專利名稱：回收氨的工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回收氨的工藝和裝置。本發(fā)明具體涉及從大量含有高濃度氨的氣體中有效回收氨的工藝和裝置。
氨不僅廣泛用作化學(xué)工業(yè)的原料，而且還在裝飾品、碳化物工具和半導(dǎo)體的生產(chǎn)中用于形成氮化物膜。在使用后，剩下的氨變成低價(jià)物質(zhì)或無價(jià)物質(zhì)，這些物質(zhì)要經(jīng)歷廢氣處理，或部分地不經(jīng)處理而排放到大氣中。另外，取決于使用氨的方法有時(shí)排出大量有用的氨。例如，在生產(chǎn)化合物半導(dǎo)體例如氮化鎵膜時(shí)，絕大多數(shù)氨從化合物半導(dǎo)體制造裝置中以高濃度原樣排出，沒有經(jīng)過任何反應(yīng)。事實(shí)上，進(jìn)行除氨害處理需要很大的花費(fèi)。因此從環(huán)境學(xué)和作為有價(jià)資源加以充分利用兩方面看，很希望回收氨。在這種情況下，本發(fā)明提供了有效回收氨的工藝和裝置。
在此之前，極少?gòu)挠冒敝螽a(chǎn)生的含氨廢氣中回收氨，形成可用的氨，因?yàn)榘笔窍喈?dāng)便宜的化合物。相反，在很多情況下，需要采用除氨的方法對(duì)含氨廢氣進(jìn)行廢氣處理，使氨無害化，然后拋棄上述廢氣。
作為處理含氨廢氣的工藝有以下工藝燃燒處理工藝；濕法吸附工藝；干法吸附工藝；分解處理工藝；分解和干法吸附相結(jié)合的工藝等。然而上述工藝具有以下缺點(diǎn)。
燃燒處理工藝的缺點(diǎn)是，需要燃料例如丙烷進(jìn)行燃燒處理，在負(fù)載變化條件下，可應(yīng)用的燃燒器范圍很小，隨著氨的燃燒，產(chǎn)生氮化物副產(chǎn)品。濕法吸附工藝要應(yīng)用酸的水溶液，其缺點(diǎn)是，副產(chǎn)品銨酸很難處理。利用化學(xué)吸附使氨無害化的干法吸附工藝其缺點(diǎn)是要采用昂貴的吸附劑，在處理大量含氨廢氣時(shí)，處理成本很高。
另一方面，分解處理工藝不能完全地分解氨，由于化學(xué)平衡，一部分氨仍未分解，在分解工藝中，使氨與加熱的氨分解催化劑接觸而使氨分解成氮?dú)夂蜌錃?。還已知一種分解和干吸附相結(jié)合的工藝，在這種工藝中，使氨與加熱的氨分解催化劑接觸而將氨分解成氮?dú)夂蜌錃?，然后再用干吸附劑凈化未分解的氨。但是這種工藝也有缺點(diǎn)使用了昂貴的吸附劑，在處理大量含氨廢氣時(shí)，處理成本很高。
如上所述，上述任何一種作為廢氣處理氨的工藝都有缺點(diǎn)，而且還不能使氨回收為有用的物質(zhì)。即基本問題仍未解決，因?yàn)樽鳛榛瘜W(xué)工業(yè)或半導(dǎo)體制造工業(yè)原料的有用物質(zhì)以相當(dāng)?shù)某杀静焕刈兂闪藷o價(jià)的或低價(jià)的物質(zhì)。
另一方面，在氮化物膜半導(dǎo)體等的生產(chǎn)中應(yīng)用大量高純氨。但是在這種情況下，大部分氨未經(jīng)任何反應(yīng)便以高濃度大量地原樣排出，因此應(yīng)用上述任何一種工藝來處理含氨廢氣均是不利的。
如果可以充分回收用過的氨，則不僅可以有利地有效利用資源，而且還可以有利地保護(hù)環(huán)境，到現(xiàn)在還沒有提出有效回收氨的工藝。
本發(fā)明總的目的是開發(fā)和提供一種從大量含有高濃度氨的氣體中有效回收氨的工藝和裝置。
