TW201400415A - 氨純化系統 - Google Patents

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Shinichi Tai
Shigeru Morimoto
Shuji Tsuno
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Sumitomo Seika Chemicals
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Abstract

本發明提供一種氨純化系統，其可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化。於本發明之氨純化系統(100)中，第1吸附塔(31)及第2吸附塔(32)將自原料貯存槽(1)導出之粗氨中所含之雜質吸附去除。第1吸附塔(31)及第2吸附塔(32)分別具有積層有塔頂吸附層、第1中間吸附層、第2中間吸附層及塔底吸附層之構造。冷凝器(4)將自第1吸附塔(31)及第2吸附塔(32)導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，藉此將揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除。

Description

氨純化系統
本發明係關於一種將粗氨純化之氨純化系統。
於半導體製造步驟及液晶製造步驟中，一直利用高純度之氨作為氮化物皮膜之製作等中所使用之處理劑。此種高純度之氨係藉由對粗氨進行純化將雜質去除而獲得。
粗氨中含有氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳等低沸點氣體，烴等有機化合物，水分等作為雜質，通常可獲取之粗氨之純度為98~99重量%左右。
粗氨中所含之烴等有機化合物通常主要為碳數1~4者，但若於製造用作氨之合成原料之氫氣時裂解氣體中之油分之分離不充分，或者於製造時受到來自泵類之泵油之油污染，則亦有混入沸點較高且分子量較大之烴類的情況。又，若氨中含有較多水分，則有使利用該氨製造的半導體等之功能大幅度降低之情況，故而必需儘可能地減少氨中之水分。
雖根據半導體製造步驟及液晶製造步驟中使用氨之步驟之種類不同而氨中雜質之影響方式不同，但作為氨之純度，要求為99.9999重量%以上(各雜質濃度為100 ppb以下)、更佳為99.99999重量%左右。近年來，於氮化鎵之類的發光體製造用途中，要求水分濃度未達30 ppb。
作為將粗氨中所含之雜質去除之方法，已知有使用矽膠、合成沸石、活性碳等吸附劑將雜質吸附去除的方法， 將雜質蒸餾去除的方法等。又，亦已知有將吸附與蒸餾組合的方法。
例如，專利文獻1中揭示有包含下述部分之氨純化系統：第1蒸餾塔，自液體狀之粗氨中將揮發性較低之雜質去除；吸附塔，藉由吸附劑將自第1蒸餾塔導出之氣體狀之氨中所含的雜質(主要是水分)吸附去除；及第2蒸餾塔，從自吸附塔導出之氣體狀之氨中將揮發性較高之雜質去除。
又，專利文獻2中揭示有氨之純化方法，其係將水分之吸附塔、烴之吸附塔及蒸餾塔組合而獲得高純度之氨。又，專利文獻3中揭示有氨之純化方法，其係利用蒸餾塔將沸點較低之雜質去除之後，利用吸附塔將水分自氣體狀之氨中去除，利用觸媒部將氧分離去除，藉此獲得高純度之氨。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-206410號公報
[專利文獻2]日本專利特表2008-505830號公報
[專利文獻3]日本專利特開2005-162546號公報
專利文獻1~3中所揭示之純化氨之技術中，係將粗氨中所含之雜質利用吸附塔進行吸附去除、或利用觸媒部中之觸媒反應而去除，進而利用蒸餾塔進行蒸餾去除，藉此將 氨純化。於如上所述之專利文獻1~3中所揭示的氨之純化方法中，自蒸餾塔導出之經純化後之氣體狀之氨係凝結成液體狀之氨而加以回收。即，於專利文獻1~3中所揭示之氨之純化方法中，係將粗氨中所含之雜質吸附去除、蒸餾去除，進而凝結而獲得經純化之液體狀之氨，因此作為純化氨之方法而言不能謂為簡化者，為將氨純化需要較多能量。
因此，本發明之目的在於提供一種可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化的氨純化系統。
本發明係一種氨純化系統，其係將含有雜質之粗氨純化者，其特徵在於包括：貯存部，其貯存粗氨，並將其所貯存之粗氨導出；吸附部，其藉由選自活性碳、親水性沸石、疏水性沸石、矽膠、及活性氧化鋁中之吸附劑將自上述貯存部導出之粗氨中所含之雜質吸附去除而純化，並將經純化之氨導出，該吸附部包含一個或複數個吸附部分，該吸附部分沿粗氨之流動方向積層有以下各吸附劑層：第1吸附劑層，其含有第1吸附劑，複數層第2吸附劑層，其含有種類與上述第1吸附劑不同之第2吸附劑，及第3吸附劑層，其含有種類與上述第2吸附劑不同之第3吸附劑；以及 分凝部，其將自上述吸附部導出之經純化之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，藉此將揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。
又，本發明之氨純化系統較佳為進而包括氣化部，其將自上述貯存部導出之液體狀之粗氨的一部分氣化，並將氣體狀之氨導出，且上述吸附部藉由上述吸附部分將自上述氣化部導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除。
又，於本發明之氨純化系統中，較佳為上述第1吸附劑為對水具有較高之吸附能力的吸附劑，上述第2吸附劑為對碳數未達5之有機化合物具有較高之吸附能力的吸附劑，上述第3吸附劑為對碳數5以上之有機化合物及水具有較高之吸附能力的吸附劑。
又，於本發明之氨純化系統中，較佳為上述吸附部分自粗氨之流動方向上游側向下游側依序積層有上述第1吸附劑層、上述複數層第2吸附劑層、及上述第3吸附劑層。
又，於本發明之氨純化系統中，較佳為上述吸附部包含複數個上述吸附部分，複數個吸附部分係串列或並列地連接。
根據本發明，氨純化系統係將含有雜質之粗氨純化之系統，包括貯存部、吸附部、及分凝部。貯存部係貯存粗氨 並將其所貯存之粗氨導出。吸附部係將自貯存部導出之粗氨中所含之雜質吸附去除而純化者，包含沿粗氨之流動方向積層有第1吸附劑層、複數層第2吸附劑層、及第3吸附劑層之吸附部分。於吸附部之吸附部分中，第1吸附劑層為含有第1吸附劑之層，第2吸附劑層為含有第2吸附劑之層，第3吸附劑層為含有第3吸附劑之層。此處，第1吸附劑、第2吸附劑、及第3吸附劑分別為選自活性碳、親水性沸石、疏水性沸石、矽膠、及活性氧化鋁中之吸附劑。
自此種包含至少積層有第1吸附劑層、複數層第2吸附劑層、及第3吸附劑層之吸附部分的吸附部導出之氨係供給至分凝部。分凝部將自吸附部導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，藉此將揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。
於本發明之氨純化系統中，係藉由積層有含有作為選自活性碳、親水性沸石、疏水性沸石、及矽膠中之吸附劑的第1吸附劑、第2吸附及第3吸附劑之吸附劑層的吸附部分對粗氨中所含之雜質進行吸附去除，故而可將粗氨中所含之雜質(主要是水及有機化合物)效率良好地吸附去除。並且，分凝部將自吸附部導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，故而可將氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳等揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。因此，本發明之氨純化系統無需如先前技術般進行伴隨回流 之蒸餾，而可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化。
又，根據本發明，氨純化系統進而包括氣化部。該氣化部係將自貯存部導出之液體狀之粗氨的一部分氣化，並將氣體狀之氨導出。並且，吸附部藉由積層有第1吸附劑層、複數層第2吸附劑層、及第3吸附劑層之吸附部分將自氣化部導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除。由於氣化部係構成為將自貯存部導出之液體狀之粗氨的一部分氣化，並將氣體狀之氨導出，因此可使粗氨中所含之揮發性較低之雜質(例如，水分、碳數6以上之烴等)殘留於液相中，將揮發性較低之雜質減少的氣體狀之氨導出。
又，根據本發明，吸附部之吸附部分中，第1吸附劑層中所含之第1吸附劑為對水具有較高之吸附能力的吸附劑，第2吸附劑層中所含之第2吸附劑為對碳數未達5之有機化合物具有較高之吸附能力的吸附劑，第3吸附劑層中所含之第3吸附劑為對碳數5以上之有機化合物及水具有較高之吸附能力的吸附劑。如此，由於係藉由積層有對水、碳數未達5之有機化合物、碳數5以上之有機化合物之吸附能力分別不同之吸附劑層的吸附部分對粗氨中所含之雜質進行吸附去除，因此可將粗氨中所含之雜質(主要是水及有機化合物)效率良好地吸附去除。
