[實用新型]一種化合物半導體外延尾氣回收利用裝置

有效

• 申請號: 201821884830.5
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN209306960U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 邱長春;朱利榮;于洋;樂昀;趙霖;邱浩銘;叢衛軍;劉志超
• 申請（專利權）人: 大連中鼎化學有限公司;杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02;C01B3/56;C01B21/04;F25J3/02
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

本實用新型涉及一種化合物半導體外延尾氣回收利用裝置。利用加壓、低溫氨分離、變溫吸附純化和低溫再沸脫氣設備，將尾氣中的氨、氫氣和氮氣充分回收利用，具有回收的氨、氫氣、氮氣的純度高和回收率高等優點。本實用新型可以將現有技術中使用一次就放空的昂貴液氨、氫氣和氮氣大量的回收，并通過分離凈化方法使其再重新投入生產過程，大大地降低了LED和化合物半導體生產的成本，提高了器件生產產量，具有回收效率高，回收液氨、氮氣和氫氣純度高，純化深度好，回收成本低的顯著特點，同時實現節能減排、節能環保和資源綜合利用的目的，促進本領域發展，具有無可比擬的技術優勢和廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型屬于環境與資源利用技術領域，特別是資源綜合利用與生態環境保護項目類別中的從廢水、廢氣廢渣等資源回收利用的技術及設備方向。

背景技術

在LED和化合物半導體的生產過程中，需要使用大量的氮氣、氫氣和超純氨的混合氣體(一般情況下其濃度為：氮氣30～80％，氫氣10～40％，超純氨10～30％)，這些氣體在通過生產工藝后就直接放空，即浪費了寶貴的氣體資源，又污染了環境。隨著全球對節能環保和循環經濟的深入實施，對于有一定經濟價值但對環境有一定污染的工業項目在應用過程中往往受限。

目前，國內外尚無成熟的化合物半導體外延尾氣全組份的回收技術和方法。

實用新型內容

為彌補現有技術的不足，本實用新型提供了一種化合物半導體外延尾氣回收利用裝置，本實用新型的裝置可以實現在一套裝置中將LED和化合物半導體尾氣中的氮氣、氫氣和超純氨分離純化和利用，且具有氨氣、氫氣、氮氣回收率、回收純度高的優勢。

本實用新型的發明構思是：利用加壓、低溫氨分離、變溫吸附純化和低溫再沸脫氣技術，將尾氣中的氨氣、氫氣和氮氣充分回收利用，具有回收的氨、氫氣、氮氣的純度高和回收率高、排放的氣體中的有害物符合國家環保標準的顯著特點，為本領域首創的尾氣回收利用的裝置。

本實用新型采用以下技術方案：一種化合物半導體外延尾氣回收利用裝置，包括依次連接的尾氣緩沖罐、多級壓縮機、低溫氨分離裝置、變溫吸附脫氣裝置和低溫再沸脫氣裝置以及相應的閥門、管道管件和控制系統組成，噴淋水洗塔設在溫吸附脫氣裝置和氨水出口之間的管路上。

其中，尾氣緩沖罐可以采用無阻力的集中排放管道、儲氣罐或者密封較好的氣囊中任一種裝置；壓縮機為無油的多級壓縮機。

進一步的，所述的低溫氨分離裝置包括液氨儲存釜、制冷劑換熱器、冷凝塔、脫氣塔等設備，其中液氨儲存釜位于低溫氨分離裝置的底部，在液氨儲存釜內部設有制冷劑換熱器，制冷劑換熱器與外部冷凝蒸發熱交換器連接，液氨儲存釜與脫氣塔連接，脫氣塔用金屬格柵分隔開上下兩部分，分別填裝金屬填料。經過熱交換器換熱后的原料氣從兩段填料的中間通入到脫氣塔中，在脫氣塔的上部設有冷凝塔，在冷凝塔的頂部設有不凝氣體排放口，并與熱交換器相連接，與多級壓縮機來的原料氣充分交換熱量后，進行下一步變溫吸附工序。

在所述變溫吸附脫氣裝置中設置了兩級噴淋水洗器，使再生解析吸附劑時，可以將解析出的氨捕捉下來，使放空的氣體符合國際環保要，解析氣體經過。變溫吸附脫氣裝置可以將剩余的微量氨、氧、水和二氧化碳深度脫除。作為優選，該兩級噴淋水洗器采用串聯方式連接。

本實用新型使用的多功能吸附劑為脫氧型吸附劑。

其中，低溫再沸脫氣裝置可采用本領域的脫氣裝置，作為優選所述的低溫再沸脫氣裝置中設有主板換熱器、增壓透平膨脹機和真空脫氣塔，所述真空脫氣塔由帶有集成換熱器的液氮塔釜，填料脫氣塔、頂部冷卻器和輔助換熱器組成，液氮塔釜位于底部，由下至上分別設有填料脫氣塔、頂部冷卻器，在低溫再沸脫氣裝置頂部設有產品氫氣出口；產品氮氣由塔釜壓力或低溫液體泵經過主板換熱器排出裝置。