[实用新型]一种脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及化工领域中氧化亚氮的回收和纯化技术，具体为一种脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置。

背景技术

氧化亚氮（N₂O）俗称笑气，化学名称为一氧化二氮。高纯度氧化亚氮是现代光电子、微电子、大型集成电路、光纤制造领域重要的基础原料，对半导体光电器件的质量有着直接的影响，是不可替代的关键电子气体，主要应用于电子工业中化学气相淀积工艺。

获得氧化亚氮的经典方法是通过硝酸铵分解，同时也可从生产硝酸和己二酸的副产尾气中回收和提纯。氧化亚氮的全球变暖潜能值是CO₂的298倍，其在大气中的寿命长达114年，是一种非常具有威胁的温室气体。所以，从尾气中回收和提纯氧化亚氮，不仅可大大降低原料气的成本，同时也符合国家的节能减排政策，因而成为近年来的研究热点。

硝酸和己二酸的副产尾气，其压力一般都较低，一般表压小于0.3MPa。在硝酸和己二酸尾气中，其主要成分为氧化亚氮和氮气，此外还含有CO₂、O₂及水等杂质。从尾气中回收和提纯氧化亚氮，必须将其中的CO₂等杂质脱除，由于N₂O与CO₂的分子量相同、分子尺寸很相近，沸点差异极小，故如何脱除氧化亚氮中的二氧化碳，是从尾气中回收和提纯氧化亚氮的技术难点。

脱除氧化亚氮中的二氧化碳，目前主要有两类方法，一种是碱液吸收法，另一种是吸附分离法。由于硝酸和己二酸尾气中CO₂含量较高，体积含量一般大于4%，使用碱液吸收法脱除CO₂时，碱液消耗量很大，且会产生固体废弃物，难以处理。吸附分离法的主要问题是，在现有吸附剂上，N₂O和CO₂的分离系数较小，难以获得CO₂脱除精度高，N₂O回收率也高的净化气。

CN104229760A公布了一氧化二氮的回收和纯化方法，该方法可通过吸附装置脱除二氧化碳，吸附剂以分子筛类吸附剂为主。但该方法需使用双级压缩机，将原料气加压至2.0MPa-5.0MPa，在0℃下吸附，设备投资和操作能耗均较高，且该方法的N₂O回收率也较低。

CN104140085A公布了一种深度脱除氧化亚氮中水和二氧化碳的装置与方法，该方法也是使用分子筛类吸附剂，需将原料气加压至2.0MPa-4.0MPa，设备投资和操作能耗均较高，该方法并未阐明所得N₂O的回收率。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置，该装置无需对原料气进行加压，设备投资和操作能耗低，脱除二氧化碳的精度高，氧化亚氮回收率高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置，该装置有三种连接方式，第一种方式的装置包括换热器一、吸附塔、真空泵和换热器二，原料气的进气口通过换热器一和阀门与吸附塔连接后再通过阀门与净化气出口连接，再生气进气口通过换热器二和阀门与吸附塔连接，吸附塔通过阀门与逆放气出口连接，吸附塔通过阀门和真空泵与再生废气出口连接。吸附塔中均装填有吸附剂。吸附塔的数量均可为2-10个。每个吸附塔之间均为并联连接关系。即例如吸附塔为2个，即脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置包括换热器一、两个吸附塔、真空泵和换热器二，两个吸附塔之间并联连接，原料气的进气口通过换热器一和阀门分别与两个吸附塔连接后再通过阀门与净化气出口连接，再生气进气口通过换热器二和阀门分别与两个吸附塔连接，这两个吸附塔通过阀门与逆放气出口连接，且两个吸附塔通过阀门和真空泵与再生废气出口连接。

该装置的第二种方式为：一种脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置包括换热器一、吸附塔和真空泵，原料气的进气口通过换热器一和阀门与吸附塔连接，再通过阀门与净化气出口连接，吸附塔通过阀门与逆放气出口连接，吸附塔通过阀门和真空泵与再生废气出口连接。吸附塔中均装填有吸附剂。吸附塔的数量均可为2-10个。每个吸附塔之间均为并联连接关系。例如吸附塔为三个，即脱除氧化亚氮中二氧化碳的装置包括换热器一、三个吸附塔和真空泵，三个吸附塔之间为并联连接，原料气的进气口通过换热器一和阀门分别与三个吸附塔连接，三个吸附塔再通过阀门与净化气出口连接，且三个吸附塔均通过阀门与逆放气出口连接，三个吸附塔均通过阀门和真空泵与再生废气出口连接