[发明专利]一种用膜组分离回收LED生产中排放废氨气的装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明属于电子行业的环保技术，具体涉及一种在LED生产中排放的废混合气体，通过增压风机增压，进入中空纤维膜组成的膜组件，使氮气、氢气、氨气的混合气体中的氨气在膜组件的另一则与水吸收为氨水，而混合气体中不溶于水的氮气、氢气则在膜的另一则排出，使LED生产废气得以回收和净化，回收的氨水可以达到25%的饱和浓度。 

背景技术

（LED）发光二极管在气相沉积工艺中的主要原材料是超纯氨、氮气、氢气、MO源。三甲基镓与氨气在高温下气相沉积生成氮化镓。 

而为了充分利用价格较贵的MO源，超纯氨气相沉积中需要大大过量，在整个反应过程中的利用率还不到1%，多余部分的氨气与载气氮气、氢气一起排出。而氨气是有害气体必须加以环保处理，方能合法排放。目前处理LED生产排放废气的方法有：一是将排放氨气用硫酸中和，中和以后废液排入污水处理厂再处理；二是采用填料塔将排放氨气吸收为氨水，氨水低价出售；三是采用降膜吸收塔将排放氨气吸收成氨水，氨水低价出售； 

由于上述方法中的中和法是转移污染，环保问题没有得到根本解决。而二个吸收氨水的方法，由于LED排放废气中的氨气浓度只有不到20%，其余氮气、氢气浓度达到 了80%左右，造成氨气在水中的溶解度大大降低，还不到10%，没有商品价值，氨水的很难处理。为在最后达标排放还得使用硫酸进行中和。还是严重影响了环境。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服上述背景技术的缺点，提供一种通过空温式气体冷却器将LED生产中排放废气进行冷却到常温，由增压风机将压力提升到0.01MPa～0.05MPa进入中空纤维纤维膜组，由于只有氨气能透过中空纤维膜的另一则，由水组成的循环吸收液体，将透过的氨气吸收为氨水，氨水由冷冻剂吸收氨气的放出的热量，保证了氨气的正常吸收达到饱和，氨水循环系统中安装的氨水浓度检测仪，指示达到饱和的氨水自动打入浓氨水罐。不溶于水的氮气、氢气由膜组件的另一则排出，进入无害气体排放烟囱。膜组件能将LED生产中排放废氨气吸收为氨水的吸收率可达到99.9%，氨水浓度可达到25%左右方法，解决了LED生产中排放废氨气的环保问题。 

本发明的技术方案是：一种用膜组分离回收LED生产中排放废氨气的装置，它包括：空温式气体冷却器、精密过滤器、增压风机、膜分离组件、氨水循环罐、氨水循环泵、板式换热器、冷冻机组、冷冻水循环泵、饱和氨水罐、饱和氨水输出泵，所述的空温式气体冷却器出气口与精密过滤器入口连接，精密过滤器出口连接增压风机入口，增压风机出口连接膜分离组件入口，膜分离组件出口连接氨水循环罐入口，氨水循环罐出口处设有氨水循环泵，氨水循环泵设有两条管路，其中一条管路连接板式换热器入口，板式换热器出口连接冷冻机组入口；另一条管路连接饱和氨水罐入口，所述的冷冻机组出口处设有冷冻水循环泵，饱和氨水罐出口处设有饱和氨水输出泵。 

一种用膜组分离回收LED生产中排放废氨气的方法，该方法包括以下几个步骤： 

（1）混合气体的冷却：从LED生产中排放出的高于气温的氮气、氢气、氨

气混合气体，经过空温式气体冷却器将排放混合废气冷却到常温，以保证后道增压风机能正常工作；

（2）混合气体的增压：冷却到气温的混合气体，通过增压风机将压力提升

到0.01MPa～0.05MPa，以保证下道膜组分离时透过压力的要求；

（3）混合气体中氨气的吸收：透过膜组的氨气被用水组成的溶剂吸收为氨

水，由冷冻机保证氨水的温度在0℃～10℃,经板式换热器冷凝使氨气能吸收到25%左右的饱和浓度；

（4）混合气体中氮气、氢气的分离：混合气体中的氮气、氢气由于不溶于

水，因此在膜组的进入则通过并得到排出，排出氮气、氢气混合气体中的氨气含量可小于25ppm/Nm³, 达到国家环保排放标准；

（5）氨水的循环：氨水在膜组的透过则循环，在达到25%达饱和浓度后在氨水浓度检测仪的指挥下，自动打入饱和氨水罐。

所述的空温式气体冷却器为翅片式空气汽化器。 

所述的增压风机为铝合金增压风机其压力值最小为0.01MPa,最大为0.05MPa。 

所述的膜分离组件采用亲水性中空纤维膜。 

所述的冷冻机组的水温控制范围为最低为0℃，最高为2℃。 

所述的膜分离组件最少为一组，每组膜分离组件都连接氨水循环罐再连接氨水循环泵，氨水循环泵连接板式换热器。