[实用新型]真空脱氨系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种真空脱氨系统，特别是涉及一种将含氨氮废水中的氨氮成分脱除并得到高纯度液氨的真空脱氨系统。

背景技术

在集成电路(integrated circuit,IC)产业的超大型集成电路(very-large-scale integration,VLSI)工艺中，晶圆的洁净程度对于晶圆良率、质量及工艺可靠度的影响甚巨。由于在水中的氨分子是被微弱水解成铵根离子(NH₄⁺)及氢氧根离子(OH^－)，而氢氧根离子可使附着于晶圆表面的微尘粒子带负电而互相排斥，因此，氨水被广泛用来清除晶圆表面的微尘粒子，但也因此产生大量的氨水废液，且其逸散出的氨气也会对晶圆造成不良影响，因此IC产业需要设法将含氨氮废水迅速清除。

由于上述含氨氮废水的量相当庞大，一般使用折点加氯法(breakpoint chlorination)的处理方式需要相当高的成本；而生物处理法虽然处理成本较低，但是需要较大处理空间且处理时间较长，且会产生异味，对于一般IC厂而言难以采用。目前有部分IC厂采用薄膜蒸馏法(membrane distillation)，是利用疏水性中空纤维透气膜内侧及壳侧(shell)分别通以含氨氮废水及酸性吸收剂(如稀硫酸)，以逆向流动方式进行连续流(continuous flow)，其主要运作机制是在含氨氮废水侧添加液碱使离子态的铵根离子转变成分子态的氨以通过疏水性薄膜，被另一侧的酸性吸收剂吸收，其中离子态的铵根离子与分子态的氨的比例会受到pH值及温度的影响。此法的优点是处理空间不大且处理温度相对较低(约40至55℃)，但其缺点是会产生大量铵盐，在工业废水衍生物禁止农用的前提下，产生的铵盐不易去化。另外，现有的蒸气气提法是以水蒸气直接从气提塔底部喷入与含氨氮废水接触，将氨从塔顶带出，再经过冷凝而获得高浓度且高纯度的氨水，但此法需要大量水蒸气，用于处理氨氮成分浓度较低的废水时仍显得不够经济实惠。

中国台湾专利M465398公开一种工厂尾气处理设备，利用低温清水吸收高浓度氨气，然后将所形成的高浓度氨水增温及真空抽氨后加压打入液氨纯化系统以获得高纯度的氨气。不过，其是针对含有高浓度氨气之工厂尾气的氨气回收，并循环重复使用吸收氨气的水以避免增加含氨氮废水的量。在其操作条件下，经真空抽氨后的氨水中氨氮成分浓度仍约有1％(即约10,000ppm)，而一般IC厂的含氨氮废水为大流量的低浓度(约2,000ppm)氨水，因此该工厂尾气处理设备不适用于处理IC厂的含氨氮废水。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空脱氨系统，可以克服上述背景技术的缺点。

本实用新型的真空脱氨系统，适用于脱除含氨氮废水中的氨氮成分，该真空脱氨系统包含一个超重力真空脱氨装置组、一个缓冲装置、一个压缩机组及一个氨纯化装置。该超重力真空脱氨装置组用于从该含氨氮废水中通过真空分离出含氨气体及水气；该缓冲装置连通至该超重力真空脱氨装置组，用于拦阻并冷凝该含氨气体挟带出来的水滴及该水气，以与该含氨气体分离并送回该超重力真空脱氨装置组，并排出该含氨气体；该压缩机组连通至该缓冲装置，用于使从该缓冲装置排出的该含氨气体增压；该氨纯化装置连通至该压缩机组，用于使经该压缩机组增压的该含氨气体进行纯化并液化形成高纯度液氨。

本实用新型的有益效果在于：含氨氮废水依序通过该真空脱氨系统的该超重力真空脱氨装置组、该缓冲装置、该压缩机组及该氨纯化装置，可使其中的氨氮成分脱除并得到高纯度液氨。

以下将就本实用新型内容进行详细说明：

优选地，本实用新型真空脱氨系统还包含一个气提装置，连通至该超重力真空脱氨装置组，用于从经该超重力真空脱氨装置组分离后的含氨氮废水中气提出含少量氨的废气，并排放出低浓度氨氮废水。在本实用新型的具体实施例中，该气提装置是一个超重力旋转填充床。更优选地，本实用新型真空脱氨系统还包含一个稀硫酸洗涤塔，连通至该气提装置，用于吸收经该气提装置气提出的含少量氨的废气成为硫酸铵[(NH₄)₂SO₄]溶液并流回该超重力真空脱氨装置组。

优选地，该超重力真空脱氨装置组包括数个互相连通的超重力真空脱氨装置及至少一个真空泵，该至少一个真空泵用于将该含氨气体及水气输送至该缓冲装置。更优选地，每一个超重力真空脱氨装置包括一个超重力旋转填充床及一个液体暂存槽。