在這種情況下，本發(fā)明人為達(dá)到上述目的進(jìn)行了廣泛深入的研究和實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)使含氨廢氣流過一些吸附管通過吸附作用便可有效地捕集該含氨氣體中的氨，該吸附管內(nèi)充填有吸附劑例如合成沸石或活性碳，該吸附管利用在吸附管外側(cè)流動(dòng)的熱傳送介質(zhì)進(jìn)行冷卻，在減壓條件下通過氨的解吸可以在短時(shí)內(nèi)以很高的產(chǎn)額收集通過吸附作用捕集的氨，同時(shí)用熱傳輸介質(zhì)加熱其中氨已被吸附在吸附劑上的吸附管內(nèi)部。利用上述研究結(jié)果和資料可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明具體涉及回收氨的工藝，該工藝包括以下步驟安裝至少一個(gè)殼體多管吸附器，該吸附器裝有許多吸附管，各個(gè)吸附管其內(nèi)部充填氨吸附劑，該吸附器還裝有熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便通過上述吸附管進(jìn)行熱交換；使含氨氣體流過上述吸附管，同時(shí)用熱傳送介質(zhì)冷卻上述吸附管的內(nèi)部，以便通過吸附作用捕獲上述氣體中的氨；然后在低壓條件下用熱傳輸介質(zhì)加熱上述吸附管的內(nèi)部，從而收集通過解吸作用放出的被捕集氨。
本發(fā)明還涉及一種回收氨的裝置，該裝置包括至少一個(gè)殼體多管吸附器，該吸附器裝有許多其內(nèi)部充填氨吸附劑的許多吸附管和熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便穿過上述吸附管進(jìn)行熱交換；泵，用于在低壓條件下抽空吸附器的上述吸附管的內(nèi)部；上述裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使上述含氨氣體流過上述吸附管，并可以同時(shí)用熱傳輸介質(zhì)冷卻上述吸附管的內(nèi)部，從而通過吸附作用捕獲含于上述氣體中的氨，然后通過解吸作用收集捕集的氨，同時(shí)在低壓下用熱傳輸介質(zhì)加熱上述吸附管的內(nèi)部。
本發(fā)明還涉及一種可以在短時(shí)內(nèi)高產(chǎn)額地有效回收氨的工藝和裝置，該工藝和裝置的特征在于，通過熱傳輸介質(zhì)的熱交換可以強(qiáng)制和有效地冷卻吸附劑，從而能夠防止因吸收熱量溫度上升而造成的吸附性能變壞。另外，上述工藝和裝置的特征分別在于，通過強(qiáng)制和有效地加熱吸附劑，能夠防止在吸附的氨解吸時(shí)因氨的蒸發(fā)熱使吸附劑的溫度降低而引起的解吸率的降低。
采用如上所述的這種結(jié)構(gòu)可以小型化氨的回收裝置，因?yàn)榭梢杂蒙倭课絼┪沾罅堪?，并可以在短時(shí)間內(nèi)解吸吸附的氨，另外，還可以執(zhí)行吸附劑的冷卻和加熱兩種操作，因?yàn)榕溆美渌蜔崴憧梢栽谖絼┖蜔醾鬏斀橘|(zhì)之間進(jìn)行熱交換，而不需要特別的熱傳輸介質(zhì)。


圖1是示意圖，示出本發(fā)明氨回收裝置的例子；圖2是示意圖，示出本發(fā)明氨吸附器的例子。
圖中符號(hào)的意義如下。
1氨的排氣管；2，2′，10，10′，12，12′，15，17，20，22，24閥門；3，3′吸附器；4，4′吸附管；5，5′吸附劑；6，6′熱傳輸介質(zhì)入口；7，7′熱傳輸介質(zhì)出口；
8a，8b管板；9外殼部分11排氣管；13氨回收管；14真空泵；16廢氣循環(huán)管；18緩沖桶；19加壓泵；21回收氨的桶；23排氣桶。
本發(fā)明主要應(yīng)用于從大量含有高濃度氨的氣體中回收氨的工藝。
本文中所說術(shù)語“含氨氣體”表示一種氣體，在這種氣體中氨包含于一種氣體或混合氣體中，這種氣體或混合氣體在常溫和常壓下不與氨發(fā)生反應(yīng)。上述含氨氣體沒有特別限制，但可舉例如下在氫氣、氮?dú)狻⒑?、氬氣等氣體中含氨的氣體。含氨氣體中的氨濃度沒有特別限制，但包括從低濃度到高濃度的各種濃度。