又，根據本發明，吸附部之吸附部分係自粗氨之流動方向上游側向下游側依序積層有第1吸附劑層、第2吸附劑層、及第3吸附劑層。供給至吸附部之粗氨於吸附部分中 以第1吸附劑層、第2吸附劑層、第3吸附劑層之順序流動。由於第1吸附劑層中含有對水具有較高之吸附能力的第1吸附劑，故而流經吸附部分之粗氨首先於第1吸附劑層中將水之大部分吸附去除。藉此，相對於第1吸附劑層配置於氨之流動方向下游側之第2吸附劑層及第3吸附劑層對有機化合物之吸附能力可得到充分發揮，可提高吸附部分自粗氨中對雜質之吸附去除性。
又，根據本發明，吸附部包含複數個積層有第1吸附劑層、第2吸附劑層、及第3吸附劑層之吸附部分。複數個吸附部分係串列或並列地連接。於吸附部包含串列連接之複數個吸附部分之情形時，可提高對粗氨中所含之雜質之吸附去除能力。又，於吸附部包含並列連接之複數個吸附部分之情形時，可對並列連接之複數個吸附部分以分別區分開之狀態導入自貯存部導出之粗氨，因此可於以1個吸附部分進行吸附去除期間，對使用完畢之其他吸附部分進行再生處理以使得使用完畢之其他吸附部分可再次進行吸附去除動作。
本發明之目的、特色及優點可藉由下述詳細說明與圖式而更為明確。
以下，參考圖式，詳細地說明本發明之較佳之實施形態。
圖1係表示本發明之第1實施形態之氨純化系統100之構成的圖。本實施形態之氨純化系統100係將含有雜質之液 體狀之粗氨純化之系統。氨純化系統100係包括作為貯存部之原料貯存槽1、作為氣化部之氣化器2、作為吸附部之吸附單元3、作為分凝部之冷凝器4、及回收槽5而構成。
原料貯存槽1係貯存粗氨者。於本實施形態中，貯存於原料貯存槽1中之粗氨為純度99重量%以上，較佳為純度99.0~99.9重量%。
原料貯存槽1只要為具有耐壓性及耐腐蝕性之保溫容器，則並無特別限制。該原料貯存槽1係將粗氨以液體狀之氨之形態貯存，並控制為特定之溫度及壓力。原料貯存槽1具有圓柱狀之內部空間，於在其內部空間中貯存有液體狀之粗氨之狀態下，原料貯存槽1之上部形成氣相，下部形成液相。
原料貯存槽1上連接有排氣配管80，該排氣配管80成為用以將原料貯存槽1與外部連通，將分配於氣相中之揮發性較高之雜質(例如，氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳等)排出至外部之流路。該排氣配管80上設置有使排氣配管80中之流路開放或封閉之排氣閥801。本實施形態之氨純化系統100係構成為藉由使排氣閥801開放而可實施自原料貯存槽1內所貯存之粗氨中將揮發性較高之雜質排出去除之排出動作。具體而言，將液體狀之粗氨於原料貯存槽1中貯存0.5~3天之後，使排氣閥801開放10~300分鐘。藉此，可將分配於原料貯存槽1中所形成之氣相中的粗氨中之揮發性較高之雜質經由排氣配管80而排出。
將貯存於原料貯存槽1中之粗氨導出至氣化器2。自原料貯存槽1向氣化器2導出粗氨時，係自原料貯存槽1中所形成之液相中以液體狀之粗氨之形式導出。原料之粗氨存在根據製品批次之不同而雜質濃度之偏差較大的情況。如此，於將雜質濃度之偏差較大之粗氨自原料貯存槽1之氣相導出之情形時，有氣相中之成分組成之偏差較大，最終純化所得之氨之純度產生較大偏差之虞。本實施形態之氨純化系統100係構成為自原料貯存槽1之液相將液體狀之粗氨導出，因此即便於使用雜質濃度之偏差較大之粗氨作為原料之情形時，亦可防止最終純化所得之氨之純度產生較大之偏差。
於原料貯存槽1與氣化器2之間連接有第1配管81，自原料貯存槽1導出之液體狀之粗氨係流經第1配管81而供給至氣化器2。第1配管81上設置有使第1配管81中之流路開放或封閉之第1閥811。於向氣化器2供給液體狀之粗氨時，使第1閥811開放，從而使液體狀之粗氨自原料貯存槽1通過第1配管81內向氣化器2流動。
氣化器2將自原料貯存槽1導出之液體狀之粗氨的一部分氣化。即，氣化器2係將液體狀之粗氨加熱而以特定之氣化率將其氣化，從而分離為氣相成分與液相成分，並將氣體狀之氨導出。氣化器2將液體狀之粗氨的一部分氣化，因此可使粗氨中所含之揮發性較低之雜質(例如，水分、碳數6以上之烴等)殘留於液相中，將揮發性較低之雜質減少的氣體狀之氨導出。
於本實施形態中，氣化器2將自原料貯存槽1導出之液體狀之粗氨以90~95體積%之氣化率氣化而分離為氣相成分與液相成分。於此情形時，自原料貯存槽1導出之液體狀之粗氨之90~95體積%成為氣相成分，5~10體積%成為液相成分。
氣化器2上連接有設置有第2閥821之第2配管82、與設置有排出閥801A之排出配管80A。再者，第2配管82係使自氣化器2導出之氣體狀之氨向吸附單元3流動之配管，且連接於流量調整器71。於氣化器2中以液相成分之形式自氨中分離去除之揮發性較低之雜質係於使排出閥801A開放之狀態下，流經排出配管80A而排出至系統外部。又，於氣化器2中以氣相成分之形式獲得之氣體狀之氨於使第2閥821開放之狀態下，流經第2配管82而供給至流量調整器71。
流量調整器71上連接有第3配管83，該第3配管83之與連接於流量調整器71之側相反之側的端部分支。第3配管83之上述端部的一分支連接於後述之第1吸附塔31之塔頂部上所連接之第4配管84，另一分支連接於後述之第2吸附塔32之塔頂部上所連接之第5配管85。
第4配管84上設置有使第4配管84中之流路開放或封閉之第4閥841。又，第5配管85上設置有使第5配管85中之流路開放或封閉之第5閥851。流量經流量調整器71調整之氣體狀之氨於使第4閥841開放且使第5閥851封閉之狀態下，流經第3配管83及第4配管84而供給至第1吸附塔31。又，流 量經流量調整器71調整之氣體狀之氨於使第5閥851開放且使第4閥841封閉之狀態下，流經第3配管83及第5配管85而供給至第2吸附塔32。即，第1吸附塔31與第2吸附塔32係經由第4配管84及第5配管85而並列連接。
吸附單元3係將自氣化器2導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除而純化。吸附單元3係包含作為吸附部分的第1吸附塔31及第2吸附塔32而構成。
第1吸附塔31具有自塔頂部向塔底部(自氨之流動方向上游側向下游側)依序積層有塔頂吸附層311、第1中間吸附層312、第2中間吸附層313、及塔底吸附層314之積層構造。
塔頂吸附層311係含有第1吸附劑之層，具有作為第1吸附劑層之功能。第1吸附劑為對水具有較高之吸附能力的多孔質吸附劑。作為此種第1吸附劑，例如可列舉：活性碳、MS-13X(孔徑9 Å之多孔質合成沸石)、活性氧化鋁等。本實施形態中係使用活性碳作為第1吸附劑。
第1中間吸附層312係含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。第2吸附劑為對碳數未達5之有機化合物(烴、醇、醚等)具有較高之吸附能力的多孔質吸附劑。作為此種第2吸附劑，例如可列舉：MS-3A(孔徑3 Å之多孔質合成沸石)、MS-4A(孔徑4 Å之多孔質合成沸石)、MS-5A(孔徑5 Å之多孔質合成沸石)、MS-13X(孔徑9 Å之多孔質合成沸石)等親水性沸石，高矽型(二氧化矽/氧化鋁比較高之)沸石等疏水性沸石，矽膠等。又，第2中間吸附層 313與第1中間吸附層312同樣地為含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。但是，雖然第1中間吸附層312與第2中間吸附層313同為含有第2吸附劑之層，但係使用種類互不相同之吸附劑。
塔底吸附層314係含有第3吸附劑之層，具有作為第3吸附劑層之功能。第3吸附劑為對碳數5以上之有機化合物(烴等)及水具有較高之吸附能力的多孔質吸附劑。作為此種第3吸附劑，可列舉：活性碳、MS-13X等。
列舉具體例對第1吸附塔31中之積層構造進行說明。於第1具體例中，塔頂吸附層311係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第1吸附劑之層，第1中間吸附層312係含有親水性沸石(MS-3A，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第2中間吸附層313係含有矽膠(Silbead N，水澤化學工業股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，塔底吸附層314係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第3吸附劑之層。
於第2具體例中，塔頂吸附層311係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第1吸附劑之層，第1中間吸附層312係含有親水性沸石(MS-3A，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第2中間吸附層313係含有矽膠(Silbead N，水澤化學工業股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，塔底吸附層314係含有MS-13X(SA-600A，Tosoh股份有限公司製造)作為第3吸附劑之層。
於第3具體例中，塔頂吸附層311係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第1吸附劑之層，第1中間吸附層312係含有親水性沸石(MS-4A，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第2中間吸附層313係含有疏水性沸石(HSZ-300，二氧化矽/氧化鋁比=10，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，塔底吸附層314係含有MS-13X(SA-600A，Tosoh股份有限公司製造)作為第3吸附劑之層。
