陽樹脂緊密接觸，就好象許多微型陽床和陰床串聯(lián)在一起，反復(fù)進(jìn)行多次脫鹽。交換反應(yīng)能進(jìn)行到底，所以出水純度高，水質(zhì)穩(wěn)定。以下是設(shè)備說明：壓力容器罐有SUS316L、碳鋼襯膠、FRP玻璃鋼等運(yùn)行壓力<0.6MPa，工作溫度5℃～40℃，初級混床流速按20m/h～40m/h、精混床流速按40m/h～60m/h、拋光混床流速按60m/h～80m/h設(shè)計。反洗分層流速10m/h左右，反洗時間15分鐘。當(dāng)樹脂交換能力消耗殆盡時，通常采用硫酸（H2SO4）或鹽酸（HCl）再生陽樹脂，NaOH再生陰離子。 混床再生后需空氣混合，一般空氣壓力1kg/cm2～1.5kg/cm2，空氣量2m3/m2·min～3m3/m2·min。

4.5 ?RO反滲透機(jī)組

經(jīng)超濾處理過的水進(jìn)入RO系統(tǒng)，對于RO系統(tǒng)設(shè)計注意點：離心泵產(chǎn)生高壓，高壓泵前壓力為1kg/cm2≤P≤3kg/cm2，并裝低壓保護(hù)開關(guān)設(shè)為1kg/cm2，泵出水壓力及RO進(jìn)水壓力≤15kg/cm2。RO膜殼多為不銹鋼和玻璃鋼兩種，設(shè)備應(yīng)安裝于室內(nèi)。RO去除率不同廠牌略有不同，一級反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)率一般控制在20μs/cm內(nèi)，有的也控制在10μs/cm內(nèi);二級參照歐盟標(biāo)準(zhǔn)控制在4.3μs/cm。RO膜通量可以通過控制壓力和溫度參數(shù)來調(diào)節(jié)，多數(shù)膜可以按照溫度每升高1℃水通量增加1%計算，膜的操作溫度范圍在4℃～45℃，冬季為了保證產(chǎn)水量需加換熱器。膜沖洗有快速沖洗跟化學(xué)清洗，化學(xué)清洗系統(tǒng)應(yīng)考慮冬季清洗加熱情況。沖洗進(jìn)水壓力≤3kg/cm2，進(jìn)出水壓力差≤2kg/cm2。膜元件滲透水側(cè)壓力不得高于濃縮水側(cè)壓力0.03MPa，背壓比正壓過高更有危害。

5 ?純水常用設(shè)備閥件控制操作

以下圖紙及列表中表示純水常用設(shè)備流程、配管示意及閥件控制說明，現(xiàn)總結(jié)列出：

總之純水技術(shù)的成熟，使得設(shè)備模塊化，系統(tǒng)流程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化?，F(xiàn)在純水工程，主要考驗施工管理經(jīng)驗，純水系統(tǒng)控制運(yùn)行穩(wěn)定上。純水系統(tǒng)利潤增長點需放在物料成本，運(yùn)行成本，系統(tǒng)回收率，安全穩(wěn)定上。

參考文獻(xiàn)：

[1] 聶惟國，李防震.全膜法水處理技術(shù)在燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用[J].石油天燃?xì)鈱W(xué)報，2010.