下面參照?qǐng)D2具體說明本發(fā)明的殼體多管吸附器。
本發(fā)明中上述殼體多管吸附器3是一種吸附器，在該吸附器的殼體中通過兩個(gè)管板8a、8b裝有許多其內(nèi)部分別充填吸附劑5的管子(吸附管)，如圖2所示。吸附器3作成可使含氨廢氣流過各個(gè)吸附管4，可使冷水或熱水或其它熱傳送介質(zhì)例如蒸氣從熱傳輸介質(zhì)入口6經(jīng)殼體部分9和位于兩個(gè)管板8a、8b之間的吸附管4之間的空間流到熱傳輸介質(zhì)出口7，還能夠在需要時(shí)加熱和冷卻吸附劑5。上述殼體多管吸附器3的結(jié)構(gòu)與分別用在化學(xué)工業(yè)方面的殼體多管熱交換器或殼體多管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相同。
用在本發(fā)明中的氨吸附劑沒有特別限制，只要它能夠物理吸附大量含氨氣體，并能夠通過操作參數(shù)的選擇例如溫度、壓力等的選擇容易釋放出吸附的氨。可以滿足具有上述必需特性的可用吸附劑的例子為合成沸石(分子篩13X，5A等)、硅膠、氧化鋁、活性碳等。
下面參照?qǐng)D1具體說明本發(fā)明的氨回收裝置。
本發(fā)明中采用一列殼體多管吸附器實(shí)施氨的吸附和解吸，首先進(jìn)行氨的吸附操作，然后停止含氨氣體的輸送，進(jìn)行氨的解吸操作。然而最好平行裝有兩列殼體多管吸附器，以便能夠交替轉(zhuǎn)換，分別輪流地進(jìn)行氨的吸附捕吸操作和解吸操作，以便連續(xù)地回收氨。
圖1是示意圖，示出氨回收裝置的一個(gè)例子，該裝置的結(jié)構(gòu)使得可以用一種方法連續(xù)回收含氨氣體中的氨，在這種方法中，平行并列配置兩列殼體多管吸附器，可以在吸附器之間進(jìn)行交替切換，即一個(gè)吸附器進(jìn)行氨的吸附操作，而另一個(gè)吸附器進(jìn)行氨的解吸操作。更詳細(xì)地講，含氨氣體流過氨的排氣管1和閥2，流入吸附器3的上部，然后進(jìn)入其內(nèi)部充填吸附劑5的吸附管4。此時(shí)，使熱傳輸介質(zhì)例如冷卻水從熱傳輸介質(zhì)入口6流到熱傳輸介質(zhì)出口7，以防止因吸附熱量導(dǎo)致吸附劑5溫度升高而造成的吸附性能降低。
將已除去氨的氣體經(jīng)閥門10引入到排氣管11。
當(dāng)吸附劑5吸附氨達(dá)到飽和吸附或接近飽和吸附時(shí)，關(guān)閉閥2、10，并打開閥2′、10′，以使氨的流道切換到吸附管4′，該吸附管4′其內(nèi)部充填吸附劑5′，并裝在吸附器3′內(nèi)，該吸附器3′具有熱傳輸介質(zhì)入口6′和熱傳輸介質(zhì)出口7′，從而可以開始氨的吸附。隨后將閥12打開，利用真空泵14通過氨的回收管13使吸附管4抽空一段短時(shí)間，同時(shí)使回收氣體經(jīng)打開的閥門15引入排氣桶23。然后，在閥15關(guān)閉和真空泵14處于操作的狀態(tài)下打開閥門17、20，起動(dòng)加壓泵19，同時(shí)使熱傳輸介質(zhì)例如熱水或蒸氣流過吸附管4和吸附器3殼體之間的空間，加熱吸附管4，由此將解吸的氨經(jīng)緩沖桶18回收到氨回收桶21中。將回收的氨貯存在回收氨桶21中，該氨在需要時(shí)可經(jīng)閥22放出。
完成氨的回收以后，停止吸附管4的抽氣，并使吸附管4中的吸附劑5冷卻到約常溫。同時(shí)，將吸附器3′的出口氣體或另外安裝管子中的惰性氣體引入到吸附管4中，使吸附管4中的壓力回到大氣壓，以備下一次切換操作。