於第4具體例中，塔頂吸附層311係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第1吸附劑之層，第1中間吸附層312係含有親水性沸石(MS-4A，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第2中間吸附層313係含有疏水性沸石(HSZ-300，二氧化矽/氧化鋁比=10，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，塔底吸附層314係含有MS-13X(SA-600A，Tosoh股份有限公司製造)與活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)之積層體作為第3吸附劑之層。
第2吸附塔32具有自塔頂部向塔底部(自氨之流動方向上游側向下游側)依序積層有塔頂吸附層321、第1中間吸附層322、第2中間吸附層323、及塔底吸附層324之積層構造。
塔頂吸附層321係以與上述之第1吸附塔31之塔頂吸附層311相同之方式構成的含有第1吸附劑之層，具有作為第1吸附劑層之功能。第1中間吸附層322係以與上述之第1吸 附塔31之第1中間吸附層312相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。第2中間吸附層323係以與上述之第1吸附塔31之第2中間吸附層313相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。塔底吸附層324係以與上述之第1吸附塔31之塔底吸附層314相同之方式構成的含有第3吸附劑之層，具有作為第3吸附劑層之功能。
第1吸附塔31及第2吸附塔32中所使用之第1吸附劑、第2吸附劑及第3吸附劑可藉由加熱、減壓、加熱及減壓之任一種處理使所吸附之雜質(水分及烴等有機化合物)脫離而再生。例如，於藉由加熱處理使吸附於吸附劑之雜質脫離之情形時，只要於200~350℃之溫度下進行加熱即可。
又，於本實施形態之氨純化系統100中，第1吸附塔31及第2吸附塔32係將溫度控制為0~60℃，壓力控制為0.1~1.0 MPa。於第1吸附塔31及第2吸附塔32之溫度未達0℃之情形時，必需進行將雜質之吸附去除時所產生之吸附熱去除之冷卻，有能量效率降低之虞。於第1吸附塔31及第2吸附塔32之溫度超過60℃之情形時，有吸附劑對雜質之吸附能力降低之虞。又，於第1吸附塔31及第2吸附塔32之壓力未達0.1 MPa之情形時，有吸附劑對雜質之吸附能力降低之虞，於壓力超過1.0 MPa之情形時，需要較多能量以維持於固定壓力，有能量效率降低之虞。
又，第1吸附塔31及第2吸附塔32之線速度(linear velocity)較佳為0.1~10.0 m/s。於線速度未達0.1 m/s之情形 時，雜質之吸附去除需要長時間，故而欠佳，於線速度超過10.0 m/s之情形時，有雜質之吸附去除時所產生之吸附熱未充分去除，而吸附劑對雜質之吸附能力降低之虞。再者，上述線速度係以如下方式求得之值：將每單位時間內向第1吸附塔31或第2吸附塔32供給的氣體狀之氨之量換算為NTP(normal temperature and pressure，標準溫壓)下之氣體體積，並除以各吸附塔31、32之空塔剖面積。
又，於本實施形態之氨純化系統100中，較佳為對自第1吸附塔31及第2吸附塔32導出之氨中所含之雜質之濃度進行分析。作為對氨中所含之雜質之濃度進行分析之裝置，可列舉氣相層析分析裝置(GC-PDD：脈衝放電型檢測器)。作為該氣相層析分析裝置之具體例，例如可列舉：GL Science股份有限公司製造之GC-4000。可根據利用氣相層析分析裝置獲得之分析結果，設定後述之冷凝器4之分凝條件(凝結率之設定等)。
第1吸附塔31之塔底部連接有第6配管86，該第6配管86之與連接於第1吸附塔31之側相反之側的端部分支。第6配管86之上述端部之一分支連接於後述之冷凝器4上所連接之第7配管87，另一分支連接於第2吸附塔32之塔頂部上所連接之第8配管88。
第7配管87上設置有使第7配管87中之流路開放或封閉之第7閥871。又，第8配管88上設置有使第8配管88中之流路開放或封閉之第8閥881。藉由第1吸附塔31而雜質經吸附去除之氣體狀之氨於使第7閥871開放且使第8閥881封閉之 狀態下，流經第6配管86及第7配管87而供給至冷凝器4。又，藉由第1吸附塔31而雜質經吸附去除之氣體狀之氨於使第8閥881開放且使第7閥871封閉之狀態下，流經第6配管86及第8配管88而供給至第2吸附塔32。即，第1吸附塔31與第2吸附塔32係經由第6配管86及第8配管88而串列連接。
又，第2吸附塔32之塔底部連接有第9配管89，該第9配管89之與連接於第2吸附塔32之側相反之側的端部係連接於冷凝器4。第9配管89上設置有使第9配管89中之流路開放或封閉之第9閥891。該第9配管89上相對於第9閥891的氨之流動方向下游側，設置有自第9配管89分支之第10配管90。該第10配管90上設置有使第10配管90中之流路開放或封閉之第10閥901。進而，該第10配管90之與連接於第9配管89之側相反之側的端部係連接於第1吸附塔31之塔頂部。
藉由第2吸附塔32而雜質經吸附去除之氣體狀之氨於使第9閥891開放且使第10閥901封閉之狀態下，流經第9配管89而供給至冷凝器4。又，藉由第2吸附塔32而雜質經吸附去除之氣體狀之氨於使第9閥891開放且使第10閥901開放之狀態下，流經第9配管89及第10配管90而供給至第1吸附塔31。
於以如上方式構成之吸附單元3中，可以4種模式變更第1吸附塔31與第2吸附塔32之連接。
第1連接模式係使第4閥841及第7閥871開放，使第5閥 851、第8閥881、第9閥891、及第10閥901封閉。於該第1連接模式中，自氣化器2導出並流量經流量調整器71調整之氣體狀之氨係流經第4配管84而供給至第1吸附塔31。繼而，自第1吸附塔31導出之純化後之氣體狀之氨係流經第6配管86及第7配管87而供給至冷凝器4。於此種第1連接模式中，僅利用第1吸附塔31對自氣化器2導出之氣體狀之氨進行純化。於利用第1吸附塔31進行吸附去除期間，可對使用完畢之第2吸附塔32進行再生處理，以使得可利用使用完畢之第2吸附塔32再次進行吸附去除動作。
第2連接模式係使第5閥851及第9閥891開放，使第4閥841、第7閥871、第8閥881、及第10閥901封閉。於該第2連接模式中，自氣化器2導出並流量經流量調整器71調整之氣體狀之氨係流經第5配管85而供給至第2吸附塔32。繼而，自第2吸附塔32導出之純化後之氣體狀之氨係流經第9配管89而供給至冷凝器4。於此種第2連接模式中，僅利用第2吸附塔32對自氣化器2導出之氣體狀之氨進行純化。於利用第2吸附塔32進行吸附去除期間，可對使用完畢之第1吸附塔31進行再生處理，以使得可利用使用完畢之第1吸附塔31再次進行吸附去除動作。
第3連接模式係使第4閥841、第8閥881、及第9閥891開放，使第5閥851、第7閥871、及第10閥901封閉。於該第3連接模式中，自氣化器2導出並流量經流量調整器71調整之氣體狀之氨係流經第4配管84而供給至第1吸附塔31。自第1吸附塔31導出之純化後之氣體狀之氨係流經第6配管86 及第8配管88而供給至第2吸附塔3。繼而，自第2吸附塔32導出之純化後之氣體狀之氨係流經第9配管89而供給至冷凝器4。於此種第3連接模式中，係利用第1吸附塔31及第2吸附塔32對自氣化器2導出之氣體狀之氨進行純化。由於可利用串列連接之第1吸附塔31及第2吸附塔32對自氣化器2導出之氣體狀之氨中所含的雜質進行吸附去除，故而可提高對雜質之吸附去除能力。
第4連接模式係使第4閥841、第8閥881、第9閥891、及第10閥901開放，使第5閥851及第7閥871封閉。於該第4連接模式中，自氣化器2導出且流量經流量調整器71調整之氣體狀之氨係流經第4配管84而供給至第1吸附塔31。自第1吸附塔31導出之純化後之氣體狀之氨係流經第6配管86及第8配管88而供給至第2吸附塔32。自第2吸附塔32導出之純化後之氣體狀之氨係流經第9配管89及第10配管90而再次供給至第1吸附塔31，反覆由第1吸附塔31及第2吸附塔32進行吸附去除動作。繼而，於使開放之第10閥901封閉之時間點，自第2吸附塔32導出之氣體狀之氨流經第9配管89而供給至冷凝器4。於此種第4連接模式中，可利用第1吸附塔31及第2吸附塔32對自氣化器2導出之氣體狀之氨反覆進行純化。
自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨係供給至冷凝器4。冷凝器4將自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，藉此將氨中所含之氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化 碳等揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。
