专利名称：制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置及方法
技术领域：
本发明属于安全环保领域，涉及一种尾气处理装置及方法；尤其是涉及一种制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置及方法。
背景技术：
现代微电子和光电子等工业的发展对氮化物特别是氮化硅(Si3N4)和氮化镓(GaN)提出了更高的质量要求。这些氮化物是制造太阳能电池和发光二极管(LED)的基础材料，为了制造高质量的氮化物，必须要使用高纯度的氨气(高纯氨)，这就导致了对高纯氨需求的激增。然而，在合成这些氮化物的过程中，只有非常少量的氨气转化为这些氮化物(数量级上的估计只有百分之一到万分之一)，以及少量氨气在高温下自动分解为氢气和氮气，其·余的绝大部分氨气都需作为尾气而排出，通常尾气中还包含较多的氢气、氮气以及微量的甲烷等，这些成分本身(除了氨气)都可以直接向大气排放，但是由于它们跟氨气混合在一起，使得尾气必须经过处理，把其中的氨气分离(比如吸收)后才能向大气排放，通常向大气排放的尾气中的氨含量要小于lppm。随着高纯氨使用量的增加，尾气中所含氨的总量也随之增加，对尾气进行脱氨处理的工作也变得越来越重要。目前，尾气脱氨处理主要采用吸收法，即让尾气经过酸的水溶液，吸收掉氨气后再排放。在三大酸中，由于硫酸的挥发性最低，加上硫酸的价格也较为低廉，吸收氨大多通常使用硫酸而不是盐酸或硝酸。硫酸吸收氨气后生成硫酸铵，这样阻止了氨向大气的污染。但是生成的硫酸铵用途不大，它虽然可以作为氮肥使用，但是长期使用硫酸铵会让土地酸化。根据硫酸铵的化学反应，吸收I吨氨会产生3. 9吨硫酸铵。这样，对硫酸铵的处理成了下一个难题，如果不对硫酸铵处理直接排放，那样将会污染水源或大地，很多时候，硫酸铵对环境的污染比氨更大也更难处理，原因在于氨作为氮肥可以被植物彻底吸收而不会遗留，而硫酸铵不能被植物彻底吸收。对含氨尾气处理的另一个方法是把氨分解为氢氮混合气(H2N2),然后再排放。其
反应方程式如下
2NH3 高温’低压’催化剂 > + 3//2，AH = 46 kJ/mo!,这是一个吸热反应，由于这个方法(分解法)可以比较彻底地解决尾气的问题，目前分解法越来越多地替代了吸收法。但是由于氨分解是一个吸热反应，为了使氨能够较为彻底地分解为氢气和氮气，氨分解反应需在高温(比如800°C)、低压(尾气的压强通常略大于一个大气压)和催化剂的条件下进行，这就意味着分解法需要消耗较多的能源，如何降低能源消耗成为分解法的一个需要认真考虑的问题
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置；通过该装置可以消除或者大大降低尾气中氨的含量，使尾气达到直接排放的要求，并且要尽可能降低能源的消耗，从而节约处理尾气的成本。本发明要解决的第二个技术问题是利用上述装置处理制备电子工业用氮化物的氨气尾气的方法。为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案
一种制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置，包括氨气尾气输入管、换热器、氨分解炉、水冷器、第一吸附器和尾气排放管；所述换热器采用管壳式换热器，内含两个互不连通的两个通道壳通道和管通道；处理装置正常运行过程中，两个通道内的物质逆向流动进行换热；所述氨气尾气输入管与换热器的壳通道进口端连接相通，所述换热器的壳通道出口端通过第一管道与氨分解炉进口端连接相通，所述氨分解炉的出口端通过第二管道与换热器管通道进口端连接相通，所述换热器管通道出口端通过第三管道与水冷器进口端连接相通；所述第一吸附器内包括第一吸附再生通道，所述第一吸附再生通道内设有分子筛；所述水冷器的出口端通过第四管道与第一吸附再生通道进口端连接相通；所述第一吸附再生通道出口端通过第六管道连接尾气排放管。