氨氣純化系統(tǒng)

氨氣純化系統(tǒng)概述

生產(chǎn)高純氨的基本原理是是以工業(yè)一等品液氨(液氨等級(jí)劃分見表2)為原料，利用各種純化凈化手段生產(chǎn)高純氨。采用的純化方法視工業(yè)氨中所含雜質(zhì)的種類、數(shù)量、性質(zhì)和其最終所要達(dá)到的純度而定。一般氨中雜質(zhì)的種類和數(shù)量主要有:油份、烴類、H20、02、Ar、N2、H2、CO和CO2等。

工作原理:

一級(jí)氨被送到氨槽，氨槽里的液氨通過重力作用流向電加熱汽化器，控制電加熱汽化器水浴的溫度給液氨加熱，液氨汽化后又返回氨槽給氨槽增壓，保證系統(tǒng)有恒定的壓力，滿足工藝要求。增壓后的氨氣進(jìn)入活性炭過濾器，主要脫除油類和有機(jī)氣體雜質(zhì)，隨后進(jìn)入塵埃過濾器以除去氨氣中固體顆粒，進(jìn)而進(jìn)入電加熱汽化器以保證系統(tǒng)有恒定的操作壓力，隨后進(jìn)入氨蒸餾塔以除去氨氣中的低沸點(diǎn)氣體，隨后通過減壓進(jìn)入除氧干燥器以除去氨氣中的微量水分，最后進(jìn)入緩沖罐儲(chǔ)存以備用戶使用。

在確定氨氣純化系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)路線時(shí)，原料中的雜質(zhì)種類、雜質(zhì)含量是確定氨氣純化工藝的重要因素，在設(shè)計(jì)過程中我們也充分考慮了這些因素。

突破氨循環(huán)電加熱汽化器的設(shè)計(jì)技術(shù)難題

目前市場上氨用電加熱汽化器均采用裂管和盤管圓桶式，圓上裝有5-15只電加熱管,電加熱管加熱水后汽化氨，這種氨用電加熱汽化器均為不防爆加熱，總結(jié)起來缺點(diǎn)如下:

A、目前電加熱汽化器為不防爆,由于氨為易燃、易爆物品,因此不防爆安全有很大問題。

B、如原電加熱汽化器采用防爆.由于圓桶式的加熱汽化器采用5-15只加熱裝置.如每只都需要防爆.造價(jià)比現(xiàn)有增加200%以上。

C、現(xiàn)有汽化器無水位顯示,如缺水可能會(huì)造成干燒等現(xiàn)象，加熱系統(tǒng)容易出現(xiàn)問題。

針對(duì)以上缺點(diǎn)我公司的科研小組成員深入研究，探索了一套可行性技術(shù)方案，最終解決此缺陷，確立此本實(shí)用新型氨循環(huán)電加熱汽化器，本實(shí)用新型涉及液氨轉(zhuǎn)變氣態(tài)氨，提供液氨循環(huán)動(dòng)力。具體優(yōu)點(diǎn)如下:

A、由于本司研制生產(chǎn)的電加熱汽化器加熱點(diǎn)比較少，因此全部采用防爆妥善解決安全問題。

B、新型電加熱汽化器有水位顯示，高度均比以前短，可以從頂部進(jìn)行拆卸清理長時(shí)間使用而產(chǎn)生的水垢。

C、由于結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、維修、維護(hù)方便，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，采用電加熱水來使氨汽化，因此傳熱效率高、汽化效率高、汽化能力強(qiáng)。

此氨用電加熱汽化器主要利用特制高效率電加熱器加熱筒體內(nèi)的水，被加熱的水加熱緊湊式換熱管內(nèi)的液氨，采用先進(jìn)的水溫控制系統(tǒng)，工作時(shí)氣化量極其穩(wěn)定，出口溫度可根據(jù)實(shí)際狀況調(diào)整。已申請(qǐng)專利，主要流程如下:液氨從進(jìn)氨口進(jìn)入汽化器，在汽化器內(nèi)部進(jìn)入S型盤管，目的是增加管程表面的傳熱面積。排污口在底部，在上部裝一只溢水口，測溫系統(tǒng)采用鉑電阻，控溫采用溫控儀。加熱裝置使用U型蛔熱棒，分布均勻合理，并在表面加防爆接線罩，符合安全規(guī)范。

