現(xiàn)階段，特種氣體被廣泛應(yīng)用到電子、半導(dǎo)體、太陽能制造各個(gè)方面，當(dāng)然也包括石油化工領(lǐng)域、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域以及醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域等。此外，我國(guó)特種氣體在經(jīng)過了長(zhǎng)達(dá)二十多年的發(fā)展以及廣大特氣工作人員的不懈努力之下 , 不管是在氣體品種層面 , 還是數(shù)量層面 , 特種氣體都以迅猛速度發(fā)展著，其生產(chǎn)品種已經(jīng)基本上滿足了現(xiàn)代化市場(chǎng)的實(shí)際需求。而且，從事于特種氣體研究以及氣體生產(chǎn)的總?cè)藬?shù)也在日益攀升，在一定程度上形成了不容忽視的發(fā)展力量。之前我國(guó)特種氣體僅僅依賴進(jìn)口的情況已經(jīng)逐漸成為歷史。此篇僅供有建站需求的同行參考。

一、特種氣體的概念

特種氣體主要是指那些應(yīng)用到特定領(lǐng)域當(dāng)中的氣體，在氣體純氣上的要求非常特殊，高純氣或由高純的單質(zhì)氣體所配制的二元或者是多元混合氣。此外，特種氣體在門類上是非常多的，一般情況下能夠劃分為殺菌氣、電子氣體、醫(yī)用氣、標(biāo)準(zhǔn)氣以及環(huán)保氣等，被廣泛用于石油化工環(huán)境監(jiān)測(cè)以及醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。

二、特種氣體使用及排放的注意事項(xiàng)

特種氣體廣泛應(yīng)用到目前的半導(dǎo)體制造業(yè) , 屬于超大規(guī)模性質(zhì)集成電路、光纖、平面顯示器件以及太陽能電池等工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的材料，可以應(yīng)用到薄膜工藝、刻蝕工藝、摻雜工藝、氣相沉積工藝以及擴(kuò)散工藝中。但是，特種氣體中往往會(huì)包含大量有毒氣體或者是有害氣體等 , 所以在特種氣體應(yīng)用以及貯存方面與普通工業(yè)氣體是存在較大差異的。

2.1 特種氣體使用注意事項(xiàng)及消防設(shè)計(jì)

2.1.1 特種氣體使用注意事項(xiàng)

（1）部分氣體在空氣中的爆炸極限

（2）氣瓶使用及貯存注意事項(xiàng)

1）氣瓶所有部分都不能夠承受大于 40℃的溫度。不可以讓火焰直接接觸到壓縮氣體氣瓶。

2）氣瓶不能夠放置到人為創(chuàng)造的低溫環(huán)境當(dāng)中。從某種程度上講，它在低溫狀態(tài)之下的沖擊性能與韌性是會(huì)明顯降低的，所以把氣瓶放置到該種極限條件下的時(shí)候 , 需要獲得供應(yīng)商批準(zhǔn)。

3）最大限度避免把氣瓶存放到地下或者是密閉空間中 , 比如地下室。應(yīng)用壓縮氣體產(chǎn)品的相關(guān)用戶應(yīng)確保其有相對(duì)充足的分隔區(qū)域 , 隔離產(chǎn)品以及易燃物。此外，氣瓶還不能夠存放到距離汽油等易燃物品相對(duì)較近的地方。

2.1.2 特種氣體排放注意事項(xiàng)

（1）燃燒法

燃燒法非常適用于易燃性質(zhì)的氣體中 , 例如 SiH4氣體，把SiH4氣體的一部分進(jìn)行直接排放 , 從而使其在空氣當(dāng)中自行燃燒。在該操作的過程中，需控制好排放期間的壓力以及流速情況，防止安全事故發(fā)生。

（2）濕式處理法

濕式處理法是非常適用到酸性氣體以及堿性氣體中的，比如 HCl 氣體與 NH3氣體中。把酸性氣體或者是堿性氣體與水、酸溶液以及堿溶液進(jìn)行接觸吸收之后再排放。在這個(gè)處理方法的操作過程中，相對(duì)常用的中和劑主要有 Na OH、KMnO4。

2.2 以硅烷為例的特種氣體站的消防設(shè)計(jì)

     硅烷是太陽能電池工廠及 TC0 工廠等所使用的特種氣體，它極度危險(xiǎn)，常溫下與空氣接觸就會(huì)引起燃燒、爆炸。所以對(duì)硅烷站的消防安全設(shè)計(jì)尤為重要。

