本實(shí)用新型涉及一種氨氣提純?cè)O(shè)備，具體涉及一種基于膨脹制冷提純氨氣的裝置及，可用于LED行業(yè)的氨氣回收提純。

背景技術(shù)：

高純氨作用在大陽(yáng)能行業(yè)中為氮化硅薄膜提供氮源、以及集成電路制造、化合物半導(dǎo)體、液晶顯示器及更好地為清洗硅片而提供潔凈的工藝氣體氨氣；高純氨作為電子行業(yè)的原材料，其產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要，直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的良率，對(duì)于原材料的質(zhì)量和成本與行業(yè)的發(fā)展都是有著密切的關(guān)系。目前市場(chǎng)多采用大型工藝生產(chǎn)出來(lái)的超純氨氣作為貨源，而此方法價(jià)格昴貴，產(chǎn)品投資大，單價(jià)高。同時(shí)，氨氣（NH₄）大量用于LED生產(chǎn)工藝中，并產(chǎn)生大量回收廢氣，如果不加以利用則會(huì)污染環(huán)境也造成資源浪費(fèi)；因此需要提供新的裝置以提純氨氣，尤其是能夠提純回收氨氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于膨脹制冷提純氨氣的裝置，用于原料氨氣提純，尤其適用回收氨氣提純。

為達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于膨脹制冷提純氨氣的裝置，包括依次連接的緩沖罐、初級(jí)吸附系統(tǒng)、初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)、壓縮機(jī)、膨脹制冷系統(tǒng)、氣化器、深度吸附系統(tǒng)、深度過(guò)濾系統(tǒng)、精餾塔；所述初級(jí)吸附系統(tǒng)包括初級(jí)吸附器；所述初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)包括初級(jí)過(guò)濾器；所述膨脹制冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)、依次連接的第一級(jí)換熱設(shè)備、第二級(jí)換熱設(shè)備、第三級(jí)換熱設(shè)備；所述深度吸附系統(tǒng)包括深度吸附器；所述深度過(guò)濾系統(tǒng)包括深度過(guò)濾器；所述精餾塔塔頂設(shè)有冷凝器、底部設(shè)有塔釜；所述第一級(jí)換熱設(shè)備由第一換熱器與第一氣液分離器組成；所述第二級(jí)換熱設(shè)備由第二換熱器與第二氣液分離器組成；所述第三級(jí)換熱設(shè)備由第三換熱器與第三氣液分離器組成；所述壓縮機(jī)與第一換熱器連接；所述氣化器與第一換熱器連接；所述風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)依次與第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器連接。

上述技術(shù)方案中，所述連接是指各設(shè)備之間連通，用于氣體或者液體輸送，如果氣體傳輸則是氣管連通，如果液體傳輸則是液管連通；管道與各部件的連接方式為現(xiàn)有方式，不泄露即可；本實(shí)用新型中一些部件同時(shí)連接多個(gè)其他部件，達(dá)到節(jié)省能源、以最小消耗達(dá)到最佳提純效果，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考本實(shí)用新型實(shí)施例理解。

上述技術(shù)方案中，依次連接的第一級(jí)換熱設(shè)備、第二級(jí)換熱設(shè)備、第三級(jí)換熱設(shè)備組成多級(jí)換熱設(shè)備，級(jí)數(shù)越高處理后的氨氣純度越高；每級(jí)換熱設(shè)備都是由換熱器與氣液分離器組成，換熱器包括用于換熱的冷源氣體出入口、用于分離的原料出入口、液體氨出入口，氣液分離器包括原料入口、氣體出口以及液體出口；換熱后的原料（氣液混合物）進(jìn)入氣液分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離，得到氣體以及液體氨，再進(jìn)入各自傳輸路徑。

