净化废气的工艺和装置制造方法及图纸

公开一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括如下步骤：使废气与加热的氨分解催化剂（如镍、钌）接触，以使大部分氨分解成氮气和氢气；随后使如此得到的混合气体与氨吸附剂（例如合成氟石）接触，以吸收未分解的氨；然后加热再生该吸附剂，同时使含有吸附剂解吸氨的再生废气与该加热的氨分解催化剂或另一个氨分解催化剂接触；还公开一种实现上述工艺的装置。采用上述工艺和装置可以有效地和完全地净化半导体制造等工艺中排出的净化废气，而不产生无用的副产品，并可以省去次级处理。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及净化含氨废气的工艺和装置。本专利技术具体涉及净化从半导体制造工艺或化学处理工艺排出的含氨废气的工艺和装置。随着半导体制造工业、光电子工业、精确机械和仪器制造工业、烧结碳化物材料工业、装饰品制造工业等的不断发展，近年来在各个制造业中广泛地应用了氨。在上述制造业中，在化合物半导体氮化物膜的制造工艺中应用大量氨。虽然在化合物半导体的制造工艺中氨是必不可少的材料，但是它是剧毒物质，其时间加权平均阈限值为25ppm。在将含氨废气排放到大气中的情况下，它将对人体和环境产生极大的危害。因此在排放到大气之前，必须净化含氨废气，这种含氨废气是在半导体制造等工艺使用氨之后排出的。另外，在某些化学工业中使用大量氨。在这种情况下，根据情况而排放含氨废气，这种含氨废气在排放到大气之前必须进行净化。作为净化含氨废气的工艺，此前已知有下列工艺①使含氨废气与硫酸等酸性水溶液接触而净化气体，通过接触捕获废气中所含的氨，形成盐例如硫酸铵；②将含氨废气引入到燃烧炉中，通过将氨转变成水和氮气而净化废气；③使含氨废气与干系统的除氨害剂接触，以净化废气；④使含氨废气与加热的氨的分解催化剂接触，将氨转化成氮气和氢气，由此净化废气；⑤采用氨的分解催化剂和干系统的除氨害剂的联合方法净化含氨废气；以及其它类似工艺。然而上述工艺包括如下所述的问题。使其与硫酸等的酸性水溶液接触的净化方法①的缺点是，在净化处理时，附带产生大量铵盐。在燃烧炉中进行燃烧的净化方法②其缺点是，因为在很多情况下废气不是在稳定状态下排放，因而造成燃烧组分气流量的变化等，这导致在工艺中伴随着不完全燃烧，异常燃烧或有爆炸危险等，而且在燃烧处理时还有产生有害氮化物的缺点。将废气与干系统的除氨害剂接触的处理方法③其缺点是，在处理废气中大量氨的情况下，需要大量的除害剂，因而造成很高的成本，另外在净化处理时需要大型处理装置。在加热条件下使废气与氨的分解催化剂接触的处理方法④其缺点是，在净化后的废气中仍有部分氨未分解、浓度达到几十到几百PPm，因为氨的分解比率由反应物之间的化学平衡确定。另外，联合分解催化剂和除害剂的净化方法⑤其缺点是，由于在处理后废气中氨浓度高达几十到几百PPm，因而需要大量除害剂。在这些情况下，非常需要开发和提出一种有效的工艺和紧凑的装置，这种工艺和装置应具有很好的净化性能，有利于净化后的处理，应尽量减小处理后废气中氨的排出量，并且能够以低成本处理含氨气体。在这种情况下，本专利技术人为了解决先有技术中的上述问题已进行充分的大量的研究和实验。结果发现，采用一种工艺几乎可以完全净化含氨气体，这种工艺包括以下步骤在加热条件下使含氨废气与氨的分解催化剂接触，使氨分解成氮气和氢气；随后，使氨分解处理后剩在废气中的未分解的氨与一种吸附剂接触，通过吸附分离出氨；然后使用于加热再生吸附剂的废气与上述氨的分解催化剂接触。已经发现，使上述用于加热再生吸附剂的废气与另外配置的另一个氨的分解催化剂(第二分解催化剂)接触可使处理后的废气在很低氨浓度的条件下被排放。利用上述研究结果和信息可以实现本专利技术。本专利技术具体涉及一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括以下步骤使含氨废气与至少一列装置的氨分解催化剂接触，使氨分解成氮气和氢气；然后使得到的混合气与至少一列装置的氨吸附剂接触，装入氨的吸附剂是为了吸附剩在废气中的未分解的氨，以便净化气体；随后加热吸附剂，使其再生，同时使含有吸附剂解吸氨的再生废气在加热条件下与上述氨分解催化剂或另一个氨分解催化剂接触，以净化含有解吸氨的废气。本专利技术还涉及一种净化含氨废气的装置，该装置包括氨的分解柱，柱内充填有氨的分解催化剂，该柱装有加热器；下一级的氨的吸附柱，柱内充填氨的吸附剂，该柱装有加热器，并具有这样一种构成，使得加热再生吸附剂时产生的再生废气可以输送到上述氨的分解催化剂或与其分开安装的另一个氨的分解催化剂。