氨蒸气的产生制造技术

氨蒸气产生系统包括：液态氨供应源；有从所述供应源接收液态氨的进口和排出气态氨的出口的蒸气产生箱；冷却从所述供应源供应到所述蒸气产生箱的液态氨并从外部冷却所述蒸气产生箱的第一传热系统；对所述蒸气产生箱内的液态氨加热的第二传热系统。所述第一和第二传热系统促进气态氨以基本恒定的流速和压力从所述蒸气产生箱排出。还提供了使用所述系统产生氨蒸气的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以所需的流速把高纯度氨输送到设备的氨蒸气产生系统和方法。
技术介绍
高纯度氨在制造半导体装置以及许多制造方法中需求量与日俱增。在这些制造方法中，一般是把液态氨储存于容器内运到制造设备使用于各工序。由于在正常环境温度下氨蒸气压力低一般需要高流速，必须对氨加热以获得以适当的流速输送氨所需的适当蒸气压力。此外，气态氨在被强制通过诸如调节器之类的小孔时经受巨大的焦耳汤姆孙冷却效应。因此，必须严密监视气态氨的温度和压力，防止制造过程中发生不合需要的温度变化。而且，为了获得所需纯度的气态氨，许多制造方法要求在制造系统内配备提纯设备。需要从供给的氨中除去的杂质包括第I族和第II族金属以及胺、氧化物和这些金属的碳酸盐。因此，有需要提供一种能以适当的相对稳定的流速在选定的温度和压力下提供高纯度气态氨的氨蒸气产生系统。
技术实现思路
从而，本专利技术的目的是为具体方法提供选定流速的气态氨。本专利技术的另一目的是为具体方法输送气态氨时控制气态氨的温度和压力。本专利技术的再一目的是为具体方法高效地提供适当纯度的气态氨。本专利技术还有一个目的是以基本连续的流速和基本恒定的压力提供气态氨。上述目的可以分别地或结合地达到，我们不想把本专利技术解释为把两个或更多目的结合在一起达到，除非所附权利要求书明白要求如此。根据本专利技术，氨蒸气产生系统包括液态氨供应源、蒸气产生箱、第一传热系统和第二传热系统，所述蒸气产生箱有从所述供应源接收液态氨的进口和排出气态氨的出口，所述第一传热系统向所述蒸气产生箱提供外部冷却，所述第二传热系统在所述蒸气产生箱内对液态氨加热。第一和第二传热系统促使气态氨以基本恒定的流速从所述蒸气产生箱排出。具体地说，第一传热系统在系统开始工作后第一时间段内冷却供应到所述蒸气产生箱的液态氨并把所述箱内的液态氨保持于选定的温度。第二传热系统在所述第一时间段后对所述箱内的液态氨加热。系统能把从所述蒸气产生箱输送出去的气态氨的流速稳定于大约每分钟1000标准升。附图说明考虑下面详细说明的具体实施例特别是同时参看附图，就会明白上述的和其它的目的、特点和优点。在各幅附图中相同的部件用相同的标号。图1是本专利技术的氨蒸气产生系统的流程图。图2是控制图1内系统蒸气产生箱内氨温度的温控线路另一实施例的流程图。图3是图1系统内蒸气产生箱为特定过程多管道输送气态氨的输送线路实施例的流程图。具体实施例方式图1示出的是本专利技术的氨蒸气产生系统，该系统有氨蒸气产生箱，所述箱从氨供应源接收液态氨，产生气态氨并以选定的流速向制造设备输送。优选地，气态氨在蒸气产生箱内产生，以每分钟大约1000标准升的基本持续流速、绝对压强大约500千帕斯卡(每平方英寸75磅)输送到制造设备。所述系统的蒸气产生箱、氨气供应源和其它组件可以用抗腐蚀并能经受系统工作压力的任何适当材料制造。制造所述蒸气产生箱和所述系统的其它组件的优选材料是不锈钢，更为优选的是316L不锈钢。所述的氨气供应源可以是，例如，一个吨级装置、大容量箱或其它任何适合储存液态氨的储存系统。如果所述供应源配置于液态氨的温度至少为大约21摄氏度(70华氏度)的正常环境环境下，所述供应源内氨的绝对蒸气压力至少为大约850千帕斯卡(每平方英寸123磅)，这足以以适当的流速向蒸气产生箱供应液态氨。另外，假如供应的液态氨周围的温度低得使氨的蒸气压力过低，输往蒸气产生箱的氨所需的流速可以通过以下的办法获得，例如，对所述供应源中一小部分液态氨加热和/或在供应源与产生箱之间的管线内安装泵。参看图1，系统1包括通过适当的管线与氨储存与供应箱4连接的蒸气产生箱2。优选地，蒸气产生箱的内部容量至少大约76升(20加仑)以便以稳定的流速产生并供应足够的气态氨。