作為冷凝器4，可列舉多管式冷凝器、板式熱交換器等，本實施形態中係使用多管式冷凝器作為冷凝器4。冷凝器4係將自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨的70~99體積%凝結而分離為氣相成分與液相成分。此時，即以使自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨之一部分即1~30體積%成為氣相成分之方式凝結而分離為氣相成分與液相成分。藉此，可將吸附去除後之氣體狀之氨中所含的揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，且以液相成分之形式產率良好地獲得經純化之液體狀之氨。
又，作為冷凝器4中之凝結條件，只要為可使自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨之一部分成為液體之條件，則並無特別限定，只要適當設定溫度、壓力及時間即可。於本實施形態中，冷凝器4較佳為構成為使自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨於-77~40℃之溫度下凝結而分離為氣相成分與液相成分。藉此，可使自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨效率良好地凝結而獲得經純化之液體狀之氨，並且可提高該液體狀之氨之純度。於冷凝器4中之對氣體狀之氨進行凝結時之溫度未達-77℃之情形時，冷卻需要較多能量，故而欠佳，於超過40℃之情形時，氨之一部分凝結而獲得之液體狀之氨中所含之雜質濃度變高，故而欠佳。
又，冷凝器4較佳為構成為使自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨於0.007~2.0 MPa之壓力下凝結而分離為氣相成分與液相成分。於冷凝器4中之對氣體狀之氨進行凝結時之壓力未達0.007 MPa之情形時，可使氨凝結之溫度變低，因此冷卻需要較多能量，故而欠佳，於超過2.0 MPa之情形時，可使氨凝結之溫度變高，因此氨之一部分凝結而獲得之液體狀之氨中所含之雜質濃度變高，故而欠佳。
於本實施形態之氨純化系統100中，冷凝器4使自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氣體狀之氨之一部分凝結而分離為氣相成分與液相成分，因此可將揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。因此，即便不如先前技術般設置蒸餾部，亦可利用簡化之系統將氨純化。
於藉由精密蒸餾將粗氨中所含之雜質分離去除之情形時，由於係伴隨回流而進行之蒸餾，故而反覆進行如下操作：利用蒸餾塔使液體狀之氨加熱蒸發而成為氣體狀之氨，另一方面，利用蒸餾塔之塔頂部之冷凝器使來自精餾塔之氣體狀之氨凝結而成為液體狀之氨。因此，於精餾操作中將較大能量投入至該操作中。
相對於此，於藉由冷凝器4之分凝將氨中所含之雜質分離去除之情形時，由於僅使氣體狀之氨凝結1次，故而其所需之能量較少。如此，可知與利用精餾之氨之純化方法相比，利用冷凝器4之分凝之純化方法不僅可於短時間內 獲得高純度之氨，而且於能量方面上亦具有很大優點。
為獲得高純度氨，必需以使藉由冷凝器4之分凝而以液相成分之形式獲得的液體狀之氨快速地自冷凝器4導出，於冷凝器4之內部僅存在未凝結之氣相成分的方式使冷凝器4運轉。
冷凝器4上連接有設置有第11閥911之第11配管91、及設置有第12閥921之第12配管92。再者，第11配管91係連接於冷凝器4與回收槽5之間。
於冷凝器4中以氣相成分之形式自氨中分離去除之揮發性較高之雜質係於使第12閥921開放之狀態下，通過第12配管92而排出至系統外。又，於冷凝器4中以液相成分之形式獲得之液體狀之氨係於使第11閥911開放之狀態下，通過第11配管91而供給至回收槽5。
回收槽5貯存利用冷凝器4以液相成分之形式獲得之液體狀之氨。回收槽5上連接有將回收槽5與外部連通，成為用以將氣相成分排出至外部之流路的第13配管93。該第13配管93上設置有使第13配管93中之流路開放或封閉之第13閥931。本實施形態之氨純化系統100係構成為藉由在使第11閥911封閉之狀態下使第13閥931開放，而可實施自貯存於回收槽5內之液體狀之氨中將揮發性較高之雜質排出去除之排出動作。藉由實施該回收槽5中之排出動作，可進一步提高貯存於回收槽5中之液體狀之氨之純度。
又，回收槽5係於一定條件下控制溫度及壓力，以可將氨以液體狀態貯存。回收槽5及冷凝器4上經由第14配管94 而連接有冷卻液送液裝置72。第14配管94中流通有自冷卻液送液裝置72中送出之冷卻液，藉由該冷卻液之冷卻能力而使回收槽5及冷凝器4維持於特定之溫度。
回收槽5上經由設置有第15閥951之第15配管95而連接有填充裝置6。貯存於回收槽5中之液體狀之氨藉由使第15閥951開放而流經第15配管95供給至填充裝置6。如此般供給至填充裝置6之氨藉由填充裝置6而填充至製品填充容器等中。
於以如上方式構成的本實施形態之氨純化系統100中，係藉由積層有對水、碳數未達5之有機化合物、碳數5以上之有機化合物之吸附能力分別不同之吸附劑層的第1吸附塔31及第2吸附塔32對粗氨中所含之雜質進行吸附去除，因此可效率良好地將粗氨中所含之雜質(主要是水及有機化合物)吸附去除。並且，冷凝器4將自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，因此可將氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳等揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。因此，於本實施形態之氨純化系統100中，無需如先前技術般進行伴隨回流之蒸餾，而可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化。
又，吸附單元3之第1吸附塔31及第2吸附塔32中，自粗氨之流動方向上游側向下游側，依序積層有含有第1吸附劑之塔頂吸附層311、321，含有第2吸附劑之第1中間吸附 層312、322，含有第2吸附劑之第2中間吸附層313、323，及含有第3吸附劑之塔底吸附層314、324。由於塔頂吸附層311、321中含有對水具有較高之吸附能力之第1吸附劑，故而流經第1吸附塔31及第2吸附塔32之粗氨首先於塔頂吸附層311、321中將水之大部分吸附去除。藉此，相對於塔頂吸附層311、321配置於氨之流動方向下游側之第1中間吸附層312、322，第2中間吸附層313、323，及塔底吸附層314、324對有機化合物之吸附能力可得到充分發揮，可提高第1吸附塔31及第2吸附塔32自粗氨對雜質之吸附去除性。
於本實施形態中，如上所述，第1吸附塔31及第2吸附塔32具有積層有對水、碳數未達5之有機化合物、碳數5以上之有機化合物之吸附能力分別不同之吸附劑層之積層構造。作為與如此構成之第1吸附塔31及第2吸附塔32相同的發揮對氨中所含之雜質之吸附去除能力的吸附塔之構成，可考慮具有含有第1吸附劑之塔頂吸附層、及較該塔頂吸附層配置於粗氨之流動方向下游側的混合有第2吸附劑及第3吸附劑之混合層的吸附塔。
於此種具有塔頂吸附層及混合層之吸附塔中，構成混合層之第2吸附劑及第3吸附劑只要為以均勻分散之狀態填充於層內，則無需將各吸附劑積層填充。
又，作為與第1吸附塔31及第2吸附塔32相同的發揮對氨中所含之雜質之吸附去除能力之構成，亦可考慮將分別單獨填充有第1吸附劑、第2吸附劑、及第3吸附劑之複數個 吸附塔串列連接之構成。該方法亦對雜質之吸附去除性完全無影響。於使複數個吸附塔串列連接之構成中，若使該複數個吸附塔於水平方向上串列排列，則會產生設置面積變大之問題，但若於鉛垂方向上串列排列，則不會產生設置面積變大之問題。於使複數個吸附塔串列連接時，只要考慮吸附塔之大小、塔數之增加、連接配管之長度等之設備費用而選擇吸附塔之構成方式即可。
圖2係表示本發明之第2實施形態之氨純化系統150之構成的圖。本實施形態之氨純化系統150與上述之氨純化系統100類似，對相對應之部分標附相同參照符號且省略說明。氨純化系統150中，吸附單元151之構成與上述之吸附單元3之構成不同，除此以外均與氨純化系統100相同。
吸附單元151係將自氣化器2導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除而純化。於本實施形態中，吸附單元151係包含第1吸附塔1511、第2吸附塔1512、及第3吸附塔1513而構成。
第1吸附塔1511、第2吸附塔1512及第3吸附塔1513係以與上述之第1吸附塔31相同之方式構成。具體而言，第1吸附塔1511具有自塔頂部向塔底部(自氨之流動方向上游側向下游側)依序積層有塔頂吸附層15111、第1中間吸附層15112、第2中間吸附層15113、及塔底吸附層15114之積層構造。
塔頂吸附層15111係含有第1吸附劑之層，具有作為第1吸附劑層之功能。第1吸附劑為對水具有較高之吸附能力 的多孔質吸附劑。作為此種第1吸附劑，例如可列舉活性碳等。