本专利技术的第一实施例涉及一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括以下步骤使含氨废气与至少一列装置的加热的氨分解催化剂接触，将氨分解成氮气和氢气；随后使得到的混合气体通过依次转接的方法与至少两列装置的氨吸附剂中的一列装置的吸附剂接触，装入上述吸附剂可以吸附废气中剩余的未分解氨，从而净化废气；然后通过依次转接的方法加热吸附剂，使其再生，同时在加热的条件下使含有吸附剂解吸氨的再生废气与上述氨分解催化剂接触，以净化含解吸氨的废气。本专利技术的第二实施例涉及一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括以下步骤在加热条件下使含氨废气与至少一列装置的氨分解催化剂接触，将氨分解成氮气和氢气；随后使得到的混合气体通过依次转接的方法与至少两列装置的氨吸附剂中的一列装置的吸附剂接触，装入上述吸附剂可以吸附废气中剩余的未分解氨，从而净化废气；然后通过依次转接的方法加热吸附剂，使其再生，同时在加热的条件下，使含有吸附剂解吸氨的再生废气与另一个氨分解催化剂接触，从而净化含解吸氨的废气。本专利技术的第三实施例涉及一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括以下步骤在加热条件下使含氨废气与至少一列装置的氨分解催化剂接触，将氨分解成氮气和氢气；然后使得到的合成气体与一列装置的氨吸附剂接触，装入该吸附剂可以吸附废气中剩下的未分解氨，从而净化废气；随后加热吸附剂，使其再生，同时在加热条件下，使含有吸附剂解吸氨的再生废气与上述氨分解催化剂或另一个氨分解催化剂接触，以净化含解吸氨的废气。本专利技术的第四实施例涉及一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括以下步骤将含氨废气输送到至少两列装置中的任一列装置上，该两列装置分别由氨分解催化剂和氨吸附剂装置组成，以可交替转接的方式并列配置；使上述含氨废气与将上述列中的催化剂接触，将氨分解成氮气和氢气；使得到的混合气体与上述列中的吸附剂接触，以便通过吸附使废气中剩余的未分解氨分离出来，同时在需要使另一列中的吸附剂再生时，加热该吸附剂，并使含有上述吸附剂解吸氨的再生废气在加热条件下与上述另一列中的氨分解催化剂接触，以便净化含有解吸氨的废气。本专利技术的第五实施例还涉及一种净化含氨废气的装置，该装置包括氨的分解柱，该柱其内部充填氨分解催化剂并装有加热器；在随后一级的至少两列氨的吸附柱，该两列柱以可交替转接的方式并列配置，其内部充填氨的吸附剂，并分别装有加热器；可将加热再生上述吸附剂时产生的再生废气输送到上述氨分解柱的设施。本专利技术的第六实施例也涉及一种净化含氨废气的装置，该装置包括氨的分解柱，该柱其内部充填氨分解催化剂并装有加热器；在随后一级的至少两系列氨的吸附柱，该吸附柱以可交换转接的方式并列配置，其内部分别充填氨的吸附剂，并且分别具有加热器；可将加热再生上述吸附剂时产生的再生废气输送到一个氨分解柱的设施，该氨分解柱与上述氨分解柱分开安装，其内部充填氨的分解催化剂，并装有加热器。本专利技术的第七实施例涉及一种净化含氨废气的装置，该装置包括氨的分解柱，该分解柱其内部充填氨分解催化剂并具有加热器；位于随后一级的一列氨的吸附柱，该吸附柱其内部充填氨的吸附剂，并具有加热器；可将加热再生上述吸附剂时产生的再生废气输送到一个氨分解柱的设备，该氨分解柱与上述氨分解柱分开安装，其内部充填氨分解催化剂，并装有加热器。本专利技术的第八实施例还涉及一种净化含氨废气的装置，该装置包括至少两列以可交替转接方式并列配置的装置，该装置分别由氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化含氨废气的工艺，该工艺包括以下步骤：使含氨废气与至少一列装置（ｏｎｅ ｔｒａｉｎ）的加热的氨分解催化剂接触，从而使氨分解成氮气和氢气；然后使由此得到的混合气体与至少一列装置的氨吸附剂接触，该吸附剂配置成可以吸附废气中剩余的未分解氨，以使废气净化；随后加热吸附剂，使其再生，同时使含有吸附剂解吸氨的再生废气或者与上述加热的氨分解催化剂，或者另一个氨分解催化剂接触，由此净化含有解吸氨（ｄｅｓｏｒｂｅｄ ａｍｍｏｎｉａ）的废气。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：晖末八，宫野安定，秋田昇，大塚健二，岛田孝，
申请(专利权)人：日本派欧尼股份株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]