吸附器3′的操作和吸附器3的操作相同，但完成氨吸附操作之后的操作是打開閥12′，而不是打開閥12。
使排氣桶23中的回收氣體以低流量經(jīng)閥24和廢氣循環(huán)管16引入到排氨管1。
用于本發(fā)明吸附器的吸附管其內(nèi)直徑通常分別在25～300mm，最好為50～150mm。其內(nèi)直徑在小于25mm時(shí)其缺點(diǎn)是，因?yàn)槊扛苤荒艹涮钶^少的吸附劑，所以需要大量吸附管，這不僅增加了吸附器的生產(chǎn)成本，而且還降低了吸附器的體積效率。相反，其內(nèi)直徑在大于300mm時(shí)則又產(chǎn)生這樣的缺點(diǎn)，即在加熱或冷卻吸附管時(shí)，減慢了熱量的傳輸。
上述吸附管的長(zhǎng)度通常分別為250～3000mm，最好為500～1500mm。該長(zhǎng)度在小于250mm時(shí)的缺點(diǎn)是，雖然吸附器可以有錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但每一根管的吸附劑充填量少，而其長(zhǎng)度大于3000mm時(shí)其缺點(diǎn)是，含氨氣體的壓力損失增加。
殼體部分和殼體蓋部分(氣體引入部分和氣體排出部分)的形狀均沒有特別的限制。但是，殼體部分最好為圓筒形，同時(shí)，殼體蓋部分，在低壓解吸回收氨時(shí)從保持壓力的密封性觀點(diǎn)看，最好分別為杯形或碟形。
裝在吸附器中的吸附管數(shù)目沒有特別限制，但最好根據(jù)以下因素進(jìn)行選擇或設(shè)定，這些因素是要處理的含氨氣體的量、該氣體中的氨濃度、吸附管的直徑和長(zhǎng)度、要求的切換時(shí)間、吸附器中吸附管的配置模式等。
還可以在吸附器的吸附管和殼體部分之間的空間內(nèi)設(shè)置通道隔板，以便有效地使熱傳輸介質(zhì)流過。另外，采用以下結(jié)構(gòu)是可能的但是是不實(shí)用的，即，使熱傳輸介質(zhì)流過裝在吸附器內(nèi)的吸附管的內(nèi)部，并使含氨氣體流過充填有吸附劑的殼體的內(nèi)部。
氨吸附器的結(jié)構(gòu)材料沒有特別限制，但是吸附管材料通常選用型號(hào)為SUS 304、SUS 316、SUS 316L的不銹鋼等，因?yàn)檫@些材料的導(dǎo)熱性較好，而且不污染待回收的氨氣或不產(chǎn)生腐蝕。
本發(fā)明中吸附氨的吸附劑的吸附性能隨溫度的降低而增加，但其溫度一般為-30～90℃，但最好為常溫到50℃，因?yàn)槿菀桌鋮s到該溫度。
可用氣體作熱傳輸介質(zhì)來冷卻吸附劑，但氣體在要快速冷卻吸附劑時(shí)是低效的，因?yàn)闅怏w的熱容量低，所以最好用水或周知的在其冷卻之后的防凍劑。
本發(fā)明中吸附氨的操作壓力沒有特別限制，主要由含氨氣體產(chǎn)生的狀態(tài)確定。該壓力通常為常壓至約5千克力/cm2，這主要是考慮到所用吸附器的壓力密封性以及壓力越高氨的吸附量越大的優(yōu)點(diǎn)。
在含氨氣體與吸附劑接觸時(shí)的表面線速度(LV)取決于上述氣體中的氨濃度，因此不能明確地確定。但是該線速度一般為最大100cm/s，最好最大為30cm/s。
至于本發(fā)明中在吸附氨后從該吸附劑中回收氨時(shí)的操作壓力，則是隨著壓力的降低氨的解吸更容易，但是壓力越低，則要求真空泵的抽空能力越高。因此上述操作壓力一般為0.5～500mmHg柱(66～66645Pa)，最好約為5～300mmHg柱(666～39986Pa)。
吸附后從吸附劑中回收氨的加熱溫度沒有特別限制，加熱溫度越高，解吸越容易。然而加熱溫度不需要太高，因?yàn)槭窃跍p壓條件下進(jìn)行抽真空，因此該溫度范圍通常為50～200℃，最好為70～150℃。