2.2.1 庫房與罐區(qū)、罐區(qū)與罐區(qū)之間的防火間距硅烷站的布置，應(yīng)按下列要求綜合比較確定：

1）需要布置到工廠中長(zhǎng)時(shí)間最小頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)位置，而且要注意遠(yuǎn)離存在明火或者是散發(fā)火花的位置；

2）避免布置到人員相對(duì)密集的地段或者是交通要道的附近位置；

3）硅烷站在結(jié)構(gòu)選擇方面，需要采用排架結(jié)構(gòu)、單層的鋼筋混凝土或者是鋼框架。此外，其鋼框架以及排架結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中必須要采用相應(yīng)的防火措施；

4）硅烷站必須要設(shè)置專業(yè)化的不燃燒體圍墻，而且該圍墻的高度必須要大于等于 2.5m；

5）在硅烷站選址方面，應(yīng)該方便運(yùn)輸和消防車輛的進(jìn)出。

2.2.2 庫房及罐區(qū)建筑或構(gòu)筑物安全設(shè)計(jì)

（1）建筑設(shè)計(jì)必須要結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。

（2）采用存在坡度的屋頂，具體來說，屋頂?shù)淖畹忘c(diǎn)應(yīng)該大于 4.5 米。而且硅烷站面積在大于 19 平方米的時(shí)候，應(yīng)該設(shè)置好兩個(gè)安全出口。

（3）安全設(shè)計(jì)過程中，站內(nèi)的任何一個(gè)地點(diǎn)距離最近安全出口所具有的實(shí)際距離都不可以大于二十三米?？梢赃\(yùn)用快開式的推桿鎖，盡量避免運(yùn)用其他類型的鎖具，在疏散門選擇方面，需要采用平開門，具體朝向設(shè)計(jì)為疏散的方向。

2.2.3 滅火設(shè)施

（1）從某種程度上講，硅烷站在電氣控制室設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要設(shè)置到相對(duì)獨(dú)立的房間之內(nèi)，然后用無門窗洞口性質(zhì)的防爆墻，將其與硅烷氣瓶庫進(jìn)行隔離開來。專門供硅烷站使用的電壓在 10k V 或者是 10k V 之下的變配電所，避免設(shè)置到硅烷站廠房的內(nèi)部或者是貼鄰建造。

（2）硅烷的大宗鋼瓶需要實(shí)施防靜電接地。

（3）室外的硅烷站在消防工作中需要符合下列幾條規(guī)定：

1）當(dāng)硅烷站設(shè)置到室外的時(shí)候，相關(guān)人員必須要設(shè)置專業(yè)化雨淋系統(tǒng)有效冷卻硅烷輸送系統(tǒng)。相應(yīng)的保護(hù)位置主要有硅烷鋼瓶、工藝氣柜與大宗硅烷儲(chǔ)罐等。

2）在雨淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，其噴水強(qiáng)度不能夠小于12L/min.m2，其火災(zāi)的持續(xù)時(shí)間不可以小于兩個(gè)小時(shí)。

3）進(jìn)行消防系統(tǒng)管道選擇的時(shí)候，可以選用金屬管材，其接口需要選用絲扣以及焊接管件。需要注意的是在站內(nèi)大約十五米的范圍之內(nèi)不能夠應(yīng)用橡膠密封的管道。

4）在雨淋系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候，必須要同時(shí)切斷相應(yīng)的硅烷供應(yīng)。

2.2.4 某公司特種氣體消防設(shè)計(jì)

（1）特氣房：地上一層，建筑面積為 382.26 平方米，占地面積為 382.26 平方米，儲(chǔ)存：

1）氬氣（Ar）；

2）氮?dú)猓∟2）；

3）20% 三甲基硼烷與硅烷的混合氣體（B(CH3)3+SiH4）；

4）20% 磷烷與氫氣的混合氣（PH3+H2）；

5）甲烷 CH4；

6）四氫化鍺混合氣（Ge H4；H2）（20% 的高純鍺烷與 80% 高純氫氣的混合氣）屬甲類危險(xiǎn)品庫房；

（2）氫氣站：地上一層，設(shè) 3 個(gè)氫氣長(zhǎng)管拖車停車位，建筑面積為 354.57 平方米，占地面積為 354.57 平方米，屬甲類氣體儲(chǔ)罐區(qū)；

（3）硅烷站：地上一層，設(shè) 2 個(gè)獨(dú)立的硅烷長(zhǎng)管拖車停車位，建筑面積為 112.43 平方米，占地面積為 300.39 平方米，屬甲類氣體儲(chǔ)罐區(qū)（關(guān)于甲類建筑防火間距等信息可點(diǎn)擊文末“閱讀原文”）。