上述技術(shù)方案中，膨脹制冷系統(tǒng)為關(guān)鍵組成，起到冷卻分離的效果，前端接受壓縮后的混合氣體，后端輸出液化分離后的氨氣，根據(jù)氨氣提純路徑，具體連接方式為第一換熱器原料出口、第一氣液分離器原料入口、第一氣液分離器氣體出口、第二換熱器原料入口、第二氣液分離器原料入口、第二氣液分離器氣體出口、第三換熱器原料入口、第三氣液分離器原料入口依次連接；第三氣液分離器液體出口與第二換熱器液體氨入口連接；第二氣液分離器液體出口與第二換熱器液體氨入口連接；第一氣液分離器液體出口與第一換熱器液體氨入口連接；第二換熱器液體氨出口與第一換熱器液體氨入口連接。優(yōu)選的，第三氣液分離器液體出口與第二氣液分離器液體出口匯合后再與第二換熱器液體氨入口連接；第二換熱器液體氨出口與第一氣液分離器液體出口匯合后再與第一換熱器液體氨入口連接；第一換熱器液體氨出口與氣化器連接。從而經(jīng)過(guò)各級(jí)氣液分離器分離的液體氨經(jīng)過(guò)復(fù)熱后進(jìn)入氣化器，氣化后進(jìn)吸附系統(tǒng)，進(jìn)行深度吸附，此時(shí)氨氣純度超過(guò)99.1%。

優(yōu)選的技術(shù)方案中，每個(gè)氣液分離器液體出口都接有流體減壓閥，用于調(diào)節(jié)液體氨的壓力為0.25 MPa；利于深度吸附與深度過(guò)濾處理。

上述技術(shù)方案中，風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)為無(wú)油潤(rùn)滑風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)，為換熱器提供冷源，風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)出口溫度控制為-70~-75℃。優(yōu)選的，所述風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)依次與第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器形成循環(huán)連接，能量耗盡的冷源可以返回作為風(fēng)機(jī)的推動(dòng)氣體；第三氣液分離器氣體出口與第二換熱器、風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)依次連接，第三氣液分離器輕組分經(jīng)過(guò)第二換熱器復(fù)熱后進(jìn)膨脹機(jī)組，膨脹后的低溫氣體依次逐級(jí)反流換熱器作冷源，出換熱器后為回收冷源，同時(shí)輕組分還可以進(jìn)入膨脹機(jī)組做軸間保護(hù)器；風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)與精餾塔塔釜連接，軸間保護(hù)器可作為塔釜熱源；可以最大程度利用冷源能量，節(jié)能減排，減少能耗。

上述技術(shù)方案中，初級(jí)吸附系統(tǒng)為串聯(lián)的多根初級(jí)吸附器，初級(jí)吸附器的吸附深度為碳氧化物低于10ppm、水分低于10ppm，優(yōu)選初級(jí)吸附器中，底部為氧化鋁，上部為5A分子篩；保證后續(xù)深度吸附的精度。深度吸附系統(tǒng)為兩組并聯(lián)的深度吸附器，一組工作時(shí)一組再生處理，可以保證提出工作連續(xù)，每組深度吸附器包括串聯(lián)的多根深度吸附柱，深度吸附柱的吸附深度為碳氧化物低于1ppm、水分低于1ppm；深度吸附后的氨氣輸送至深度過(guò)濾。

上述技術(shù)方案中，采用氮?dú)獯祾邔?duì)深度吸附器進(jìn)行再生處理，氮?dú)獯祾咴O(shè)備包括氮?dú)饧訜崞?、消音放空器、氮?dú)饬髁坑?jì)；氮?dú)饧訜崞髋c深度吸附柱連接，加熱后的氮?dú)獯祾呱疃任街鶎?shí)現(xiàn)再生處理，有效循環(huán)利用，節(jié)能減排，吹掃后的氮?dú)馀懦觥?/p>

上述技術(shù)方案中，可以在風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)與精餾塔塔釜之間設(shè)置加熱器，從風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)出的軸間保護(hù)氣可加熱后進(jìn)入塔釜；進(jìn)一步的，在塔釜外側(cè)壁設(shè)有加熱裝置比如電加熱裝置，以防軸間保護(hù)氣溫度不夠，起補(bǔ)強(qiáng)作用。

