一種氨氣提純用吸附裝置的製作方法

2023-12-12 14:56:07 5

本實用新型涉及氣體純化設備領域，特別涉及一種氨氣提純用吸附裝置。

背景技術：

太陽能做為一種清潔、高效的可再生能源，能廣泛應用於家庭發電系統和大型商業光伏項目等諸多領域，高純氨氣在CVD（化學氣相沉積）過程中為生產氮化矽薄膜提供氮源，是矽片清洗過程不可缺少的重要工藝氣體，當然也是太陽能光伏行業必不可少的重要電子原料氣體。

目前國內原料氨市場頗多，含量均在99.8%左右，而高純及以上的氨氣（99.999%-99.9995%）相對卻很少；同時國內外高純及以上的氨氣價格也都是非常高。因此由原料氨氣提純適用於太陽能行業的高純氨氣勢在必行，十分有必要研發新的設備用以提純原料氨氣。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種氨氣提純用吸附裝置；公開的多級吸附串聯裝置能夠提高裝置的吸附能力、增強裝置的吸附深度、增加原料氨氣的使用價值，得到更高純度（6N、7N）的氨氣。

本實用新型的技術方案是：一種氨氣提純用吸附裝置，包括依次連接的一級吸附器、二級吸附器以及三級吸附器；所述一級吸附器包括一級吸附器殼體以及位於一級吸附器殼體內的多孔陶瓷吸附裝置；所述二級吸附器包括二級吸附器殼體以及位於二級吸附器殼體內的一號分子篩；所述三級吸附器包括三級吸附器殼體以及位於三級吸附器殼體內的二號分子篩；所述一級吸附器接有原料氨氣進管；所述三級吸附器接有高純氨氣出管；所述一級吸附器設有排汙口；所述二級吸附器設有排汙口；所述三級吸附器設有排汙口；所述一號分子篩的孔徑大於所述二號分子篩的孔徑。

本實用新型中，一級吸附器、二級吸附器、三級吸附器依次通過不鏽鋼管道連接；吸附器殼體可以為圓柱形也可以為其他形狀，優選為圓柱形利於氣體流動也避免吸附死角，殼體內設置吸附裝置。本實用新型在一級吸附器內設置多孔陶瓷吸附裝置，二級吸附器以及三級吸附器內分別設置一號分子篩以及二號分子篩，可以逐步濾除原料氨氣中的雜質，尤其是一號分子篩的孔徑大於所述二號分子篩的孔徑，形成梯度除雜，利於提純效果。優選的，多孔陶瓷吸附裝置的過濾精度為0.05～0.1微米，一號分子篩的型號為13X，二號分子篩的型號為4A；原料氨氣由原料氨氣進管進入，首先粗吸附原料氨中的大量水份、油脂、粉塵、顆粒物等雜質，再去除原料氨中大量的水份、硫氣物及二氧化碳，最後深度去除原料氨中少量的水份、硫氣物及二氧化碳；三組吸附器在不同程度都會去除油脂，氧氮等雜質，經三個吸附裝置串聯吸附後的高純氨質量合格，可通過高純氨氣出管進入客戶使用區。

本實用新型中，所述原料氨氣進管、高純氨氣出管上都設有截止閥；所述一級吸附器、二級吸附器之間以及二級吸附器、三級吸附器之間都設有截止閥；有利於氣流流動的控制，從而保證提純效果。

本實用新型中，所述一級吸附器、二級吸附器以及三級吸附器都設有熱氮吹掃入口；利用熱氮吹掃可以加速將吸附裝置吸附的雜質從排汙口排出，不僅提高吸附效率，增加提純效果，還能是的吸附裝置循環利用，降低設備成本。優選的，所述的熱氮吹掃入口與排汙口分別處於每個吸附器的頂部與底部，可以增加吹掃效果。

本實用新型中，所述一級吸附器頂部與二級吸附器底部連接，所述二級吸附器頂部與三級吸附器底部連接；所述原料氨氣進管與一級吸附器底部連接，所述高純氨氣出管與三級吸附器頂部連接。氣體由吸附器底部進入、頂部排出，提高了雜質去除效果，原料氨氣經過一級吸附器、二級吸附器、三級吸附器串聯吸附後，除去原料氨氣中含有的大量雜質，此類雜質包含氧氣、氮氣、油脂、硫化物、顆粒、粉末和水氣及二氧化碳，去除後的高純氨氣總雜質含量低於5ppm，可滿足工業應用需求。

由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：

1．本實用新型設計了一種氨氣提純用吸附裝置，能有效的去除原料氨氣（99.8%）中的氧、氮、二氧化碳、水、硫化物等有害雜質，去除後的高純氨氣總雜質含量低於5ppm，達到6N級，可滿足工業應用的需求，同時也能為更高純度的氨氣提純做準備；

