[实用新型]防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及氨气处理领域，具体地说是指一种防止MOCVD生产氮化镓的氮气回收膜组件堵塞的装置。

背景技术

超纯氨是太阳能电池、LED发光二极管、半导体工业中重要的电子气体。特别是在MOCVD设备上，氨同三甲基镓作用在蓝宝石上通过气相生长形成氮化镓发光二极管即LED。目前，我国用于制造LED发光二极管MOCVD炉已达上千台，每台MOCVD每天使用超纯氨40kg，几乎全部需要排出。而国家排污标准是废水中氨氮含量只能在25mg/L。目前，较为高效、节能、环保的氨气回收工艺是采用膜法氨气回收法，它可以节省大量人力和成本，回收效率高，且能将氨气转化为工业生产可用的氨水，解决了各企业在氨气排放的一大难题，又可为企业带来一定的经济效益。

但是， 在MOCVD生产LED中，利用膜法氨气处理回收时，长时间使用后膜组件容易堵塞。而造成其堵塞的原因如下：由于MOCVD工艺原因，制造过程中的废气除了大量的氮气、氢气、氨气，还有少量或微量其它气体或成分：硅烷气（甲硅烷或乙硅烷）、三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝、三甲基镁等。这些杂质在有水相或碱性水相存在下发生如下列举的反应：

SiH₄＋4H₂O→SiO₂·2H₂O＋H₂；

（CH₃）₃Ga＋3H₂O→Ga（OH）₃＋3CH₄；

（CH₃）₂Mg＋2H₂O→Mg（OH）₂＋2CH₄；

（CH₃）₃Al＋3H₂O→Al（OH）₃＋3CH₄；

（CH₃）₃ln＋3H₂O→ln（OH）₃＋3CH₄；

反应后的产物因微溶于水或难溶于水，容易造成膜组件的堵塞。为此，我们提供一种防止上述膜组件堵塞的装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种防止MOCVD生产氮化镓的氮气回收膜组件堵塞的装置，其目的在于克服现有MOCVD生产氮化镓的氮气回收膜组件在长时间使用后容易堵塞等缺点。

本实用新型采用如下技术方案：

防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，包括前置组件和氨气吸收组件，所述氨气吸收组件包括膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一、吸收剂入口和吸收剂出口，所述膜组件设有进气口、出气口、进水口及出水口，所述氨水储罐、循环泵一及膜组件的进水口依次相连，换热器一设于氨水储罐、循环泵一、膜组件间的任一管道上，该装置还包括设于前置组件与氨气吸收组件之间的预处理组件，所述预处理组件包括气液传质设备、碱性水罐、循环泵二及换热器二，所述气液传质设备包括混合气进口、混合气出口、碱性水进口及碱性水出口，所述碱性水进口、碱性水罐、循环泵二及碱性水出口顺次连接，所述换热器二内流通有热水或高温蒸汽，混合气进口与前置组件连接，混合气出口与所述换热器二进口连接，所述换热器二出口与膜组件进气口连接。

进一步地，所述前置组件包括氨气收集管道相连的风机、过滤装置、换热器三，所述风机、过滤装置、换热器三之间的连接顺序任意组合。

进一步地，所述气液传质设备为喷淋填料塔或板式塔。

进一步地，所述氨气吸收组件至少二级，第一级膜组件的进气口与前置组件相连，每一级的膜组件的出气口与下一级膜组件的进气口依次串联，最后一级膜组件的出气口直接排放，每一级的氨气吸收组件的吸收剂入口与上一级的氨气吸收组件的吸收剂出口通过吸收剂管道相连，最后一级的氨气吸收组件的吸收剂入口与最后一级的氨水储罐相连。

进一步地，每一级氨气吸收组件中吸收剂出口设于每一级氨气吸收组件的膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一中任一设备后的管道上。

进一步地，每一级氨气吸收组件中吸收剂入口设于氨水储罐上或循环泵一、膜组件、换热器一中任一设备后的管道上。

优选地，所述的氨气吸收组件为三级，且第二级膜组件出口设有一回流管道与氨水储罐连接。