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空调净化一次回风口AMC净化装置在IC厂洁净室中的应用
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时间：2007-12-30 16:52:19 


 
空调净化一次回风口AMC净化装置在IC厂洁净室中的应用
 2007年12月29日　　　　
引言
如何控制空气中的AMC污染目前存在许多问题，诸如设计不合理、产品质量差、控制不完善等等。业内研究人士也对空气AMC的改善与控制提出一系列的解决办法，但在工程实际中由于受到投资成本、技术等方面的限制，始终难以解决根本问题。
影响洁净室空气AMC的因素包括系统的优化设计、新风量、设备性能等。因此，改善室内空气的AMC，就要对空气循环过程的每一个环节进行控制，而大家往往忽视空调净化回风口的过滤作用。
回风口是空调、净化工程中必须给予重视的装置。在工程中由于其造价占用比例小、结构简单，很难引起设计人员及使用者的注意，通常把它作为小产品，只注意它的外观装饰作用而忽略了它的使用功能。其实，回风口的过滤器性能可以保持空调、净化环境符合要求，尤其是像IC工厂洁净室这样本身作为AMC污染主要源头的环境。有效的改善和控制净化空调一次回风口，是确保后续的高效过滤器效能和送风质量满足生产加工工艺环境的重要条件。

常见形式及问题
国内IC厂净化空调一次回风主要有以下两种：
1. 一次回风空调系统：新风与回风混合再经温湿度处理形式（图1）；
2. 一次回风空调系统：新风单独作温湿度处理形式（图2）。
从下图可以看出，两种形式都是空气经过与室内污染物稀释后再被吸回到回风管，经回风管作简单的过滤处理后直接与外部进来的OA新风混合再进入AHU净化空调。目前许多工业用洁净室空调系统的主流应用形式就是这两种，主要是从技术经济意义上考虑，而问题恰恰就出现在这里。IC工厂的洁净室内存在许多化学药品，所以它本身产生的污染（特别是对晶圆加工工艺质量影响较大的AMC污染）成为最主要的源头之一。而如果在重新利用之前，不加以控制，那么就容易造成交叉式二次污染，导致净化空调高效过滤器（化学过滤器）前污染浓度上升，影响高效过滤器（化学过滤器）的过滤效能，最终使洁净室内加工环境受到破坏，危害产品的质量。

AMC净化现状
经调查，目前国内的空调、净化场所的回风口及其过滤系统通常只有几种简单的形式：
1. 回风口加一层尼龙网；
2. 回风口加一只多层金属网制成的过滤器；
3. 回风口则无任何过滤。

图1 新风与回风混合再经温湿度处理形式。

很多设计对回风过滤的效率是没有具体要求的，国家规范及行业标准也没有相应的规定，因此，大多数净化空调厂家在设计中也仅仅只加一层尼龙过滤网。而单层尼龙网基本上连对空气中的颗粒及纤维污染物都起不到应有的过滤作用，更不用说能对分子级的AMC污染进行有效的净化。

图2 新风单独作温湿度处理形式。

但是，如果回风口单独增加一组AHU净化空调，就违背了当初仅从技术经济意义上考虑，使用回风循环达到节省投资与运行成本的根本目的。

新型AMC净化装置
除了大家不够重视之外，还有几个技术因素制约净化空调一次回风控制AMC装置的研发，包括：
1. 高效去除AMC的能力。即在单气体状态下去除率达到85%以上（入口浓度≤30ppb时）。
2. 节省空间。即安装装置应尽量占用较少空间，且位置应方便拆卸更换，不影响整个空调系统的运行，便于分散管理和控制。
3. 容易控制温、湿度。即高精度的温、湿度控制能力。
4. 节省能源。即除了考虑一次投资成本外，还应在运行过程中节能源、成本。
任何新的净化空调一次回风控制AMC装置的开发都应能满足以上的技术要求。
2004年初，日本空气净化空调业的专家最先研发出了新型净化空调一次回风控制AMC装置：循环式水喷淋装置（图3）。

图3 循环式水喷淋装置结构图。

此装置能高效去除AMC，原理是大部分AMC污染物质都属于亲水性（Hydrophilic）很强的化学物质。

应用实例和效果
图4、图5是净化空调一次回风口应用新型循环式水喷淋装置的实例。
应用后效果见图6和图7。
注：所处理对象空气中的AMC浓度、成份及形态的变化，实际的去除效果也会不同，以上计算的效果谨作为参考。但在单气体状态下的去除率一般都能达到85%以上（即入口浓度≤30ppb时）。
从上面的AMC趋势图可以看出，在净化空调一次回风口应用此循环式水喷淋装置后，不仅洁净室内的AMC得到了显着的控制，而且由于降低了AHU净化空调入口前的AMC浓度，从而提高了AHU净化空调高效过滤器（化学过滤器）的AMC去除效果，并且延长了高效过滤器（化学过滤器）的使用寿命。

结论
在IC工厂洁净室净化空调一次回风中应用此循环式水喷淋装置，可以保证末端净化空调高效过滤器（化学过滤器）的使用寿命及AMC去除效果，从而保证室内加工环境的品质及空调系统的正常运行。

其气流流程为：新回风混合——〉化学过滤器（H2S+NH3）——〉化学过滤器（SOх）——〉中效过滤器——〉表冷器——〉送风机——〉送风管——〉送风静压箱——〉风机过滤单元（FFU）——〉洁净区——〉房间侧下百叶风口回风——〉回风管——〉AC-5回风喷淋装置——〉新回风混合。
图4 循环式水喷淋装置在净化空调一次回风中应用实例图。

由于此装置占用空间小（纵深尺寸：约1200mm，可设置在回风管内）、节省能源（机内静压：约170Pa，可搭载有压换气扇的低压损构造）、一次投资及运行成本低等优势，所以必将受到业内一些专家及技术人员的关注与重视。

图5 循环式水喷淋装置送风机理想性能特性图。

作者简介
吴维明是上海申和热磁电子有限公司硅材料事业部的洁净室污染控制工程师，联系电话：（021）36161010-1043，电子邮箱：wuwm@ferrotec.sh.cn。

图6 AHU净化空调（AC-5）安装前后AMC趋势图。
图7 洁净室（晶圆洗净室）安装前后AMC趋势图。

参考文献
1. 王海桥、李锐.空气洁净技术.北京：机械工业出版社，2005
2. 许钟麟.空气洁净技术应用.北京：中国建筑工业出版社.1989
3. 张吉光等.净化空调.北京：国防工业出版社，2003
4. 饭岛和明等.利用喷淋去除大气中的化学物质.日本：空气洁净及污染控制研究大会讲稿，1997

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