优选地，所述换热器和氨分解炉外壁上贴覆有绝热保温层。这一方面减少了能耗，另一方面也避免了高温炉壁和管壁对人员的可能的意外烫伤。优选地，所述第六管道通过第十一管道外接再生气管道；所述第一吸附再生通道进口端通过第十三管道与氨气尾气输入管连接相通；所述第三管道上设有第一阀门；所述第六管道上设有第二阀门；所述第十一管道上设有第三阀门；所述第十三管道上设有第四阀门。所述再生气管道内的再生气(例如氮气)输送到第一吸附器内的第一吸附再生管道，再通过第十三管道输送到氨气尾气输入管，形成第一再生系统。优选地，所述第一吸附器内还包括第一加热通道；所述第一吸附再生通道和第一加热通道互不连通；所述第三管道通过第八管道与第一加热通道进口端连接相通；所述第一加热通道出口端通过第九管道与水冷器的进口端连接相通；所述第九管道上设有第五阀门。因此，所述第八管道、第一吸附器内的第一加热通道、第九管道形成第一加热系统。第一吸附器工作一段时间后，其内的分子筛吸附了较多的杂质或氨之后，吸附功能就会逐步减弱，这时需要进行对其进行再生，再生需要两个条件高温和吹扫气体；氨分解炉内的氨分解后，得到的低氨含量尾气(本发明将氨分解炉分解前的尾气定义为“高氨含量尾气”，将氨分解炉分解后的尾气定义为“低氨含量尾气”)的温度在100 300°C之间；其原因在于尾气中成分(特别是氨含量)并不固定，这个温度跟分子筛的再生温度(约250 350C)有重叠，也就是说，低氨含量尾气带有的余热可以用于(至少部分用于)分子筛的再生。优选地，所述第八管道上设电加热器。为了保证有足够的热量用于吸附器的再生，可以在低氨含量尾气进入吸附器前添加一个可控温的电加热器，在吸附器再生时保证低氨含量尾气的温度达到300°C左右。第三管道内的低氨含量尾气通过第八管道经过电加热器加热后进入吸附器第一加热通道，再通过第九管道输送到水冷器进口端的第三管道内形成第一加热系统。优选地，所述第一吸附器内设有若干列管，该列管作为第一加热通道；所述列管外的第一吸附器内的空间形成第一吸附再生通道。用低氨含量尾气通过列管给分子筛加热，以充分的利用低氨含量尾气的余热，减少能源消耗。优选地，所述第一吸附器外壁上贴覆绝热保温隔离层，以减少能耗。进一步改进的技术方案，所述氨气尾气处理装置还包括第二吸附器，所述第二吸附器内包括第二吸附再生通 道；所述第二吸附再生通道内设有分子筛；所述水冷器的出口端通过第五管道与第二吸附再生通道进口端连接相通；所述第五管道上设有第六阀门；所述第二吸附再生通道出口端通过第七管道连接尾气排放管；所述第七管道上设有第七阀门。该装置包含两个吸附器时，由于吸附器内的分子筛工作一段时间后需要再生，使得再生和吸附可轮流交替工作，这意味着本装置能够连续处理含氨尾气。优选地，所述第七管道通过第十二管道外接再生气管道，所述第十二管道上设第八阀门；所述第二吸附再生通道的进口端通过第十四管道与氨气尾气输入管连接相通；所述第十四管道上设有第九阀门。所述再生气管道、第十二管道、第二吸附器内的第二吸附再生通道和第十四管道形成第二再生系统。优选地，所述第二吸附器内还包括第二加热通道；所述第二吸附再生通道和第二加热通道互不连通；所述第三管道通过第八管道和第十五管道与第二加热通道进口端连接相通；所述第二加热通道出口端通过第十管道与水冷器的进口端连接相通；所述第十管道上设有第十阀门。因此，所述第八管道、第十五管道、第二吸附器内的第二加热通道、第十管道形成第二加热系统。第二吸附器工作一段时间后，其内的分子筛吸附了较多的杂质或氨之后，吸附功能就会逐步减弱，这时需要进行对其进行再生，再生需要两个条件高温和吹扫气体；氨分解炉内的氨分解后，得到的低氨含量尾气(本发明将氨分解炉分解前的尾气定义为“高氨含量尾气”，将氨分解炉分解后的尾气定义为“低氨含量尾气”)的温度在100 300°C之间；其原因在于尾气中成分(特别是氨含量)并不固定，这个温度跟分子筛的再生温度(约250 350C)有重叠，也就是说，低氨含量尾气带有的余热可以用于(至少部分用于)分子筛的再生。