氨吸收裝置以及制備超凈高純氨水的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高純度氨水吸收裝置以及工藝，公開了一種使用高純材料構(gòu)建的氨吸收裝置，包括依次連接的液氨罐、氨氣脫油裝置、氨氣脫顆粒裝置、氨吸收器以及超凈高純氨水儲存槽，還公開了一種使用上述氨吸收裝置的超凈高純氨水制備方法。本發(fā)明的優(yōu)點在于，可以制備超凈高純氨水，裝置結(jié)構(gòu)簡單，所需工藝步驟少，吸收快速，產(chǎn)量高，節(jié)能高效，無三廢排放，符合綠色環(huán)保的要求，且符合工業(yè)大規(guī)模制造的需要，具有較好的應(yīng)用價值。
【專利說明】氨吸收裝置以及制備超凈高純氨水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高純度氨水吸收裝置以及工藝，特別涉及一種使用高純材料構(gòu)建的氨吸收裝置以及使用該裝置制備超凈高純氨水的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子化學(xué)品是為電子工業(yè)配套的專用化工材料，質(zhì)量要求高。同時，電子化學(xué)品也具有產(chǎn)品更新?lián)Q代快，投資回報率高等特點。在技術(shù)方面，美國、德國、日本及我國臺灣目前已經(jīng)在規(guī)模生產(chǎn)0.2-0.6 μ m技術(shù)用超凈高純試劑、0.09-0.2 μ m技術(shù)用超凈高純試劑方面完成實驗室研究并開始規(guī)模生產(chǎn)。國內(nèi)超純化學(xué)品的生產(chǎn)能力，無法適應(yīng)國內(nèi)IC行業(yè)發(fā)展需要，這與我國想要發(fā)展成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大國的目標(biāo)極不相稱，因此必須盡快解決這些問題，加速發(fā)展我國自己的超凈高純化學(xué)化學(xué)品產(chǎn)業(yè)。
[0003]目前國內(nèi)關(guān)于高純氨水制備的研究如火如荼，各單位也已經(jīng)開發(fā)出了各種適用于生產(chǎn)工業(yè)級氨水的裝備以及制備工藝。但這些專利都是生產(chǎn)工業(yè)級氨水，所采用材料均不是超凈高純材料，使用這些現(xiàn)有的工業(yè)級氨水制備裝置，均無法得到符合電子工業(yè)用SEM1-C12標(biāo)準(zhǔn)的超凈高純氨水。為此，有必要研制一種能夠制備符合上述電子工業(yè)用要求的超凈高純氨水的裝備以及相應(yīng)的工藝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中缺乏能夠制備超凈高純氨水的裝置以及制備工藝的缺點，提供了一種使用高純材料構(gòu)建的氨吸收裝置以及使用該裝置制備超凈高純氨水的工藝方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
使用高純材料構(gòu)建的氨吸收裝置，包括依次連接的液氨罐、氨氣脫油裝置、氨氣脫顆粒裝置、氨吸收器以及超凈高純氨水儲存槽，其中，氨吸收器內(nèi)部分割為第一腔室與第二腔室，第一腔室的底部與第二腔室的底部相互連通，第一腔室內(nèi)設(shè)置有氨氣分布器以及第一冷卻管，第二腔室內(nèi)設(shè)置有第二冷卻管，氨氣分布器的進口連接氨氣脫顆粒裝置的出口，第一冷卻管位于氨氣分布器上方，第一冷卻管上方設(shè)置有去離子水進口，第二冷卻管上方設(shè)置有氨水出口，氨水出口與超凈高純氨水存儲槽相連接。
[0006]作為優(yōu)選，所述氨氣脫油裝置由PTFE、PVDF以及PP微孔膜中的一種或者任意多種制成，微孔膜的孔徑為100-500nm。
[0007]作為優(yōu)選，所述氨氣脫顆粒裝置由PTFE和/或PP微孔膜制成，微孔膜的孔徑為50_100nm。
[0008]作為優(yōu)選，所述氨吸收器、第一冷卻管以及第二冷卻管分別由PTFE、PFA、PEP以及PP中的一種或者任意多種材料制成。
