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1、氨氣中水份脫除工藝研究顏庭勇張文波尹泉生（蘇州市創(chuàng)新凈化有限公司，江蘇蘇州相城區(qū)北橋鎮(zhèn)希望工業(yè)園友勝東路9#215144）摘要：高純氨是電子工業(yè)中氮化膜的成膜氣體，已經(jīng)在半導體,液晶而板，氮化稼系LED牛產(chǎn)中得到廣泛應川;在多晶硅太陽能電池領域的高純氨的應用也在不斷增加。針對NH3中的水份脫除工藝研究，對于氣態(tài)猱在脫水過程中出現(xiàn)的各種復雜問題解決，確保設備長期穩(wěn)定運行，純氨含水量小于1PPm以下。關(guān)鍵詞：高純氨；脫水；問題解決；穩(wěn)定運行；0引言氨氣在常溫常壓下為具有特殊刺激性惡臭的無色有毒氣體，比空氣輕。氨在常溫下穩(wěn)定,但是在高
2、溫分解成卷和氮。一般在一個大氣壓下450~500°C時容易分解成氫氮混合氣。在空氣中可燃，但--般難以著火，如果連續(xù)接觸火源就燃燒，有時也能引起爆炸。氨呈堿性，具有強腐蝕性。氨氣用途廣泛包括?氮肥、桜鹽硝酸、風索丙烯酰胺、氫輒酸、無機試劑、藥品、染料、金熾表而氮化、制冷劑、半導體用氣體、氧化、氮化膜、化學氣相淀積、標準氣等。目前工業(yè)制取液氨的方式主要是利用氫和氮在高溫高壓時在催化劑的作用下介成得到的。其粗氣中的組成朵質(zhì)主耍含有微雖硫、水份、一氧化彼、氮氣、氧氣、鐵雜質(zhì)及其它機械雜質(zhì)和油等雜質(zhì)。液氨中含有硫可通過脫硫裝迸脫除，含有
3、的汕份可通過活性碳吸附，含有的機械雜質(zhì)可通過梢密過濾裝置過濾，氨中含有的雜質(zhì)氣體可以通過萃取梢鎘I：藝解決。氨中的水份在氨氣的雜質(zhì)中占有的比重較大，在實際應用解決過程中遇到的問題也較多，特別是氨氣最終的脫水深度及脫水過程中產(chǎn)品氣露點穩(wěn)定性是整個工藝脫水過程中克服的難點。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對NH3純度耍求及雜質(zhì)含量耍求極高。鑒于高純氨氣良好的應用前景，進一步開展NH3純度的技術(shù)研究，提高產(chǎn)品氣的純度是十分必要的。1.氨氣中雜質(zhì)氣組成及其物化性質(zhì)1.1氨氣中雜質(zhì)組成【產(chǎn)品名稱】液體無水氨（液氨）【產(chǎn)品簡介】液爼分子式：NH3分子＞
4、：17.03國家標準：GB536-88【質(zhì)量標準】表一原料液氨指標指標名稱指標優(yōu)等品一等品合格品氨含量％299.999.899.6殘留物含董0.1（重量法）0.20.4水份％W0.1————汕含量，mg/kgW5（重量法）————2（紅外光譜法）—飲含量，mg/kgW1————.2氨氣的產(chǎn)品指標電子工業(yè)川氨應符合下表，國家標準：GBT-14601-93表二電子工業(yè)用氨技術(shù)指標項目指標氨純度，10"（體積分數(shù)）299.999氧含106（體積分數(shù)）<2氮含量，i（r（體積分數(shù)）<5一氧化碳含量，10°（體積分數(shù)）<1燒含s（crc3
5、）,io6（體積分數(shù)）<1水份含屋，10"（體積分數(shù)）<3總雜質(zhì)含量，10"（體積分數(shù)）101.NH3脫水干燥純化工藝研究2.1NH3脫水干燥工藝原理：氨氣中水份的脫除主耍采用的是選擇吸附的原理，選擇吸附是利川固體吸附劑對氣體中各級分的吸附能力不同，達到分離或純化氣體的目的。一切固體物質(zhì)表面都有一種不飽和力場，其作用范圍相當于分子宜徑大小。因此對于接觸固體物質(zhì)的表面的氣體分子具有一定的吸附作用。只有多孔物質(zhì)具有很大的內(nèi)表面枳，才有明顯的吸附效應。對于氨氣中水份的吸附主要采用物理吸附的方式，物理吸附時，吸附劑和吸附質(zhì)Z間同時存在吸
6、附和解吸的作用。在?定的溫度下，解吸速度等于吸附速度時，達到吸附平衡。.2吸附劑的選擇吸附劑對各種氣體和選擇吸附能力，主耍取決于吸附劑的組成和結(jié)構(gòu)，氣體分子的人小和極性，以及吸附的條件（如溫度和壓力）等.表三常用氣體分子的大小氣體名稱分子的臨界直徑（埃）分子的長度（埃）氫氣2.43.0氮氣N?3?0~3?644?09氧氣Q3.4~3?83.8水蒸汽比02.7、3?13.2氨氣NH,3.65~3?8—表四各種吸附劑的有效孔徑分子篩型號有效孔徑（埃）鉀A(3A)3.0(3.2)鈉A(4A)4.2(4.8)鈣A(5A)5.0(5.5)
7、鈉X(13X)9.0(10.0)硅膠（細孔）20以下活性氧化鋁10'20山于我們是脫除氨氣的水份根據(jù)農(nóng)三及表四我們可知對于采用分子篩吸附采用3A分子篩吸附是最合適的,3A分子篩的有效孔徑比氨氣分子小，不吸附氨氣，乂比水蒸汽的分子巴徑人，因此能夠吸附氨氣的水份。2.3氨氣干燥的工藝流程氨氣干燥脫水的工藝流程如圖一所示，主要包括干燥塔、管道冷卻器、將密氨過濾器、切換閥門、電氣控制部分。干燥塔內(nèi)設有加熱裝置，并于外筒內(nèi)設有冷卻水盤管，分子篩裝于塔內(nèi)，干燥塔外設保溫裝置。從圖一我們可知，工藝中設有兩只干燥塔，當其中一只干燥塔工作時處于常
8、溫吸附氨氣中的水份，輸出干燥的氨氣供后級使用，另一只塔處于再生過程，再生過程主耍是對再生干燥塔內(nèi)的吸附劑進行加熱，然后利用干燥的純氮或惰性氣體將吸附劑中的水蒸氣在高溫狀態(tài)下解吸出來。再生塔床層溫度在300-350"C維持4~6小時后，再生干燥塔停止加熱，再生干燥