为解决上述第二个技术问题，利用上述装置处理制备电子工业用氮化物的氨气尾气的方法，包括如下步骤I)将高氨含量尾气通过换热器升温至300 400°C，然后进入氨分解炉，在炉内高氨含量尾气进一步被加热升温至400 500°C，在加热升温的同时，高氨含量尾气与炉内的氨分解催化剂接触进行氨分解，分解后的尾气称为低氨含量尾气；2)将氨分解炉分解后的低氨含量尾气经过换热器换热，降温至100 300°C ；3)将步骤2)换热后的低氨含量尾气经过水冷器冷却至室温；4)将步骤3)冷却后的低氨含量尾气输送到吸附器，经过吸附再生通道，由吸附再生通道内的分子筛进行吸附；优选地，分子筛选用5A分子筛；5)经过吸附器后的低氨含量尾气通过尾气排放管排入大气；6)吸附器再生，循环使用。吸附器工作一段时间后，其内的分子筛吸附了较多的杂质或氨之后，吸附功能就会逐步减弱，这时需要对其进行再生，再生需要两个条件高温和吹扫气体。氨分解后，得到的低氨含量尾气的温度有一个较宽的范围100 300C，原因在于尾气成分(特别是氨含量)和尾气流量并不固定，这个温度跟分子筛的再生温度(约250 350C)有重叠，也就是说，低氨含量尾气带有的余热可以用于(至少部分用于)分子筛的再生。本发明可以消除或者大大降低制备电子工业用氮化物的氨气尾气中氨的含量，使尾气达到直接排放的要求，从而降低了能源的消耗，节约了成本。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明图I为本发明的一种具体实施例的结构示意图；
图2为本发明的另一种具体实施例的结构示意图；图3为本发明吸附器的结构示意图。
具体实施例方式实施例I参见图I所示，一种制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置，包括氨气尾气输入管100、换热器200、氨分解炉300、水冷器400、第一吸附器500和尾气排放管600 ；所述换热器200分为壳通道和管通道，所述壳通道和管通道互不连通；处理装置正常运行过程中，两个通道内的物质逆向流动进行换热；所述氨气尾气输入管100与换热器200的壳通道进口端连接相通，所述换热器200的壳通道出口端通过第一管道701与氨分解炉300进口端连接相通，所述氨分解炉300的出口端通过第二管道702与换热器200管通道进口端连接相通，所述换热器200管通道出口端通过第三管道703与水冷器400进口端连接相通；所述换热器200和氨分解炉300外壁上贴覆有绝热保温层(图中未示出)；所述第一吸附器500内包括第一吸附再生通道501，所述第一吸附再生通道501内设有分子筛502 ；所述水冷器400的出口端通过第四管道704与第一吸附再生通道501进口端连接相通；所述第一吸附再生通道501出口端通过第五管道705连接尾气排放管600。所述所述第一吸附再生通道501的出口端还通过第六管道706外接再生气管道1000 ;所述第一吸附再生通道501进口端通过第七管道707与氨气尾气输入管100连接相通；所述第三管道703上设有第一阀门901，所述第四管道704上设有第二阀门902，所述第五管道705上设有第三阀门903，所述第六管道706上设有第四阀门904，所述第七管道707上设有第五阀门；所述再生气管道1000内的再生气(例如氮气)输送到第一吸附器500内的第一吸附再生管道501，再通过第七管道707输送到氨气尾气输入管100，形成第一再生系统。