一種脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及化工領(lǐng)域中氧化亞氮的回收和純化技術(shù)，具體為一種脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化亞氮(N2O)俗稱笑氣，化學(xué)名稱為一氧化二氮。高純度氧化亞氮是現(xiàn)代光電子、微電子、大型集成電路、光纖制造領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)原料，對(duì)半導(dǎo)體光電器件的質(zhì)量有著直接的影響，是不可替代的關(guān)鍵電子氣體，主要應(yīng)用于電子工業(yè)中化學(xué)氣相淀積工藝。
[0003]獲得氧化亞氮的經(jīng)典方法是通過(guò)硝酸銨分解，同時(shí)也可從生產(chǎn)硝酸和己二酸的副產(chǎn)尾氣中回收和提純。氧化亞氮的全球變暖潛能值是0)2的298倍，其在大氣中的壽命長(zhǎng)達(dá)114年，是一種非常具有威脅的溫室氣體。所以，從尾氣中回收和提純氧化亞氮，不僅可大大降低原料氣的成本，同時(shí)也符合國(guó)家的節(jié)能減排政策，因而成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
[0004]硝酸和己二酸的副產(chǎn)尾氣，其壓力一般都較低，一般表壓小于0.3MPa。在硝酸和己二酸尾氣中，其主要成分為氧化亞氮和氮?dú)?，此外還含有CO2、O2及水等雜質(zhì)。從尾氣中回收和提純氧化亞氮，必須將其中的CO2等雜質(zhì)脫除，由于N2O與CO2的分子量相同、分子尺寸很相近，沸點(diǎn)差異極小，故如何脫除氧化亞氮中的二氧化碳，是從尾氣中回收和提純氧化亞氮的技術(shù)難點(diǎn)。
[0005]脫除氧化亞氮中的二氧化碳，目前主要有兩類方法，一種是堿液吸收法，另一種是吸附分離法。由于硝酸和己二酸尾氣中0)2含量較高，體積含量一般大于4%，使用堿液吸收法脫除0)2時(shí)，堿液消耗量很大，且會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物，難以處理。吸附分離法的主要問(wèn)題是，在現(xiàn)有吸附劑上，N2O和0)2的分離系數(shù)較小，難以獲得CO 2脫除精度高，N 20回收率也高的凈化氣。
[0006]CN 104229760A公布了一氧化二氮的回收和純化方法，該方法可通過(guò)吸附裝置脫除二氧化碳，吸附劑以分子篩類吸附劑為主。但該方法需使用雙級(jí)壓縮機(jī)，將原料氣加壓至2.0MPa-5.0MPa，在0°C下吸附，設(shè)備投資和操作能耗均較高，且該方法的N2O回收率也較低。
[0007]CN 104140085A公布了一種深度脫除氧化亞氮中水和二氧化碳的裝置與方法，該方法也是使用分子篩類吸附劑，需將原料氣加壓至2.0MPa-4.0MPa,設(shè)備投資和操作能耗均較高，該方法并未闡明所得N2O的回收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置，該裝置無(wú)需對(duì)原料氣進(jìn)行加壓，設(shè)備投資和操作能耗低，脫除二氧化碳的精度高，氧化亞氮回收率高。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]一種脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置，該裝置有三種連接方式，第一種方式的裝置包括換熱器一、吸附塔、真空栗和換熱器二，原料氣的進(jìn)氣口通過(guò)換熱器一和閥門與吸附塔連接后再通過(guò)閥門與凈化氣出口連接，再生氣進(jìn)氣口通過(guò)換熱器二和閥門與吸附塔連接，吸附塔通過(guò)閥門與逆放氣出口連接，吸附塔通過(guò)閥門和真空栗與再生廢氣出口連接。吸附塔中均裝填有吸附劑。吸附塔的數(shù)量均可為2-10個(gè)。每個(gè)吸附塔之間均為并聯(lián)連接關(guān)系。即例如吸附塔為2個(gè)，即脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置包括換熱器一、兩個(gè)吸附塔、真空栗和換熱器二，兩個(gè)吸附塔之間并聯(lián)連接，原料氣的進(jìn)氣口通過(guò)換熱器一和閥門分別與兩個(gè)吸附塔連接后再通過(guò)閥門與凈化氣出口連接，再生氣進(jìn)氣口通過(guò)換熱器二和閥門分別與兩個(gè)吸附塔連接，這兩個(gè)吸附塔通過(guò)閥門與逆放氣出口連接，且兩個(gè)吸附塔通過(guò)閥門和真空栗與再生廢氣出口連接。
