專利名稱：超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分離裝置，特別涉及一種使用在超純氨生產過程中取出超純氨中的金屬離子的去除裝置。
背景技術：
7N電子級超純氨主要應用于液晶顯示(IXD)、有機電激光顯示(OLED)和半導體發光器件(LED)等光電子領域，其質量直接影響材料的光學及電學性能，乃至器件的使用壽命。隨著上游行業的發展，對氨氣的純度也有了更高的要求。以LED產業用量最大的氨氣為例，氨氣產品的純度由最初的技術指標要求電子級(5N)到兆位一級(5. 5N)、兆位二級(5. 7N)發展到市場廣泛應用的氮化鎵生產中的藍氨(6. 4N),目前氮化鎵技術需求的氨氣技術指標純度超過99. 99999%，業界認可的白氨已經完全商品化；由于產品中雜質如水分、碳氫化合物的含量在特種氣體中都有嚴格限制，但絕大多數特種氣體因化學活性大，不容易保持其純度，因此氣體的純度、供氣系統的保證便成為半導體行業要求品質和經濟性的關鍵。在LED領域，生產器件的幾何形狀不斷縮小且LED亮度要求提高，原料氨中的金屬離子含量會對產品的制造能力和產率造成很大影響，同樣在半導體IC和太陽能電池的制造過程中，原料液氨的金屬離子的含量稍微超出其行業規定的最低含量，都將給產品的性能帶來致命的影響，從而影響產品的良品率和成品率。因此，氨的純化及金屬離子的去除尤為重要。但是，目前在超純氨的生產過程中主要通過精餾的方式去除金屬離子，這種方式去除效果不理想，并且增大了原料氨的浪費，另外此方法耗能也非常高。而采用本專利的技術可以非常有效徹底的去除金屬離子，并且不耗能。
發明內容本實用新型的發明目的是為了克服目前超純氨中金屬離子過多，無法滿足LED客戶需要，提供了一種設備簡易、可循環利用的超純氨去除金屬離子的裝置。本實用新型的技術方案是一種超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置，包括活化系統以及純化系統，純化系統包括有金屬離子吸附器，與該金屬離子吸附器相連并設置在其前級的液氨輸送泵及原料液氨儲槽，與該金屬離子吸附器相連并設置在其后級的液氨汽化器和精餾塔；所述的活化系統包括與金屬離子吸附器連接的活化液循環泵以及活化液容器。所述的金屬離子吸附器的濾芯為碳納米管濾芯，即采用碳納米管涂覆在金屬絲網濾芯上面形成碳納米管濾芯。本使用新型的有益效果是利用碳納米管對金屬離子的吸附能力，把碳納米管涂覆在金屬絲網濾芯上面，并對碳納米管涂覆層進行處理使其具有吸附金屬離子的活性。在碳納米管吸附金屬離子后，達到飽和后，還可以對其進行活化處理，使其從新具有活性。避
3免了過濾和精餾等復雜耗能巨大的化工設備的使用，所使用的吸附材料也可以重復循環利用。
圖I為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型流程示意圖；圖中1、原料液氨儲槽，2、液氨輸送泵，3、單向閥，Γ7、截止閥，8 9、金屬離子吸附器，10、活動液循環泵，11、活動液容器，12 15、截止閥，16、單向閥，17、液氨汽化器，18、精餾塔。
具體實施方式
本實施例利用碳納米管可以吸附金屬離子的特點，提出了采用碳納米管作為吸附材料來設計金屬離子去除裝置。如圖I所示的超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置，包括兩臺并聯的金屬離子吸附器(8、9)，兩臺并聯的金屬離子吸附器(8、9)和前級的液氨輸送泵(2)、原料液氨儲槽
(I)相連接，兩臺并聯的金屬離子吸附器(8、9)再和后級的液氨汽化器(17)、精餾塔(18)相連接形成金屬離子純化系統。兩臺并聯的金屬離子吸附器(8、9)與活化液循環泵(10)、活化液容器(11)形成活化循環系統。活化液一般為稀硝酸，也可以為其他的各種酸性溶液。所述的金屬離子吸附器(8、9)的濾芯為碳納米管濾芯，即采用碳納米管涂覆在金屬絲網濾芯上面形成碳納米管濾芯。所述的金屬離子吸附器(8、9)需要采用可以耐受_40°C低溫的材料，如碳鋼、304鋼，316鋼等等，并且需要可以耐受pH值小于2的酸性溶液的腐蝕。如圖2所示兩個金屬離子吸附器(8、9)，可以一個使用，一個備用，當使用金屬離子吸附器(9)進行液氨生產時，打開截止閥(5、14)，關閉截止閥(4、15)，這樣原料氨即可經過金屬離子吸附器(9)進行生產。當碳納米管吸附金屬離子飽和后，需要對其進行活化，這時就打開截止閥(4、15)，關閉截止閥(5、14)，利用金屬離子吸附器(8)進行液氨生產，打開截止閥(6、13)，使金屬離子吸附器(9)和活化液容器(11)形成循環系統，然后注入酸性活化溶液，對碳納米管進行處理，解吸金屬離子。
權利要求1.一種超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置，包括活化系統以及純化系統，其特征是所述的純化系統包括有金屬離子吸附器，與該金屬離子吸附器相連并設置在其前級的液氨輸送泵及原料液氨儲槽，與該金屬離子吸附器相連并設置在其后級的液氨汽化器和精餾塔；所述的活化系統包括與金屬離子吸附器連接的活化液循環泵以及活化液容器。
2.如權利要求I所述的超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置，其特征是所述的金屬離子吸附器的濾芯為碳納米管濾芯，即采用碳納米管涂覆在金屬絲網濾芯上面形成碳納米管濾芯。
3.如權利要求2所述的超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置，其特征是所述的金屬離子吸附器為兩臺并聯的金屬離子吸附器。
專利摘要本實用新型公開了一種超純氨生產過程中的金屬離子去除裝置，其主體為碳納米管濾芯金屬離子吸附器，此吸附器和前級的液氨輸送泵、原料液氨儲槽相連接，并且此吸附器再和后級的液氨汽化器、精餾塔相連接形成金屬離子純化系統。另外，碳納米管濾芯金屬離子吸附器與活化液循環泵、活化液容器形成活化循環系統，以便對金屬離子去除裝置進行清洗，對金屬離子去除材料進行解吸、活化。本實用新型具有結構簡單，可以循環利用，成本低廉的優點。
文檔編號C01C1/10GK202729822SQ20122033307
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者金向華, 孫猛, 李荷慶 申請人:蘇州金宏氣體股份有限公司