专利名称：氨气的回收处理方法
技术领域：
本发明提供了一种氨气的回收处理方法，尤其指于加工制备过程使用后，所产生含氨气、粉尘的气体进行回收处理的方法，通过洗涤塔及一个或一个以上吸收塔，通过湿式水洗作业减少气体中含氨气成分，达到降低对环境污染的目的。
背景技术：
按，氨气除了作为化工原料的应用外，或于装饰品或超硬工具的制造、半导体制备过程(发光二极管〔LED〕)、太阳能相关产品制造等制备过程中应用氨气，亦可用以生成氮化薄膜，一般使用于半导体制备过程的氨气，是将原料氨气予以精制后的氨气，而原料氨气为氨气制造工厂所制造的氨气，或由使用现场所回收的氨气，然此等原料氨气，除含有金属类成分之外，亦含有水、氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等非金属杂质，所以无法直接使用于半导体制备过程，必须将原料氨气予以精制后才可以使用；且氨气于使用后成为废 气，是价值低或不具价值的物质，其中一部分即直接排放至空气中；惟，在使用氨气的制备过程中，也经常会释放有用的氨气，如半导体制备过程中的氮化镓薄膜或其它化合物等，而有大部分使用的氨气未经反应即直接由半导体制备过程中排出，则必须将半导体制备过程中排出的废气进行回收、处理或精制，避免造成环境污染。目前用以处理半导体制备过程所排放含氨气的气体，有利用硫酸吸收氨气后，成为硫酸铵水溶液，再予以排放的方式，但实际执行、运作时，却存在诸多缺失，如(I)若采用高浓度硫酸予以吸收氨气，因高浓度硫酸属于强酸、强碱反应的物质，在吸收氨气的过程会释放大量能量、产生高温热能，影响周遭环境的温度变化甚巨。(2)但采用低浓度的硫酸吸收氨气时，却导致所产生的硫酸铵浓度不足，无法达到结晶硫酸铵所需的浓度。(3)硫酸吸收氨气后形成的硫酸铵水溶液，含有镓及铟等成分，则硫酸铵水溶液的废水处理成本升高，且不易符合环保放流规范，造成放流难度亦提高。(4)硫酸吸收氨气后的硫酸氨，是化学肥料成分之一，当化学肥料应用的水溶液放流后，容易造成水质的优氧化问题；且依环保署建议的硫酸氨水溶易放流标准，为含氨量低于50ppm(ppm :百万分之一)，亦即每排出一公吨氨，需要二万吨的清水予以稀释，则所耗用的资源甚巨。另有通过燃烧方式处理含氨气的气体，利用催化剂床燃烧以分解氨气，但实际作业时，仍存在诸多缺失，如(I)氨气燃烧会释放高温、高热，除影响周遭环境温度之外，更有发生气爆的危险疑虑。(2)含氨气的气体亦含有粉尘，因颗粒微细、无法被完全滤除，则粉尘会阻塞催化剂床(粉尘沉积后经高温烧结作用，会填充催化剂床内部与外部)，并影响半导体制备过程中有机金属化学气相沉积(MOCVD)的废气排放，造成半导体(LED晶体)的产量与质量降低。
因此，如何解决目前氨气在应用后回收处理的问题，且应用过程中所排放的废气、废水或废热，造成环境污染等缺失，必须予以改善，即为本发明人及从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨气的回收处理方法，由水源洗涤将氨气与粉尘分离后，再重复清洗氨气以取得预设浓度氨水的氨气的回收处理。为实现上述目的，本发明提供的氨气的回收处理方法，其步骤为(a)含氨气及粉尘的气体输送至洗涤塔内；(b)利用外部引入的水源，喷洒洗涤塔内部的气体，以洗去气体中的粉尘，并将粉尘排出洗涤塔外部； (C)经清洗后含氨气的气体，由洗涤塔向外输送至吸收塔；(d)再通过吸收塔以外部引入的水源，进行含氨气的气体再次清洗；(e)通过吸收塔清洗，以水吸收气体中所含氨气至饱和后，形成浓度15% 25%的氨水，再将氨水输送至贮存槽中；(f)吸收塔内部的其它气体排出外部。所述氨气的回收处理方法，其中，该粉尘是铟、镓、镁、铝或其化合物或灰尘。