[0009]作為優(yōu)選，所述氨氣分布器由PES、PTFE以及PP微孔膜中的一種或者任意多種制成，微孔膜的孔徑為100-500nm。、[0010]使用上述氨吸收裝置的超凈高純氨水的制備方法，包括以下具體步驟:將一等品以上的液氨汽化；使用氨氣脫油裝置將汽化后的氨氣進行脫油處理，脫去氨氣中的油份；使用氨氣脫顆粒裝置去除氨氣中的顆粒；將去除了顆粒的高純度氨氣通入氨氣吸收器，用去離子水吸收，經(jīng)過第一冷卻管以及第二冷卻管的冷卻，得到超凈高純氨水。
[0011]作為優(yōu)選，氨吸收器內(nèi)的氨水溫度為0-20°C，氨吸收器內(nèi)的氨水壓力為0-0.1MPa，氨吸收器內(nèi)的氨水吸收時間為0.1-0.2h。
[0012]作為優(yōu)選，氨吸收器內(nèi)的氨水溫度為10°C，氨吸收器內(nèi)的氨水壓力為0.05MPa， 氨吸收器內(nèi)的氨水吸收時間為0.1h。
[0013]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:
本發(fā)明所述的氨吸收裝置以及相應(yīng)的超凈高純氨水的制備方法適用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)符合甚至是超過SEM1-C12標(biāo)準(zhǔn)的超凈高純氨水，氨水吸收迅速，產(chǎn)量高，同時氨吸收器的設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，工藝簡便，步驟少，安全可靠，無三廢排放，無氨氣泄漏，符合綠色環(huán)保的要求。
[0014]進一步地，氨吸收裝置中，氨氣脫油裝置、氨氣脫顆粒裝置、冷卻管、氨氣分布器以及氨吸收器均由微孔膜制成，結(jié)構(gòu)簡單，可以兼具較高速的氨氣通過率以及雜質(zhì)截留率，裝置制備簡單，更換方便，符合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要。
[0015]進一步地，當(dāng)氨吸收器內(nèi)的氨水溫度為10°C，氨吸收器內(nèi)的氨水壓力為0.05MPa,氨吸收器內(nèi)的氨水吸收時間為0.1h時，得到的超凈高純氨水具有最佳的工藝指標(biāo)以及最高的生產(chǎn)效率，具有較好的應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是氨吸收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0018]實施例1
使用高純材料構(gòu)建的氨吸收裝置，包括依次連接的液氨罐1、氨氣脫油裝置2、氨氣脫顆粒裝置3、氨吸收器4以及超凈高純氨水儲存槽5，其中，液氨罐I頂部的出口與氨氣脫油裝置2中部的入口相連接，氨氣脫油裝置2頂部的出口與氨氣脫顆粒裝置3中部的入口相連接，氨氣脫顆粒裝置3頂部的出口與氨氣分布器43的入口相連接，氨吸收器4內(nèi)部分割為第一腔室41與第二腔室42，第一腔室41的底部與第二腔室42的底部相互連通，第一腔室41內(nèi)設(shè)置有氨氣分布器43以及第一冷卻管44，第二腔室42內(nèi)設(shè)置有第二冷卻管45，氨氣分布器43的進口連接氨氣脫顆粒裝置3的出口，第一冷卻管44位于氨氣分布器43上方，第一冷卻管44上方設(shè)置有去尚子水進口，通入18.2ΜΩ去尚子水，去尚子水由第一冷卻管44通過第一冷卻管44，初步冷卻后的去離子水經(jīng)過第一腔室42底部的氨氣分布器43吸收氨氣分布器43噴出的高純度氨氣，由于第一腔室42和第二腔室43之間僅僅在底部相連通，因此由第一腔室42頂部落下的去離子水將在第一腔室42的底部聚集并形成湍流，提高了去離子水在第一腔室42內(nèi)的停留時間，提高了去離子水與氨氣分布器43的接觸時間，進而提高了氨氣的吸收速度和吸收率。第二冷卻管45上方設(shè)置有氨水出口 46，進入第二腔室42的氨水經(jīng)過第二冷卻管45進行二次冷卻，冷卻后的氨水由氨水出口 46排出，氨水出口 46與超凈高純氨水儲存槽5相連接。
[0019]所述氨氣脫油裝置2由PTFE、PVDF以及PP微孔膜中的一種或者任意多種制成，微孔膜的孔徑為100-500nm。
[0020]所述氨氣脫顆粒裝置3由PTFE和/或PP微孔膜制成，微孔膜的孔徑為50_100nm。
[0021]所述氨吸收器4、第一冷卻管44以及第二冷卻管45分別由PTFE、PFA、PEP以及PP中的一種或者任意多種材料制成。
[0022]所述氨氣分布器43由PES、PTFE以及PP微孔膜中的一種或者任意多種制成，微孔膜的孔徑為100-500nm。
