一種氨氣純化裝置的製造方法
2023-06-20 08:38:46 1
專利名稱:一種氨氣純化裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氨氣純化裝置，包括氨槽、電加熱汽化器、活性炭過濾器、塵埃過濾器、氨蒸餾塔、除氧乾燥器、緩衝罐和用於輸送氨氣的氨氣管道，所述電加熱汽化器設置有兩套相互獨立的加熱盤管，其中一套加熱盤管一分別與氨槽出料口一和出料口一組成閉環迴路，氨槽頂部設置有出氣口，所述出氣口與活性炭過濾器入口連接，活性炭過濾器的出口處與塵埃過濾器入口連接，塵埃過濾器的出口處與另一套加熱盤管二連接，加熱盤管二的出口與氨蒸餾塔的入口連接，氨蒸餾塔的出口與除氧乾燥器的入口連接，除氧乾燥器的出口與緩衝罐的入口連接。該實用新型可以連續穩定地生產高純氨產品。
【專利說明】
一種氨氣純化裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及氨氣生產裝置領域，具體涉及一種氨氣純化裝置。【背景技術】
[0002]高純氨(99.999%)是半導體技術發展引發的必然需求產品。應用領域包括半導體照明、液晶顯示、太陽能電池以及大規模集成電路製造。生產高純氨的基本原理是是以工業一等品液氨為原料，利用各種純化淨化手段生產高純氨。採用的純化方法視工業氨中所含雜質的種類、數量、性質和其最終所要達到的純度而定。一般氨中雜質的種類和數量主要有:油份、烴類、1120、02^廣吧、112、0)和(》2等。
[0003]目前高純氨的生產通常採用精餾法對氨氣進行提純，但是這種方法很難將氨氣提純到很高的純度，或者說即使可以提純到很高的純度也會付出很高昂的成本，原因是氨與水相溶性太好了。
[0004]因此，提供一種可靠的純化設備是本領域需要解決的技術問題。【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題:提供一種高純度的氨氣純化裝置，降低高純氨的製造成本。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種氨氣純化裝置，包括氨槽、電加熱汽化器、活性炭過濾器、塵埃過濾器、氨蒸餾塔、除氧乾燥器、緩衝罐和用於輸送氨氣的氨氣管道，所述電加熱汽化器設置有兩套相互獨立的加熱盤管，其中一套加熱盤管一分別與氨槽出料口一和出料口一組成閉環迴路，氨槽頂部設置有出氣口，所述出氣口與活性炭過濾器入口連接，活性炭過濾器的出口處與塵埃過濾器入口連接，塵埃過濾器的出口處與另一套加熱盤管二連接，加熱盤管二的出口與氨蒸餾塔的入口連接，氨蒸餾塔的出口與除氧乾燥器的入口連接，除氧乾燥器的出口與緩衝罐的入口連接。
[0008]優選的，所述加熱盤管一和所述加熱盤管二在電加熱汽化器內部呈螺旋形盤管分布。
[0009]優選的，位於電加熱汽化器表面加防爆接線罩。
[0010]優選的，所述氨蒸餾塔塔頂部設有塔頂冷凝器，塔底設有再沸器，塔體內裝有波紋填料。
[0011]優選的，所述除氧乾燥器的塔體設計成分層套筒結構使得氨氣形成M型線路在塔體運行。
[0012]通過上述技術方案，本實用新型提供的一種氨氣純化裝置，其有益效果是:採用吸附、精餾、超濾組合純化技術，更易於進行大流量高純氨純化處理;採用具有創新性的工藝過程和操作條件，對吸附劑再生技術進行改進。吸附劑再生完成後，採用特殊反吹技術，作為下一吸附周期的過渡，使吸附劑恢復到最高活性，可以連續穩定地生產高純氨產品。【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例所公開的一種氨氣純化裝置的結構示意圖。
[0014]圖中數字和字母所表示的相應部件名稱:
[0015] 1.氨槽2.電加熱汽化器3.活性炭過濾器4.塵埃過濾器5.氨蒸餾塔6.除氧乾燥器7.緩衝罐。【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種氨氣純化裝置，包括氨槽1、電加熱汽化器2、活性炭過濾器3、塵埃過濾器4、氨蒸餾塔5、除氧乾燥器6、緩衝罐7和用於輸送氨氣的氨氣管道，所述電加熱汽化器2設置有兩套相互獨立的加熱盤管，其中一套加熱盤管一分別與氨槽1出料口一和出料口一組成閉環迴路，氨槽1頂部設置有出氣口，所述出氣口與活性炭過濾器3入口連接，活性炭過濾器3的出口處與塵埃過濾器4入口連接，塵埃過濾器4的出口處與另一套加熱盤管二連接，加熱盤管二的出口與氨蒸餾塔5的入口連接，氨蒸餾塔5的出口與除氧乾燥器6的入口連接，除氧乾燥器6的出口與緩衝罐7的入口連接。具體的工藝流程如下:
[0017]—級氨被送到氨槽1，氨槽1裡的液氨通過重力作用流向電加熱汽化器2，控制電加熱汽化器2水浴的溫度給液氨加熱，液氨汽化後又返回氨槽1給氨槽增壓，保證系統有恆定的壓力，滿足工藝要求。增壓後的氨氣進入活性炭過濾器3,主要脫除油類和有機氣體雜質， 隨後進入塵埃過濾器4以除去氨氣中固體顆粒，進而進入電加熱汽化器2以保證系統有恆定的操作壓力，隨後進入氨蒸餾塔5以除去氨氣中的低沸點氣體，隨後通過減壓進入除氧乾燥器6以除去氨氣中的微量水分，最後進入緩衝罐儲7存以備用戶使用。
[0018]此氨用電加熱汽化器主要利用特製高效率電加熱器加熱筒體內的水，被加熱的水加熱緊湊式換熱管內的液氨，採用先進的水溫控制系統，工作時氣化量極其穩定，出口溫度可根據實際狀況調整。主要流程如下:液氨從進氨口進入電加熱汽化器，在電加熱汽化器內部進入螺旋型盤管，目的是增加管程表面的傳熱面積。排汙口在底部，在上部裝一隻溢水口，測溫系統採用鉑電阻，控溫採用溫控儀。加熱裝置使用U型蛔熱棒，分布均勻合理，並在表面加防爆接線罩，符合安全規範。
[0019]氨蒸餾塔是整個氨氣純化工藝的核心部件，主要是除去氨中的低沸點雜質，如N2、 〇)、02、〇14、112等，氨蒸餾塔設有壓力表口、壓力變送器口、安全閥口、氣氨出口、氣氨進口、 廢氣放空口、冷凍水進口、排汙口、液位計口等。除油除雜後的氨氣進入氨蒸餾塔，氨蒸餾塔頂部設有塔頂冷凝器，塔底設有再沸器，塔體內裝有波紋填料，塔底由再沸器供熱，在精餾塔中同時多次進行部分汽化、部分冷凝，氣液兩相在塔內實現傳熱傳質分離。塔頂富集的低沸點組分經放空管連續排出。高純氨集中於塔內釜底經過再沸器加熱可實現氣相連續收集，為後續工藝源源不斷提供高純氨氣。
[0020]氨氣純化系統裝置中的除氧乾燥器的設計原理是物理法與化學法相結合的除雜方法。本套設備即在傳統的除氧器上進行了創新，在塔體設計的時候進行了分層套筒設計， 即目標氨氣形成M型線路在塔體運行，先後把氧氣和水分一次性除掉，塔體的除氧劑和除水劑也都具有再生功能，在塔體套筒內安裝有加熱棒，加熱吸附劑使其再生，再生時再生氣運行方向與正常生產氣運行方向剛好相反，既節約了成本，又使設備簡約化，同時也簡化了工-H-〇
[0021]本實用新型技術方案提供了一種氨氣純化裝置，具有如下優勢:
[0022]純化技術:對應用於半導體領域的高純氣體純度要求極高，特別是影響半導體材料生長的氧、水以及其它雜質含量必須達到ppm-ppb級.我們針對原料氣體的雜質含量、理化性質，以高效吸附和高效精餾為主要純化方法，重點選擇選擇性好、吸附容量大、純化深度高的新型吸附劑、高性能催化劑，具有吸附和催化兩種功能，雜質脫除達到使用要求。本工藝特別宜於規模化生產。
[0023]淨化技術:為了使高純超淨氨達到預期的純度和潔淨度，對與氣體接觸的所有設備、容器、管路的材質進行預處理，做到無表面吸附、無表面化學反應、無粒子脫落、無死體積、密封性能好。在淨化系統中，選擇捕集效率高，孔徑小的高效過濾器，極大降低產品中的塵埃粒子，達到產品超純潔淨。
[0024]產業化生產技術:採用吸附、精餾、超濾組合純化技術，更易於進行大流量高純氨純化處理;採用具有創新性的工藝過程和操作條件，對吸附劑再生技術進行改進。吸附劑再生完成後，採用特殊反吹技術，作為下一吸附周期的過渡，使吸附劑恢復到最高活性，可以連續穩定地生產高純氨產品。
[0025]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。
【主權項】
1.一種氨氣純化裝置，其特徵在於，包括氨槽、電加熱汽化器、活性炭過濾器、塵埃過濾 器、氨蒸餾塔、除氧乾燥器、緩衝罐和用於輸送氨氣的氨氣管道，所述電加熱汽化器設置有 兩套相互獨立的加熱盤管，其中一套加熱盤管一分別與氨槽出料口一和出料口一組成閉環 迴路，氨槽頂部設置有出氣口，所述出氣口與活性炭過濾器入口連接，活性炭過濾器的出口 處與塵埃過濾器入口連接，塵埃過濾器的出口處與另一套加熱盤管二連接，加熱盤管二的 出口與氨蒸餾塔的入口連接，氨蒸餾塔的出口與除氧乾燥器的入口連接，除氧乾燥器的出 口與緩衝罐的入口連接。2.根據權利要求1所述的一種氨氣純化裝置，其特徵在於，所述加熱盤管一和所述加熱 盤管二在電加熱汽化器內部呈螺旋形盤管分布。3.根據權利要求1所述的一種氨氣純化裝置，其特徵在於，位於電加熱汽化器表面加防爆接線罩。4.根據權利要求1所述的一種氨氣純化裝置，其特徵在於，所述氨蒸餾塔塔頂部設有塔 頂冷凝器，塔底設有再沸器，塔體內裝有波紋填料。5.根據權利要求1所述的一種氨氣純化裝置，其特徵在於，所述除氧乾燥器的塔體設計 成分層套筒結構使得氨氣形成M型線路在塔體運行。
【文檔編號】C01C1/12GK205709899SQ201620333302
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】劉華明, 郭旭, 王文哲, 曾旭, 吳桂蘭, 朱進軍
【申請人】蘇州杜爾氣體化工裝備有限公司