所述氨气的回收处理方法，其中，该洗涤塔设有抽取内部洗涤水的抽水泵，并通过抽水泵抽取经过滤层过滤后的洗涤用水至洗涤塔顶部、再配合外部引入的清水，重复循环式进行清洗输送至洗涤塔内含氨的气体。所述氨气的回收处理方法，其中，该洗涤塔外部设置一个或一个以上的吸收塔，通过一个或一个以上的吸收塔引入外部水源后，将经由洗涤塔清洗后的气体，再进行重复的清洗作业，并降低排出的其它气体中的含氨气成份。所述氨气的回收处理方法，其中，该一个或一个以上的吸收塔，是依序设置于洗涤塔外部，通过一个或一个以上的吸收塔，依序将排出的其它气体重复清洗后，并将清洗用水回传至连结于洗涤塔外的吸收塔。所述氨气的回收处理方法，其中，该一个或一个以上的吸收塔由外部引入的水源，是外部引入的清水或由其它吸收塔所回收的清洗用水。所述氨气的回收处理方法，其中，该吸收塔设有抽取清洗用水的抽水泵，利用抽水泵将清洗用水抽取至吸收塔顶部，进行循环式的重复清洗作业。所述氨气的回收处理方法，其中，该吸收塔设有抽取内部其它气体向外排出的抽风机。上述本发明的氨气的回收处理方法，于实际实施、应用时，为可具有下列各项优点，如(一)在洗涤塔、一个或一个以上的吸收塔内，进行含氨气、粉尘的气体的喷洒、清洗作业时，仅使用清水或清洗后回收的水源而已，并可降低处理作业的经费，亦不会产生有害物质、避免造成环境污染。( 二)含氨气的气体经清洗后，可利用水源吸收氨气于达到饱和后，形成浓度15 % 25 %的氨水，符合工业使用的需求，可供回收再利用，符合经济效益。
(三)通过洗涤塔清洗含氨气、粉尘的气体后，粉尘中含带有镓、铟、镁、铝或其化合物等，可由出料口送出，并予以回收再利用，亦可避免重金属造成环境污染。(四)将工业加工制备过程使用的氨气，于使用后回收处理，通过清水或清洗后回收使用的水源进行喷洒、清洗的作业，处理过程不会产生大量废气、废水或废热等，即不致造成自然界的负荷。(五)利用清水进行喷洒、清洗作业，不使用化学物质或高温加热等危险作业方式，处理过程安全，减少造成工作人员的危险。
图I为本发明的流程图。图2为本发明回收处理装置的简易图。
图3为本发明较佳实施例的回收处理装置简易图。附图中主要元件符号说明I洗涤塔；11输送管道；132水源出口 ；12进水口 ；13过滤层；131出料口 ；14送气口 ； 15抽水泵；151回收水源入口 ；2吸收塔；21第一吸收塔；211进气道；212进水道；213送水道；214排气道；215抽水泵；216出水道；217入水道；22第二吸收塔；221第二进气道；222第二送水道；223第二进水道；224第二排气道；225第二抽水泵；226第二出水道；227第二入水道；3贮存槽。
具体实施例方式本发明的氨气的回收处理方法，是将半导体制备过程或其它产业制备过程中使用后的气体，所产生含氨气、粉尘的气体，输送至洗涤塔内利用水源喷洒、洗涤，使气体中的粉尘洗去后排出外部，经清洗后含氨气的气体，即由洗涤塔向外输送至外部的吸收塔，再通过水源将接收自洗涤塔的含氨气的气体，进行循环式重复清洗，以水吸收气体中所含氨气达到饱和后，形成浓度15% 25%氨水，则予以输送至贮存槽中，而吸收塔内部的其它气体排出外部，达到降低处理过程的废气、废水或废热等对环境的污染程度。本发明的该洗涤塔外部，设有依序排列、连结一个或一个以上的吸收塔，以将洗涤塔清洗过含氨气的气体，利用一个或一个以上吸收塔予以循环式重复清洗后，减少排出的其它气体中所含的氨气量。本发明的该洗涤塔外部连结一个或一个以上的吸收塔，以连结于洗涤塔的吸收塔，将所接收自洗涤塔清洗后的氨气，再次进行清洗，并依序传送至所连结的一个或一个以上吸收器，进行循环式重复清洗含氨气的气体，且将清洗后至水源，输送回连结于洗涤塔的吸收塔内，再由连结于洗涤塔的吸收塔，利用水源吸收氨气达到饱和后续加工利用的处理，达到减少对环境污染的目的。本发明的该洗涤塔于底部设有过滤层，而通过滤网或滤纸等，将清洗后含有粉尘的水源过滤后，再利用抽水泵将水源抽取至洗涤塔顶部，配合外部引入的清水，对洗涤塔内部含氨气的气体进行清洗，达到重复利用水源的目的，减少水资源的浪费。为能够更清楚地理解为本发明为实现上述目的及功效，而采用的技术手段及其实施方式，结合附图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下。