上述技術(shù)方案中，所述基于膨脹制冷提純氨氣的裝置還包括低溫液體充裝泵、成品罐、冷水機(jī)組，優(yōu)選冷水機(jī)組包括冷水箱以及水泵；冷水機(jī)組與精餾塔塔頂設(shè)有冷凝器連接，精餾塔頂冷凝器冷源由冷水機(jī)組提供，精餾塔上部出產(chǎn)品高純氨氣，產(chǎn)品高純氨氣經(jīng)過(guò)低溫液體充裝泵進(jìn)行充裝進(jìn)成品罐，可用于工業(yè)生產(chǎn)。

上述技術(shù)方案中，緩沖罐為回收原料氨氣起到緩沖作用；初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)由初級(jí)過(guò)濾器組成，過(guò)濾掉固體雜質(zhì)后進(jìn)入無(wú)油潤(rùn)滑活塞壓縮機(jī)對(duì)氣體進(jìn)行壓縮處理，初級(jí)過(guò)濾器的精度為1微米；壓縮機(jī)為中壓活塞無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，可以配備兩組，一開(kāi)一備交替使用。優(yōu)選深度過(guò)濾系統(tǒng)由串聯(lián)的多根深度過(guò)濾器組成，深度過(guò)濾器的精度為0.1微米。

上述技術(shù)方案中，所述精餾塔中部設(shè)有待精餾氨氣進(jìn)料口，上部設(shè)有高純氨氣出料口；精餾塔為中壓低溫精餾作業(yè)，采用中塔進(jìn)料，上塔出料，中部進(jìn)料，液態(tài)物質(zhì)下層至塔釜，經(jīng)過(guò)塔釜加熱輕組分上升與下沉重組分液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行熱交換，塔頂輕組分去尾氣吸收系統(tǒng)，可以最有效的提純氨氣，得到的高純氨氣經(jīng)過(guò)低溫液體充裝泵進(jìn)行充裝進(jìn)成品罐，可用于工業(yè)生產(chǎn)。

本實(shí)用新型的基于膨脹制冷提純氨氣的裝置針對(duì)工業(yè)級(jí)氨氣，尤其是LED企業(yè)回收氨氣提純制取高純氨氣，利用上述基于膨脹制冷提純氨氣的裝置提純氨氣的方法，包括如下步驟：

（1）原料氣體經(jīng)緩沖罐后進(jìn)入初級(jí)吸附系統(tǒng)進(jìn)行初級(jí)吸附處理；

（2）初級(jí)吸附處理后的氣體進(jìn)入初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行初級(jí)過(guò)濾處理；

（3）初級(jí)過(guò)濾后的氣體壓縮后進(jìn)入第一換熱器后再進(jìn)入第一氣液分離器；第一氣液分離器輸出的氣體進(jìn)入第二換熱器后再進(jìn)入第二氣液分離器；第二氣液分離器輸出的氣體進(jìn)入第三換熱器后再進(jìn)入第三氣液分離器；

第一氣液分離器輸出的液體進(jìn)入第一換熱器后進(jìn)入氣化器；第二氣液分離器輸出的液體依次進(jìn)入第二換熱器、第一換熱器后進(jìn)入氣化器；第三氣液分離器輸出的液體依次進(jìn)入第二換熱器、第一換熱器后進(jìn)入氣化器；

（4）氣化器氣化后的氣體經(jīng)過(guò)深度吸附后進(jìn)入深度過(guò)濾；

（5）深度過(guò)濾后的氣體從精餾塔待精餾氨氣進(jìn)料口進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾處理；最后從精餾塔高純氨氣出料口輸出提純后的氨氣。

上述技術(shù)方案中，所述原料氣體為L(zhǎng)ED生產(chǎn)回收氨氣；所述原料氣體體積組分為：NH₃：8.13%、CH₄：29.9%、H₂：10.49%、N₂：42.18%、O₂：8.19%，其余為水分與重金屬雜質(zhì)。

