Led氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置，它包括緩沖罐、過(guò)濾器、汽化器、冷凝器、精餾塔和高位槽，其特征是所述的過(guò)濾器共有兩個(gè)，所述的冷凝器共有三個(gè)，所述的汽化器共有兩個(gè)；所述的緩沖罐左側(cè)設(shè)有廢氨氣管路，緩沖罐頂部出口與一級(jí)過(guò)濾器一端相連；所述的一級(jí)過(guò)濾器的另一端與二級(jí)過(guò)濾器相連，二級(jí)過(guò)濾器出口與冷凝器Ⅰ入口相連，冷凝器Ⅰ上端連有放空管路，下端出口與汽化器Ⅰ左側(cè)入口相連；汽化器Ⅰ右側(cè)中部與冷凝器Ⅱ相連；冷凝器Ⅱ上端連有放空管路，下端出口與汽化器Ⅱ左側(cè)入口相連，所述的汽化器Ⅱ底部連有排污管路，頂部設(shè)有精餾塔，精餾塔頂部出口與冷凝器Ⅲ相連。該裝置消除了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了廢氨氣的循環(huán)利用，節(jié)約了成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種回收利用生產(chǎn)超純氨的裝置，特別涉及通過(guò)回收GaN生成過(guò)程中的廢氨氣生產(chǎn)超純氨的裝置。
【背景技術(shù)】[0002]7N電子級(jí)超純氨是LED行業(yè)中的一種重要原材料，是MOCVD技術(shù)制備GaN的重要基礎(chǔ)材料。其基本原理在于超高純氨氣用于金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積(MOCVD)外延生長(zhǎng)過(guò)程中，它與金屬有機(jī)物的前驅(qū)物三甲基鎵(Ga(CH3))在高溫高壓下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮化鎵:
[0003]Ga (CH3) 3 (g) +NH3 (g) — GaN (s) +3CH4 (g)。
[0004]然而該反應(yīng)原料利用率較低，氨氣的使用效率不到3%，大量沒(méi)有參與反應(yīng)的氨氣隨著載氣排出反應(yīng)爐，其強(qiáng)烈的刺激性氣味不僅對(duì)人體健康造成污染，更會(huì)直接污染大氣環(huán)境。因此，為了避免大量含有氨氣的有毒廢氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定的方法對(duì)此廢氣進(jìn)行處理。目前常規(guī)的方法是通過(guò)水噴淋塔裝置將氨氣吸收并轉(zhuǎn)化為氨水，然而，氨氣在水中的溶解度有限，因而，需要相當(dāng)龐大的噴淋設(shè)備才能起到效果，占地面積和用水量均較為龐大，并且仍然不能排除有相當(dāng)部分的氨氣直接排入大氣中，因此該方法不能徹底解決問(wèn)題。專(zhuān)利201120066672.4報(bào)道了一種超純氨生產(chǎn)系統(tǒng)廢氣回收利用裝置，提供了一種設(shè)計(jì)可連續(xù)化生產(chǎn)并可綜合利用的廢氣回收利用裝置，然而該裝置同樣吸收量有限，并且回收得到的氨氣品質(zhì)較差，不能作為超純氨繼續(xù)使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的缺點(diǎn)，提供一種回收LED芯片生產(chǎn)廠家的廢氨氣生產(chǎn)超純氨的方法，該方法可連續(xù)回收氨氣，并且產(chǎn)品品質(zhì)能達(dá)到超純氨的要求，可以繼續(xù)作為超純氨在LED芯片的生產(chǎn)過(guò)程中使用，實(shí)現(xiàn)了超純氨的循環(huán)使用。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置，它包括緩沖罐、過(guò)濾器、汽化器、冷凝器、精餾塔和高位槽，所述的過(guò)濾器共有兩個(gè)分別是一級(jí)過(guò)濾器和二級(jí)過(guò)濾器，所述的冷凝器共有三個(gè)分別是冷凝器1、冷凝器I1、冷凝器III，所述的汽化器共有兩個(gè)分別是汽化器I和汽化器II ;所述的緩沖罐左側(cè)設(shè)有廢氨氣管路，緩沖罐頂部出口與一級(jí)過(guò)濾器一端相連；所述的一級(jí)過(guò)濾器的另一端與二級(jí)過(guò)濾器相連，二級(jí)過(guò)濾器出口與冷凝器I入口相連，冷凝器I上端連有放空管路，下端出口與汽化器I左側(cè)入口相連；汽化器I右側(cè)中部與冷凝器II相連；冷凝器II上端連有放空管路，下端出口與汽化器II左側(cè)入口相連，所述的汽化器II底部連有排污管路，頂部設(shè)有精餾塔，精餾塔頂部出口與冷凝器III相連，冷凝器III上端連有放空管路，下端出口與高位槽相連，高位槽底部與精餾塔相連，精餾塔，冷凝器III與高位槽組成一個(gè)回流系統(tǒng)；高位槽中部設(shè)有成品氨管路，與氨氣成品te相連。[0007]所述的緩沖罐底部設(shè)有排污管路并連接到排污池。
