[发明专利]基于膨胀制冷提纯氨气的装置及用该装置提纯氨气的方法

说明书

本发明公开了一种基于膨胀制冷提纯氨气的装置及用该装置提纯氨气的方法，装置包括依次连接的缓冲罐、初级吸附系统、初级过滤系统、压缩机、膨胀制冷系统、气化器、深度吸附系统、深度过滤系统、精馏塔，还可以包括低温液体充装泵、成品罐、冷水机组、氮气吹扫设备以及加热器。本发明开发的利用膨胀制冷法氨气回收制取高纯氨气的装置与方法，特别对LED厂尾气回收制取高纯氨气有效，实行能源的循环利用。

技术领域

本发明涉及一种氨气提纯技术，具体涉及一种基于膨胀制冷提纯氨气的装置及用该装置提纯氨气的方法，可用于LED行业的氨气回收提纯。

背景技术

高纯氨作用在大阳能行业中为氮化硅薄膜提供氮源、以及集成电路制造、化合物半导体、液晶显示器及更好地为清洗硅片而提供洁净的工艺气体氨气；高纯氨作为电子行业的原材料，其产品的质量至关重要，直接关系到最终产品的良率，对于原材料的质量和成本与行业的发展都是有着密切的关系。目前市场多采用大型工艺生产出来的超纯氨气作为货源，而此方法价格昴贵，产品投资大，单价高。同时，氨气（NH₄）大量用于LED生产工艺中，并产生大量回收废气，如果不加以利用则会污染环境也造成资源浪费；因此需要提供新的方法以提纯氨气，尤其是能够提纯回收氨气。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于膨胀制冷提纯氨气的装置及用该装置提纯氨气的方法，用于原料氨气提纯，尤其适用回收氨气提纯。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种基于膨胀制冷提纯氨气的装置，包括依次连接的缓冲罐、初级吸附系统、初级过滤系统、压缩机、膨胀制冷系统、气化器、深度吸附系统、深度过滤系统、精馏塔；所述初级吸附系统包括初级吸附器；所述初级过滤系统包括初级过滤器；所述膨胀制冷系统包括风机制动膨胀机、依次连接的第一级换热设备、第二级换热设备、第三级换热设备；所述深度吸附系统包括深度吸附器；所述深度过滤系统包括深度过滤器；所述精馏塔塔顶设有冷凝器、底部设有塔釜；所述精馏塔设有待精馏氨气进料口与高纯氨气出料口；所述第一级换热设备由第一换热器与第一气液分离器组成；所述第二级换热设备由第二换热器与第二气液分离器组成；所述第三级换热设备由第三换热器与第三气液分离器组成；所述压缩机与第一换热器连接；所述气化器与第一换热器连接；所述待精馏氨气进料口位于高纯氨气出料口下方；所述待精馏氨气进料口与高纯氨气出料口的距离为精馏塔高度的20～30%；所述高纯氨气出料口距离精馏塔顶的距离为精馏塔高度的10～20%；所述风机制动膨胀机依次与第三换热器、第二换热器、第一换热器连接。

上述技术方案中，所述连接是指各设备之间连通，用于气体或者液体输送，如果气体传输则是气管连通，如果液体传输则是液管连通；管道与各部件的连接方式为现有方式，不泄露即可；本发明中一些部件同时连接多个其他部件，达到节省能源、以最小消耗达到最佳提纯效果，本领域技术人员可以参考本发明实施例理解。

上述技术方案中，依次连接的第一级换热设备、第二级换热设备、第三级换热设备组成多级换热设备，级数越高处理后的氨气纯度越高；每级换热设备都是由换热器与气液分离器组成，换热器包括用于换热的冷源气体出入口、用于分离的原料出入口、液体氨出入口，气液分离器包括原料入口、气体出口以及液体出口；换热后的原料（气液混合物）进入气液分离器实现气液分离，得到气体以及液体氨，再进入各自传输路径。