還可以應(yīng)用氣體作熱傳輸介質(zhì)來加熱吸附劑，但因?yàn)闅怏w的熱容量低，所以在快速加熱吸附劑時(shí)氣體效率低，因而最好采用熱水、蒸氣、加壓的熱水或加壓的蒸氣。還可以采用其它的熱傳輸介質(zhì)例如高沸點(diǎn)碳?xì)浠衔铩?br> 采用本發(fā)明在吸附氨時(shí)采用熱傳輸介質(zhì)強(qiáng)制冷卻吸附劑的方法甚至可以從大量的其氨濃度很高的混合氣體中通過吸附作用高效率地回收氨，同時(shí)可以防止吸附劑溫度因氨的吸附熱而造成的溫度升高。一方面，采用本發(fā)明可以在短時(shí)間內(nèi)通過解吸作用有效收集在前面步驟中吸附的大量氨，在解吸氨時(shí)利用熱傳輸介質(zhì)強(qiáng)制加熱吸附劑并同時(shí)在減壓條件進(jìn)行抽空，同時(shí)還可以防止吸附劑溫度因氨的蒸發(fā)熱而降低。另一方面，采用本發(fā)明還可以在減壓條件下采用例如熱水來加熱由于解吸作用溫度變得相當(dāng)?shù)偷奈絼?，因而可以交替地?yīng)用冷水和熱水作熱傳輸介質(zhì)，由此簡(jiǎn)化氨回收裝置。采用本發(fā)明還可以應(yīng)用殼體多管吸附器來簡(jiǎn)化和方便加熱和冷卻操作，該吸附器具有許多其直徑相當(dāng)小的吸附管，從而可以快速冷卻和加熱吸附劑，由此可以有效地處理其氨濃度相當(dāng)高的含氨氣體，而且可以在短時(shí)間內(nèi)有效地回收解吸的氨。
回收的氨可以原狀用作原料，或者如果需要，可以采用已知的純化方法提純到更高的純度。
本發(fā)明的實(shí)際效果和優(yōu)點(diǎn)如下(1)甚至可以從其氨濃度相當(dāng)高的含氨氣體中在短時(shí)間內(nèi)有效回收氨；(2)可以在吸附劑的高吸附狀態(tài)下有效地進(jìn)行氨的吸附，因?yàn)槲桨睍r(shí)可以用熱傳輸介質(zhì)強(qiáng)制冷卻，從而可防止吸附劑因氨的吸附熱而造成的溫度上升；(3)可以在短時(shí)間內(nèi)有效地進(jìn)行氨的回收，因?yàn)榻馕睍r(shí)可以用熱傳輸介質(zhì)強(qiáng)制加熱，從而可制止吸附劑因氨的蒸發(fā)熱而造成的溫度降低；(4)熱傳輸介質(zhì)可以由熱水和冷水組成，省去了特殊的熱傳輸介質(zhì)，因?yàn)榭梢苑奖愕卦谖絼┖蜕鲜鼋橘|(zhì)之間進(jìn)行熱量傳輸；(5)可以將氨吸附器的切換時(shí)間定得短一些，因?yàn)榭梢杂蒙倭课絼┻M(jìn)行大量氨的吸附操作，也可以在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行氨的解吸操作；(6)利用上述效果和優(yōu)點(diǎn)，不僅可以簡(jiǎn)化而且可以小型化氨的回收裝置。
下面參考比較例子和工作例子詳細(xì)說明本發(fā)明，該工作例子不限制本發(fā)明。
例子1氨回收裝置的制選制造了兩套殼體多管吸附器，該吸附器分別裝有19根用SUS 316L作的吸附管，各個(gè)吸附管其內(nèi)直徑為108.3mm，長(zhǎng)度為1500mm，該吸附器的結(jié)構(gòu)使得熱傳輸介質(zhì)可以流過吸附器的吸附管和殼體之間的空間。隨后制造與圖1所示裝置相同的氨回收裝置，該回收裝置由以上制作的吸附器、真空泵、加壓泵、緩沖桶、排氣桶、氨回收桶組成，該吸收器的吸收管其內(nèi)部分別充填作為吸附劑的250L分子篩5A，并且冷卻水管和加熱水管連接于吸附器上，使得可以在兩個(gè)吸附器之間切換以及可以在冷卻水管和加熱水管之間進(jìn)行切換。
