CN110876270A - 用于mocvd减排的方法和系统 - Google Patents

用于mocvd减排的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110876270A
CN110876270A CN201880010674.6A CN201880010674A CN110876270A CN 110876270 A CN110876270 A CN 110876270A CN 201880010674 A CN201880010674 A CN 201880010674A CN 110876270 A CN110876270 A CN 110876270A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cold trap
gas stream
exhaust gas
condenser
toxic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880010674.6A
Other languages
English (en)
Inventor
何甘
洛瑞·华盛顿
姚立强
南建辉
张新云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zishi Energy Co.,Ltd.
Original Assignee
Dongtai Hi Tech Equipment Technology Co Ltd
Awbscqemgk Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongtai Hi Tech Equipment Technology Co Ltd, Awbscqemgk Inc filed Critical Dongtai Hi Tech Equipment Technology Co Ltd
Publication of CN110876270A publication Critical patent/CN110876270A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/64—Heavy metals or compounds thereof, e.g. mercury
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D8/00—Cold traps; Cold baffles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
    • B01D2257/553—Compounds comprising hydrogen, e.g. silanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0216—Other waste gases from CVD treatment or semi-conductor manufacturing

Abstract

一种用于从由大容量金属有机化学气相沉积(MOCVD)(120)操作产生的废气流中去除有毒废物的系统，包括：第一冷阱(130)，其配置成在第一压力操作并冷凝和分离废气流中的有毒物质，以作为固体废物被去除；泵(140)，其连接到第一冷阱(130)并配置成增加废气流的压力；热裂解器(150)，其连接到泵(140)并配置成分解在第一冷阱(130)后残留在废气流中的有毒物质；第二冷阱(160)，其连接到热裂解器(150)并配置成在高于第一压力的第二压力操作，并冷凝残留在废气流中的分解后的有毒物质，以作为固体废物被去除；和洗涤器(170)，其连接到第二冷阱(160)并配置成吸收在第二冷阱(160)后残留在废气流中的有毒物质。还公开一种用于从由大容量金属有机化学气相沉积(MOCVD)(120)操作产生的废气流中去除有毒废物的方法。