供应箱4包括供要求从另一供应源(未示出)供应的另外的氨进入的进口阀3和控制液态氨从所述供应箱外流的出口阀5。供应箱配置于不低于大约21摄氏度的外界温度环境时，供应箱内气态氨的蒸气压力足以驱使液态氨以适当的流速(例如，每分钟1标准升)从所述供应箱经出口阀5进入供料管道6。优选地，所述供应箱内的液态氨的量使用支承并连续测量供应箱重量的秤8监测。供应箱控制器10(例如，通过电线或任何种类的无线连接，如图1内的虚线11和13所示)与秤8及进口阀3连接以便于在控制器、秤与进口阀之间连通。应该注意，控制器10以及下面说明的系统1的其它控制器可以是市场上可以买到的或其它适当的可编程逻辑控制器。所述控制器从所述秤接受重量测定值，当重量下降到轻于下限值时，所述控制器打开进口阀3接受供应的液态氨直至所述秤测定的重量到达限定值的适当范围内。另外，包括配置于供应箱内的传感器或任何其它适当的监测装置在内的液体高度控制器可以使用于监测供应箱内液态氨的量并将所述量保持于选定的水平。一个热交换器12配置于供应箱4的下游方向从供料管道6接收液态氨。优选地，所述热交换器是管形的(管中管)，液态氨流经内管，而传热流体，一般为冷却剂(例如，甘醇)则流经套在内管外的外管。把所述冷却剂从进口管道14送到热交换器的外管再从出口管道16排出热交换器。用下述方法控制流经所述热交换器的冷却剂的温度和压力以使液态氨在进入所述蒸气产生箱前冷却到选定的温度。在一个优选实施例里，液态氨在进入所述蒸气产生箱前冷却到大约10摄氏度(50华氏度)。通过在蒸气产生箱内降低液态氨的温度，从所述箱排出的气态氨的蒸气压力也降低到制造设备需要的输送压力的大致水平。因此，气态氨在输送到所述设备之前很少需要或根本不需要调整压力。从所述热交换器排到管道18中的液态氨流经止回阀20并通过管道22输入蒸气产生箱2。可选择地安装压力传感器15，测定管道18内的液态氨的压力。所述压力传感器可(通过电线和/或无线连接，如图1中的虚线17所示)与控制器10连接，提供附加的输入信息以保持流入箱2内的液态氨的选定的流速。优选地，把所述蒸气产生箱内液态氨的进口位置配置于箱底以使系统工作期间箱内大量液态氨与气态氨之间的任何势能效应减到最低限度。为了保持选定的温度(例如，大约10摄氏度)，在系统开始工作时和工作初期必须冷却蒸气产生箱2内的液态氨。然而，随着箱2内产生气态氨，由于产生气态氨需要蒸发热而降低了箱内液态氨的温度。因此在系统开始工作一定时期后，必须对所述蒸气产生箱加热以保证其内装物的温度保持基本恒定，从而保证从所述箱流到制造设备的气态氨的蒸气压力和流速基本恒定。初期对所述产生箱内氨的冷却与其后对其加热，既使用内部的也使用外部的传热系统完成，如下面说明。所述蒸气产生箱有测定箱内蒸气压力的压力传感器23和测定箱内液态氨温度的温度传感器25。应该注意，用于系统1内的温度传感器可以是适合测定系统工作期间液态氨和/或氨蒸气温度的任何形式的传感器(例如，电阻温度计、IR、热敏电阻、热电偶等)。而且，用于系统1内的压力传感器也可以是适合测定系统工作期间液态氨和/或氨蒸气或任何其它流体的压力的任何形式的(例如，机电的、压电的、电容的等)传感器。为了用下述方法实现对内部传热系统的控制，蒸气产生控制器27(通过电线和/或无线连接，如图1中的虚线19和21所示)与压力和温度传感器23和25连接，接收所述传感器测定的蒸气压力和液态氨温度的资料。位于蒸气产生箱2顶部附近的出口管道31把从箱内排出的气态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨蒸气产生系统，包括：一个液态氨供应源；一个蒸气产生箱，所述的蒸气产生箱有从所述供应源接收液态氨的进口和排出气态氨的出口；一个第一传热系统，所述的第一传热系统冷却从所述供应源供应到所述蒸气产生箱的液态氨并给所述蒸 气产生箱提供外部冷却；一个第二传热系统，所述的第二传热系统对所述蒸气产生箱的液态氨加热；其中所述第一和第二传热系统便于以基本恒定的流速从所述蒸气产生箱排出气态氨。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯B纳米，
申请(专利权)人：液体空气乔治洛德方法利用和研究的具有监督和管理委员会的有限公，
类型：发明
国别省市：FR[法国]