氨回收實(shí)驗(yàn)開始試驗(yàn)前，先活化吸附劑，方法是，使氮?dú)馔ㄟ^吸附管4、4′，以便用氮取代吸附管中的空氣；使90℃的熱水在吸附管的外邊和吸附器殼體內(nèi)部循環(huán)，加熱吸附劑5小時(shí)，同時(shí)在吸附管的內(nèi)部用真空泵保持在最大5mmHg柱(666Pa)的低壓下；然后使吸附劑冷卻到常溫；隨后將氮?dú)庖氲轿焦艿膬?nèi)部，以使壓力回到大氣壓，由此完成活化。
隨后以下述方式進(jìn)行氨的吸附。將常溫和大氣壓的含30％體積氨的氮?dú)庖?.136m3/h的流速送入吸附器3的吸附管4，同時(shí)使25℃的冷卻水流過殼體內(nèi)部。使氨的吸附持續(xù)8小時(shí)，然后將含氨氣體的供應(yīng)切換到吸附器3′上。在用吸附器3進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)期間，在吸附器3的出口氣體中沒有鑒別出有氨。隨后用真空泵14對(duì)吸附器3的吸附管4的內(nèi)部在減壓條件下抽空1分鐘，而吸附管4的內(nèi)部仍保持在約常溫，在此期間，從吸附管出來的廢氣被引入到排氣桶23中。然后將真空泵14的排氣管轉(zhuǎn)到緩沖桶18和氨回收桶21的一側(cè)。另外，將25℃的冷卻水換成90℃的熱水，該熱水輸送到殼體的內(nèi)部，同時(shí)起動(dòng)增壓泵。抽真空過程在上述加熱條件下持續(xù)5小時(shí)，完成氨的回收操作。然后將輸送熱水切換成輸送冷水，以冷卻到常溫，接著將吸附器3′的部分出口氣體輸送到吸附器3，使壓力回到大氣壓，以備下一次轉(zhuǎn)接，在此期間，將排氣桶23中的回收氣體以低流速通過閥門24和廢氣循環(huán)管16引入到廢氣管1。
通過交替切換吸附器3，3′進(jìn)行上述氨的回收過程，重復(fù)10次。結(jié)果氨的回收率達(dá)到98％以上，回收氨中的雜質(zhì)僅有氮，濃度為0.15％。
比較例1以例1的同樣方法制造氨回收裝置，只是該裝置的吸附器只由一根吸附管組成，該管的內(nèi)直徑為472mm，長(zhǎng)度1800mm，其內(nèi)部充填250L分子篩5A作吸附劑，其內(nèi)部還裝有測(cè)量溫度的熱電偶，其外部裝有電熱器和絕熱材料。
隨后，使常溫大氣壓的含氨30％體積的氣態(tài)氮以0.136m3/min的流速流過吸附管，進(jìn)行氨的吸附。結(jié)果，吸附劑的溫度從吸附管的頂部分向其底部分依次上升，并從氨的吸附過程開始到2小時(shí)后達(dá)到125℃。另外，在3小時(shí)后在吸附管的出口處有氨排出，因此從氨吸附過程開始經(jīng)過3.5小時(shí)，中斷上述過程。
利用真空泵在減壓條件下抽空吸附管，設(shè)法回收吸附在吸附劑上的氨，同時(shí)用電熱器加熱吸附管5小時(shí)。結(jié)果，氨僅回收28％，因?yàn)楸M管吸附管的內(nèi)壁表面溫度顯著升高，但在吸附管中心部分其溫度只稍微升高。
權(quán)利要求
1.一種回收氨的工藝，該工藝包括以下步驟安裝至少一個(gè)殼體和多管吸附器，該吸附器裝有許多吸附管，該吸附管其內(nèi)部分別充填氨吸附劑，該吸附管還具有熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便通過上述吸附管進(jìn)行熱交換；使含氨氣體流過上述吸附管，同時(shí)用熱傳輸介質(zhì)冷卻上述吸附管的內(nèi)部，以便通過吸附作用(adsorption)捕獲上述氣體中的氨；然后通過解吸附作用(desorption)收集捕獲的氨，同時(shí)用熱傳輸介質(zhì)在減壓條件下加熱上述吸附管的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的回收氨的工藝，其特征在于，吸附管的內(nèi)直徑分別為25～300mm，長(zhǎng)度為250～3000mm。