所述第一吸附器500内还包括第一加热通道503 ;所述第一吸附再生通道501和第一加热通道503互不连通；所述第三管道703通过第八管道708与第一加热通道503进口端连接相通；所述第一加热通道503出口端通过第九管道709与水冷器400的进口端连接相通；所述第九管道709上设有第六阀门906 ;第一吸附器500工作一段时间后，其内的分子筛502吸附了较多的杂质或氨之后，吸附功能就会逐步减弱，这时需要进行对其进行再生，再生需要两个条件高温和吹扫气体；氨分解炉300内的氨分解后，得到的低氨含量尾气(本发明将氨分解炉分解前的尾气定义为“高氨含量尾气”，将氨分解炉分解后的尾气定义为“低氨含量尾气”)的温度在100 300°C之间；其原因在于尾气中成分(特别是氨含量)并不固定，这个温度跟分子筛的再生温度(约250 350C)有重叠，也就是说，低氨含量尾气带有的余热可以用于(至少部分用于)分子筛的再生；所述第八管道708上设电加热器1001。为了保证有足够的热量用于第一吸附器500的再生，在低氨含量尾气进入第一吸附器500前添加一个可控温的电加热器1001，以保证第一吸附器500再生时低氨含量尾气的温度达到300°C左右；第三管道703内的低氨含量尾气通过第八管道708经过电加热器1001加热后进入第一吸附器的第一加热通道503，再通过第九管道709输送到水冷器400进口端的第三管道703内形成第一加热系统。所述第一吸附器500内设有若干列管，该列管作为第一加热通道503 ;所述列管外 的第一吸附器500内的空间形成第一吸附再生通道501。用低氨含量尾气通过列管给分子筛502加热，以充分的利用低氨含量尾气的余热，减少能源消耗；所述第一吸附器500外壁上贴覆绝热保温隔离层504，以减少能耗。参见图I所示，利用上述装置处理制备电子工业用氮化物的氨气尾气的方法，包括如下步骤I)氨分解将高氨含量尾气通过氨气尾气输入管100输送到换热器200，经过换热器200的壳通道换热后升温至300 400°C ;然后输入到氨分解炉300中，在氨分解炉300中进一步加热升温至400 500°C，在加热升温的同时，尾气与炉内的氨分解催化剂接触；其中的绝大部分氨气会被分解为H2N2，温度越高，氨就会分解的越彻底，高氨含量尾气经过氨分解炉后，氨含量介于千分之五到千分之一之间，本发明称之为低氨含量尾气，低氨含量尾气通过换热器200管通道换热后降温至大约100 300°C ;换热器200和氨分解炉300具有良好的绝热保温层，这一方面减少了能耗，另一方面也避免了高温炉壁和管壁对人员的可能的意外烫伤；这儿需要指出的是为了让氨分解的更为彻底，还可以让氨分解炉300升至更高温度(比如800 900°C)，这时氨含量可以降至万分之三，但这样做是没有必要的，原因有三个首先，更高的温度意味着需要消耗更多的能源，其次，更高的温度也会降低氨分解炉的寿命，最后，在后述的步骤中，可以通过吸附器500中的分子筛502直接让尾气提纯到直接排放的要求，而万分之三的氨含量还是太高依然不能直接排放；综合起来，室温的高氨含量尾气经过换热器200和氨分解炉300后得到100 300°C左右的低氨含量尾气；低氨含量尾气还不能直接排放，为了防止其中少量的氨气排放大气而带来的污染，需要对低氨含量尾气做进一步的处理，去掉其中的氨气组分直到达到排放的要求后才能排放，通常使用分子筛吸附的方法；2)吸附开启第一阀门901、第二阀门902和第三阀门903，关闭第四阀门904、第五阀门905、第六阀门906，将步骤I)得到的100 300°C低氨含量尾气经过水冷器冷凝至常温，然后输送到第一吸附再生通道501内，利用第一吸附再生通道501内分子筛502的吸附特性，对低氨含量尾气进行脱氨吸附。为了充分利用分子筛的吸附杂质的能力，要把低氨含量尾气先通过水冷器400冷却至室温(因为分子筛在室温时比高温时具有更强的吸附杂质的能力)；然后再让低氨含量尾气通过分子筛502来吸取其中的氨气。