[發(fā)明專(zhuān)利]氫氣回收再利用系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811145711.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109573946A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻明宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鼎佳能源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B3/50
• 分類(lèi)號(hào): C01B3/50
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專(zhuān)利事務(wù)所 22206
• 代理人: 李曉莉;王顯文

一種氫氣回收再利用系統(tǒng)，包括一處理裝置、一電化學(xué)氫氣純化裝置及一除水裝置，該處理裝置用來(lái)接收并處理一混合氣體并能夠移除有害物質(zhì)，該電化學(xué)氫氣純化裝置與所述處理裝置相連接并用來(lái)清除所述混合氣體內(nèi)的非氫氣的氣體及雜質(zhì)，該除水裝置與所述電化學(xué)氫氣純化裝置相連接并用來(lái)去除純化后的氫氣內(nèi)的水分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氫氣回收再利用系統(tǒng)，尤指一種可有效回收氫氣并再利用且可純化出高純度氫氣的氫氣回收再利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在一般的半導(dǎo)制程體與光電制程結(jié)束后，剩余的制程氣體(即廢氣)中通常含有氨氣(NH3)、硅甲烷(SiH4)、二硅甲烷(Si2H6)、磷化氫(PH3)、砷化氫(AsH3)、三甲基鎵(Ga(CH3)3)與高濃度的氫氣，其中氨氣、硅甲烷、二硅甲烷、磷化氫、砷化氫、三甲基鎵皆為環(huán)境污染物。

目前，對(duì)于上述環(huán)境污染物的處理方式通常是將廢氣經(jīng)過(guò)硫酸或次氯酸水洗的后直接排放至大氣中。然而，此處理方式具有許多缺點(diǎn)。例如，經(jīng)處理后的廢水中的氮濃度達(dá)數(shù)萬(wàn)ppm，遠(yuǎn)高于法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。此外，氫氣被直接排放至大氣中具有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，且造成氫氣的浪費(fèi)。

此外，于半導(dǎo)體制程或光電制程或化工廠(chǎng)制程中，相關(guān)行業(yè)業(yè)者通常是將剩余的制程廢氣(如前述的各種氣體)通過(guò)燃燒的方式處理，因此，制程較為復(fù)雜且設(shè)備及處理費(fèi)用也相對(duì)較昂貴。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中亟需一種新的技術(shù)方案解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有效回收氫氣并再利用的氫氣回收再利用系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的半導(dǎo)體制程或光電制程或化工廠(chǎng)制程中產(chǎn)生的廢氣含有的高濃度氫氣不能被有效回收及再利用的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

氫氣回收再利用系統(tǒng)，包括一處理裝置，用以接收并處理一混合氣體并用以移除有害物質(zhì)；

一電化學(xué)氫氣純化裝置，與所述處理裝置相連接，該電化學(xué)氫氣純化裝置用以清除所述混合氣體內(nèi)的非氫氣的氣體；

及一除水裝置，與所述電化學(xué)氫氣純化裝置相連接，該除水裝置用以去除純化后的氫氣內(nèi)的水分。

進(jìn)一步，所述處理裝置選擇為一區(qū)域洗滌塔(local scrubber)。

進(jìn)一步，所述混合氣體包括但不限于氫氣、氮?dú)?、氨氣、氬氣、硅化合物、磷化合物、砷化合物、鎵化合物，銦化合物或其組合。

進(jìn)一步，更包括一泵浦裝置與所述電化學(xué)氫氣純化裝置相連接，該泵浦裝置用以提供一壓力以將所述電化學(xué)氫氣純化裝置內(nèi)的氫氣推出。

進(jìn)一步，更包括一吸附元件與所述泵浦裝置相連接，其用以吸附純化后的氫氣內(nèi)的水分，該吸附元件選擇為活性碳、沸石、硅膠、活性氧化鋁、分子篩、氧化錳、氫氧化鈣、石墨烯或中空纖維其中任一。

進(jìn)一步，所述除水裝置選擇利用冷凍除水方式去除純化后的氫氣內(nèi)的水分。

進(jìn)一步，所述電化學(xué)氫氣純化裝置更具有一進(jìn)氣通道、一質(zhì)子交換膜、一陽(yáng)極觸媒反應(yīng)層、一陰極觸媒反應(yīng)層、一出氣通道及一外部電源，該進(jìn)氣通道與所述處理裝置相連通，該質(zhì)子交換膜用以傳送復(fù)數(shù)氫離子并隔離復(fù)數(shù)電子通過(guò)，所述陽(yáng)極觸媒反應(yīng)層及陰極觸媒反應(yīng)層分設(shè)于該質(zhì)子交換膜的相對(duì)兩側(cè)，于所述陽(yáng)、陰極觸媒反應(yīng)層提供鉑(Pt)或釕(Ru)或其他貴金屬為觸媒進(jìn)行一電化學(xué)反應(yīng)后并將一生成物經(jīng)由所述出氣通道擴(kuò)散排出。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明能夠帶來(lái)如下有益效果：

1.有效回收氫氣并再利用；

2.可純化出純度高的氫氣；

3.回收制程成本較低。

附圖說(shuō)明