第1中間吸附層15112係含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。第2吸附劑為對碳數未達5之有機化合物(烴、醇、醚等)具有較高之吸附能力的多孔質吸附劑。作為此種第2吸附劑，例如可列舉：MS-3A(孔徑3 Å之多孔質合成沸石)、MS-4A(孔徑4 Å之多孔質合成沸石)、MS-5A(孔徑5 Å之多孔質合成沸石)、MS-13X(孔徑9 Å之多孔質合成沸石)等親水性沸石，高矽型(二氧化矽/氧化鋁比較高之)沸石等疏水性沸石，矽膠等。又，第2中間吸附層15113與第1中間吸附層15112同樣地為含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。但是，雖然第1中間吸附層15112與第2中間吸附層15113同為含有第2吸附劑之層，但係使用種類互不相同之吸附劑。
塔底吸附層15114係含有第3吸附劑之層，具有作為第3吸附劑層之功能。第3吸附劑為對碳數5以上之有機化合物(烴等)及水具有較高之吸附能力的多孔質吸附劑。作為此種第3吸附劑，可列舉：活性碳、MS-13X等。
第2吸附塔1512具有自塔頂部向塔底部(自氨之流動方向上游側向下游側)依序積層有塔頂吸附層15121、第1中間吸附層15122、第2中間吸附層15123、及塔底吸附層15124之積層構造。
塔頂吸附層15121係以與上述之第1吸附塔31之塔頂吸附層311相同之方式構成的含有第1吸附劑之層，具有作為第 1吸附劑層之功能。第1中間吸附層15122係以與上述之第1吸附塔31之第1中間吸附層312相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。第2中間吸附層15123係以與上述之第1吸附塔31之第2中間吸附層313相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。塔底吸附層15124係以與上述之第1吸附塔31之塔底吸附層314相同之方式構成的含有第3吸附劑之層，具有作為第3吸附劑層之功能。
於本實施形態中，自氣化器2導出之氣體狀之氨流通之第3配管83上連接有自第3配管83分支之第15A配管152、第15B配管153及第15C配管154。
第15A配管152係自第3配管83分支並連接於第1吸附塔1511之塔頂部。該第15A配管152上設置有使第15A配管152中之流路開放或封閉之第15A閥1521。第15B配管153係自第3配管83分支並連接於第2吸附塔1512之塔頂部。該第15B配管153上設置有使第15B配管153中之流路開放或封閉之第15B閥1531。第15C配管154係自第3配管83分支並連接於第3吸附塔1513之塔頂部。該第15C配管154上連接有使第15C配管154中之流路開放或封閉之第15C閥1541。
又，第1吸附塔1511之塔底部連接有使自第1吸附塔1511導出之氣體狀之氨流通之第15D配管155。該第15D配管155上設置有使第15D配管155中之流路開放或封閉之第15D閥1551。第2吸附塔1512之塔底部連接有使自第2吸附 塔1512導出之氣體狀之氨流通之第15E配管156。該第15E配管156上設置有使第15E配管156中之流路開放或封閉之第15E閥1561。第3吸附塔1513之塔底部連接有使自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨流通之第15F配管157。該第15F配管157上設置有使第15F配管157中之流路開放或封閉之第15F閥1571。
又，第15D配管155上連接有自第15D配管155分支之第15G配管158。該第15G配管158係自第15D配管155分支並連接於第15B配管153，成為用以將自第1吸附塔1511導出之氣體狀之氨導入至第2吸附塔1512之流路。第15G配管158上設置有使第15G配管158中之流路開放或封閉之第15G閥1581。該第15G配管158上連接有自第15G配管158分支之第15H配管159。該第25H配管159係自第15G配管158分支並連接於第15C配管154，成為用以將自第1吸附塔1511導出之氣體狀之氨導入至第3吸附塔1513之流路。第15H配管159上設置有使第15H配管159中之流路開放或封閉之第15H閥1591。
又，第15E配管156上連接有自第15E配管156分支之第15I配管160及第15J配管161。第15I配管160係自第15E配管156分支並連接於第15A配管152，成為用以將自第2吸附塔1512導出之氣體狀之氨導入至第1吸附塔1511之流路。第15I配管160上設置有使第15I配管160中之流路開放或封閉之第15I閥1601。第15J配管161係自第15E配管156分支並連接於第15C配管154，成為用以將自第2吸附塔1512導出 之氣體狀之氨導入至第3吸附塔1513之流路。第15J配管161上設置有使第15J配管161中之流路開放或封閉之第15J閥1611。
又，第15F配管157上連接有自第15F配管157分支之第15K配管162。該第15K配管162係自第15F配管157分支並連接於第15A配管152，成為用以將自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨導入至第1吸附塔1511之流路。第15K配管162上設置有使第15K配管162中之流路開放或封閉之第15K閥1621。該第15K配管162上連接有自第15K配管162分支之第15L配管163。該第15L配管163係自第15K配管162分支並連接於第15B配管153，成為用以將自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨導入至第2吸附塔1512之流路。第15L配管163上設置有使第15L配管163中之流路開放或封閉之第15L閥1631。
又，第15D配管155、第15E配管156及第15F配管157上，於氣體狀之氨之流動方向下游側端部連接有第15M配管164。該第15M配管164中供給有自第1吸附塔1511、第2吸附塔1512及第3吸附塔1513中之任一吸附塔導出的氣體狀之氨。並且，第15M配管164上設置有自第15M配管164分支並連接於冷凝器4之第15N配管165。
於以如上方式構成之氨純化系統150中，關於第1吸附塔1511、第2吸附塔1512及第3吸附塔1513之連接，有以下6種連接模式。
第1連接模式係使自氣化器2導出之氣體狀之氨依序通過 第1吸附塔1511、第2吸附塔1512之連接模式。於第1連接模式中，使第15A閥1521、第15E閥1561及第15G閥1581開放，使第15B閥1531、第15C閥1541、第15D閥1551、第15F閥1571、第15H閥1591、第15I閥1601、第15J閥1611、第15K閥1621及第15L閥1631封閉。
藉此，自氣化器2導出之氣體狀之氨流經第15A配管152而導入至第1吸附塔1511，自第1吸附塔1511導出之氣體狀之氨流經第15D配管155及第15G配管158而導入至第2吸附塔1512，自第2吸附塔1512導出之氣體狀之氨流經第15E配管156而供給至第15M配管164，並自該第15M配管164將氣體狀之氨導入至冷凝器4。
於此種第1連接模式中，可利用第1吸附塔1511及第2吸附塔1512將氣體狀之氨中所含之雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。再者，於第1連接模式中，由於不實施第3吸附塔1513之吸附去除動作，故而可對該第3吸附塔1513進行再生處理。
第2連接模式係使自氣化器2導出之氣體狀之氨依序通過第1吸附塔1511、第3吸附塔1513之連接模式。於第2連接模式中，使第15A閥1521、第15F閥1571及第15H閥1591開放，使第15B閥1531、第15C閥1541、第15D閥1551、第15E閥1561、第15G閥1581、第15I閥1601、第15J閥1611、第15K閥1621及第15L閥1631封閉。
藉此，自氣化器2導出之氣體狀之氨流經第15A配管152而導入至第1吸附塔1511，自第1吸附塔1511導出之氣體狀 之氨流經第15D配管155、第15G配管158及第15H配管159而導入至第3吸附塔1513，自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨流經第15F配管157而供給至第15M配管164，並自該第15M配管164將氣體狀之氨導入至冷凝器4。
於此種第2連接模式中，可利用第1吸附塔1511及第3吸附塔1513將氣體狀之氨中所含之雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。再者，於第2連接模式中，由於不實施第2吸附塔1512之吸附去除動作，故而可對該第2吸附塔1512進行再生處理。
第3連接模式係使自氣化器2導出之氣體狀之氨依序通過第2吸附塔1512、第1吸附塔1511之連接模式。於第3連接模式中，使第15B閥1531、第15D閥1551及第15I閥1601開放，使第15A閥1521、第15C閥1541、第15E閥1561、第15F閥1571、第15G閥1581、第15H閥1591、第15J閥1611、第15K閥1621及第15L閥1631封閉。
藉此，自氣化器2導出之氣體狀之氨流經第15B配管153而導入至第2吸附塔1512，自第2吸附塔1512導出之氣體狀之氨流經第15E配管156及第15I配管160而導入至第1吸附塔1511，自第1吸附塔1511導出之氣體狀之氨流經第15D配管155而供給至第15M配管164，並自該第15M配管164將氣體狀之氨導入至冷凝器4。
