專利名稱：一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光電子高純材料的純化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高純氨現(xiàn)場純
化供氣裝置。
技術(shù)背景超高純氨為半導(dǎo)體工業(yè)中氮化膜成膜的氮源氣體，廣泛應(yīng)用于LED發(fā)光器件、 PV太陽能光伏電池、IC集成電路以及TFT-IXD液晶面板等，普通的一級品工業(yè)氨(純度 99.8% )遠(yuǎn)不能滿足光電子行業(yè)的需求，氨的純度必需達(dá)到99. 999% (5N)或99. 9999% (6N)，甚至999. 9999% (7N)以上。氨中的各種雜質(zhì)必需控制在ppm、ppb甚至是ppt數(shù)量級，這對氨的純化技術(shù)和檢測技術(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。作為超高純氨主要應(yīng)用領(lǐng)域的光電產(chǎn)業(yè)包括光電器件、光電顯示、光電影像、光電儲存、和光電通信等，光電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是全球各個工業(yè)國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，但作為關(guān)鍵生產(chǎn)原料的光電核心材料大多掌握在外國公司手中，形成我國光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。中國要在新能源和環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)上占據(jù)制高點，不可能也不允許國外公司來壟斷光電材料的市場。近年來，隨著全球石油等能源資源逐漸減少，世界各國大力發(fā)展清潔能源以及節(jié)能技術(shù)，重點關(guān)注低碳經(jīng)濟(jì)。在此背景之下，我國的太陽能電池和LED技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。在生產(chǎn)制造太陽能電池及LED芯片過程中，都需要用到大量的超純氨作為氮源，尤其是LED芯片在生長時，所用的氨的純度越高，制備的LED功耗越小，發(fā)光強(qiáng)度越大。氨是薄膜制造應(yīng)用中成膜時被廣泛使用的氮源材料。氨的化學(xué)性質(zhì)能使化學(xué)氣相沉積(CVD，Chemical Vapor Deposition)工藝中薄膜生長在較低的溫度下進(jìn)行。發(fā)光二級管(LED，Light Emitting Diode)是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為電光轉(zhuǎn)換材料，在二級管兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合激發(fā)光子而實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換。不同LED可發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫的光線。他們可以組合發(fā)出白光，或通過激發(fā)熒光粉發(fā)出白光。LED的外延生長是指應(yīng)用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積工藝在一定襯底材料上生長出特定的單晶薄膜。它是生產(chǎn)LED芯片的核心材料。被廣泛用作背光光源的高效藍(lán)光LED的制備中需要在藍(lán)寶石襯底材料上生長GaN單晶膜。其中，( 來自金屬有機(jī)源(M0源)如三甲基鎵(TMG) ；N來自氮源如氨。普通的一級品工業(yè)氨(純度99。8% )不能滿足MOCVD中單晶薄膜生長的需求，氨的純度必需達(dá)到99。9999% (6N)或99。99999% (7N)以上，才能生產(chǎn)出合格的GaN外延片，我們把它稱作超高純氨。因此，作為氮源的超高純氨，作為金屬有機(jī)源高純金屬有機(jī)化合物，和供晶體生長的襯底材料一起組成LED外延片的三大核心材料。在國家《可再生能源法》和節(jié)能減排政策的推動下，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)以100%的年復(fù)合增長率高速發(fā)展。一些大型太陽能電池片廠商，年產(chǎn)太陽能電池片的規(guī)模已接近或達(dá)到IGW以上，如晶能光電、尚德電力、賽維LDK。每月需用超純氨10 30噸之間。LED上游外延片的項目投資和建設(shè)在2010和2011年更是出現(xiàn)井噴態(tài)勢，投資規(guī)模
3在一億人民幣以上的項目超過70個。目前外延廠商計劃有幾十臺或上百臺的MOCVD外延生產(chǎn)線。合肥藍(lán)光光電計劃建設(shè)200條MOCVD外延生產(chǎn)線，保利協(xié)鑫推出500條MOCVD外延生產(chǎn)線計劃，2011年蒙西集團(tuán)在內(nèi)蒙鄂爾多斯計劃建設(shè)600條MOCVD外延生產(chǎn)線。LED 磊晶廠擁有50臺以上M0CVD，每月需要超純氨50噸以上.擁有100-500臺M0CVD，每月需要超純氨100-500噸之間，顯然靠鋼瓶來運輸超高純氨氣的現(xiàn)有供氣方式必須改變。運輸?shù)某呒儼睔獾匿撈啃枰厥夤に噥碇圃?，價格昂貴。在鋼瓶的充裝和使用過程中會引入二次污染