突破氨蒸餾塔的設(shè)計(jì)技術(shù)難題

在液氨進(jìn)行首次除雜設(shè)計(jì)時(shí)用何種方法何種設(shè)備至關(guān)重要，我公司自行設(shè)計(jì)的氨蒸餾塔是整個(gè)氨氣純化工藝的核心部件，主要是除去氨中的低沸點(diǎn)雜質(zhì)，如N2、CO、O2、CH4、H2等，設(shè)備設(shè)有壓力表口、壓力變送器口、安全閥口、氣氨出口、氣氨進(jìn)口、廢氣放空口、冷凍水進(jìn)口、排污口、液位計(jì)口等。除油除雜后的氨氣進(jìn)入氨蒸餾塔，氨蒸餾塔頂部設(shè)有塔頂冷凝器，塔底設(shè)有再沸器，塔體內(nèi)裝有波紋填料，塔底由再沸器供熱，在精餾塔中同時(shí)多次進(jìn)行部分汽化、部分冷凝，氣液兩相在塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳熱傳質(zhì)分離。塔頂富集的低沸點(diǎn)組分經(jīng)放空管連續(xù)排出。高純氨集中于塔內(nèi)釜底經(jīng)過再沸器加熱可實(shí)現(xiàn)氣相連續(xù)收集，為后續(xù)工藝源源不斷提供高純氨氣。

突破除氧除水一體化的技術(shù)難題

氨氣純化系統(tǒng)裝置中的除氧除水一體化設(shè)備的設(shè)計(jì)原理是物理法與化學(xué)法相結(jié)合的除雜方法。本套設(shè)備與傳統(tǒng)的除氧除水分別用兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行除雜是有區(qū)別的，在設(shè)計(jì)的過程中，我們的專家研究小組經(jīng)過多次設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、再修改設(shè)計(jì)、再試驗(yàn)，不斷的技術(shù)完善，最終確立了我們公司獨(dú)創(chuàng)的除氧除水一體化設(shè)備。本套設(shè)備即在傳統(tǒng)的除氧器上進(jìn)行了創(chuàng)新，在塔體設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行了分層套筒設(shè)計(jì)，即目標(biāo)氨氣形成M型線路在塔體運(yùn)行，先后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(nèi)安裝有加熱棒，加熱吸附劑使其再生，再生時(shí)再生氣運(yùn)行方向與正常生產(chǎn)氣運(yùn)行方向剛好相反，既節(jié)約了成本，又使設(shè)備簡約化，同時(shí)也簡化了工藝。

本套氨氣純化系統(tǒng)裝置技術(shù)先進(jìn)性

純化技術(shù):對(duì)應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的高純氣體純度要求極高,特別是影響半導(dǎo)體材料生長的氧、水以及其它雜質(zhì)含量必須達(dá)到ppm-ppb級(jí).我們針對(duì)原料氣體的雜質(zhì)含量、理化性質(zhì),以高效吸附和高效精餾為主要純化方法，重點(diǎn)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(zhì)脫除達(dá)到使用要求。本工藝特別宜于規(guī)?；a(chǎn)。

凈化技術(shù):為了使高純超凈氨達(dá)到預(yù)期的純度和潔凈度,對(duì)與氣體接觸的所有設(shè)備、容器、管路的材質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理,做到無表面吸附、無表面化學(xué)反應(yīng)、無粒子脫落、無死體積、密封性能好。在凈化系統(tǒng)中,選擇捕集效率高,孔徑小的高效過濾器,極大降低產(chǎn)品中的塵埃粒子,達(dá)到產(chǎn)品超純潔凈。

分析檢測技術(shù):ppb級(jí)或ppt(10-9~10-12)級(jí)氣體雜質(zhì)、金屬離子及塵埃粒子的檢測是研制開發(fā)高純氨必須解決的技術(shù)關(guān)鍵,痕量雜質(zhì)的檢測基于建立可靠的分析方法和先進(jìn)的檢測儀器。我們?cè)谝M(jìn)了國外先進(jìn)的分析儀器基礎(chǔ)上,選用ppb~ppt級(jí)雜質(zhì)分析方法。特別是水和金屬雜質(zhì)的分析,無論在線還是抽檢都做到數(shù)據(jù)重復(fù)性、準(zhǔn)確性，為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供技術(shù)保障。