2．本實用新型的裝置節省能耗，汙染少，經過該裝置可以將經濟價值較低的氨氣經吸附後轉化成濃度較高的氨氣，提高了產品的價值，創造了較好的經濟效益；

3．本實用新型的裝置無需較多的廠房與投資，且效益高，能持續管道供氣，對解決本行業的氣源效果更加明顯，能夠滿足於太陽能光伏行業及其他領域，吸附法還不對空氣環境造成汙染，適合工業化生產。

附圖說明

圖1為實施例一氨氣提純用吸附裝置的結構示意圖。

其中：1、一級吸附器；2、二級吸附器；3、三級吸附器；4、原料氨氣進管；5、高純氨氣出管；6、截止閥；7、熱氮吹掃口；8、排汙口。

具體實施方式

如圖1所示，一種氨氣提純用吸附裝置，主要由三組吸附裝置串聯組合而成，包括由不鏽鋼管道依次連接的一級吸附器1、二級吸附器2、三級吸附器3；一級吸附器頂部出口連接二級吸附器底部進氣口，二級吸附器頂部出口連接到三級吸附器底部進氣口；一級吸附器接有原料氨氣進管4；三級吸附器接有高純氨氣出管5；原料氨氣進管、高純氨氣出管、一級吸附器、二級吸附器之間以及二級吸附器、三級吸附器之間都設有截止閥6，有利於氣流流動的控制，從而保證提純效果；熱氮吹掃人口7、排汙口8分別位於每個吸附器的頂部、底部；為了簡潔，附圖中相同部件標註一處。

上述氨氣提純用吸附裝置中，一級吸附器包括一級吸附器殼體以及位於一級吸附器殼體內的多孔陶瓷吸附裝置；二級吸附器包括二級吸附器殼體以及位於二級吸附器殼體內的一號分子篩；三級吸附器包括三級吸附器殼體以及位於三級吸附器殼體內的二號分子篩；多孔陶瓷吸附裝置為三氧化二鋁吸附裝置，過濾精度為0.05微米，一號分子篩的型號為13X，二號分子篩的型號為4A。多孔陶瓷吸附裝置、一號分子篩以及二號分子篩本身為現有產品，其通過常規手段安裝在吸附器內。原料氨氣經過一級吸附器、二級吸附器、三級吸附器串聯吸附後，除去原料氨氣中含有的大量雜質，此類雜質包含氧氣、氮氣、油脂、硫化物、顆粒、粉末和水氣及二氧化碳。其中一級吸附器中填裝三氧化二鋁吸附劑作為多孔陶瓷吸附裝置，主要粗吸附原料氨中的大量水份、油脂、粉塵、顆粒物等雜質；二級吸附器中填裝分子篩(13X)作為吸附裝置，主要去除原料氨中大量的水份、硫氣物及二氧化碳；三級吸附器填裝分子篩(4A) 作為吸附裝置，主要深度去除原料氨中少量的水份、硫氣物及二氧化碳。三組吸附器在不同程度都會去除油脂，氧氮等雜質。經三個吸附裝置吸附後的高純氨質量合格，可通過截止閥門經管道進入客戶使用區。

熱氮吹掃是為分子篩吸附再生使用的。當經過吸附器處的氨氣去除雜質效果下降時，將通過吹掃口進行熱氮氣吹掃，同時廢氣從排汙口處排出，不僅提高吸附效率，增加提純效果，還能是的吸附裝置循環利用，降低設備成本。

通過本實用新型的裝置後能有效的去除原料氨氣（99.8%）中的氧、氮、二氧化碳、水、硫化物等有害雜質，去除後的高純氨氣總雜質含量低於5ppm，可滿足客戶的需求，同時也能為更高純度的氨氣提純做準備。本裝置節省能耗，汙染少，經過該裝置，將經濟價值較低的氨氣經吸附後轉化成濃度較高的氨氣，提高了產品的價值，創造了較好的經濟效益。

實施例二

一種氨氣提純用吸附裝置，與實施例一一致，主要由三組吸附裝置串聯組合而成，包括由不鏽鋼管道依次連接的一級吸附器、二級吸附器、三級吸附器，不同點在於多孔陶瓷吸附裝置為三氧化二鋁吸附裝置，過濾精度為0.1微米，一號分子篩的型號為13X，二號分子篩的型號為4A；通過本實用新型的裝置後能有效的去除原料氨氣（99.8%）中的氧、氮、二氧化碳、水、硫化物等有害雜質，去除後的高純氨氣總雜質含量低於5ppm，可滿足客戶的需求，同時也能為更高純度的氨氣提純做準備。