上述技術(shù)方案中，初級(jí)過(guò)濾后的氣體壓縮至2.2MPa后進(jìn)入第一換熱器；該壓力有利于膨脹分離，可有效除去原料氣體中的大部分雜質(zhì)，對(duì)后續(xù)深度吸附系統(tǒng)起到協(xié)同鏈接作用。

本實(shí)用新型中，吸附器對(duì)原料氣體進(jìn)行吸附處理，吸附原料氣體中二氧化碳與水分，過(guò)濾器過(guò)濾固體顆粒物；按體積比，初級(jí)吸附處理后氣體中碳氧化物低于10ppm，水分低于10ppm，深度吸附后，碳氧化物低于1ppm、水分低于1ppm；初級(jí)過(guò)濾后氣體中的固體顆粒物粒徑低于1微米，深度過(guò)濾后氣體中的固體顆粒物粒徑低于0.1微米。

上述技術(shù)方案中，壓縮后的氣體進(jìn)入第一換熱器后進(jìn)入第一氣液分離器，輕組分進(jìn)入第二換熱器，液化分氨下來(lái)的液氨通過(guò)節(jié)流減壓閥減壓至0.25MPa后，與第二氣液分離器液態(tài)組分匯合返回第一級(jí)換熱器復(fù)熱后，去氣化器；從第一氣液分離器氣態(tài)組分出來(lái)氣體進(jìn)第二換熱后進(jìn)入第二氣液分離器，其中輕組分進(jìn)第三換熱器，液化下來(lái)的液氨經(jīng)過(guò)節(jié)流閥減壓至0.25MPa后與第三氣液分離器分離出來(lái)的液態(tài)組分匯合，依次進(jìn)入第二換熱器、第一換熱器后進(jìn)入氣化器；進(jìn)第三換熱器氣體經(jīng)過(guò)換熱后，進(jìn)入第三氣液分離器，其中氨氣經(jīng)過(guò)液化分氨后通過(guò)節(jié)流閥減壓至0.25MPa，與第二氣液分離器的液氨匯合依次進(jìn)入第二換熱器、第一換熱器后進(jìn)入氣化器，輕組分經(jīng)過(guò)第二換熱器復(fù)熱后進(jìn)膨脹機(jī)組，膨脹后的低溫氣體依次逐級(jí)反流換熱器作冷源，回收冷源后出換熱器。

上述技術(shù)方案中，從膨脹機(jī)出來(lái)的氣體溫度達(dá)-70~-75℃，依次經(jīng)過(guò)第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器；從第一換熱器出來(lái)后進(jìn)膨脹機(jī)組風(fēng)機(jī)作為制動(dòng)氣體，然后出風(fēng)機(jī)與第三氣液分離器分離出的作為軸承保護(hù)氣一路輕組分匯合，出膨脹機(jī)組可作為精餾塔塔釜熱源使用。

上述技術(shù)方案中，經(jīng)過(guò)氣化器氣化的氨氣進(jìn)深度吸附系統(tǒng)，進(jìn)行深度吸附。吸附系統(tǒng)為兩組深度吸附器并聯(lián)組成，其中，一組工作一組再生，再生氣為高純氮?dú)?，待吸附碳氧化物與水分至1ppm及以下后，經(jīng)過(guò)三級(jí)串聯(lián)深度過(guò)濾器，過(guò)濾固體顆粒物至0.1微米以下后進(jìn)入精餾塔中部。

上述技術(shù)方案中，所述流程中的尾氣組分包括輕組分與重組分，其中輕組分為氧氣、氮?dú)?、氫氣、碳氧化物等，重組分為水、重金屬物質(zhì)等。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1. 本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)了一種利用膨脹制冷法氨氣回收制取高純氨氣的裝置，創(chuàng)造性的結(jié)合吸附、過(guò)濾、膨脹制冷，使能量能夠得到充分的利用，既節(jié)能又環(huán)保；

2. 本實(shí)用新型先采用初步的吸附處理，再進(jìn)行深度吸附，使尾氣中的雜質(zhì)組分能夠得到有效的控制，具有精準(zhǔn)的可靠性，從而得到高純度氨氣；