请参阅图I、图2、图3所示，为本发明的流程图、回收处理装置的简易图、较佳实施例的回收处理装置简易图，由图中所示可以清楚看出，本发明氨气的回收处理方法，其步骤是(100)将产业的加工制备过程使用的气体，所产生含氨气及粉尘的气体，通过输送管道11输送至洗涤塔I内。(101)利用洗涤塔I顶部进水口 12，引入外部的水源后，即由洗涤塔I内部的水源进行重复喷洒、洗涤含氨及粉尘的气体，以洗去气体中的粉尘后，并将粉尘经由洗涤塔I底部过滤层13过滤后，再由出料口 131排出外部。(102)而经过清洗后含其它成分或氨气的气体，即由洗涤塔I顶部的送气口 14，向外输送至所连结的吸收塔2的进气道21，而未吸附氨气的水源则于洗涤塔I内重复、循环清洗，并视洗涤塔I内部水源循环情况，于水源不足时，再适时由进水口 12补充水源。(103)再通过吸收塔2以进水道22引入外部的水源后，利用内部水源，进行含其它 成分或氨气的气体重复清洗。(104)通过吸收塔2清洗，由水源吸收气体中所含氨气，则水源吸收氨气达到饱和后，形成浓度15% 25%的氨水，再将氨水由送水道213输送至贮存槽3中，未吸附氨气的水源即于吸收塔2内重复、循环，再次进行清洗作业，且视吸收塔2内部水源循环情况，于水源不足时，而适时由进水道212补充水源。(105)且将吸收塔2内部的其它气体，经由排气道214排出外部。上述氨气的回收处理方法，是将产业加工制备过程(如LED晶体的有机金属化学气相沉积(Metal organic chemi cal vapor deposition, MOVCD)制备过程)所产生含氨
的尾气气体，输送至洗涤塔I进行湿式处理作业，而通过水源吸收氨气后产生的反应式为
NH 3 (g) +H2O NH4 (OH)(aq)且其中该NH+4(aq)是正价的原子，而OH-即为负价的分子。而用以清洗回收含氨气的气体的洗涤塔1，当水源喷洒、清洗含氨气的气体，即由水源吸收气体中的氨气，并于达到饱和后，可形成浓度15% 25%的氨水，而视回收时含氨气的气体中的氨气含量，则于气体经过喷洒、清洗后，会在其它气体中含有不同含量的氨气，即可通过后续连接的一个或一个以上的吸收塔2，再进行重复的喷洒、清洗作业，以由水源将气体中的氨气含量充分吸收，大幅减少、降低气体中氨气的含量；且洗涤塔I、吸收塔2的喷洒、清洗作业过程，仅使用内部水源重复循环进行清洗，而于水源不足时，再适时由外部进行补给水源，并未使用其它化学药剂或高温加热处理等危险处理作业，除可降低处理作业的费用，并减少排放废气、废水或废热等物质，亦不致造成环境污染，减少自然界的负荷，处理作业环境也相当安全，且减少造成工作人员的伤害。而洗涤塔I于底部设有过滤层13，且过滤层13可为滤网或滤纸等，具可过滤的功能，以将清洗含氨气的气体后水源中夹带的粉尘予以滤除后，经由出料口 131送出外部，而粉尘中含有铟、镓、镁、铝或其化合物或灰尘等微细粒子，乃可供工业界再利用的物质，有效予以回收后再利用，相当符合经济效益，且不致发生重金属造成环境污染的情况；另，再于洗涤塔I底部的过滤层13另侧设有水源出口 132，再于水源出口 132外连设收水泵15，以经由抽水泵15连接至洗涤塔I顶部的回收水源入口 151，将过滤层13过滤后的水源抽取，并由回收水源入口 151送入洗涤塔I内，达到循环式重复喷洒、清洗含氨气的气体的作用。