三、特種氣體的防護(hù)措施

3.1 特種氣體管道設(shè)置及標(biāo)識(shí)。

（1）特種氣體輸送系統(tǒng)包括特氣管道系統(tǒng)、閥門分配系統(tǒng)、工藝尾氣處理系統(tǒng)的管道、管件、閥門、過濾器、減壓裝置、卸壓裝置、壓力表（傳感器）等所有部件。

（2）生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)特種氣體管道的干管，應(yīng)敷設(shè)在技術(shù)夾層或技術(shù)夾道內(nèi)，當(dāng)與水電管線共架時(shí)，當(dāng)相對(duì)密度小于或等于 0.75 的氣體管道宜設(shè)在水、電管線下部；相對(duì)密度大于 0.75 的特氣管道宜設(shè)在水、電管線上部。

（3）生產(chǎn)車間內(nèi)的可燃和有毒特氣體管道應(yīng)明敷，穿過生產(chǎn)區(qū)墻壁與樓板處的管段應(yīng)設(shè)置套管，套管內(nèi)的管道不得有焊縫，套管與管道之間應(yīng)采用密封措施?？扇肌⒍拘?、腐蝕性氣體管道的機(jī)械連接處，應(yīng)置于抽風(fēng)罩內(nèi)。

3.2 特種氣體站、特種氣體間、氣體設(shè)備、氣體管理與氣體泄漏探測(cè)系統(tǒng)等電力負(fù)荷：

（1）特種氣體站和特種氣體間的電力負(fù)荷分級(jí)不宜低于二級(jí)負(fù)荷；可燃、自燃、毒性與腐蝕性氣體設(shè)備應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷；氣體管理與氣體泄漏探測(cè)系統(tǒng)為一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，必須配置不間斷電源。

（2）有爆炸危險(xiǎn)特種氣體站和特種氣體間的爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)的電力裝置應(yīng)為符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058 的規(guī)定。

3.3 特種氣體安全管理系統(tǒng)

（1）特種氣體的專業(yè)化使用廠房在設(shè)計(jì)過程中必須要配置相應(yīng)的氣體管理系統(tǒng)，而且該氣體管理系統(tǒng)需要配置氣體連續(xù)檢測(cè)功能、氣體指示功能、氣體報(bào)警功能以及氣體分析功能等，可以詳細(xì)記錄所謂的報(bào)警情況，然后再對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)以及打印。

（2）特種氣體管理系統(tǒng)應(yīng)設(shè)在全廠動(dòng)力控制中心，在消防控制室和應(yīng)急處理中心宜設(shè)報(bào)警顯示單元和集中應(yīng)急閥門切斷控制盤。

（3）自燃、可燃、毒性氣體的儲(chǔ)存、分配及使用場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置閉路電視監(jiān)控?cái)z象機(jī)、門禁。

（4）自燃、可燃、毒性氣體的儲(chǔ)存、分配及使用場(chǎng)所入口宜設(shè)置發(fā)光二級(jí)管顯示屏（LED）。

3.4 自燃、可燃、毒性氣體的儲(chǔ)存、分配及使用場(chǎng)所安全設(shè)施

（1）特種氣體間室內(nèi)外消火栓的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016 的規(guī)定。

（2）特種氣體間中應(yīng)配置手提滅火器，其設(shè)計(jì)應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑滅火器配置規(guī)范》GB50140 的規(guī)定。

（3）特種氣體間內(nèi)存儲(chǔ)的特種氣體與水不發(fā)生反應(yīng)時(shí)，該特種氣體間應(yīng)設(shè)置濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

四、結(jié)語

總而言之，在經(jīng)過了二十多年的努力之后，我國(guó)在特種氣體方面的研究發(fā)展已經(jīng)在一定程度上極大促進(jìn)了石油領(lǐng)域、化肥領(lǐng)域以及環(huán)保領(lǐng)域等的發(fā)展。展望未來，特種氣體在我國(guó)的發(fā)展，不管是科研層面還是生產(chǎn)層面都將會(huì)續(xù)寫歷史。自改革開放以來 , 我國(guó)的民有資本逐漸發(fā)展壯大，在此背景下，將會(huì)對(duì)特種氣體再創(chuàng)輝煌創(chuàng)造良好的條件。從某種程度上講，在未來長(zhǎng)時(shí)間的特氣發(fā)展中 , 大量的特種氣體研究以及生產(chǎn)者們都將會(huì)本著不僅有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，而且有技術(shù)合作的心態(tài)，從根本上促進(jìn)我國(guó)特種氣體的發(fā)展更上一層樓。