3. 本實(shí)用新型對(duì)精餾塔塔底工業(yè)氨氣可以進(jìn)行有效的回收，對(duì)生產(chǎn)成本有效的控制；并且本實(shí)用新型的提純裝置的提純效率高，而且易于操作、成本較低，適于推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例一基于膨脹制冷提純氨氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、緩沖罐，2、初級(jí)吸附系統(tǒng)，3、初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，4、壓縮機(jī)，5、膨脹制冷系統(tǒng)，6、深度吸附系統(tǒng)，7、深度過(guò)濾系統(tǒng)，8、精餾塔，9、低溫液體充裝泵，10、成品罐，11、冷水機(jī)組，12、初級(jí)吸附器，13、初級(jí)過(guò)濾器，14、風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)，15、第一換熱器，16、第一氣液分離器，17、第二換熱器，18、第二氣液分離器，19、第三換熱器，20、第三氣液分離器，21、流體減壓閥，22、深度吸附器，23、深度過(guò)濾器，24、氮?dú)饧訜崞鳎?5、消音放空器，26、氮?dú)饬髁坑?jì)，27、消音放空器，28、冷凝器，29、塔釜，30、冷水箱，31、水泵，32、待精餾氨氣進(jìn)料口，33、高純氨氣出料口，34、加熱器，35、氣化器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一

參見(jiàn)圖1所示，一種基于膨脹制冷提純氨氣的裝置包括緩沖罐1、初級(jí)吸附系統(tǒng)2、初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)3、壓縮機(jī)4、膨脹制冷系5、深度吸附系統(tǒng)6、深度過(guò)濾系統(tǒng)7、精餾塔8、低溫液體充裝泵9、成品罐10、冷水機(jī)組11、氣化器35；

所述初級(jí)吸附系統(tǒng)為串聯(lián)的兩根初級(jí)吸附器12，吸附深度為碳氧化物低于10ppm、水分低于10ppm；初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)為精度為1微米的初級(jí)過(guò)濾器13；

所述膨脹制冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)14、依次連接的第一級(jí)換熱設(shè)備、第二級(jí)換熱設(shè)備、第三級(jí)換熱設(shè)備；第一級(jí)換熱設(shè)備由第一換熱器15與第一氣液分離器16組成；第二級(jí)換熱設(shè)備由第二換熱器17與第二氣液分離器18組成；第三級(jí)換熱設(shè)備由第三換熱器19與第三氣液分離器20組成；換熱器包括冷源氣體出入口、原料出入口、液體氨出入口；氣液分離器包括原料入口、氣體出口以及液體出口；每個(gè)氣液分離器液體出口都接有流體減壓閥21；第一換熱器原料出口、第一氣液分離器原料入口、第一氣液分離器氣體出口、第二換熱器原料入口、第二氣液分離器原料入口、第二氣液分離器氣體出口、第三換熱器原料入口、第三氣液分離器原料入口依次連接；第三氣液分離器液體出口與第二換熱器液體氨入口連接；第二氣液分離器液體出口與第二換熱器液體氨入口連接；第一氣液分離器液體出口與第一換熱器液體氨入口連接；第二換熱器液體氨出口與第一換熱器液體氨入口連接；

所述深度吸附系統(tǒng)為兩組并聯(lián)的深度吸附器22，每組深度吸附器包括串聯(lián)的兩根深度吸附柱，深度吸附柱的吸附深度為碳氧化物低于1ppm、水分低于1ppm，通過(guò)常規(guī)閥門控制工作組與再生組；深度過(guò)濾系統(tǒng)為串聯(lián)的三根精度為0.1微米的深度過(guò)濾器23；還包括氮?dú)獯祾咴O(shè)備用于吸附柱的再生處理，由氮?dú)饧訜崞?4、消音放空器25、氮?dú)饬髁坑?jì)26組成，吹掃后的氮?dú)馔ㄟ^(guò)消音放空器27排空；