再者，洗涤塔I外部可连设有一个或一个以上的吸收塔2，供一个或一个以上的吸收塔2依序排列连设，且连设于洗涤塔I外部的第一吸收塔21，是于底部设有进气道211并连接至洗涤塔I的送气口 14，而第一吸收塔21顶部即设有引进外部清水的进水道212，底部再设有将清洗后含氨气的氨水送出的送水道213，且利用送水道213连接至贮存槽3，再于送水道213侧边的第一吸收塔21底部，设有连接至抽水泵215的出水道216，而抽水泵215并延伸至第一吸收塔21顶部，并连设有入水道217进入第一吸收塔21，则第一吸收塔21顶部另设有排气道214，将第一吸收塔21内部经喷洒、清洗后残余的其它气体，经由排气道214向外排出。在洗涤塔I、吸收塔2进行喷洒、清洗回收的含氨气的气体时，因氨气容易溶于水，通过水源喷洒含氨气的气体时，即可吸取气体中的氨气，且杂质含量低，符合工业使用需求，形成可回收、再利用的氨水；至于气体中的其它气体，如氢气、氮气等因不溶于水，所以可向上飘升至送气口 14或排气道214，并外排送。 且第一吸收塔21的排气道214，亦可连接至第二吸收塔22底部所设的第二进气道221，则第二吸收塔22底部并设有第二送水道222，而于第二吸收塔22顶部另设有第二进水道223、第二排气道224，并于第二吸收塔22底部设有第二出水道226，连接至外部第二抽水泵225，再由第二抽水泵225延设第二入水道227至第二吸收塔22顶部；而第二进水道223、第二排气道224，可分别再连接至第三吸收塔、第四吸收塔或第五吸收塔等，依序排列的一个或一个以上的吸收塔2。即通过第二吸收塔22(第三吸收塔、第四吸收塔或第五吸收塔等，均为相同的作业模式，故未予以一一叙述)以第二进气道221接收第一吸收塔21的排气道214，并接收排气道214所送出的其它气体，进入第二吸收塔22，该其它气体中亦含有少量氨气，可通过多次的重复清洗作业，逐次减少排出的其它气体含的氨气量，则可降低排出外部的其它气体中的含氨气量，达到减少环境污染的目的。该第二吸收塔22由第二进气道221，接收第一吸收塔21的排气道214所排出的其它气体后，当其它气体由第二吸收塔22底部向上飘升时，则由第二吸收塔22的第二进水道223引入外部水源进行补充，而可经由抽水泵225通过第二出水道226抽出第二吸收塔22内部水源，再经过第二入水道227引入第二吸收塔22，以由第二进水道223、第二入水道227，利用第二吸收塔22内部水源，分别对第二吸收塔22内部的其它气体进行重复喷洒、清洗作业，利用水源吸收其它气体中的氨气于达到饱和后，在常温下可产生浓度达15% 25%的氨水，即可将氨水经由送水道213输送至贮存槽3，以供后续回收、处理、再利用，并将加工制备过程使用过的氨气，充分再利用，不会产生污染环境的废气、废水或废热，则不会造成环境污染。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此局限本发明范围，本发明氨气的回收理方法，是利用洗涤塔I接收工业制备过程使用后的含氨气、粉尘的气体，通过洗涤塔I内部水源进行重复循环式喷洒、清洗，并利用水吸收气体中的氨气于达到饱和后，形成浓度15% 25%的氨水，而气体中残余的其它气体或氨气则可输送至吸收塔2，进行再次的喷洒、清洗作业，可达到大幅减少、降低气体中氨气含量，而排出外部的气体不会造成环境污染的目的，且在清洗过程间，除可产生供回收再利用的氨水，并将气体中的粉尘所含有效物质，均回收后供再次利用，加工制备过程使用气体进行回收处理时，减少废气、废水或废热的产生，不致污染环境、减少自然界的负荷，故举凡可达成前述效果的步骤、方法或装置等皆应受本发明所涵盖，此种简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的权利范围内。