3.如權(quán)利要求1所述的回收氨的工藝，其特征在于，氨吸附劑是從下列一組物質(zhì)中選出的至少一種物質(zhì)，該組物質(zhì)包括合成沸石、活性炭、硅膠、氧化鋁和硅鋁吸附劑。
4.如權(quán)利要求1所述的氨回收工藝，其特征在于，含氨廢氣是氮化物膜半導(dǎo)體制造裝置排出的廢氣。
5.如權(quán)利要求1所述的回收氨的工藝，其特征在于，至少裝備兩列殼體和多管吸附器，該吸附器彼此連接，以便使其能夠交替地轉(zhuǎn)換，各個(gè)殼體多管吸附器被制作成可以執(zhí)行轉(zhuǎn)換作業(yè)，包括輪流地進(jìn)行氨的吸附捕集和氨的解附吸作業(yè)，以便連續(xù)回收氨。
6.如權(quán)利要求1所述的回收氨的工藝，其特征在于，在吸附時(shí)氨吸附劑被冷卻到-30°～90℃的溫度，而在解吸時(shí)氨吸附劑在0.5～500mmHg柱(66～66645Pa)的減壓條件下被加熱到50°～200℃的溫度。
7.一種回收氨的裝置，該裝置包括至少一個(gè)殼體多管吸附器，該吸附器裝有許多吸附管，該吸附管其內(nèi)部充填氨吸附劑，并具有熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便通過上述吸附管進(jìn)行熱交換；泵，用于在減壓條件下抽空吸附器的上述吸附管；上述裝置的結(jié)構(gòu)能夠使含氨氣體流過上述吸附管，同時(shí)可用熱傳輸介質(zhì)冷卻上述吸附管的內(nèi)部，以便通過吸附作用捕獲上述氣體中的氨，然后通過解吸作用收集捕集的氨，同時(shí)可用熱傳輸介質(zhì)在減壓條件下加熱上述吸附管的內(nèi)部。
8.如權(quán)利要求7所述的回收氨的裝置，其特征在于，吸附管的內(nèi)直徑分別為25～300mm，其長(zhǎng)度為250～3000mm。
9.如權(quán)利要求7所述的回收氨的裝置，其特征在于，至少裝配兩列殼體多管吸附器，該吸附器彼此連接成能夠交替地轉(zhuǎn)換，各列殼體多管吸附器被制作成能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換作業(yè)，包括能夠輪流地進(jìn)行氨的吸附捕集和氨的解吸作業(yè)，以便連續(xù)回收氨。
10.如權(quán)利要求7所述的回收氨的裝置，其特征在于，在吸附時(shí)氨吸附劑被冷卻到-30°～90℃的溫度，而在解吸時(shí)該吸附劑在0.5～500mmHg柱(66～66645Pa)的減壓條件下被加熱到50°～200℃的溫度。
全文摘要
回收氨的工藝,包括:安裝殼體多管吸附器,該吸附器裝有許多吸附管,該吸附管其內(nèi)部分別充填氨吸附劑(例如合成沸石),并具有熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)機(jī)構(gòu),以便通過吸附管進(jìn)行熱交換;使含氨氣體流過吸附管,同時(shí)用熱傳輸介質(zhì)冷卻吸附劑,以吸附氨;隨后通過解吸作用收集吸附的氨,同時(shí)用熱傳輸介質(zhì)在減壓條件下加熱吸附劑;用于上述工藝的裝置。該工藝和裝置可以回收具有高純度的大量氨,在需要時(shí)可以以連續(xù)方式回收。
文檔編號(hào)B01D53/04GK1266733SQ9912435
公開日2000年9月20日 申請(qǐng)日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月10日
發(fā)明者宮野安定, 大塚健二, 荒川秩 申請(qǐng)人:日本派歐尼股份株式會(huì)社