所述壓縮機(jī)與第一換熱器連接；所述氣化器與第一換熱器連接；精餾塔塔頂設(shè)有冷凝器28、底部設(shè)有塔釜29，冷水機(jī)組包括冷水箱30以及水泵31，冷水機(jī)組與精餾塔塔頂冷凝器連接，精餾塔頂冷凝器冷源由冷水機(jī)組提供；精餾塔設(shè)有待精餾氨氣進(jìn)料口32與高純氨氣出料口33；

所述風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)依次與第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器循環(huán)連接；第三氣液分離器氣體出口與第二換熱器、風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)依次連接；風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)與精餾塔塔釜連接；風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)與精餾塔塔釜之間設(shè)置加熱器34，從風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)出的軸間保護(hù)氣可加熱后進(jìn)入塔釜，加熱器設(shè)有排空口。

附圖中，單箭頭表示氨氣提純方向；雙箭頭表示冷源循環(huán)方向；三箭頭表示第三氣液分離器輕組分方向，一路作為冷源供氣，一路作為軸間保護(hù)氣；四箭頭表示軸間保護(hù)氣進(jìn)塔釜方向；為了附圖清楚，吹掃氮?dú)夥较驔](méi)有表示，尾氣方向沒(méi)有表示，冷凝器水流方向沒(méi)有表示，并且相同部件標(biāo)注一處，一些常規(guī)閥門連接件沒(méi)有標(biāo)注，不影響實(shí)用新型效果。

利用上述基于膨脹制冷提純氨氣的裝置提純氨氣的方法，包括以下步驟：

（1）LED廠排放尾氣作為原料氣體經(jīng)緩沖罐穩(wěn)壓后進(jìn)入初級(jí)吸附系統(tǒng)進(jìn)行初級(jí)吸附處理，吸附器底部為氧化鋁上部為5A分子篩，通過(guò)進(jìn)初級(jí)吸附器，把尾氣中碳氧化物與水分吸附至10ppm；

（2）初級(jí)吸附處理后的氣體進(jìn)入初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行初級(jí)過(guò)濾處理，過(guò)濾掉經(jīng)過(guò)吸附器的固體雜質(zhì)后進(jìn)入無(wú)油潤(rùn)滑活塞壓縮機(jī)對(duì)氣體進(jìn)行壓縮處理；

（3）初級(jí)過(guò)濾后的氣體壓縮至2.2MPa后進(jìn)入第一換熱器后進(jìn)入第一氣液分離器，輕組分進(jìn)入第二換熱器，液化分氨下來(lái)的液氨通過(guò)節(jié)流減壓閥減壓至0.25MPa后，與第二氣液分離器液態(tài)組分匯合返回第一級(jí)換熱器復(fù)熱后，去氣化器；從第一氣液分離器氣態(tài)組分出來(lái)氣體進(jìn)第二換熱后進(jìn)入第二氣液分離器，其中輕組分進(jìn)第三換熱器，液化下來(lái)的液氨經(jīng)過(guò)節(jié)流閥減壓至0.25MPa后與第三氣液分離器分離出來(lái)的液態(tài)組分匯合，依次進(jìn)入第二換熱器、第一換熱器后進(jìn)入氣化器；進(jìn)第三換熱器氣體經(jīng)過(guò)換熱后，進(jìn)入第三氣液分離器，其中氨氣經(jīng)過(guò)液化分氨后通過(guò)節(jié)流閥減壓至0.25MPa，與第二氣液分離器的液氨匯合依次進(jìn)入第二換熱器、第一換熱器后進(jìn)入氣化器，輕組分經(jīng)過(guò)第二換熱器復(fù)熱后進(jìn)膨脹機(jī)組，膨脹后的低溫氣體依次逐級(jí)反流換熱器作冷源；第三換熱器的溫度為-70~-75℃；第二換熱器的溫度、第一換熱器的溫度依次升高；

