CN102259893B - 超纯氨纯化装置的废气处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种超纯氨纯化装置的废气处理方法，它涉及超高纯氨纯化装置的含氨废气的处理方法，它的处理装置包含催化吸附系统、精馏塔、冷凝器、氨分解炉、废气塔，催化吸附系统分别与精馏塔和废气塔连接，精馏塔与冷凝器连接，冷凝器与氨分解炉连接，氨分解炉与精馏塔连接。它能使残留氨的含量大大降低，符合国家排放标准，经过这种尾气处理系统处理后的尾气主要是一种氢氮混合气，是理想的催化吸附系统再生工艺用气，用于还原催化脱氧剂和吹扫吸附干燥剂，节省了催化吸附系统再生工艺用气的辅料消耗，降低生产成本，保证超高纯氨产品品质。

Description

超纯氨纯化装置的废气处理方法
技术领域：
本发明涉及超高纯氨纯化装置的含氨废气的处理方法，具体涉及超纯氨纯化装置的废气处理装置及处理方法。
背景技术：
氨不仅是一种非常重要的工业基础材料，还被广泛应用于半导体集成电路IC、液晶显示器LCD、半导体发光器件LED以及太阳能电池PV等行业。普通的一级品工业氨(纯度99.8％)远不能满足光电子行业的需求，氨的纯度必需达到99.999％(5N)或99.9999％(6N)，甚至99.99999％(7N)以上。氨中的各种杂质必需控制在ppm、ppb甚至是ppt数量级，这对氨的纯化技术和检测技术提出了很大的挑战。
近年来，随着全球石油等能源资源逐渐减少，世界各国大力发展清洁能源以及节能技术，重点关注低碳经济。在此背景之下，我国的太阳能电池和LED技术及相关产业得到了迅猛发展。在生产制造太阳能电池及LED芯片过程中，都需要用到大量的超纯氨作为氮源，尤其是LED芯片在生长时，所用的氨的纯度越高，制备的LED功耗越小，发光强度越大。(太阳能电池和LED技术领域中各种所需氨的技术指标见图1)
新动力光电采用新颖和先进的多级组合氨纯化工艺和相关专利技术利用纯度为99.8％工业一级品液氨为材料，采用新动力光电专门超高纯氨研制的新型高效组合催化剂和吸附剂，经过过滤除油，除金属杂质预纯化后进行汽化，一级纯化(除氧和除水)，再经低温精馏二级纯化除H2、O2、N2、CH4、CO、CO2等杂质，再经过三级深度纯化(深度除水)即可得到纯度99.99999％(7N)以上超高纯氨。
超高纯氨纯化是一个气体纯化工艺过程，整个系统要求绝对密封并承载一定压力，系统绝对不允许有任何泄漏，在精密精馏过程中少量含氨尾气释放，精密精馏尾气中含有微量轻组分杂质H2、O2、N2、CH4、CO、CO2，精密精馏尾气量约占原料氨量的1～3％左右。目前大都采用低温冷凝器回收液氨或通过稀硫酸溶液吸收生成硫酸铵来进行尾气回收，这种方法成本高，并且回收后残留的氨的含量比较高，不符合国家排放标准。
发明内容：
本发明的目的是提供超纯氨纯化装置的废气处理装置及处理方法，它能使残留氨的含量大大降低，符合国家排放标准，同时，经过这种尾气处理系统处理后的尾气主要是一种氢氮混合气，含氢75％，含氮25％，是理想的催化吸附系统再生工艺用气，用于还原催化脱氧剂和吹扫吸附干燥剂，节省了催化吸附系统再生工艺用气的辅料消耗，降低了生产成本，有利于降低系统综合能耗，提高生产效率和保证产品品质，又能安全环保地有效处理精密精馏的含氨尾气。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明采取以下技术方案：它的处理装置包含催化吸附系统1、精馏塔2、冷凝器3、氨分解炉4、废气塔5，催化吸附系统1分别与精馏塔2和废气塔5连接，精馏塔2与冷凝器3连接，冷凝器3与氨分解炉4连接，氨分解炉4与精馏塔2连接。
所述的催化吸附系统1包含第一吸附塔1-1和第二吸附塔1-2，内分别盛有催化脱氧剂和吸附干燥剂。
所述的氨分解炉内盛有镍催化剂，空速为1000h-1，可使氨的分解效率达到99.9％以上。
本发明的处理方法为：原料氨气经催化吸附系统1，除去氨气中杂质氧和水，然后进入精馏塔2，在塔顶部的冷凝器3排放氨中轻组分杂质(或称含氨废气)，该含氨废气通过氨分解炉4，在850℃温度下生成75％H2和25％N2混合气，送入催化吸附系统，还原第一吸附塔1-1中的催化脱氧剂和吹扫第二吸附塔1-2吸附干燥剂，排出的再生废气经废气塔5，含氨量＜25ppm，符合国家排放标准，排入大气。
本发明具有以下有益效果：它能使残留氨的含量大大降低，符合国家排放标准，同时，经过这种尾气处理系统处理后的尾气主要是一种氢氮混合气，含氢75％，含氮25％，是理想的催化吸附系统再生工艺用气，用于还原催化脱氧剂和吹扫吸附干燥剂，节省了催化吸附系统再生工艺用气的辅料消耗，降低了生产成本，有利于降低系统综合能耗，提高生产效率和保证产品品质，又能安全环保地有效处理精密精馏的含氨尾气。
附图说明：
图1背景技术中的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
参照图2，本具体实施方式采取以下技术方案：它的处理装置包含催化吸附系统1、精馏塔2、冷凝器3、氨分解炉4、废气塔5，催化吸附系统1分别与精馏塔2和废气塔5连接，精馏塔2与冷凝器3连接，冷凝器3与氨分解炉4连接，氨分解炉4与精馏塔2连接。
所述的催化吸附系统1包含第一吸附塔1-1和第二吸附塔1-2，内分别盛有催化脱氧剂和吸附干燥剂。
所述的氨分解炉内盛有镍催化剂，空速为1000h-1，可使氨的分解效率达到99.9％以上。
本具体实施方式的处理方法为：原料氨气经催化吸附系统1，除去氨气中杂质氧和水，然后进入精馏塔2，在塔顶部的冷凝器3排放氨中轻组分杂质(或称含氨废气)，该含氨废气通过氨分解炉4，在850℃温度下生成75％H2和25％N2混合气，送入催化吸附系统，还原第一吸附塔1-1中的催化脱氧剂和吹扫第二吸附塔1-2吸附干燥剂，排出的再生废气经废气塔5，含氨量＜25ppm，符合国家排放标准，排入大气。
本具体实施能使残留氨的含量大大降低，符合国家排放标准，同时，经过这种尾气处理系统处理后的尾气主要是一种氢氮混合气，含氢75％，含氮25％，是理想的催化吸附系统再生工艺用气，用于还原催化脱氧剂和吹扫吸附干燥剂，节省了催化吸附系统再生工艺用气的辅料消耗，降低了生产成本，有利于降低系统综合能耗，提高生产效率和保证产品品质，又能安全环保地有效处理精密精馏的含氨尾气。
实施例：
以年产500吨超纯氨的氨纯化装置为例，原料液氨用量65kg/h，精馏塔轻组分废气量2～4Nm3/h左右，氨分解炉内盛镍催化剂10kg，炉子加热温度850℃，通过氨分解炉得到氢气3～6Nm3/h和氮气1～2Nm3/h。可用于氨气纯化装置的催化吸附系统的再生气，保证氨气纯化效果。