所述第一吸附再生通道501内填充的分子筛502是5A分子筛，因为它对氨具有最好的吸附功能；经过分子筛502的吸附，尾气中的氨含量可以小于lppm，达到直接排放的要求；3)第一吸附器再生第一吸附器500工作一段时间后，其内的分子筛502吸附了较多的杂质或氨之后，吸附功能就会逐步减弱，这时需要进行对其进行再生，再生需要两个条件高温和吹扫气体；氨分解后，得到的低氨含量尾气的温度有一个较宽的范围100 300°C，原因在于高氨含量尾气中成分(特别是氨气含量)并不固定，这个温度跟分子筛的再生温度(约250 350°C)有重叠，也就是说，低氨含量尾气带有的余热可以用于(至少部分用于)分子筛的再生， 关闭第一阀门901、第二阀门902和第三阀门903，开启第四阀门904和第五阀门905，再生气氮气通过再生气管道1000、第六管道706进入第一吸附器吸附再生通道501，再生气氮气对第一吸附器吸附再生通道501内的分子筛502进行吹扫再生，吹扫气通过第七管道707输送到氨气尾气输入管100 ；开启第六阀门906，第三管道703内的低温含量尾气输送到第一吸附器的第一加热通道503内，以保证第一吸附再生通道501内的分子筛再生温度；加热后的低温含量尾气输送到水冷器前端进入吸附过程。为了保证有足够的热量用于第一吸附器吸附再生通道501内分子筛502的再生，在低氨含量尾气进入第一加热通道503前开启电加热器1001，以保证分子筛502再生时低氨含量尾气的温度达到300°C左右。可以看到，当吸附器处在不同的工作状态(吸附和再生)，通过分子筛502的气流方向是相反的，另外，再生时气体流量通常远小于工作时的气体流量。总之，本发明装置充分考虑了如何降低尾气处理温度，以及在处理过程中余热的充分利用，使尾气处理更加节能。实施例2重复实施例1，其不同之处在于，本发明氨气尾气处理装置还包括第二吸附器800，所述第二吸附器800内包括第二吸附再生通道801 ;所述第二吸附再生通道801内设有分子筛802 ;所述水冷器400的出口端通过第十管道710与第二吸附再生通道801进口端连接相通；所述第十管道710上设有第七阀门907 ;所述第二吸附再生通道801出口端通过第十一管道711连接尾气排放管600 ;所述第十一管道711上设有第八阀门908。该装置包含两个吸附器500、800，由于吸附器内的分子筛工作一段时间后需要再生，使得再生和吸附可轮流交替工作，这意味着本装置能够连续处理含氨尾气。所述第二吸附再生通道801的出口端还通过第十二管道712外接再生气管道1000，所述第十二管道712上设第九阀门909 ;所述第二吸附再生通道801的进口端通过第十三管道713与氨气尾气输入管100连接相通；所述第十三管道713上设有第十阀门910。所述再生气管道1000、第十二管道712、第二吸附器内的第二吸附再生通道801和第十三管道713形成第二再生系统。所述第二吸附器800内还包括第二加热通道803 ;所述第二吸附再生通道801和第二加热通道803互不连通；所述第三管道通703过第八管道708和第十四管道714与第二加热通道803进口端连接相通；所述第二加热通道803出口端通过第十五管道715与水冷器400的进口端连接相通；所述第十五管道715上设有第十一阀门911。因此，所述第八管道708、电加热器1001、第十四管道714、第二吸附器内的第二加热通道803、第十五管道715形成第二加热系统。第二吸附器800工作一段时间后，其内的分子筛803吸附了较多的杂质或氨之后，吸附功能就会逐步减弱，这时需要进行对其进行再生，再生需要两个条件高温和吹扫气体；氨分解炉内的氨分解后，得到的低氨含量尾气的温度在100 300°C之间；所述第二吸附器800内设有若干列管，该列管作为第二加热通道803 ;所述列管外的第二吸附器800内的空间形成第二吸附再生通道801。用低氨含量尾气通过列管给分子筛802加热，以充分的利用低氨含量尾气的余热，减少能源消耗；所述第二吸附器800外壁上贴覆绝热保温隔离层804，以减少能耗。