於此種第3連接模式中，可利用第1吸附塔1511及第2吸附塔1512將氣體狀之氨中所含之雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。再者，於第3連接模式中，由 於不實施第3吸附塔1513之吸附去除動作，故而可對該第3吸附塔1513進行再生處理。
第4連接模式係使自氣化器2導出之氣體狀之氨依序通過第2吸附塔1512、第3吸附塔1513之連接模式。於第4連接模式中，使第15B閥1531、第15F閥1571及第15J閥1611開放，使第15A閥1521、第15C閥1541、第15D閥1551、第15E閥1561、第15G閥1581、第15H閥1591、第15I閥1601、第15K閥1621及第15L閥1631封閉。
藉此，自氣化器2導出之氣體狀之氨流經第15B配管153而導入至第2吸附塔1512，自第2吸附塔1512導出之氣體狀之氨流經第15E配管156及第15J配管161而導入至第3吸附塔1513，自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨流經第15F配管157而供給至第15M配管164，並將氣體狀之氨自該第15M配管164導入至冷凝器4。
於此種第4連接模式中，可利用第2吸附塔1512及第3吸附塔1513將氣體狀之氨中所含之雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。再者，於第4連接模式中，由於不實施第1吸附塔1511之吸附去除動作，故而可對該第1吸附塔1511進行再生處理。
第5連接模式係使自氣化器2導出之氣體狀之氨依序通過第3吸附塔1513、第1吸附塔1511之連接模式。於第5連接模式中，使第15C閥1541、第15D閥1551及第15K閥1621開放，使第15A閥1521、第15B閥1531、第15E閥1561、第15F閥1571、第15G閥1581、第15H閥1591、第15I閥 1601、第15J閥1611及第15L閥1631封閉。
藉此，自氣化器2導出之氣體狀之氨流經第15C配管154而導入至第3吸附塔1513，自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨流經第15F配管157及第15K配管162而導入至第1吸附塔1511，自第1吸附塔1511導出之氣體狀之氨流經第15D配管155而供給至第15M配管164，並自該第15M配管164將氣體狀之氨導入至冷凝器4。
於此種第5連接模式中，可利用第1吸附塔1511及第3吸附塔1513將氣體狀之氨中所含之雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。再者，於第5連接模式中，由於不實施第2吸附塔1512之吸附去除動作，故而可對該第2吸附塔1512進行再生處理。
第6連接模式係使自氣化器2導出之氣體狀之氨依序通過第3吸附塔1513、第2吸附塔1512之連接模式。於第6連接模式中，使第15C閥1541、第15E閥1561及第15L閥1631開放，使第15A閥1521、第15B閥1531、第15D閥1551、第15F閥1571、第15G閥1581、第15H閥1591、第15I閥1601、第15J閥1611及第15K閥1621封閉。
藉此，自氣化器2導出之氣體狀之氨流經第15C配管154而導入至第3吸附塔1513，自第3吸附塔1513導出之氣體狀之氨流經第15F配管157、第15K配管162及第15L配管163而導入至第2吸附塔1512，自第2吸附塔1512導出之氣體狀之氨流經第15E配管156而供給至第15M配管164，並自該第15M配管164將氣體狀之氨導入至冷凝器4。
於此種第6連接模式中，可利用第2吸附塔1512及第3吸附塔1513將氣體狀之氨中所含之雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。再者，於第6連接模式中，由於不實施第1吸附塔1511之吸附去除動作，故而可對該第1吸附塔1511進行再生處理。
圖3係表示本發明之第3實施形態之氨純化系統200之構成的圖。本實施形態之氨純化系統200與上述之氨純化系統100類似，對相對應之部分標附相同參照符號且省略說明。氨純化系統200中，吸附單元201之構成與上述之吸附單元3之構成不同，除此以外均與氨純化系統100相同。
吸附單元201係將自氣化器2導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除而純化。於本實施形態中，吸附單元201係包含第1吸附塔2011、第2吸附塔2012、第3吸附塔2013及第4吸附塔2014而構成。
第1吸附塔2011及第3吸附塔2013係並列連接於第20配管202。第20配管202上設置有使第20配管202中之流路開放或封閉之第21閥2021及第22閥2022。於第20配管202中，第21閥2021係配置於第1吸附塔2011之上游側(即，第1吸附塔2011之塔頂部側)，第22閥2022係配置於第3吸附塔2013之上游側(即，第3吸附塔2013之塔頂部側)。於將自氣化器2導出之氣體狀之氨向第1吸附塔2011供給時，使第21閥2021開放，使第22閥2022封閉，從而使氣體狀之氨自氣化器2通過第20配管202內向第1吸附塔2011流動。又，於將自氣化器2導出之氣體狀之氨向第3吸附塔2013供給時， 使第22閥2022開放，使第21閥2021封閉，從而使氣體狀之氨自氣化器2通過第20配管202內向第3吸附塔2013流動。
如此，吸附單元201具有並列連接之第1吸附塔2011及第3吸附塔2013，藉此可對並列連接之第1吸附塔2011及第3吸附塔2013以分別區分開之狀態導入自氣化器2導出之氣體狀之氨，因此，例如可於利用第1吸附塔2011進行吸附去除期間，對使用完畢之第3吸附塔2013進行再生處理，以使得可利用使用完畢之第3吸附塔2013再次進行吸附去除動作。
第2吸附塔2012係經由第21配管203而與第1吸附塔2011串列連接。即，第21配管203的一端部連接於第1吸附塔2011之塔底部，另一端部連接於第2吸附塔2012之塔頂部。藉此，自氣化器2導出後導入至第1吸附塔2011之氣體狀之氨於使第23閥2031開放之狀態下，流經第21配管203而導入至第2吸附塔2012。如此，吸附單元201具有串列連接之第1吸附塔2011及第2吸附塔2012，藉此可利用第1吸附塔2011及第2吸附塔2012將自氣化器2導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。
自第2吸附塔2012導出之氣體狀之氨於使第24閥2041開放之狀態下，流經第22配管204而供給至冷凝器4。
第4吸附塔2014係經由第23配管205而與第3吸附塔2013串列連接。即，第23配管205的一端部連接於第3吸附塔2013之塔底部，另一端部連接於第4吸附塔2014之塔頂 部。藉此，自氣化器2導出後導入至第3吸附塔2013之氣體狀之氨於使第25閥2051開放之狀態下，流經第23配管205而導入至第4吸附塔2014。如此，吸附單元201具有串列連接之第3吸附塔2013及第4吸附塔2014，藉此可利用第3吸附塔2013及第4吸附塔2014將自氣化器2導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除，因此可提高對雜質之吸附去除能力。
自第4吸附塔2014導出之氣體狀之氨於使第26閥2061開放之狀態下，流經第24配管206而供給至冷凝器4。
氨純化系統200之吸附單元201中之第1吸附塔2011具有自塔頂部向塔底部(自氨之流動方向上游側向下游側)依序積層有塔頂吸附層20111、第1中間吸附層20112、第2中間吸附層20113、第3中間吸附層20114、及塔底吸附層20115之積層構造。
塔頂吸附層20111係以與上述之吸附單元3中之第1吸附塔31之塔頂吸附層311相同之方式構成的含有第1吸附劑之層，具有作為第1吸附劑層之功能。第1中間吸附層20112係以與上述之第1吸附塔31之第1中間吸附層312相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。第2中間吸附層20113係以與上述之第1吸附塔31之第2中間吸附層313相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2吸附劑層之功能。第3中間吸附層20114係以與上述之第1吸附塔31之第1中間吸附層312及第2中間吸附層313相同之方式構成的含有第2吸附劑之層，具有作為第2 吸附劑層之功能。但是，雖然第1中間吸附層20112、第2中間吸附層20113、及第3中間吸附層20114同為含有第2吸附劑之層，但係使用種類互不相同之吸附劑。塔底吸附層20115係以與上述之第1吸附塔31之塔底吸附層314相同之方式構成的含有第3吸附劑之層，具有作為第3吸附劑層之功能。