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置，它采用撬裝式，結(jié)構(gòu)緊湊，使用先進(jìn)工藝，純化效果好；可以避免超高純氨在充裝鋼瓶，貯存運輸和使用過程中會受到二次污染；確保超高純氨在用戶使用點的純度和雜質(zhì)指標(biāo)，并且可以節(jié)省大量超高純氨鋼瓶的運輸費用。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本實用新型采取以下技術(shù)方案它包含進(jìn)氣純化裝置1、二級精餾裝置2、出氣純化裝置3和輸氣管道4，進(jìn)氣純化裝置1、二級精餾裝置2 和出氣純化裝置3通過輸氣管道4依次連接。所述的進(jìn)氣純化裝置1包含除油器1-1和吸附干燥器1-2，除油器1-1和吸附干燥器1-2通過輸氣管道4連接。所述的二級精餾裝置2包含一級精餾塔2-1和二級精餾塔2-2，一級精餾塔2_1和二級精餾塔2-2通過輸氣管道4連接。所述的出氣純化裝置3包含催化吸附深度純化裝置3-1和精密過濾器3-2，催化吸附深度純化裝置3-1和精密過濾器3-2通過輸氣管道4連接。本實用新型具有以下有益效果它采用撬裝式，結(jié)構(gòu)緊湊，使用先進(jìn)工藝，純化效果好；可以避免超高純氨在充裝鋼瓶，貯存運輸和使用過程中會受到二次污染；確保超高純氨在用戶使用點的純度和雜質(zhì)指標(biāo)，并且可以節(jié)省大量超高純氨鋼瓶的運輸費用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本具體實施方式
采取以下技術(shù)方案它包含進(jìn)氣純化裝置1、二級精餾裝置2、出氣純化裝置3和輸氣管道4，進(jìn)氣純化裝置1、二級精餾裝置2和出氣純化裝置3 通過輸氣管道4依次連接。所述的進(jìn)氣純化裝置1包含除油器1-1和吸附干燥器1-2，除油器1-1和吸附干燥器1-2通過輸氣管道4連接，除油器1-1采用活性碳除油和吸附干燥器1-2通過分子篩吸附干燥除水.。所述的二級精餾裝置2包含一級精餾塔2-1和二級精餾塔2-2，一級精餾塔2_1和二級精餾塔2-2通過輸氣管道4連接，一級精餾塔2-1先除去氨中的輕組分氫氣，氧氣，氮氣，甲烷，一氧化碳，二氧化碳等，可使輕組分雜質(zhì)含量降低至IOppb —下；二級精餾塔2-2除去氨中微量水，高沸點和金屬雜質(zhì)，可使水分降至200ppb以下，此時可獲得6N高純氨。所述的出氣純化裝置3包含催化吸附深度純化裝置3-1和精密過濾器3-2，催化吸附深度純化裝置3-1和精密過濾器3-2通過輸氣管道4連接。通過催化吸附深度純化裝置 3-1，采用精密的催化吸附劑，深度除氧和除水，可使氨中的水分降至50ppb —下；通過精密過濾器3-2可使氨中粒徑> 0. 01微的顆粒幾乎全部除去，此時可獲得7N高純氨。本具體實施方式
采用撬裝式，結(jié)構(gòu)緊湊，使用先進(jìn)工藝，純化效果好；可以避免超高純氨在充裝鋼瓶，貯存運輸和使用過程中會受到二次污染；確保超高純氨在用戶使用點的純度和雜質(zhì)指標(biāo)，并且可以節(jié)省大量超高純氨鋼瓶的運輸費用。實施例以年產(chǎn)1000噸超純氨現(xiàn)場純化供氣裝置為例，以工業(yè)液氨為原料，進(jìn)氨量為 170kg/h，產(chǎn)品提取率為90%，進(jìn)氣純化裝置由特制的油分離器和吸附干燥器組成，可使氨中油降至0. Olppm,水分降至lppm。吸附干燥器容積200L盛氨用分子篩150kg，一組工作，一組再生，保證連續(xù)生產(chǎn)；二級精餾裝置第一級精餾可以使氨中輕組分，氫氣，氧氣，氮氣， 甲烷，一氧化碳，二氧化碳等降至IOppb以下。第二級精餾可使氨中水分降至200ppb以下， 金屬雜質(zhì)可降至PPt級。精餾塔直徑300mm，高度Hm，出氣純化裝置采用特制催化吸附劑， 能使氨中水分降至50ppb以下；不銹鋼精密過濾器的過濾精度為0. 01微米。
權(quán)利要求1.一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置，其特征在于它包含進(jìn)氣純化裝置(1)、二級精餾裝置O)、出氣純化裝置C3)和輸氣管道G)，進(jìn)氣純化裝置(1)、二級精餾裝置( 和出氣純化裝置( 通過輸氣管道(4)依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置，其特征在于所述的進(jìn)氣純化裝置(1)包含除油器(1-1)和吸附干燥器(1-2)，除油器(1-1)和吸附干燥器(1-2)通過輸氣管道(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置，其特征在于所述的二級精餾裝置( 包含一級精餾塔(2-1)和二級精餾塔0-2)，一級精餾塔(2-1)和二級精餾塔 (2-2)通過輸氣管道(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置，其特征在于所述的出氣純化裝置C3)包含催化吸附深度純化裝置(3-1)和精密過濾器(3-2)，催化吸附深度純化裝置 (3-1)和精密過濾器(3- 通過輸氣管道(4)連接。
專利摘要一種超高純氨現(xiàn)場純化供氣裝置，其特征在于它涉及光電子高純材料的純化技術(shù)領(lǐng)域，它包含進(jìn)氣純化裝置(1)、二級精餾裝置(2)、出氣純化裝置(3)和輸氣管道(4)，進(jìn)氣純化裝置(1)、二級精餾裝置(2)和出氣純化裝置(3)通過輸氣管道(4)依次連接。本實用新型采用撬裝式，結(jié)構(gòu)緊湊，使用先進(jìn)工藝，純化效果好；可以避免超高純氨在充裝鋼瓶，貯存運輸和使用過程中會受到二次污染；確保超高純氨在用戶使用點的純度和雜質(zhì)指標(biāo)，并且可以節(jié)省大量超高純氨鋼瓶的運輸費用。
文檔編號C01C1/02GK202030540SQ201120159718
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者吳納新 申請人:吳納新