·参见图2所示，利用上述装置处理制备电子工业用氮化物的氨气尾气的方法，包括如下步骤I)氨分解将高氨含量尾气通过氨气尾气输入管100输送到换热器200，经过换热器200的壳通道换热后升温至300 400°C ;然后输入到氨分解炉300中，在氨分解炉300中进一步加热升温至400 500°C，在加热升温的同时，尾气与炉内的氨分解催化剂接触；高氨含量尾气经过氨分解炉后，氨含量介于千分之五到千分之一之间，本发明称之为低氨含量尾气，低氨含量尾气通过换热器200管通道换热后降温至大约100 300°C ;换热器200和氨分解炉300具有良好的绝热保温层；2)第一吸附器吸附和第二吸附器的再生本实施例中，第一吸附器500和第二吸附器800轮流吸附，轮流再生，使得本发明装置可长期持续工作；具体步骤如下开启第一阀门901、第二阀门902和第三阀门903，关闭第四阀门904、第五阀门905、第六阀门906 ;开启第九阀门909、第十阀门910和第4^一阀门911，关闭第七阀门907、第八阀门908 ；此时第一吸附器500处于吸附状态，将步骤I)得到的100 300°C低氨含量尾气经过水冷器冷凝至常温，然后输送到第一吸附再生通道501内，利用第一吸附再生通道501内分子筛502的吸附特性，对低氨含量尾气进行脱氨吸附；所述第一吸附再生通道501内填充的分子筛502是5A分子筛，因为它对氨具有最好的吸附功能；经过分子筛502的吸附，尾气中的氨含量小于lppm，达到直接排放的要求；吸附后的尾气经第五管道705和尾气排放管600排入大气中；此时第二吸附器处于再生状态，再生气氮气通过再生气管道1000、第十二管道712进入第二吸附器吸附再生通道801，再生气氮气对第二吸附器吸附再生通道801内的分子筛802进行吹扫再生，吹扫气通过第十三管道713输送到氨气尾气输入管100 ；为了保证有足够的热量用于第二吸附器吸附再生通道801内分子筛802的再生，在低氨含量尾气经过第八管道708和第十四管道714进入第二加热通道803前开启电加热器1001，以保证分子筛802再生时低氨含量尾气的温度达到300°C左右。3)第一吸附器再生和第二吸附器的吸附；关闭第二阀门902和第三阀门903，开启第四阀门904、第五阀门905、第六阀门906 ;关闭第九阀门909、第十阀门910和第4^一阀门911，开启第一阀门701、第七阀门907、第八阀门908 ；此 时第二吸附器800处于吸附状态，将步骤I)得到的100 300°C低氨含量尾气经过水冷器冷凝至常温，然后输送到第二吸附再生通道801内，利用第二吸附再生通道801内分子筛802的吸附特性，对低氨含量尾气进行脱氨吸附；所述第二吸附再生通道801内填充的分子筛802是5A分子筛，因为它对氨具有最好的吸附功能；经过分子筛802的吸附，尾气中的氨含量小于lppm，达到直接排放的要求；吸附后的尾气经第十一管道711和尾气排放管600排入大气中；此时第一吸附器处于再生状态，再生气氮气通过再生气管道1000、第六管道706进入第一吸附器吸附再生通道501，再生气氮气对第一吸附器吸附再生通道501内的分子筛502进行吹扫再生，吹扫气通过第七管道707输送到氨气尾气输入管100 ；为了保证有足够的热量用于第一吸附器吸附再生通道501内分子筛502的再生，在低氨含量尾气经过第八管道708进入第一加热通道503前开启电加热器1001，以保证分子筛502再生时低氨含量尾气的温度达到300°C左右。本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
1.制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置，其特征在于包括氨气尾气输入管、换热器、氨分解炉、水冷器、第一吸附器和尾气排放管； 所述换热器分为壳通道和管通道，所述壳通道和管通道互不连通； 所述氨气尾气输入管与换热器的壳通道进口端连接相通，所述换热器的壳通道出口端通过第一管道与氨分解炉进口端连接相通，所述氨分解炉的出口端通过第二管道与换热器管通道进口端连接相通，所述换热器管通道出口端通过第三管道与水冷器进口端连接相通； 所述第一吸附器内包括第一吸附再生通道，所述第一吸附再生通道内设有分子筛； 所述水冷器的出口端通过第四管道与第一吸附再生通道进口端连接相通； 所述第一吸附再生通道出口端通过第六管道连接尾气排放管。
