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1、特种气体输送系统Project: MEMSDate: 05/22/2006Addresser : Maobo Fang1讲 座 目 的 该讲座的目的是能够让参与者: 了解气体常识 了解特气的危险性 了解如何正确的操作和储藏气体 了解本项目特气输送系统的特气和操作 正确操作和使用本项目的特气设备和系统 正确适当处理有关特气的紧急状况物质存在形态压 缩 气 体 DOT (Department of Transportation, 美国交通运 输部)将压缩气体定义为 任何在容器内绝对压力达到 40 PSI at 70 oF (21o C)的气 体或 压强达到 104 PSIA at 130 oF(5
2、4 o C)或 蒸汽压力达到 40 PSIA at 100 oF(37.7 o C)的可燃性液体 压缩气体是一种能量储存方式，因此具有潜在的释 放危险。气 体两大类气体 永久性气体 或 低温气体 N2, He, and Ar 液态压缩气体 CO2, HCl，NH3特殊气体 极稀有气体 Xenon 不存在于空气中 人工合成 - Tungsten Hexafluoride(WF6) 极高纯度- Mega Class(99.9999%。）D. O. T. 危险分类7危 险 分 类不可燃 Good Examples: N2 Ar He Bad Examples: HCl NF3 Cl2不可燃气体危险性
3、 窒息性 取 代肺中的氧气. 压强 单位 面积所承受的 压力 能量 气体 在状态转变过 程中产生的能 量氧 气 缺 乏氧气被其他气提所取代: 21% 大气中的氧气浓度 19.5% 人类正常生活所需要的最低氧气浓度 极限 (OSHA) 15-19.5%工作能力下降，冠状动脉，肺 部和循环系统出现先期症状 12-14% 呼吸，脉搏加快，无任何先兆 的失去知觉，并失去自我救护 的能力.10氧 气 缺 乏 10-12% 呼吸，脉搏进一步加快，丧 失判断能力，嘴唇发紫8-10% 无意识，呕吐6-8% 8 分钟死亡率100%，6分钟死亡 率50%，4-5分钟尚可恢复4% 40秒钟内昏迷，抽搐，停止呼吸，
4、直至死亡11“我可以尽量摒住呼吸，冲进缺氧区 域，把伤员救出来错误错误: :不可以 ! 50%这样做的人因此而丧命. 绝对不要不带呼吸器(SCBA)就冲 进缺氧区域.氧气缺乏的急救措施12过高含氧量 含氧量等于或高于23.5% 燃烧特性发生改变 可燃范围增大 自燃温度下降 通常不会燃烧的物质在高氧环境会燃烧 通常会燃烧的物质在高氧环境会极易燃烧，且燃 烧速度极快 含氧过高的衣服是极为危险的 与引燃点隔离 用新鲜空气吹扫30分钟 更换衣服13过高含氧量14过高含氧量15过高含氧量用压缩空气或者氮 气吹扫30分钟16危险防护 氧化性危险防护 提供排风系统 正确操作气瓶 使用相容的原料 避免引燃点
5、确认系统经过适当的清洗压 力18危 险 防 护 不可燃气体的危险防护保证空气的流动，配备排风 正确的钢瓶操作流程 监测氧气浓度 配备 SCBA 不可以人单独工作危 险 分 类可燃性 例如 H2 SiH4 DCS NH3 与不可燃气体相同的危险性 压力 窒息 可燃性 爆炸可能性 例如 H2,SiH4可 燃 气 体21燃烧过后的不锈钢气瓶22危 险 防 护 可燃性气体的危险防护保证空气的流动，配备排风 正确的钢瓶操作流程 使用防爆设备 避免任何火化产生的可能危 险 分 类氧化性 例如: O2 NOx(如N2O)危险性 氧化危险性助燃高反应性过高含氧量氧 化 物 普通燃料 木头碳燃气燃油 氧化物燃料
6、 铝不锈钢碳钢氧 化 物 引燃点 冲击 静电 高速冲撞 其他引燃物燃烧三角形氧化氧化引燃物燃料燃料28氧 化 性 用于氧化物系统的材料必须: 材料兼容 为氧化物作特殊清洁（Cleaned for oxidizer service）碳氢化和污染 1/2” 316 SS tubing 未作针对 氧化物的特殊清 洗 碳氢化合物污染危 险 分 类有毒气体 例如 COCl2(光气,俗 称芥子气,可能 出现在本项目 中设备尾气中)有毒气体 毒性：对身体有害 中毒途径 吸入 通常途径 吸收 通过皮肤 吞食 不常见 注射 通过伤口 专业术语33有毒气体到底有多毒? PEL - Permissible Expo
7、sure Limit TLV - Threshold Limit Valuepptpres7 46毒理学定义Toxicity - harm to the bodyToxicity - harm to the bodyT Time WWeighted A Average (TWA)(TWA) 工人每 天8小时，每周40小时，无任何防护措施 的情况下允许的最高接触浓度. T Threshold L Limit V Value (TLV)(TLV)- ACGIH 建议 的最高接触浓度 P Permissible E Exposure L Limit (PEL)(PEL) OSHA 建议的最高接触浓度