[0008]所述的汽化器I頂部設(shè)有放空管路，底部設(shè)有排污管路兩個(gè)出口。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:采用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣的連續(xù)化回收利用，并且回收得到的氨氣其純度達(dá)到超純氨的技術(shù)指標(biāo)，可繼續(xù)提供給LED用戶(hù)使用；該裝置不僅消除了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了廢氨氣的循環(huán)利用，節(jié)約了成本，創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，該裝置為L(zhǎng)ED客戶(hù)解決了處理廢氨氣的難度，為公司超純氨客戶(hù)的擴(kuò)展提供了有利的技術(shù)支持，有助于公司搶占市場(chǎng)制高點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]其中:1、緩沖罐，2、一級(jí)過(guò)濾器，3、二級(jí)過(guò)濾器，4、冷凝器I，5、冷凝器11，6、高位槽，7、冷凝器IIL8、汽化器II，9、汽化器I，10、廢氨氣管路，11、排污管路，12、放空管路，
13、放空管路，14、排污管路，15、放空管路，16、排污管路，17、氨氣管路，18、放空管路，19、液氨管路，20、成品氨管路，21、精餾塔。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)施例為一種LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置，它由緩沖罐(I)、過(guò)濾器、汽化器、冷凝器、精餾塔(21)和高位槽(6 )組成。
[0013]如圖1所示，過(guò)濾器共有兩個(gè)分別是一級(jí)過(guò)濾器(2)和二級(jí)過(guò)濾器(3)，所述的冷凝器共有三個(gè)分別是冷凝器I (4)、冷凝器II (5)、冷凝器111(7)，所述的汽化器共有兩個(gè)分別是汽化器I (9)和汽化器II (8);所述的緩沖罐(I)左側(cè)設(shè)有廢氨氣管路(10)，緩沖罐(2)頂部出口與一級(jí)過(guò)濾器(2)—端相連，緩沖罐(2)底部設(shè)有排污管路(11)并連接到排污池；所述的一級(jí)過(guò)濾器(2)的另一端與二級(jí)過(guò)濾器(3)相連，二級(jí)過(guò)濾器(3)出口與冷凝器I
(4)入口相連，冷凝器I (4)上端連有放空管路(12)，下端出口與汽化器I (9)左側(cè)入口相連；汽化器I (9)右側(cè)中部與冷凝器II (5)相連，汽化器I (9)頂部設(shè)有放空管路(13)，底部設(shè)有排污管路(14)兩個(gè)出口 ；冷凝器II (5)上端連有放空管路(15)，下端出口與汽化器
II(8)左側(cè)入口相連，所述的汽化器II (8)底部連有排污管路(16)，頂部設(shè)有精餾塔(21)，精餾塔(21)頂部出口與冷凝器111(7)相連，冷凝器111(7)上端連有放空管路(18)，下端出口與高位槽(6 )相連，高位槽(6 )底部與精餾塔(21)相連，精餾塔(21)，冷凝器III (7 )與高位槽(6)組成一個(gè)回流系統(tǒng)；高位槽(6)中部設(shè)有成品氨管路(20)，與氨氣成品罐相連。