2.根据权利要求I所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第六管道通过第十一管道外接再生气管道；所述第一吸附再生通道进口端通过第十三管道与氨气尾气输入管连接相通；所述第三管道上设有第一阀门；所述第六管道上设有第二阀门；所述第十一管道上设有第三阀门；所述第十三管道上设有第四阀门。
3.根据权利要求2所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第一吸附器内还包括第一加热通道；所述第一吸附再生通道和第一加热通道互不连通；所述第三管道通过第八管道与第一加热通道进口端连接相通；所述第一加热通道出口端通过第九管道与水冷器的进口端连接相通；所述第九管道上设有第五阀门。
4.根据权利要求3所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第八管道上设电加热器。
5.根据权利要求I 4中任一所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第一吸附器内设有若干列管，该列管作为第一加热通道；所述列管外的第一吸附器内的空间形成第一吸附再生通道。
6.根据权利要求I 4中任一所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第一吸附器外壁上贴覆绝热保温隔离层。
7.根据权利要求I 4中任一所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述换热器和氨分解炉外壁上贴覆有绝热保温层。
8.根据权利要求I 4中任一所述的所述的氨气尾气处理装置，其特征在于所述氨气尾气处理装置还包括第二吸附器，所述第二吸附器内包括第二吸附再生通道；所述第二吸附再生通道内设有分子筛；所述水冷器的出口端通过第五管道与第二吸附再生通道进口端连接相通；所述第五管道上设有第六阀门；所述第二吸附再生通道出口端通过第七管道连接尾气排放管；所述第七管道上设有第七阀门。
9.根据权利要求8所述的所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第七管道通过第十二管道外接再生气管道，所述第十二管道上设第八阀门；所述第二吸附再生通道的进口端通过第十四管道与氨气尾气输入管连接相通；所述第十四管道上设有第九阀门。
10.根据权利要求9所述的所述的氨气尾气处理装置，其特征在于优选地，所述第二吸附器内还包括第二加热通道；所述第二吸附再生通道和第二加热通道互不连通；所述第三管道通过第八管道和第十五管道与第二加热通道进口端连接相通；所述第二加热通道出口端通过第十管道与水冷器的进口端连接相通；所述第十管道上设有第十阀门。
11.如权利要求4所述装置处理制备电子工业用氮化物的氨气尾气的方法，其特征在于，包括如下步骤 1)氨分解 将高氨含量尾气通过氨气尾气输入管输送到换热器，经过换热器的壳通道换热后升温至300 400°C;然后输入到氨分解炉中,在氨分解炉中进一步加热升温至400 500°C,在加热升温的同时，尾气与炉内的氨分解催化剂接触；高氨含量尾气经过氨分解炉后称之为低氨含量尾气，低氨含量尾气通过换热器200管通道换热后降温至100 300°C ； 2)吸附 开启第一阀门、第二阀门和第三阀门，关闭第四阀门、第五阀门、第六阀门，将步骤I)得到的100 300°C低氨含量尾气经过水冷器冷凝至常温，然后输送到第一吸附再生通道内，利用第一吸附再生通道内分子筛的吸附特性，对低氨含量尾气进行脱氨吸附；优选地，所述第一吸附再生通道内填充的分子筛是5A分子筛； 3)第一吸附器再生 关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，开启第四阀门和第五阀门，再生气氮气通过再生气管道、第六管道进入第一吸附器吸附再生通道，再生气对第一吸附器吸附再生通道内的分子筛进行吹扫再生，吹扫气通过第七管道输送到氨气尾气输入管； 开启第六阀门，第三管道内的低温含量尾气输送到第一吸附器的第一加热通道内，然后低温含量尾气输送到水冷器前端进入吸附过程； 在低氨含量尾气进入第一加热通道前开启电加热器，保证分子筛再生时低氨含量尾气的温度达到300°C。