[0011]該裝置的第二種方式為:一種脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置包括換熱器一、吸附塔和真空栗，原料氣的進(jìn)氣口通過(guò)換熱器一和閥門與吸附塔連接，再通過(guò)閥門與凈化氣出口連接，吸附塔通過(guò)閥門與逆放氣出口連接，吸附塔通過(guò)閥門和真空栗與再生廢氣出口連接。吸附塔中均裝填有吸附劑。吸附塔的數(shù)量均可為2-10個(gè)。每個(gè)吸附塔之間均為并聯(lián)連接關(guān)系。例如吸附塔為三個(gè)，即脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置包括換熱器一、三個(gè)吸附塔和真空栗，三個(gè)吸附塔之間為并聯(lián)連接，原料氣的進(jìn)氣口通過(guò)換熱器一和閥門分別與三個(gè)吸附塔連接，三個(gè)吸附塔再通過(guò)閥門與凈化氣出口連接，且三個(gè)吸附塔均通過(guò)閥門與逆放氣出口連接，三個(gè)吸附塔均通過(guò)閥門和真空栗與再生廢氣出口連接
[0012]該裝置的第三種方式為:一種脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置包括換熱器一、吸附塔和換熱器二，原料氣的進(jìn)氣口通過(guò)換熱器一和閥門與吸附塔連接，再通過(guò)閥門與凈化氣出口連接，再生氣進(jìn)氣口通過(guò)換熱器二和閥門與吸附塔連接，吸附塔通過(guò)閥門與逆放氣出口連接，吸附塔通過(guò)閥門與再生廢氣出口連接。所述的吸附塔中均裝填有吸附劑。吸附塔的數(shù)量均可為2-10個(gè)。每個(gè)吸附塔之間均為并聯(lián)連接關(guān)系。例如吸附塔為三個(gè)，即脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置包括換熱器一、三個(gè)吸附塔和換熱器二，三個(gè)吸附塔之間為并列關(guān)系，原料氣的進(jìn)氣口通過(guò)換熱器一和閥門分別與三個(gè)吸附塔連接，三個(gè)吸附塔再通過(guò)閥門與凈化氣出口連接，再生氣進(jìn)氣口通過(guò)換熱器二和閥門分別與三個(gè)吸附塔連接，且三個(gè)吸附塔通過(guò)閥門與逆放氣出口連接，三個(gè)吸附塔均通過(guò)閥門與再生廢氣出口連接。
[0013]使用吸附分離法對(duì)混合氣體進(jìn)行分離，分離的效果直接受分離系數(shù)的影響，而對(duì)分離系數(shù)影響較大的因素之一就是工藝操作條件。針對(duì)從氧化亞氮中脫除二氧化碳這一領(lǐng)域，常用的高壓、常溫吸附方式，不利于提高分離系數(shù)。本實(shí)用新型采用低壓、適當(dāng)升溫的吸附方式，可顯著提高從氧化亞氮中脫除二氧化碳的分離效果。
[0014]含氧化亞氮和二氧化碳的混合氣，無(wú)需經(jīng)過(guò)壓縮，在表壓小于IMPa的低壓下進(jìn)入換熱器，經(jīng)換熱器升溫至40-120°C后，進(jìn)入裝填有固體混合吸附劑的吸附塔，二氧化碳等易吸附組分被吸附在吸附劑上，其余富含氧化亞氮的氣體作為凈化氣從吸附塔流出。使用抽空和/或沖洗的方式對(duì)吸附劑進(jìn)行再生，沖洗氣可為少量?jī)艋瘹?，也可選用純的氮?dú)?、氦氣、氬氣等其他惰性氣體，沖洗氣進(jìn)入吸附塔進(jìn)行再生前，需先經(jīng)換熱器升溫至40-120°C，以提高沖洗再生的效果。
[0015]使用此脫除氧化亞氮中二氧化碳的裝置，所得凈化氣中的二氧化碳含量，以體積含量計(jì)，小于50ppm，氧化亞氮的收率大于80%。
[0016]本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在:
[0017](—)、無(wú)需使用堿液，不產(chǎn)生固體廢棄物，節(jié)能環(huán)保；
[0018](二)、原料氣無(wú)需壓縮機(jī)進(jìn)行加壓，可大大降低設(shè)備投資和操作能耗；
[0019](三)、凈化氣中二氧化碳脫除精度高，氧化亞氮回收率高。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中所述的裝置示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2中所述的裝置示意圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3中所述的裝置示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例4中所述的裝置示意圖。
[0024]其中，I一一換熱器一、2—一吸附塔、3—一換熱器二、4一一真空栗。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0026]實(shí)施例1:
[0027]—種脫除氧化亞氮中二