[0023]實施例2
超凈高純氨水的制備方法，包括以下具體步驟:將一等品以上的液氨汽化；使用氨氣脫油裝置2將汽化后的氨氣進行脫油處理，脫去氨氣中的油份；使用氨氣脫顆粒裝置3去除氨氣中的顆粒；將去除了顆粒的高純度氨氣通入氨氣吸收器，用去離子水吸收，經(jīng)過第一冷卻管44以及第二冷卻管45的冷卻，得到超凈高純氨水。
[0024]氨吸收器4內(nèi)的氨水溫度為0_20°C，氨吸收器4內(nèi)的氨水壓力為0_0.1MPa,氨吸收器4內(nèi)的氨水吸收時間為0.1-0.2h。
[0025]為了能夠驗證實施例2所記載的方法的效果，對實施例2所使用的制備方法得到的氨水的濃度和生產(chǎn)速率進行測量，具體數(shù)據(jù)如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種使用高純材料構(gòu)建的氨吸收裝置，其特征在于，包括依次連接的液氨罐(I)、氨氣脫油裝置(2)、氨氣脫顆粒裝置(3)、氨吸收器(4)以及超凈高純氨水儲存槽(5)，其中，氨吸收器(4)內(nèi)部分割為第一腔室(41)與第二腔室(42)，第一腔室(41)的底部與第二腔室(42)的底部相互連通，第一腔室(41)內(nèi)設(shè)置有氨氣分布器(43)以及第一冷卻管(44)，第二腔室(42 )內(nèi)設(shè)置有第二冷卻管(45 )，氨氣分布器(43 )的進口連接氨氣脫顆粒裝置(3 )的出口，第一冷卻管(44)位于氨氣分布器(43)上方，第一冷卻管(44)上方設(shè)置有去離子水進口()，第二冷卻管(45)上方設(shè)置有氨水出口(46)，氨水出口(46)與超凈高純氨水儲存槽(5)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨吸收裝置，其特征在于，所述氨氣脫油裝置(2)由PTFE、PVDF以及PP微孔膜中的一種或者任意多種制成，微孔膜的孔徑為100-500nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨吸收裝置，其特征在于，所述氨氣脫顆粒裝置(3)由PTFE和/或PP微孔膜制成，微孔膜的孔徑為50-100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨吸收裝置，其特征在于，所述氨吸收器(4)、第一冷卻管(44)以及第二冷卻管(45)分別由PTFE、PFA、PEP以及PP中的一種或者任意多種材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨吸收裝置，其特征在于，所述氨氣分布器(43)由PES、PTFE以及PP微孔膜中的一種或者任意多種制成，微孔膜的孔徑為100-500nm。
6.一種使用上述權(quán)利要求1-5任一所述的氨吸收裝置的超凈高純氨水的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟:將一等品以上的液氨汽化；使用氨氣脫油裝置(2)將汽化后的氨氣進行脫油處理，脫去氨氣中的油份；使用氨氣脫顆粒裝置(3)去除氨氣中的顆粒；將去除了顆粒的高純度氨氣通入氨氣吸收器()，用去離子水吸收，經(jīng)過第一冷卻管(44)以及第二冷卻管(45)的冷卻，得到 超凈高純氨水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超凈高純氨水的制備方法，其特征在于，氨吸收器(4)內(nèi)的氨水溫度為0-20°C，氨吸收器(4)內(nèi)的氨水壓力為0-0.1MPa，氨吸收器(4)內(nèi)的氨水吸收時間為 0.1-0.2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超凈高純氨水的制備方法，其特征在于，氨吸收器(4)內(nèi)的氨水溫度為10°C，氨吸收器(4)內(nèi)的氨水壓力為0.05MPa，氨吸收器(4)內(nèi)的氨水吸收時間為0.lh。
【文檔編號】C01C1/02GK103466655SQ201310452318
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】馮烈, 許振良, 陳云斌, 魏永明, 劉詢, 馬曉華, 張金霞, 顧斯文 申請人:浙江建業(yè)化工股份有限公司, 華東理工大學(xué)