现阶段,特种气体被广泛应用到电子、半导体、太阳能制造各个方面,当然也包括石油化工领域、环境保护领域以及医药卫生领域等。此外,我国特种气体在经过了长达二十多年的发展以及广大特气工作人员的不懈努力之下 , 不管是在气体品种层面 , 还是数量层面 , 特种气体都以迅猛速度发展着,其生产品种已经基本上满足了现代化市场的实际需求。而且,从事于特种气体研究以及气体生产的总人数也在日益攀升,在一定程度上形成了不容忽视的发展力量。之前我国特种气体仅仅依赖进口的情况已经逐渐成为历史。此篇仅供有建站需求的同行参考。

一、特种气体的概念

特种气体主要是指那些应用到特定领域当中的气体,在气体纯气上的要求非常特殊,高纯气或由高纯的单质气体所配制的二元或者是多元混合气。此外,特种气体在门类上是非常多的,一般情况下能够划分为杀菌气、电子气体、医用气、标准气以及环保气等,被广泛用于石油化工环境监测以及医学研究等领域。

二、特种气体使用及排放的注意事项

特种气体广泛应用到目前的半导体制造业 , 属于超大规模性质集成电路、光纤、平面显示器件以及太阳能电池等工业生产过程中必不可少的材料,可以应用到薄膜工艺、刻蚀工艺、掺杂工艺、气相沉积工艺以及扩散工艺中。但是,特种气体中往往会包含大量有毒气体或者是有害气体等 , 所以在特种气体应用以及贮存方面与普通工业气体是存在较大差异的。

2.1 特种气体使用注意事项及消防设计

2.1.1 特种气体使用注意事项

（1）部分气体在空气中的爆炸极限

（2）气瓶使用及贮存注意事项

1）气瓶所有部分都不能够承受大于 40℃的温度。不可以让火焰直接接触到压缩气体气瓶。

2）气瓶不能够放置到人为创造的低温环境当中。从某种程度上讲,它在低温状态之下的冲击性能与韧性是会明显降低的,所以把气瓶放置到该种极限条件下的时候 , 需要获得供应商批准。

3）最大限度避免把气瓶存放到地下或者是密闭空间中 , 比如地下室。应用压缩气体产品的相关用户应确保其有相对充足的分隔区域 , 隔离产品以及易燃物。此外,气瓶还不能够存放到距离汽油等易燃物品相对较近的地方。

2.1.2 特种气体排放注意事项

（1）燃烧法

燃烧法非常适用于易燃性质的气体中 , 例如 SiH4气体,把SiH4气体的一部分进行直接排放 , 从而使其在空气当中自行燃烧。在该操作的过程中,需控制好排放期间的压力以及流速情况,防止安全事故发生。

（2）湿式处理法

湿式处理法是非常适用到酸性气体以及碱性气体中的,比如 HCl 气体与 NH3气体中。把酸性气体或者是碱性气体与水、酸溶液以及碱溶液进行接触吸收之后再排放。在这个处理方法的操作过程中,相对常用的中和剂主要有 Na OH、KMnO4。

2.2 以硅烷为例的特种气体站的消防设计

硅烷是太阳能电池工厂及 TC0 工厂等所使用的特种气体,它极度危险,常温下与空气接触就会引起燃烧、爆炸。所以对硅烷站的消防安全设计尤为重要。

2.2.1 库房与罐区、罐区与罐区之间的防火间距硅烷站的布置,应按下列要求综合比较确定：

1）需要布置到工厂中长时间最小频率风向上风侧位置,而且要注意远离存在明火或者是散发火花的位置；

2）避免布置到人员相对密集的地段或者是交通要道的附近位置；

3）硅烷站在结构选择方面,需要采用排架结构、单层的钢筋混凝土或者是钢框架。此外,其钢框架以及排架结构应用过程中必须要采用相应的防火措施；

4）硅烷站必须要设置专业化的不燃烧体围墙,而且该围墙的高度必须要大于等于 2.5m；

5）在硅烷站选址方面,应该方便运输和消防车辆的进出。

2.2.2 库房及罐区建筑或构筑物安全设计

（1）建筑设计必须要结合我国现行的国家标准,即《建筑设计防火规范》的规定。

（2）采用存在坡度的屋顶,具体来说,屋顶的最低点应该大于 4.5 米。而且硅烷站面积在大于 19 平方米的时候,应该设置好两个安全出口。

（3）安全设计过程中,站内的任何一个地点距离最近安全出口所具有的实际距离都不可以大于二十三米。可以运用快开式的推杆锁,尽量避免运用其他类型的锁具,在疏散门选择方面,需要采用平开门,具体朝向设计为疏散的方向。

2.2.3 灭火设施

（1）从某种程度上讲,硅烷站在电气控制室设计的时候,需要设置到相对独立的房间之内,然后用无门窗洞口性质的防爆墙,将其与硅烷气瓶库进行隔离开来。专门供硅烷站使用的电压在 10k V 或者是 10k V 之下的变配电所,避免设置到硅烷站厂房的内部或者是贴邻建造。

