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)氨中所含雜質的種類、數(shù)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(shù)量主要有:油份、烴類、H20、02、Ar、N2、H2、CO和CO2等。

工作原理:

一級氨被送到氨槽，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。增壓后的氨氣進入活性炭過濾器，主要脫除油類和有機氣體雜質，隨后進入塵埃過濾器以除去氨氣中固體顆粒，進而進入電加熱汽化器以保證系統(tǒng)有恒定的操作壓力，隨后進入氨蒸餾塔以除去氨氣中的低沸點氣體，隨后通過減壓進入除氧干燥器以除去氨氣中的微量水分，最后進入緩沖罐儲存以備用戶使用。

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

突破氨循環(huán)電加熱汽化器的設計技術難題

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，總結起來缺點如下:

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,如缺水可能會造成干燒等現(xiàn)象，加熱系統(tǒng)容易出現(xiàn)問題。

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

A、由于本司研制生產(chǎn)的電加熱汽化器加熱點比較少，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，可以從頂部進行拆卸清理長時間使用而產(chǎn)生的水垢。

C、由于結構緊湊、體積小、維修、維護方便，造價低等優(yōu)點，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。

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的水，被加熱的水加熱緊湊式換熱管內的液氨，采用先進的水溫控制系統(tǒng)，工作時氣化量極其穩(wěn)定，出口溫度可根據(jù)實際狀況調整。已申請專利，主要流程如下:液氨從進氨口進入汽化器，在汽化器內部進入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。

突破氨蒸餾塔的設計技術難題

在液氨進行首次除雜設計時用何種方法何種設備至關重要，我公司自行設計的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、CO、O2、CH4、H2等，設備設有壓力表口、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、排污口、液位計口等。除油除雜后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(xiàn)傳熱傳質分離。塔頂富集的低沸點組分經(jīng)放空管連續(xù)排出。高純氨集中于塔內釜底經(jīng)過再沸器加熱可實現(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難題

氨氣純化系統(tǒng)裝置中的除氧除水一體化設備的設計原理是物理法與化學法相結合的除雜方法。本套設備與傳統(tǒng)的除氧除水分別用兩個設備進行除雜是有區(qū)別的，在設計的過程中，我們的專家研究小組經(jīng)過多次設計、試驗、再修改設計、再試驗，不斷的技術完善，最終確立了我們公司獨創(chuàng)的除氧除水一體化設備。本套設備即在傳統(tǒng)的除氧器上進行了創(chuàng)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(chǎn)氣運行方向剛好相反，既節(jié)約了成本，又使設備簡約化，同時也簡化了工藝。

本套氨氣純化系統(tǒng)裝置技術先進性

純化技術:對應用于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。本工藝特別宜于規(guī)?；a(chǎn)。

凈化技術:為了使高純超凈氨達到預期的純度和潔凈度,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,達到產(chǎn)品超純潔凈。

分析檢測技術:ppb級或ppt(10-9~10-12)級氣體雜質、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關鍵,痕量雜質的檢測基于建立可靠的分析方法和先進的檢測儀器。我們在引進了國外先進的分析儀器基礎上,選用ppb~ppt級雜質分析方法。特別是水和金屬雜質的分析,無論在線還是抽檢都做到數(shù)據(jù)重復性、準確性，為保證產(chǎn)品質量提供技術保障。

產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術:采用吸附、精餾、超濾組合純化技術,更易于進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,對吸附劑再生技術進行改進。吸附劑再生完成后,采用特殊反吹技術,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(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)高純氨產(chǎn)品。

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

高純氨產(chǎn)品作為半導體技術的關鍵材料,主要是美國、日本等公司生產(chǎn)和銷售。純度可以達到99.999%以上，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)數(shù)千噸級。本公司研制和開發(fā)的高純氨(99.999%)生產(chǎn)設備,其技術指標與進口產(chǎn)品相當，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，在國內多個廠家也有設備在投入使用，2010年預計會實現(xiàn)年產(chǎn)1000噸的高純氨連續(xù)生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)，以此標志著高純氨生產(chǎn)設備實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

高純氨(99.999%)是半導體技術發(fā)展引發(fā)的必然需求產(chǎn)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(guī)模集成電路制造。國際、國內都有巨大的潛在市場,目前只有歐美發(fā)達國家可以生產(chǎn),其生產(chǎn)能力遠遠滿足不了日益發(fā)展的光電子產(chǎn)業(yè)需求,我們提供的氨氣純化系統(tǒng)設備無論在價格上還是在技術服務上都有明顯的優(yōu)勢。

在溶劑純化系統(tǒng)的設計生產(chǎn)中溶入了多項先進的專利和技術。 創(chuàng)新科技獨特的分配系統(tǒng)使多個用戶更方便地使用無水溶劑，我們的五通閥設計是當今全球領域內公認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。

通過雙凈化圓管設計可凈化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閥等

儲存罐容量20升. 儲存罐有特別的防爆及防護設計

活動式靜電接地夾

配備7微米不銹鋼微粒過濾器

每種溶劑配備7psi壓力閥門調節(jié)器以防止玻璃器皿過分受壓

五通閥設計，美觀又容易操作

溶劑純化系統(tǒng)

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

· 通過雙凈化圓管設計可凈化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

和針型開關閥等

· 儲存罐容量20升，儲存罐有特別的防爆及防

護設計

· 活動式靜電接地夾

· 配備7微米不銹鋼微粒過濾器

· 每種溶劑配備7psi壓力閥門調節(jié)器以防止玻璃

器皿過分受壓

· 五通閥設計, 美觀又容易操作