8、35pptpres7 47毒理学定义 S Short T Term E Exposure L Limit (STEL)(STEL) 15分 钟的最高接触浓度 I Immediately D Dangerous to L Life and H Health (IDLH)(IDLH) 30分钟最高接触浓度 L Lethal C Concentration 5050% (LC50)(LC50) 1小时 内有50%可能性死亡的浓度 C Ceiling 工作中绝对不可以达到的最高 浓度36危险防护 有毒气体危险防护 提供排风系统 正确操作气瓶 毒气监测系统 适当的个人装备 培训危 险 分 类腐蚀性 低腐
9、蚀性 HF NH3 高腐蚀性 HCl DCS(SiH2CL2)腐蚀性 摧毁人的生理组织(DCS) 腐蚀设备(DCS HCL NH3)39腐蚀性气体 被腐蚀的瓶口阀危险防护 腐蚀性危险的防护 提供排风系统 正确操作气瓶 采用相容的原材料 降低含水量 适当的个人防护设备个人防护设备 操作腐蚀性气体 所应配备的个人 防护设备 橡胶防护服 橡胶手套 面具(防毒) SCBA(自呼吸面罩)低温气体介绍 43低温气体 低温液体 在常压下沸点低于-240oF(-151oC) 例如 液氧(-297 oF) 液氩(-302 oF) 液氮 (-320 oF) 液氢(-423 oF) 液氦(-452 oF)低温液体
10、低温液体危险 性 低温 蒸气扩散 低温液体能引 起冻伤(不可逆 转的组织坏死)低温气体的其他危险低温可能会引起周围物品的损伤危 险危险包括危险包括 过冷 过大的体积膨胀 雾46低温引起的破裂低温引起的破裂危 险 防 护 低温危险防护 提供排风系统 正确操作气瓶 正确的系统设计 适当的个人防护设备气瓶操作气瓶操作设备 单瓶运输车气瓶操作设备 双瓶运输车气瓶操作设备 多瓶运输车不正确的操作方式 绝对不要通过 旋转来移动气 瓶气瓶的操作 气瓶操作原则 不要机械撞击气瓶 不要用气瓶作为滚轮 不要通过气瓶盖吊升气瓶 不要用磁铁或吊索吊升气瓶 不要通过旋转来移动气瓶 固定住气瓶气瓶操作 高温会引起瓶内 压
11、力上升 低温会引起瓶体 易碎和瓶口阀实 效气瓶操作 气瓶归还 确保瓶口阀已经正确关 闭 封住出口端 装配气瓶帽 若有任何问题，通知气 体供应商气 瓶 存 放 正确的气体存放 可以避免该事故被波及的气瓶存储库被燃烧的SiH4气柜波及的气瓶pptpres7 46本项目使用气体本项目使用的气体分类本项目使用的气体分类 -易燃易爆气体易燃易爆气体 SiH4(SiH4(自燃性）自燃性）, , DCSDCS -毒性气体毒性气体 HCL NH3HCL NH3 -腐蚀性气体腐蚀性气体 NH3(NH3(碱性腐蚀碱性腐蚀) HCL() HCL(酸性腐蚀酸性腐蚀) ) -氧化性气体氧化性气体 N2O O2N2O O
12、2 -惰性气体惰性气体 N2N2，CF4, etc.CF4, etc. 61pptpres7 46高纯特种气体输送气瓶柜-易燃易爆毒性气体使用气瓶柜装置进行减易燃易爆毒性气体使用气瓶柜装置进行减 压和钢瓶储存更换压和钢瓶储存更换 如：如：SiH4SiH4，DCS, NH3DCS, NH3，HCL etc.HCL etc. -使用气柜的目的在于安全操作和保证气体使用气柜的目的在于安全操作和保证气体 使用的纯度使用的纯度 -气瓶柜的操作人员需专业培训，使用时应气瓶柜的操作人员需专业培训，使用时应 配备专业的安全保护装备配备专业的安全保护装备62pptpres7 46高纯特种气体输送气瓶柜气瓶柜气瓶
13、柜Gas CabinetsGas Cabinets - -防爆柜体防爆柜体 - -工艺面板（提供气体吹工艺面板（提供气体吹 扫，抽真空，减压，扫，抽真空，减压， 置换等功能）置换等功能） - -PLCPLC控制系统（高压，控制系统（高压， 高流量，气源监测，高流量，气源监测， 毒气报警，温度监测毒气报警，温度监测 ，中央控制等），中央控制等） - -安全储存和输送特种气安全储存和输送特种气 体体 - -必须专人按照特定步骤必须专人按照特定步骤 进行操作和维护进行操作和维护63高纯特种气体输送气瓶架-一般性气体可使用气瓶架一般性气体可使用气瓶架( (即面板即面板) )装置进装置进 行减压和更换操
14、作行减压和更换操作 如：如：N2,CF4,SF6,Ar,etc.N2,CF4,SF6,Ar,etc. -使用气瓶架目的在于方便气体的更换和使用气瓶架目的在于方便气体的更换和 置换置换65高纯特种气体输送VMB-危险性气体阀危险性气体阀 门和控制装置门和控制装置 均应安装在密均应安装在密 闭单独抽风的闭单独抽风的 装置内装置内 -VMB(Valve VMB(Valve Manifold Manifold Boxes)Boxes)含义是含义是 气体阀门分配气体阀门分配 箱箱 -VMBVMB需要单独需要单独 的抽风系统的抽风系统66高纯特种气体输送管道系统-输送系统所有管道管件阀门等部件均输送系统所有管道管件阀门等部件均 应采用高纯度应采用高纯度SS316L EP SS316L EP 电抛光系统电抛光系统 -管道系统非常洁净，易于清洗和吹扫管道系统非常洁净，易于清洗和吹扫 ，不会对气体造成二次污染，不会对气体造成二次污染 -管道的连接采用自动轨道氩氛焊接，管道的连接采用自动轨道氩氛焊接， 并经过专业的检测和测试（如氦检漏并经过专业的检测和测试（如氦检漏 可达可达1010-9-9atmccatmcc/sec./sec.) )-洁净的施工程序和质量保证洁净的施工程序和质量保证67高纯特种气体输送管道系统-