Claims (2)

1.超纯氨纯化装置的废气处理方法，其特征在于它的处理装置包含催化吸附系统(1)、精馏塔(2)、冷凝器(3)、氨分解炉(4)、废气塔(5)，催化吸附系统(1)分别与精馏塔(2)和废气塔(5)连接，精馏塔(2)与冷凝器(3)连接，冷凝器(3)与氨分解炉(4)连接，氨分解炉(4)与精馏塔(2)连接；催化吸附系统(1)包括第一吸附塔(1-1)和第二吸附塔(1-2)，第一吸附塔(1-1)内盛催化脱氧剂，第二吸附塔(1-2)内盛吸附干燥剂；其处理方法为：原料氨气经催化吸附系统(1)，除去氨气中杂质氧和水，然后进入精馏塔(2)，在塔顶部的冷凝器(3)排放氨中轻组分杂质，该含氨废气通过氨分解炉(4)，在850℃温度下生成75％H2和25％N2混合气，送入催化吸附系统(1)，还原第一吸附塔(1-1)中的催化脱氧剂和吹扫第二吸附塔(1-2)中的吸附干燥剂，排出的再生废气经废气塔(5)排放。
2.根据权利要求1所述的废气处理方法，其特征在于：所述的氨分解炉内盛有镍催化剂，空速为1000h-1。
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