列舉具體例對第1吸附塔2011中之積層構造進行說明。於第1具體例中，塔頂吸附層20111係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第1吸附劑之層，第1中間吸附層20112係含有矽膠(Silbead N，水澤化學工業股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第2中間吸附層20113係含有親水性沸石(MS-3A，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第3中間吸附層20114係含有疏水性沸石(HSZ-300，二氧化矽/氧化鋁比=10，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，塔底吸附層20115係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第3吸附劑之層。
於第2具體例中，塔頂吸附層20111係含有活性碳(GG，Kuraray Chemical股份有限公司製造)作為第1吸附劑之層，第1中間吸附層20112係含有親水性沸石(MS-3A，Tosoh股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第2中間吸附層20113係含有矽膠(Silbead N，水澤化學工業股份有限公司製造)作為第2吸附劑之層，第3中間吸附層20114係含有疏水性沸石(HiSiv，Union Showa股份有限公司製造)作 為第2吸附劑之層，塔底吸附層20115係含有MS-13X(Tosoh股份有限公司製造)作為第3吸附劑之層。
於以如上方式構成的本實施形態之氨純化系統200中，係藉由積層有對水、碳數未達5之有機化合物、碳數5以上之有機化合物之吸附能力分別不同之吸附劑層的第1吸附塔2011、第2吸附塔2012、第3吸附塔2013、及第4吸附塔2014對粗氨中所含之雜質進行吸附去除，因此可將粗氨中所含之雜質(主要是水及有機化合物)效率良好地吸附去除。並且，冷凝器4將自第2吸附塔2012或第4吸附塔2014導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，因此可將氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳等揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。因此，於本實施形態之氨純化系統200中，無需如先前技術般進行伴隨回流之蒸餾，而可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化。
圖4係表示本發明之第4實施形態之氨純化系統300之構成的圖。本實施形態之氨純化系統300與上述之氨純化系統100類似，對相對應之部分標附相同參照符號且省略說明。氨純化系統300中，原料貯存槽1A之構成與上述之原料貯存槽1之構成不同，除此以外均與氨純化系統100相同。
氨純化系統300中所包括之原料貯存槽1A係將粗氨以液體狀之氨之形態貯存，並控制為特定之溫度及壓力。原料 貯存槽1A具有圓柱狀之內部空間，於在其內部空間貯存有液體狀之粗氨之狀態下，原料貯存槽1A之上部形成氣相，下部形成液相。
於本實施形態中，原料貯存槽1A將所貯存之粗氨向吸附單元3導出。再者，氨純化系統300中不具備上述氣化器2。於將粗氨自原料貯存槽1A向吸附單元3導出時，揮發性較低之雜質(例如，水分、碳數超過6之烴等)之大部分殘留於液相中，自原料貯存槽1A中所形成之氣相中以氣體狀之粗氨之形式導出。為將貯存於原料貯存槽1A內之液體狀之粗氨的一部分氣化，使氣相中之氨濃度上升，而於原料貯存槽1A上設置有對液體狀之粗氨進行加熱之加熱裝置302。
原料貯存槽1A之上部(形成氣相之部分)連接有氣體狀氨導出配管301。氣體狀氨導出配管301之與連接於原料貯存槽1A之側相反之側的端部連接有流量調整器71。又，氣體狀氨導出配管301上設置有使氣體狀氨導出配管301中之流路開放或封閉之開閉閥3011。
貯存於原料貯存槽1A中之粗氨於使開閉閥3011開放之狀態下，自原料貯存槽1A中所形成之氣相中以氣體狀之粗氨之形式導出。如此般自原料貯存槽1A導出之氣體狀之粗氨流經氣體狀氨導出配管301而供給至流量調整器71。繼而，氣體狀之粗氨經流量調整器71調整流量後供給至包含第1吸附塔31及第2吸附塔32之吸附單元3。供給至吸附單元3之氣體狀之粗氨由第1吸附塔31及第2吸附塔32將雜質 吸附去除而純化。進而，於第1吸附塔31及第2吸附塔32中經純化之氣體狀之氨於冷凝器4中分凝並將揮發性較高之雜質分離去除。
於以如上方式構成的本實施形態之氨純化系統300中，係藉由積層有對水、碳數未達5之有機化合物、碳數5以上之有機化合物之吸附能力分別不同之吸附劑層的第1吸附塔31及第2吸附塔32對氣體狀之粗氨中所含之雜質進行吸附去除，因此可將粗氨中所含之雜質(主要是水及有機化合物)效率良好地吸附去除。並且，冷凝器4將自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，因此可將氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳等揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。因此，於本實施形態之氨純化系統300中，無需如先前技術般進行伴隨回流之蒸餾，而可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化。
圖5係表示本發明之第5實施形態之氨純化系統400之構成的圖。本實施形態之氨純化系統400與上述之氨純化系統100類似，對相對應之部分標附相同參照符號且省略說明。氨純化系統400中，原料貯存槽1B之構成與上述之原料貯存槽1之構成不同，除此以外均與氨純化系統100相同。
氨純化系統400中所包括之原料貯存槽1B係將粗氨以液體狀之氨之形態貯存，並控制為特定之溫度及壓力。原料 貯存槽1B具有圓柱狀之內部空間，於在其內部空間中貯存有液體狀之粗氨之狀態下，原料貯存槽1B之上部形成氣相，下部形成液相。又，為將貯存於原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨的一部分氣化，使氣相中之氨濃度上升，而於原料貯存槽1B上設置對液體狀之粗氨進行加熱之加熱裝置403。
於本實施形態中，原料貯存槽1B係構成為可自氣相及液相之任一相導出所貯存之粗氨。
根據原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨之填充量(貯存量)之不同，原料貯存槽1B中所形成之氣相之雜質(尤其是揮發性較高之雜質)濃度不同。原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨之填充量越多，原料貯存槽1B中所形成之氣相中揮發性較高之雜質濃度越高。又，原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨之填充量越少，原料貯存槽1B中所形成之液相中揮發性較低之雜質(例如，水、碳數較大之有機化合物)之濃度越高。即，於自原料貯存槽1B中所形成之液相導出液體狀之粗氨之情形時，隨著原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨之填充量減少，逐漸成為將揮發性較低之雜質濃度較高的粗氨自原料貯存槽1B之液相導出。
因此，本實施形態之氨純化系統400係構成為根據原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨之填充量而切換粗氨之導出狀態(自氣相及液相之哪一相導出粗氨之導出動作之控制)。氨純化系統400係構成如下：算出原料貯存槽1B內作為液相之容積相對於內部空間之容積的比之容積比，當該容積 比為預先規定之閥值以上時，自原料貯存槽1B中所形成之液相導出液體狀之粗氨，於未達上述閥值之情形時，自原料貯存槽1B中所形成之氣相導出氣體狀之粗氨。
具體而言，於氨純化系統400中，檢測出原料貯存槽1B內所貯存之液體狀之粗氨於內部空間中之液面高度。若預先已知內部空間之大小的尺寸，則可使用液面高度算出上述容積比。尤其是於與底面平行之剖面為固定之內部空間內，液面高度相對於內部空間之高度的比與上述容積比相同，因此容易算出容積比。
於本實施形態中，原料貯存槽1B中所形成之內部空間由於為圓柱狀，因此為與圓形之底面平行之剖面為固定之內部空間。故而，液面高度相對於內部空間之高度的比與上述容積比相同。因此，氨純化系統400係使用原料貯存槽1B之內部空間之高度之值與液面高度之值，算出液面高度相對於內部空間之高度的比((液面高度/內部空間之高度)，以下稱為「高度比」)作為相當於上述容積比之值。
進而，氨純化系統400中，於上述高度比為預先規定之閥值(本實施形態中，閥值=1/2)以上時，以自原料貯存槽1B中所形成之液相導出液體狀之粗氨之方式，控制原料貯存槽1B之粗氨之導出動作。又，氨純化系統400中，於上述高度比未達預先規定之閥值時，以自原料貯存槽1B中所形成之氣相導出氣體狀之粗氨之方式，控制原料貯存槽1B之粗氨之導出動作。
換言之，本實施形態之氨純化系統400係構成為，當檢 測出原料貯存槽1B內液體狀之粗氨係填充至原料貯存槽1B之高度之1/2(相當於上述閥值)以上之高度位置時，自原料貯存槽1B中所形成之液相導出液體狀之粗氨。又，氨純化系統400係構成為，當檢測出原料貯存槽1B內液體狀之粗氨係填充至未達原料貯存槽1B之高度之1/2(相當於上述閥值)之高度位置時，自原料貯存槽1B中所形成之氣相導出氣體狀之粗氨。
