[发明专利]一种氢气回收提纯系统及其控制方法

说明书

本发明涉及化工领域，具体公开了一种氢气回收纯化系统及其控制方法，该系统包括依次连接的尾气处理器、除水装置、压缩机、第一缓冲罐、第一气体分离膜组、第一储氢装置以及第二缓冲罐，工业设备的尾气排放口和进气口分别与尾气处理器和第二缓冲罐连接，压缩机将气体压缩至压力不小于5bar，第一气体分离膜组的膜材料由陶瓷材料制成，第一储氢装置的储氢材料为金属合金类储氢材料。本发明通过尾气处理器对氢气初步提纯，通过陶瓷材料制成的分离膜，可以使氢气浓度进一步提纯到99％以上，通过合金类的储氢材料将氢气浓度提高到5N级，解决了现有技术中非泛半导体行业中的氢气回收循环装置不适合泛半导体行业的氢气回收循环问题。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种氢气回收提纯系统及其控制方法。

背景技术

随着IC制造、LED、平板显示和光伏等泛半导体产业的飞速发展，电子级氢气作为载气和工艺气体的用量逐年上升。

然而，在实际生产的过程中，氢气几乎没有被利用就被直接排放或燃烧掉。如LED行业中，电子级氢气仅作为MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉积)的载气，当氢气进入尾气处理器后便直接排放，此举既浪费了资源也增加了生产成本的投入，同时对环境造成了污染，并且具有巨大的安全隐患。

当前，在非泛半导体行业中的氢气回收循环方法主要有深冷分离法、变压吸附法、钯膜纯化法以及膜分离法。深冷分离法用于氢气提纯，但无法将氢气提纯到很高的浓度，并且投入较高；变压吸附法能够将氢气提纯到较高的浓度，但是回收效率较低，尤其当氢气的浓度低于50％时，回收幅度大幅下降；钯膜纯化法能够将氢气提纯到较高的浓度，但是对于有大量杂质气体存在时，极其容易堵塞纯化设备，实用性较低；膜分离法，操作简单，投资小，能耗低，但是纯度难以达到99.5％以上，并且膜的进口需要达到很高压力值，一般大于30bar。当然，也有通过上述多种方法的组合来实现氢气回收，但是依旧无法达到泛半导体行业对于氢气纯度的要求。

泛半导体行业对于气体的纯度要求非常高，一般要求原始气体纯度达到电子级(>99.999％，即5N)，同时对于杂质含量也有苛刻的要求，比如严格限制O、S、P、Si和过渡金属元素等含量，故给氢气的回收、纯化，实现循环利用带来了更高的要求。而目前非泛半导体行业中的氢气回收循环装置不适用于泛半导体行业的氢气回收循环。

因此，亟需一种泛半导体行业的氢气回收循环装置改善这一现状。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种氢气回收纯化系统，以解决现有技术中非泛半导体行业中的氢气回收循环装置不适合泛半导体行业的氢气回收循环问题。

本发明的另一个目的在于：提供一种氢气回收纯化的控制方法。

一方面，本发明提供一种氢气回收纯化系统，包括：尾气处理器，其进气口与工业设备的尾气排放口连接，

除水装置，其与所述尾气处理器的排气口连接，用于对气体进行干燥；

压缩机，其输入端与所述除水装置连接，所述压缩机将气体压缩至压力大于等于5bar；

第一缓冲罐，其与所述压缩机的输出端连接；

第一气体分离膜组，其进气口与第一缓冲罐连接，所述第一气体分离膜组上设有第一杂质气排气口，所述第一气体分离膜组的膜材料由陶瓷材料制成；

第一储氢装置，其与所述第一气体分离膜组的排气口连接，所述第一储氢装置的储氢材料为金属合金，所述第一储氢装置上设有第四杂质气排气口；

第二缓冲罐，其一端与所述第一储氢装置连接，另一端与所述工业设备的进气口连接。