產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù):采用吸附、精餾、超濾組合純化技術(shù),更易于進(jìn)行大流量高純氨純化處理;采用具有創(chuàng)新性的工藝過程和操作條件,對(duì)吸附劑再生技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。吸附劑再生完成后,采用特殊反吹技術(shù),作為下一吸附周期的過渡,使吸附劑恢復(fù)到最高活性,可以連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)高純氨產(chǎn)品。

氨氣純化系統(tǒng)裝置已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)

高純氨產(chǎn)品作為半導(dǎo)體技術(shù)的關(guān)鍵材料,主要是美國、日本等公司生產(chǎn)和銷售。純度可以達(dá)到99.999%以上，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)數(shù)千噸級(jí)。本公司研制和開發(fā)的高純氨(99.999%)生產(chǎn)設(shè)備,其技術(shù)指標(biāo)與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)，于2008年6月在建成的年產(chǎn)能力270噸的高純氨連續(xù)生產(chǎn)裝置已投入使用，在國內(nèi)多個(gè)廠家也有設(shè)備在投入使用，2010年預(yù)計(jì)會(huì)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)1000噸的高純氨連續(xù)生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)，以此標(biāo)志著高純氨生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

高純氨(99.999%)是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展引發(fā)的必然需求產(chǎn)品。應(yīng)用領(lǐng)域包括半導(dǎo)體照明、液晶顯示、太陽能電池以及大規(guī)模集成電路制造。國際、國內(nèi)都有巨大的潛在市場,目前只有歐美發(fā)達(dá)國家可以生產(chǎn),其生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了日益發(fā)展的光電子產(chǎn)業(yè)需求,我們提供的氨氣純化系統(tǒng)設(shè)備無論在價(jià)格上還是在技術(shù)服務(wù)上都有明顯的優(yōu)勢。

在溶劑純化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中溶入了多項(xiàng)先進(jìn)的專利和技術(shù)。 創(chuàng)新科技獨(dú)特的分配系統(tǒng)使多個(gè)用戶更方便地使用無水溶劑，我們的五通閥設(shè)計(jì)是當(dāng)今全球領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的最高效和最安全的操作系統(tǒng)。Pure Solv MD分配系統(tǒng)通過使用我們的綜合分配管系統(tǒng)，可以促進(jìn)真空和惰性氣體更合理地分配，更節(jié)約能源。

通過雙凈化圓管設(shè)計(jì)可凈化800升溶劑

提供不同的接口供用戶選擇, 如 24/40, 14/20, 29/32 不銹鋼接口. 另有其他接口如球形接頭和針型開關(guān)閥等

儲(chǔ)存罐容量20升. 儲(chǔ)存罐有特別的防爆及防護(hù)設(shè)計(jì)

活動(dòng)式靜電接地夾

配備7微米不銹鋼微粒過濾器

每種溶劑配備7psi壓力閥門調(diào)節(jié)器以防止玻璃器皿過分受壓

五通閥設(shè)計(jì)，美觀又容易操作

溶劑純化系統(tǒng)

利用低壓凈化圓管技術(shù)以去除易燃溶劑內(nèi)的水分及氧分，安全及更有效地取締傳統(tǒng)燃燒蒸餾法。我們的設(shè)計(jì)非常有彈性，適合各院校研究及教學(xué)用途，或企業(yè)生產(chǎn)需要。每套獨(dú)立凈化系統(tǒng)可同時(shí)處理高于五種不同溶劑

· 通過雙凈化圓管設(shè)計(jì)可凈化800升溶劑

· 提供不同的接口供用戶選擇, 如 24/40, 14/20, 29/32 不銹鋼接口，另有其他接口如球形接頭

和針型開關(guān)閥等

· 儲(chǔ)存罐容量20升，儲(chǔ)存罐有特別的防爆及防

護(hù)設(shè)計(jì)

· 活動(dòng)式靜電接地夾

· 配備7微米不銹鋼微粒過濾器

· 每種溶劑配備7psi壓力閥門調(diào)節(jié)器以防止玻璃

器皿過分受壓

· 五通閥設(shè)計(jì), 美觀又容易操作