【壓縮機網】1、前言
電子芯片廠在生產過程中，部分設備如固晶機會使用壓縮空氣直接接觸產品，如果壓縮空氣被污染，則產品的廢品率將明顯提高，影響產品的品質及生產的效率，因此對用氣車間的壓縮空氣質量要求嚴苛，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規定的2級。但在實際生產中，有的廠家因為各種原因仍然采用噴油螺桿空壓機，壓縮空氣品質不能達到用氣品質要求。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）應用于壓縮空氣中油脂的去除，可穩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壓縮空氣（氣量16.5Nm3/min），凈化采用常規的組合式干燥機（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污染物質，如圖1所示。
根據目前的配置情況，組合式干燥機一直是處于超負荷運行狀態，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，后端無除油凈化設備，導致壓縮空氣中含有油脂，因此在生產過程中看見的液態物質，初步判斷是油水的混合物。
針對殘油含量，分別采用檢測設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油、懸浮油和油蒸氣分別進行了檢測，檢測結果見圖2、圖3。結果顯示，用氣端壓縮空氣殘油總含量約為0.113mg/m3，其中液態油檢測結果約為含油量0.1mg/m3，油蒸氣結果顯示含油量為0.013mg/m3。根據ISO8571-1的規定，其殘油含量等級為3級水平。
針對壓力露點的檢測結果為6.1bar壓力下壓力露點-1.0℃。檢測結果如圖4所示。
根據以上測試結果，可以得出初步結論：芯片上出現的液態物質是油水混合物。產生原因判斷如下：其一，在設備運行負荷方面，組合式干燥機的額定處理量小于壓縮機排氣量，干燥設備長時間超負荷運行狀態，影響處理效果；其二，整個系統內沒有配置除油凈化設備，導致壓縮空氣中的油含量超標；其三，在設備配置方面，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“油中毒”現象，從而導致吸干機失去干燥功能，導致油、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壓縮空氣用量占總氣量的比例較小，其余用氣設備就現有的壓縮空氣指標能滿足生產要求。針對這一情況，在不更改現有壓縮空氣系統的情況下，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，再經除塵過濾器和膜式干燥管，確保進入用氣設備的壓力露點達到-40℃，滿足生產車間嚴格的用氣要求。
通過對芯片生產設備前端的壓縮空氣系統進行改造后，油、水污染問題得到顯著改善，如圖6所示。經儀器測試，壓縮空氣的氣體指標也滿足了用氣設備的生產需求，設備運行穩定可靠。
4、凈化器CAC簡介
凈化器CAC是利用催化氧化技術，專門用于壓縮空氣的除油設備，壓縮空氣中的油類物質（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生了深度催化氧化反應，將油脂轉換為CO2和H2O，設備出口殘油含量低至0.003mg/m3，處理效果遠優于《壓縮空氣第一部分雜質和質量等級》（ISO8573-1）規定的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，含油壓縮空氣經過除水過濾器，將液態水和液態油進行分離后進入高效換熱器，與來自反應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器內一定的溫度下，發生催化氧化反應，徹底的出去油類雜質。被凈化后的高溫氣體經過高效換熱器降溫后供給下游用氣設備，系統流程簡單可靠。
凈化器CAC的主要特點及優勢如下：
1）設備可將壓縮空氣中的C6+碳氫化合物徹底轉化為二氧化碳和水，設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）設備適應性廣，不受環境溫度、濕度的影響，可方便的集成到已有設備系統中；同時設備可以為中壓、高壓的壓縮空氣提供可靠的無油凈化保證；
4）設備采用高效換熱器、多種低熱導率材料以及熱轉換效率優異的加熱元件，并配合使用高精度智能控制系統，設備更節能。配合目前市面上的節能壓縮機使用后，可比目前干式無油潤滑壓縮機節能15%以上的能耗；
5）安全可靠，通過對系統的實時監測，多重獨立溫控系統確保設備在非正常或故障狀態下，確保含油壓縮空氣不會通過設備進入下游；
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品檢測院的無油測試。
5、總結
超凈壓縮空氣凈化器CAC是一款應用于壓縮空氣除油領域的新型產品，同比無油潤滑空壓機，設備因其不受環境空氣質量、溫度、濕度的影響，可穩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。