如此般，係構成為根據原料貯存槽1B內之液體狀之粗氨之填充量而切換粗氨之導出狀態，藉此可以雜質濃度之偏差較少之狀態自原料貯存槽1B導出粗氨。藉此，可防止最終純化所得之氨之純度產生較大偏差。
於原料貯存槽1B之下部(形成液相之部分)連接有液體狀氨導出配管401。液體狀氨導出配管401之與連接於原料貯存槽1B之側相反側的端部連接於氣化器2。又，液體狀氨導出配管401上設置有使液體狀氨導出配管401中之流路開放或封閉之開閉閥4011。貯存於原料貯存槽1B中之粗氨於使開閉閥4011開放之狀態下，自原料貯存槽1B中所形成之液相中以液體狀之粗氨之形式導出。如此般自原料貯存槽1B導出之液體狀之粗氨流經液體狀氨導出配管401而供給至氣化器2。自原料貯存槽1B導出之液體狀之粗氨由氣化器2氣化後，以氣體狀之氨之形式供給至流量調整器71。如此般由氣化器2氣化所得之氣體狀之氨由流量調整器71調整流量後，供給至包含第1吸附塔31及第2吸附塔32之吸附單元3。
又，於原料貯存槽1B之上部(形成氣相之部分)連接有氣體狀氨導出配管402。氣體狀氨導出配管402之與連接於原料貯存槽1B之側相反之側的端部連接於流量調整器71。又，氣體狀氨導出配管402上設置有使氣體狀氨導出配管402中之流路開放或封閉之開閉閥4021。
貯存於原料貯存槽1B中之粗氨於使開閉閥4021開放之狀態下，自原料貯存槽1B中所形成之氣相中以氣體狀之粗氨之形式導出。如此般自原料貯存槽1B導出之氣體狀之粗氨流經氣體狀氨導出配管402而供給至流量調整器71。繼而，氣體狀之粗氨經流量調整器71調整流量後供給至包含第1吸附塔31及第2吸附塔32之吸附單元3。
於本實施形態之氨純化系統400中，供給至吸附單元3之氣體狀之氨由第1吸附塔31及第2吸附塔32將雜質吸附去除而純化。進而，於第1吸附塔31及第2吸附塔32中經純化之氣體狀之氨於冷凝器4中分凝並將揮發性較高之雜質分離去除。
於以如上方式構成的本實施形態之氨純化系統400中，係藉由積層有對水、碳數未達5之有機化合物、碳數5以上之有機化合物之吸附能力分別不同之吸附劑層的第1吸附塔31及第2吸附塔32對氣體狀之粗氨中所含之雜質進行吸附去除，因此可將粗氨中所含之雜質(主要是水及有機化合物)效率良好地吸附去除。並且，冷凝器4將自第1吸附塔31或第2吸附塔32導出之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，因此可將氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、一氧化碳、 二氧化碳等揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。因此，於本實施形態之氨純化系統400中，無需如先前技術般進行伴隨回流之蒸餾，而可以簡化之方法將氨純化，並且可抑制能量消耗而將氨高效率地純化。
本發明可於不脫離其精神或主要特徵之情況下以其他各種形態實施。因此，上述實施形態於所有方面均僅為例示，本發明之範圍係申請專利範圍所示者，不受說明書正文任何限定。進而，屬於申請專利範圍之變形或變更全部在本發明之範圍內。
1‧‧‧原料貯存槽
1A‧‧‧原料貯存槽
1B‧‧‧原料貯存槽
2‧‧‧氣化器
3‧‧‧吸附單元
4‧‧‧冷凝器
5‧‧‧回收槽
6‧‧‧填充裝置
31‧‧‧第1吸附塔
32‧‧‧第2吸附塔
71‧‧‧流量調整器
72‧‧‧冷卻液送液裝置
80‧‧‧排氣配管
80A‧‧‧排出配管
81‧‧‧第1配管
82‧‧‧第2配管
83‧‧‧第3配管
84‧‧‧第4配管
85‧‧‧第5配管
86‧‧‧第6配管
87‧‧‧第7配管
88‧‧‧第8配管
89‧‧‧第9配管
90‧‧‧第10配管
91‧‧‧第11配管
92‧‧‧第12配管
93‧‧‧第13配管
94‧‧‧第14配管
95‧‧‧第15配管
100‧‧‧氨純化系統
150‧‧‧氨純化系統
151‧‧‧吸附單元
200‧‧‧氨純化系統
201‧‧‧吸附單元
300‧‧‧氨純化系統
311‧‧‧塔頂吸附層
312‧‧‧第1中間吸附層
313‧‧‧第2中間吸附層
314‧‧‧塔底吸附層
321‧‧‧塔頂吸附層
322‧‧‧第1中間吸附層
323‧‧‧第2中間吸附層
324‧‧‧塔底吸附層
400‧‧‧氨純化系統
801‧‧‧排氣閥
801A‧‧‧排出閥
811‧‧‧第1閥
821‧‧‧第2閥
841‧‧‧第4閥
851‧‧‧第5閥
871‧‧‧第7閥
881‧‧‧第8閥
891‧‧‧第9閥
901‧‧‧第10閥
911‧‧‧第11閥
921‧‧‧第12閥
931‧‧‧第13閥
951‧‧‧第15閥
1511‧‧‧第1吸附塔
1512‧‧‧第2吸附塔
1513‧‧‧第3吸附塔
2011‧‧‧第1吸附塔
2012‧‧‧第2吸附塔
2013‧‧‧第3吸附塔
2014‧‧‧第4吸附塔
15111‧‧‧塔頂吸附層
15112‧‧‧第1中間吸附層
15113‧‧‧第2中間吸附層
15114‧‧‧塔底吸附層
15121‧‧‧塔頂吸附層
15122‧‧‧第1中間吸附層
15123‧‧‧第2中間吸附層
15124‧‧‧塔底吸附層
15131‧‧‧塔頂吸附層
15132‧‧‧第1中間吸附層
15133‧‧‧第2中間吸附層
15134‧‧‧塔底吸附層
20111‧‧‧塔頂吸附層
20112‧‧‧第1中間吸附層
20113‧‧‧第2中間吸附層
20114‧‧‧第3中間吸附層
20115‧‧‧塔底吸附層
20121‧‧‧塔頂吸附層
20122‧‧‧第1中間吸附層
20123‧‧‧第2中間吸附層
20124‧‧‧第3中間吸附層
20125‧‧‧塔底吸附層
20131‧‧‧塔頂吸附層
20132‧‧‧第1中間吸附層
20133‧‧‧第2中間吸附層
20134‧‧‧第3中間吸附層
20135‧‧‧塔底吸附層
20141‧‧‧塔頂吸附層
20142‧‧‧第1中間吸附層
20143‧‧‧第2中間吸附層
20144‧‧‧第3中間吸附層
20145‧‧‧塔底吸附層
圖1係表示本發明之第1實施形態之氨純化系統100之構成的圖。
圖2係表示本發明之第2實施形態之氨純化系統150之構成的圖。
圖3係表示本發明之第3實施形態之氨純化系統200之構成的圖。
圖4係表示本發明之第4實施形態之氨純化系統300之構成的圖。
圖5係表示本發明之第5實施形態之氨純化系統400之構成的圖。
1‧‧‧原料貯存槽
2‧‧‧氣化器
3‧‧‧吸附單元
4‧‧‧冷凝器
5‧‧‧回收槽
6‧‧‧填充裝置
31‧‧‧第1吸附塔
32‧‧‧第2吸附塔
71‧‧‧流量調整器
72‧‧‧冷卻液送液裝置
80‧‧‧排氣配管
80A‧‧‧排出配管
81‧‧‧第1配管
82‧‧‧第2配管
83‧‧‧第3配管
84‧‧‧第4配管
85‧‧‧第5配管
86‧‧‧第6配管
87‧‧‧第7配管
88‧‧‧第8配管
89‧‧‧第9配管
90‧‧‧第10配管
91‧‧‧第11配管
92‧‧‧第12配管
93‧‧‧第13配管
94‧‧‧第14配管
95‧‧‧第15配管
100‧‧‧氨純化系統
311‧‧‧塔頂吸附層
312‧‧‧第1中間吸附層
313‧‧‧第2中間吸附層
314‧‧‧塔底吸附層
321‧‧‧塔頂吸附層
322‧‧‧第1中間吸附層
323‧‧‧第2中間吸附層
324‧‧‧塔底吸附層
801‧‧‧排氣閥
801A‧‧‧排出閥
811‧‧‧第1閥
821‧‧‧第2閥
841‧‧‧第4閥
851‧‧‧第5閥
871‧‧‧第7閥
881‧‧‧第8閥
891‧‧‧第9閥
901‧‧‧第10閥
911‧‧‧第11閥
921‧‧‧第12閥
931‧‧‧第13閥
951‧‧‧第15閥

Claims (5)

  1. 一種氨純化系統，其係將含有雜質之粗氨純化者，其特徵在於包括：貯存部，其貯存粗氨，並將其所貯存之粗氨導出；吸附部，其藉由選自活性碳、親水性沸石、疏水性沸石、矽膠、及活性氧化鋁中之吸附劑將自上述貯存部導出之粗氨中所含之雜質吸附去除而純化，並將經純化之氨導出，該吸附部包含一個或複數個吸附部分，該吸附部分係沿粗氨之流動方向積層有：第1吸附劑層，其含有第1吸附劑，複數層第2吸附劑層，其含有種類與上述第1吸附劑不同之第2吸附劑，及第3吸附劑層，其含有種類與上述第2吸附劑不同之第3吸附劑；以及分凝部，其將自上述吸附部導出之經純化之氨分凝而分離為氣相成分與液相成分，藉此將揮發性較高之雜質以氣相成分之形式分離去除，以液相成分之形式獲得經純化之液體狀之氨。
  2. 如請求項1之氨純化系統，其進而包括氣化部，其將自上述貯存部導出之液體狀之粗氨的一部分氣化，並導出氣體狀之氨，且上述吸附部藉由上述吸附部分將自上述氣化部導出之氣體狀之氨中所含的雜質吸附去除。
  3. 如請求項1之氨純化系統，其中 上述第1吸附劑為對水具有較高之吸附能力的吸附劑，上述第2吸附劑為對碳數未達5之有機化合物具有較高之吸附能力的吸附劑，上述第3吸附劑為對碳數5以上之有機化合物及水具有較高之吸附能力的吸附劑。
  4. 如請求項1之氨純化系統，其中上述吸附部分係自粗氨之流動方向上游側向下游側依序積層有上述第1吸附劑層、上述複數層第2吸附劑層、及上述第3吸附劑層。
  5. 如請求項1之氨純化系統，其中上述吸附部包含複數個上述吸附部分，複數個吸附部分係串列或並列地連接。
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