（2）硅烷的大宗钢瓶需要实施防静电接地。

（3）室外的硅烷站在消防工作中需要符合下列几条规定：

1）当硅烷站设置到室外的时候,相关人员必须要设置专业化雨淋系统有效冷却硅烷输送系统。相应的保护位置主要有硅烷钢瓶、工艺气柜与大宗硅烷储罐等。

2）在雨淋系统设计方面,其喷水强度不能够小于12L/min.m2,其火灾的持续时间不可以小于两个小时。

3）进行消防系统管道选择的时候,可以选用金属管材,其接口需要选用丝扣以及焊接管件。需要注意的是在站内大约十五米的范围之内不能够应用橡胶密封的管道。

4）在雨淋系统启动的时候,必须要同时切断相应的硅烷供应。

2.2.4 某公司特种气体消防设计

（1）特气房：地上一层,建筑面积为 382.26 平方米,占地面积为 382.26 平方米,储存：

1）氩气（Ar）；

2）氮气（N2）；

3）20% 三甲基硼烷与硅烷的混合气体（B(CH3)3+SiH4）；

4）20% 磷烷与氢气的混合气（PH3+H2）；

5）甲烷 CH4；

6）四氢化锗混合气（Ge H4；H2）（20% 的高纯锗烷与 80% 高纯氢气的混合气）属甲类危险品库房；

（2）氢气站：地上一层,设 3 个氢气长管拖车停车位,建筑面积为 354.57 平方米,占地面积为 354.57 平方米,属甲类气体储罐区；

（3）硅烷站：地上一层,设 2 个独立的硅烷长管拖车停车位,建筑面积为 112.43 平方米,占地面积为 300.39 平方米,属甲类气体储罐区（关于甲类建筑防火间距等信息可点击文末"阅读原文"）。

三、特种气体的防护措施

3.1 特种气体管道设置及标识。

（1）特种气体输送系统包括特气管道系统、阀门分配系统、工艺尾气处理系统的管道、管件、阀门、过滤器、减压装置、卸压装置、压力表（传感器）等所有部件。

（2）生产厂房内特种气体管道的干管,应敷设在技术夹层或技术夹道内,当与水电管线共架时,当相对密度小于或等于 0.75 的气体管道宜设在水、电管线下部；相对密度大于 0.75 的特气管道宜设在水、电管线上部。

（3）生产车间内的可燃和有毒特气体管道应明敷,穿过生产区墙壁与楼板处的管段应设置套管,套管内的管道不得有焊缝,套管与管道之间应采用密封措施。可燃、毒性、腐蚀性气体管道的机械连接处,应置于抽风罩内。

3.2 特种气体站、特种气体间、气体设备、气体管理与气体泄漏探测系统等电力负荷：

（1）特种气体站和特种气体间的电力负荷分级不宜低于二级负荷；可燃、自燃、毒性与腐蚀性气体设备应为一级负荷；气体管理与气体泄漏探测系统为一级负荷中特别重要的负荷,必须配置不间断电源。

（2）有爆炸危险特种气体站和特种气体间的爆炸性气体环境内的电力装置应为符合现行国家标准《爆炸和火灾环境电力装置设计规范》GB50058 的规定。

3.3 特种气体安全管理系统

（1）特种气体的专业化使用厂房在设计过程中必须要配置相应的气体管理系统,而且该气体管理系统需要配置气体连续检测功能、气体指示功能、气体报警功能以及气体分析功能等,可以详细记录所谓的报警情况,然后再对其进行存储以及打印。

（2）特种气体管理系统应设在全厂动力控制中心,在消防控制室和应急处理中心宜设报警显示单元和集中应急阀门切断控制盘。

（3）自燃、可燃、毒性气体的储存、分配及使用场所应设置闭路电视监控摄象机、门禁。

（4）自燃、可燃、毒性气体的储存、分配及使用场所入口宜设置发光二级管显示屏（LED）。

3.4 自燃、可燃、毒性气体的储存、分配及使用场所安全设施

（1）特种气体间室内外消火栓的设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016 的规定。

（2）特种气体间中应配置手提灭火器,其设计应满足现行国家标准《建筑灭火器配置规范》GB50140 的规定。

（3）特种气体间内存储的特种气体与水不发生反应时,该特种气体间应设置湿式自动喷水灭火系统。

四、结语

总而言之,在经过了二十多年的努力之后,我国在特种气体方面的研究发展已经在一定程度上极大促进了石油领域、化肥领域以及环保领域等的发展。展望未来,特种气体在我国的发展,不管是科研层面还是生产层面都将会续写历史。自改革开放以来 , 我国的民有资本逐渐发展壮大,在此背景下,将会对特种气体再创辉煌创造良好的条件。从某种程度上讲,在未来长时间的特气发展中 , 大量的特种气体研究以及生产者们都将会本着不仅有市场竞争,而且有技术合作的心态,从根本上促进我国特种气体的发展更上一层楼。