12.如权利要求10所述装置处理制备电子工业用氮化物的氨气尾气的方法，其特征在于，包括如下步骤 1)氨分解 将高氨含量尾气通过氨气尾气输入管输送到换热器，经过换热器的壳通道换热后升温至300 400°C;然后输入到氨分解炉中,在氨分解炉中进一步加热升温至400 500°C,在加热升温的同时，尾气与炉内的氨分解催化剂接触；高氨含量尾气经过氨分解炉后，氨含量介于千分之五到千分之一之间，本发明称之为低氨含量尾气，低氨含量尾气通过换热器200管通道换热后降温至大约100 300°C ;换热器和氨分解炉具有良好的绝热保温层； 2)第一吸附器吸附和第二吸附器的再生 第一吸附器和第二吸附器轮流吸附，轮流再生，长期持续工作；具体步骤如下 开启第一阀门、第二阀门和第三阀门，关闭第四阀门、第五阀门、第六阀门；开启第九阀门、第十阀门和第十一阀门，关闭第七阀门、第八阀门； 此时第一吸附器处于吸附状态，将步骤I)得到的100 300°C低氨含量尾气经过水冷器冷凝至常温，然后输送到第一吸附再生通道内，利用第一吸附再生通道内分子筛的吸附特性，对低氨含量尾气进行脱氨吸附；优选地，所述第一吸附再生通道内填充的分子筛是5A分子筛；吸附后的尾气经第五管道和尾气排放管排入大气中； 此时第二吸附器处于再生状态，再生气氮气通过再生气管道、第十二管道进入第二吸附器吸附再生通道，再生气氮气对第二吸附器吸附再生通道内的分子筛进行吹扫再生，吹扫气通过第十三管道输送到氨气尾气输入管； 为了保证有足够的热量用于第二吸附器吸附再生通道内分子筛的再生，在低氨含量尾气经过第八管道和第十四管道进入第二加热通道前开启电加热器，以保证分子筛再生时低氨含量尾气的温度达到300°C左右。
3)第一吸附器再生和第二吸附器的吸附； 关闭第二阀门和第三阀门，开启第四阀门、第五阀门、第六阀门；关闭第九阀门、第十阀门和第十一阀门，开启第一阀门、第七阀门、第八阀门； 此时第二吸附器处于吸附状态，将步骤I)得到的100 300°C低氨含量尾气经过水冷器冷凝至常温，然后输送到第二吸附再生通道内，利用第二吸附再生通道内分子筛的吸附特性，对低氨含量尾气进行脱氨吸附；所述第二吸附再生通道内填充的分子筛是5A分子筛；吸附后的尾气经第十一管道和尾气排放管排入大气中； 此时第一吸附器处于再生状态，再生气氮气通过再生气管道、第六管道进入第一吸附器吸附再生通道，再生气氮气对第一吸附器吸附再生通道内的分子筛进行吹扫再生，吹扫气通过第七管道输送到氨气尾气输入管； 为了保证有足够的热量用于第一吸附器吸附再生通道内分子筛的再生，在低氨含量尾气经过第八管道进入第一加热通道前开启电加热器，以保证分子筛502再生时低氨含量尾气的温度达到300°C左右。
全文摘要
制备电子工业用氮化物的氨气尾气处理装置，包括氨气尾气输入管、换热器、氨分解炉、水冷器、第一吸附器和尾气排放管；所述换热器分为壳通道和管通道，所述壳通道和管通道互不连通；所述氨气尾气输入管与换热器的壳通道进口端连接相通，所述换热器的壳通道出口端通过第一管道与氨分解炉进口端连接相通，所述氨分解炉的出口端通过第二管道与换热器管通道进口端连接相通，所述换热器管通道出口端通过第三管道与水冷器进口端连接相通；本发明装置可以消除或者大大降低尾气中氨的含量，使尾气达到直接排放的要求，从而降低了能源的消耗，节约了成本。
文档编号B01D53/86GK102908894SQ20121044762
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者鲍坚仁, 鲍坚斌 申请人:湖南高安新材料有限公司