本发明为主要针对氨气的回收处理的设计，由洗涤塔、一个或一个以上的吸收塔进行清洗作业，通过水源吸收气体中的氨气，而产生浓度15% 25%的氨水,符合工业使用的需求，可供回收再利用，且回收处理后不致形成大量废气、废水或废热，而不会造成环境污染或自然界的负荷为主要保护重点，并可将回收后可利用的物质重复使用，减少回收气体中杂质、重金属或氨气的含量，乃仅使工业的加工制备过程后产生含氨气、粉尘的气体，进行安全的回收处理作业的功能，以将回收物质再利用，更符合经济效益，惟，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的权利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的简易修饰、替换及等效原理变化，均应同理包含于本发明的权利要 求范围内。
权利要求
1.一种氨气的回收处理方法，其步骤为 (a)含氨气及粉尘的气体输送至洗涤塔内； (b)利用外部引入的水源,喷洒洗涤塔内部的气体，以洗去气体中的粉尘,并将粉尘排出洗涤塔外部； (C)经清洗后含氨气的气体，由洗涤塔向外输送至吸收塔； (d)再通过吸收塔以外部引入的水源，进行含氨气的气体再次清洗； (e)通过吸收塔清洗，以水吸收气体中所含氨气至饱和后,形成浓度15% 25%的氨水，再将氨水输送至贮存槽中； (f)吸收塔内部的其它气体排出外部。
2.如权利要求I所述氨气的回收处理方法，其中，该粉尘是铟、镓、镁、铝或其化合物或灰尘。
3.如权利要求I所述氨气的回收处理方法，其中，该洗涤塔设有抽取内部洗涤水的抽水泵，并通过抽水泵抽取经过滤层过滤后的洗涤用水至洗涤塔顶部、再配合外部引入的清水，重复循环式进行清洗输送至洗涤塔内含氨的气体。
4.如权利要求I所述氨气的回收处理方法，其中，该洗涤塔外部设置ー个或ー个以上的吸收塔，通过ー个或ー个以上的吸收塔引入外部水源后，将经由洗涤塔清洗后的气体，再进行重复的清洗作业，并降低排出的其它气体中的含氨气成份。
5.如权利要求4所述氨气的回收处理方法，其中，该ー个或ー个以上的吸收塔，是依序设置于洗涤塔外部，通过ー个或ー个以上的吸收塔，依序将排出的其它气体重复清洗后，并将清洗用水回传至连结于洗涤塔外的吸收塔。
6.如权利要求4所述氨气的回收处理方法,其中，该ー个或ー个以上的吸收塔由外部引入的水源，是外部引入的清水或由其它吸收塔所回收的清洗用水。
7.如权利要求I所述氨气的回收处理方法，其中，该吸收塔设有抽取清洗用水的抽水泵，利用抽水泵将清洗用水抽取至吸收塔顶部，进行循环式的重复清洗作业。
8.如权利要求I所述氨气的回收处理方法，其中，该吸收塔设有抽取内部其它气体向外排出的抽风机。
全文摘要
一种氨气回收处理方法，其步骤是将加工制备过程所产生含氨气、粉尘的气体，输送至洗涤塔内，利用洗涤塔内部水源进行重复喷洒、洗涤气体，使气体中的粉尘洗去后、并将粉尘排出洗涤塔外部，经清洗后含氨气或其它成分的气体，由洗涤塔向外输送至外部依序排列连结、一个或一个以上的吸收塔，由内部的水源将接收自洗涤塔的气体进行循环式重复清洗，以水源吸收气体中所含氨气达到饱和后，形成浓度15％～25％氨水，则予以输送至贮存槽中，而吸收塔内部的其它气体排出外部，达到降低处理过程的废气、废水或废热等对环境的污染程度。
文档编号B01D47/06GK102772982SQ20111012953
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者刘承霖, 李典 申请人:特力生有限公司