從膨脹機(jī)出來(lái)的氣體溫度達(dá)-70~-75℃，依次經(jīng)過(guò)第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器；從第一換熱器出來(lái)后進(jìn)膨脹機(jī)組風(fēng)機(jī)作為制動(dòng)氣體，然后出風(fēng)機(jī)與第三氣液分離器分離出的作為軸承保護(hù)氣一路輕組分匯合，出膨脹機(jī)組可作為精餾塔塔釜熱源使用，必要時(shí)可以經(jīng)過(guò)加熱器加熱；

（4）經(jīng)過(guò)氣化器氣化的氨氣進(jìn)深度吸附系統(tǒng)，進(jìn)行深度吸附。吸附系統(tǒng)為兩組深度吸附器并聯(lián)組成，其中，一組工作一組再生，再生氣為高純氮?dú)猓教佳趸锱c水分至1ppm及以下后，經(jīng)過(guò)三級(jí)串聯(lián)深度過(guò)濾器，過(guò)濾固體顆粒物至0.1微米以下后進(jìn)入精餾塔中部；

（5）深度過(guò)濾后的氣體從精餾塔待精餾氨氣進(jìn)料口進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾處理；最后從精餾塔高純氨氣出料口輸出提純后的氨氣，精餾塔為低溫中壓精餾過(guò)程，中部進(jìn)料，液態(tài)物質(zhì)下層至塔釜，經(jīng)過(guò)塔釜加熱輕組分上升與下沉重組分液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行熱交換，塔頂冷凝器冷源由冷水機(jī)組提供，塔頂輕組分去尾氣吸收系統(tǒng)；精餾塔上部出產(chǎn)品高純氨體積純度超過(guò)99.9995%，無(wú)金屬殘留，塔底殘余工業(yè)氨可回收作為工業(yè)氨使用，產(chǎn)品高純氨經(jīng)過(guò)低溫液體充裝泵進(jìn)行充裝進(jìn)成品罐。

實(shí)施例二

與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)組成一致，一種基于膨脹制冷提純氨氣的裝置包括依次連接的緩沖罐、初級(jí)吸附系統(tǒng)、初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)、壓縮機(jī)、膨脹制冷系、氣化器、深度吸附系統(tǒng)、深度過(guò)濾系統(tǒng)、精餾塔、低溫液體充裝泵、成品罐、冷水機(jī)組等，精餾塔塔頂設(shè)有冷凝器、底部設(shè)有塔釜；不同點(diǎn)在于，塔釜外側(cè)壁設(shè)置電加熱套，用以補(bǔ)足熱量。利用上述裝置，根據(jù)實(shí)施例一的提純方法，精餾塔上部出產(chǎn)品高純氨體積純度超過(guò)99.9995%，無(wú)金屬殘留，塔底殘余工業(yè)氨可回收作為工業(yè)氨使用，產(chǎn)品高純氨經(jīng)過(guò)低溫液體充裝泵進(jìn)行充裝進(jìn)成品罐。

實(shí)施例三

與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)組成一致，一種基于膨脹制冷提純氨氣的裝置包括依次連接的緩沖罐、初級(jí)吸附系統(tǒng)、初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)、壓縮機(jī)、膨脹制冷系、氣化器、深度吸附系統(tǒng)、深度過(guò)濾系統(tǒng)、精餾塔、低溫液體充裝泵、成品罐、冷水機(jī)組等，精餾塔塔頂設(shè)有冷凝器、底部設(shè)有塔釜；不同點(diǎn)在于，風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)與精餾塔塔釜之間不設(shè)置加熱器，從風(fēng)機(jī)制動(dòng)膨脹機(jī)出的軸間保護(hù)氣直接進(jìn)入塔釜。利用上述裝置，根據(jù)實(shí)施例一的提純方法，精餾塔上部出產(chǎn)品高純氨體積純度超過(guò)99.9995%，無(wú)金屬殘留，塔底殘余工業(yè)氨可回收作為工業(yè)氨使用，產(chǎn)品高純氨經(jīng)過(guò)低溫液體充裝泵進(jìn)行充裝進(jìn)成品罐。