[0014]對(duì)于LED氮化鎵生產(chǎn)爐排放的廢氨氣，其主要含有氮?dú)?、氫氣和三甲基鎵等雜質(zhì)，因此，只需將這些雜質(zhì)除去，即可回收得到超純氨。從氮化鎵生產(chǎn)爐中排放的廢氨氣通過(guò)廢氨氣管路(10)進(jìn)入緩沖罐(I)中，其中的一些固體金屬沉淀物經(jīng)過(guò)排污管路(11)進(jìn)行排放。緩沖罐(I)中的氨氣經(jīng)氨氣管路通過(guò)一級(jí)過(guò)濾器(2)和二級(jí)過(guò)濾器(3)，除去部分金屬離子雜質(zhì)。經(jīng)過(guò)初步提純的氨氣通過(guò)冷凝器I (4)冷凝為液氨，其中不凝氣體氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^(guò)放空管路(12)進(jìn)行放空。冷卻后的液氨經(jīng)液氨管路進(jìn)入汽化器I (9)內(nèi)，經(jīng)過(guò)汽化器I (9)的汽化，氨氣中的輕組分通過(guò)放空管路(13)放空，金屬離子雜質(zhì)通過(guò)排污管路(14)排放。經(jīng)過(guò)汽化后的氨氣通過(guò)冷凝器II (5)再次被冷凝，同樣，不凝氣體通過(guò)放空管路(15)放空。經(jīng)過(guò)冷凝器II (5)冷凝的液氨經(jīng)過(guò)液氨管路進(jìn)入汽化器II (8)和精餾塔(21)，經(jīng)過(guò)汽化兼精餾作用，實(shí)現(xiàn)了氨氣中雜質(zhì)與成品的分離，金屬離子雜質(zhì)沉淀在汽化器II (8)底部，經(jīng)過(guò)排污管路(16)排放，成品氨氣經(jīng)過(guò)氨氣管路(17)進(jìn)入冷凝器111(7)冷凝，其中少量的氮?dú)夂蜌錃饨?jīng)過(guò)放空管路(18)放空，冷凝后的液氨進(jìn)入高位槽(6)。高位槽(6)中的液氨部分通過(guò)液氨管路(19)返回精餾塔(21)內(nèi)，形成一個(gè)回流系統(tǒng)，另一部分液氨經(jīng)過(guò)成品氨管路(20)進(jìn)入充裝系統(tǒng)。
[0015]上述系統(tǒng)中汽化器II (8)、精餾塔(21)、冷凝器111(7)和高位槽(6)組成一個(gè)氨氣回流系統(tǒng)，起到了較好的分離效果，保證了超純氨產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0016]上述二級(jí)過(guò)濾器的過(guò)濾精度分別為0.02微米和0.002微米，通過(guò)該二級(jí)過(guò)濾器可
除去氨氣中大量的金屬離子。
[0017]上述系統(tǒng)內(nèi)的液氨液化氣采用熱水作為汽化熱源，保持水溫在50 0C ;冷凝器采用冷凍鹽水為冷凍介質(zhì)，保持水溫在零下5 °C。
[0018]該系統(tǒng)內(nèi)各部件，連接管路等設(shè)備均采用電解拋光的316L不銹鋼材質(zhì)制成。
【權(quán)利要求】
1.一種LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置，它包括緩沖罐、過(guò)濾器、汽化器、冷凝器、精餾塔和高位槽，其特征是所述的過(guò)濾器共有兩個(gè)分別是一級(jí)過(guò)濾器和二級(jí)過(guò)濾器，所述的冷凝器共有三個(gè)分別是冷凝器1、冷凝器I1、冷凝器III，所述的汽化器共有兩個(gè)分別是汽化器I和汽化器II ;所述的緩沖罐左側(cè)設(shè)有廢氨氣管路，緩沖罐頂部出口與一級(jí)過(guò)濾器一端相連；所述的一級(jí)過(guò)濾器的另一端與二級(jí)過(guò)濾器相連，二級(jí)過(guò)濾器出口與冷凝器I入口相連，冷凝器I上端連有放空管路，下端出口與汽化器I左側(cè)入口相連；汽化器I右側(cè)中部與冷凝器II相連；冷凝器II上端連有放空管路，下端出口與汽化器II左側(cè)入口相連，所述的汽化器II底部連有排污管路，頂部設(shè)有精餾塔，精餾塔頂部出口與冷凝器III相連，冷凝器III上端連有放空管路，下端出口與高位槽相連，高位槽底部與精餾塔相連，精餾塔，冷凝器III與高位槽組成一個(gè)回流系統(tǒng)；高位槽中部設(shè)有成品氨管路，與氨氣成品罐相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置，其特征是所述的緩沖罐底部設(shè)有排污管路并連接到排污池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED氮化鎵生產(chǎn)爐廢氨氣回收裝置，其特征是所述的汽化器I頂部設(shè)有放空管路，底部設(shè)有排污管路兩個(gè)出口。
【文檔編號(hào)】C01C1/12GK203461830SQ201320488282
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】金向華, 陳琦峰, 周珽, 冉康德, 曹文權(quán), 孫猛 申請(qǐng)人:蘇州金宏氣體股份有限公司