[發明專利]一種用于吸附氨氣的干式吸附劑制備方法

無效

• 申請號: 201310340780.X
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103406090A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 湯劍波;宋常征;李東升
• 申請（專利權）人: 上海正帆科技有限公司;合肥正帆電子材料有限公司
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/32;B01D53/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術領域

本發明涉及一種用于吸附氨氣的干式吸附劑的制備方法。

背景技術

氨氣相對分子質量17.031，熔點-77.74℃，沸點在一個大氣壓下為-33.43℃，常溫下為氣體，無色有刺激性惡臭的氣味，易溶于水。普通氨氣主要用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥。高純氨氣目前主要用于泛半導體行業，用于GaN太陽能電池的生產。

合成氨是能耗較高的產業之一，所用能源既是生產氨的原料，又是生產過程中必須消耗的燃料和動力。氨分離是合成氨裝置的重要組成部分，直接影響氨產量、原料氣消耗量、合成氣壓縮機和循環機耗電量等主要工藝指標，是合成氨裝置增產節能的關鍵環節之一。

冷凝法分離氨依靠水冷器、冷交換器以及氨冷器等設備來實現氨分離。其中氨分離在氨冷器中消耗的能量最高，主要依靠液氨蒸發吸熱使循環氣中的氣氨冷凝分離，而液氨的獲得必須通過氨壓縮制冷才能實現，這就需要消耗大量的能量。冷凝法分離氨除能耗較高外，還限制氨合成壓力的降低。降低氨合成壓力是降低系統壓縮功耗的主要途徑。但隨著合成壓力的降低，冷凝法分氨的能耗將進一步增加，這也是目前限制合成壓力進一步降低的關鍵因素之一。

另外，冷凝法分離氨還有以下兩個不足。首先，氨分離常常不完全，這樣返回反應器的氣體可能含有較多的氨，會降低氨合成效率。其次，在整個過程中使用大量冷量冷凝氣體混合物分離氨限制了氨生產成本的進一步降低。

因此，改變氨分離方法，采用能適應低合成壓力的高效分氨方法，是降低噸氨能耗的一條重要途徑。

另一方面，應用在泛半導體行業的高純氨價格不菲。GaN工藝設備尾氣中存在大量的氨氣，如果直接將它排放后用酸吸收或者燃燒處理，不僅造成了氨氣的大量浪費，還進一步帶來了新的環保問題，如果能對尾氣中的氨氣進行高效分離，不僅可以降低生產成本，形成對氨氣的循環利用，還可以大大減少后續尾氣的排放和處理，實現節能減排。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于吸附氨氣的干式吸附劑的制備方法，通過該方法制備得到的吸附劑具有處理效率高、對氨吸附量大、選擇性好、易解吸、不會造成環境污染的特點。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種用于吸附氨氣的干式吸附劑制備方法，其特征在于，步驟為：

步驟1、取一定量的多孔基質烘干，冷卻至常溫后備用；

步驟2、堿土金屬鹵化物溶液配制：將堿土金屬鹵化物以盡可能接近飽和溶液濃度的比例與水混合，配制成堿土金屬鹵化物溶液；

步驟3、將步驟1制得的多孔基質和步驟2制得的堿土金屬鹵化物溶液形成一個多孔元件；

步驟4、固化步驟3得到的多孔元件，即可制得用于吸附氨氣的干式吸附劑。

優選地，步驟1中所述多孔基質為活性氧化鋁、沸石、硅膠、高嶺土、或活性礬土中的至少一種。

優選地，步驟2中所述堿土金屬鹵化物為氯化鈣、氯化鎂、氯化鍶、溴化鎂、或溴化鈣等。

優選地，步驟3中所述多孔元件的形成方法或為所述多孔基質浸泡在堿土金屬鹵化物的溶液中，或為將所述堿土金屬鹵化物的溶液以噴濺的方法噴射在多孔基質的表面。

優選地，在所述步驟2中，將堿土金屬鹵化物與氣體釋放材料混合后，以盡可能接近飽和溶液濃度的比例與水混合，配制成堿土金屬鹵化物，通過氣體釋放材料增強所述多孔基質的孔徑，使得所述堿土金屬鹵化物的溶液更好地浸入所述多孔基質的分子內，其中，堿土金屬鹵化物與氣體釋放材料的質量比為3∶1-5∶1。

優選地，所述氣體釋放材料為碳酸氫鈉或碳酸鈉。

優選地，步驟4中固化多孔元件的方法為或將多孔元件置于烘箱或馬弗爐內烘干，或讓多孔元件自然風干。

本發明提供的一種用于吸附氨氣的干式吸附劑，具有如下的有益效果：1、吸附劑采用化學吸附的原理，保證了極高的處理效率；2、吸附劑對氨氣的吸附容量大，最高可達體積比1∶320；3、干式吸附劑易解吸，解吸溫度通常低于120度；4、干式吸附劑吸附氨氣的方法跟冷凝法相比，不僅降低了能耗，而且降低了成本，做到了節能減排。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例作詳細說明如下。

實施例1

步驟1：將粗孔硅膠置于烘箱中，在170℃下烘2h，使里面的水分和雜質氣體排出；

步驟2：40％氯化鈣溶液配制：稱取432g無水氯化鈣，溶于648g純水中，攪拌均勻，配成氯化鈣溶液；