電子芯片廠在生產過程中，部分設備如固晶機會使用壓縮空氣直接接觸產品，如果壓縮空氣被污染，則產品的廢品率將明顯提高，影響產品的品質及生產的效率，因此對用氣車間的壓縮空氣質量要求嚴苛，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規定的2級。但在實際生產中，有的廠家因為各種原因仍然采用噴油螺桿空壓機，壓縮空氣品質不能達到用氣品質要求。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）應用于壓縮空氣中油脂的去除，可穩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壓縮空氣（氣量16.5Nm3/min），凈化采用常規的組合式干燥機（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污染物質，如圖1所示。
根據目前的配置情況，組合式干燥機一直是處于超負荷運行狀態，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，后端無除油凈化設備，導致壓縮空氣中含有油脂，因此在生產過程中看見的液態物質，初步判斷是油水的混合物。
針對殘油含量，分別采用檢測設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油、懸浮油和油蒸氣分別進行了檢測，檢測結果見圖2、圖3。結果顯示，用氣端壓縮空氣殘油總含量約為0.113mg/m3，其中液態油檢測結果約為含油量0.1mg/m3，油蒸氣結果顯示含油量為0.013mg/m3。根據ISO8571-1的規定，其殘油含量等級為3級水平。
針對壓力露點的檢測結果為6.1bar壓力下壓力露點-1.0℃。檢測結果如圖4所示。
根據以上測試結果，可以得出初步結論：芯片上出現的液態物質是油水混合物。產生原因判斷如下：其一，在設備運行負荷方面，組合式干燥機的額定處理量小于壓縮機排氣量，干燥設備長時間超負荷運行狀態，影響處理效果；其二，整個系統內沒有配置除油凈化設備，導致壓縮空氣中的油含量超標；其三，在設備配置方面，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“油中毒”現象，從而導致吸干機失去干燥功能，導致油、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壓縮空氣用量占總氣量的比例較小，其余用氣設備就現有的壓縮空氣指標能滿足生產要求。針對這一情況，在不更改現有壓縮空氣系統的情況下，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，再經除塵過濾器和膜式干燥管，確保進入用氣設備的壓力露點達到-40℃，滿足生產車間嚴格的用氣要求。
通過對芯片生產設備前端的壓縮空氣系統進行改造后，油、水污染問題得到顯著改善，如圖6所示。經儀器測試，壓縮空氣的氣體指標也滿足了用氣設備的生產需求，設備運行穩定可靠。
4、凈化器CAC簡介
凈化器CAC是利用催化氧化技術，專門用于壓縮空氣的除油設備，壓縮空氣中的油類物質（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生了深度催化氧化反應，將油脂轉換為CO2和H2O，設備出口殘油含量低至0.003mg/m3，處理效果遠優于《壓縮空氣第一部分雜質和質量等級》（ISO8573-1）規定的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，含油壓縮空氣經過除水過濾器，將液態水和液態油進行分離后進入高效換熱器，與來自反應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器內一定的溫度下，發生催化氧化反應，徹底的出去油類雜質。被凈化后的高溫氣體經過高效換熱器降溫后供給下游用氣設備，系統流程簡單可靠。
凈化器CAC的主要特點及優勢如下：
1）設備可將壓縮空氣中的C6+碳氫化合物徹底轉化為二氧化碳和水，設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）設備適應性廣，不受環境溫度、濕度的影響，可方便的集成到已有設備系統中；同時設備可以為中壓、高壓的壓縮空氣提供可靠的無油凈化保證；
4）設備采用高效換熱器、多種低熱導率材料以及熱轉換效率優異的加熱元件，并配合使用高精度智能控制系統，設備更節能。配合目前市面上的節能壓縮機使用后，可比目前干式無油潤滑壓縮機節能15%以上的能耗；
5）安全可靠，通過對系統的實時監測，多重獨立溫控系統確保設備在非正常或故障狀態下，確保含油壓縮空氣不會通過設備進入下游；
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品檢測院的無油測試。
5、總結
超凈壓縮空氣凈化器CAC是一款應用于壓縮空氣除油領域的新型產品，同比無油潤滑空壓機，設備因其不受環境空氣質量、溫度、濕度的影響，可穩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。
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