Description

用于MOCVD减排的方法和系统
技术领域
本公开的方面一般涉及用于去除废气流中有毒物质的技术，并且更具体地涉及用于减少金属有机化学气相沉积(MOCVD)过程的排放物的方法和系统。
背景技术
当使用MOCVD技术时，必须处理废气以去除有毒物质，该工艺一般被称为减排(effluent abatement)。对于GaAs MOCVD操作，这些有毒物质包括含有砷(不同形式的砷，如砷化氢气体(AsH3)和砷蒸气)和一些量的镓的种类。在该减排过程中，来自MOCVD操作的排气首先通过冷阱以冷凝并收集一些有毒物质。冷阱的输出通过泵来增加压力，然后可能通过额外的冷阱以确保收集和去除所有可冷凝物质。随后，使用洗涤器(例如，湿式或干式洗涤器)吸收留在废气中的任何残留的砷化氢气体或砷。然后燃烧留在气体中的任何氢气以完成减排过程。
然而，该过程一般不用于大规模(即，大容量/高产出)制造，并且由于该工艺的组成部分未针对此类操作进行优化而容易出现问题。
因此，需要改进MOCVD减排过程及其一些组成部分，以便在很少维护的情况下处理由大容量操作产生的大量有毒物质。
发明内容
下面给出一个或多个方面的简要概述，以便提供对这些方面的基本理解。该概述不是对所有预期方面的广泛综述，并且既不旨在确定所有方面的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念，作为稍后给出的更详细描述的序言。
提出了一种新的GaAs MOCVD减排工艺，其使用新型冷阱和热裂解器，在很少维护的情况下处理由大容量操作产生的大量有毒物质。
在本公开的一个方面，一种用于从由大容量MOCVD操作产生的废气流中去除有毒废物的系统包括：第一冷阱，其配置成在第一压力操作并冷凝和分离所述废气流中的有毒物质，以作为固体废物被去除；泵，其连接到所述第一冷阱并配置成增加所述废气流的压力；热裂解器，其连接到所述泵并且配置成分解在所述第一冷阱后残留在所述废气流中的有毒物质；第二冷阱，其连接到所述热裂解器并配置成在高于所述第一压力的第二压力操作，并冷凝和分离残留在所述废气流中的分解后的有毒物质，作为固体废物被去除；和洗涤器，其连接到所述第二冷阱并配置成吸收在所述第二冷阱后残留在所述废气流中的有毒物质。所述系统可以还包括燃烧箱，该燃烧箱连接到所述洗涤器并配置成从所述废气流中去除可燃气体(例如，氢气)。
在本公开的一个方面，一种用于从由大容量MOCVD操作产生的废气流中去除有毒废物的方法包括：在配置成在第一压力操作的第一冷阱处，冷凝和分离所述废气流中的有毒物质，以作为固体废物被去除；在连接到所述第一冷阱的泵处，增加所述废气流的压力；在连接到所述泵的热裂解器处，分解在由所述第一冷阱冷凝后残留在所述废气流中的有毒物质；在连接到所述热裂解器并配置成在高于所述第一压力的第二压力操作的第二冷阱处，冷凝和分离残留在所述废气流中的分解后的有毒物质，以作为固体废物被去除；和在连接到所述第二冷阱的洗涤器处，吸收在由所述第二冷阱冷凝后残留在所述废气流中的有毒物质。所述方法可以还包括在连接到所述洗涤器的燃烧箱处从所述废气流中去除可燃气体(例如，氢气)。
还描述了与MOCVD减排相关联的方法和系统有关的其他方面。
附图说明
附图仅示出了一些实施方式，因此不应视为限制范围。
图1是示出根据本公开的方面的MOCVD排气处理系统的示例的图。
图2是示出根据本公开的方面的用于在MOCVD排气处理系统中使用的热裂解器的示例的图。
图3A和3B是示出根据本公开的方面的热裂解器中的裂解区的示例的图。
图4是示出根据本公开的方面的用于在MOCVD排气处理系统中使用的冷阱的示例的图。
图5是示出根据本公开的方面的用于在MOCVD排气处理系统中使用的冷阱的另一示例的图。
图6是示出根据本公开的方面的用于MOCVD减排的方法的示例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图给出的详细描述旨在作为对各种配置的描述，而无意表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。该详细描述包括用于提供对各种概念的透彻理解的目的的具体细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些实例中，众所周知的部件以框图形式示出，以避免模糊这些概念。
在本公开中，术语“废气”、“废气流”、“气流”和“排气”可互换使用，以指代由MOCVD工艺导致的并且在排出前需要某种形式处理的一种或多种气体、颗粒和/或物质的流动。
如上所述，来自MOCVD工艺的废气流或废气含有许多形式的有毒物质，因此在其排出之前需要被处理。对于GaAs MOCVD，废气流可包括主要含有砷(As)和一些量的镓(Ga)的种类。例如，砷可以以砷化氢气体(AsH3)的形式或以砷蒸气的形式存在。可以使用冷阱将该蒸汽冷凝成固体，然后通过泵来增加压力。可存在额外的冷阱以尽可能多地收集可冷凝的有毒物质。随后，废气可以通过洗涤器，该洗涤器可以是干式洗涤器或湿式洗涤器，以从废气中吸收砷化氢气体或砷。从洗涤器出来的物质通常是清洁的，并且可以直接排出或者在稀释或烧尽可燃气体后排出。
对来自GaAs MOCVD工艺的废气的常规处理产生的各种问题是对于大容量操作，如大规模生产由GaAs制成的光电器件所需的那些操作。例如，冷阱很快就会被填满，需要定期清理。典型的冷阱具有非常复杂的内部结构，使得它们难以清洁。冷阱在去除有毒物质方面往往不是非常有效，留下了大量的要由洗涤器完成的去除。洗涤器(例如，对于干式洗涤器而言)中的吸收剂材料快速饱和并且需要被定期丢弃并更换。如果洗涤器是湿式洗涤器，则液体迅速变为有毒并且在被排出之前需要进行处理。
因此，解决方案是对处理GaAs MOCVD废气流的系统进行改进，以使系统能够长时间大容量操作而无需定期维护。为实现这一目标，一种方法是尝试将物质以其最浓缩的形式捕获，以最小化维护和产生的有毒物质的量。因此，一个目标是尽可能多地捕获浓缩形式的有毒有害物质，然后依靠洗涤器作为最后的较轻的去除工艺，其中洗涤器使用的吸收剂材料需要更长的时间才饱和。
如上所述，提出一种新的GaAs MOCVD减排过程/系统，其使用新型冷阱和热裂解器来处理由大容量操作产生的大量有毒物质而几乎不需要维护。该过程/系统允许以尽可能最浓缩的形式(例如，在冷阱中)捕获最大量的有毒物质，从而减少在该工艺的最后(例如在洗涤器中)捕获的有毒物质的量。
现有的冷阱具有难以维修的问题。有时固体废物会冷凝在一个地方，并且冷阱需要离线进行清洁，即使它没有装满。因此，冷阱的能力不受其尺寸的限制，而是受冷凝点的限制。此外，冷阱目前使用一个或多个过滤器，这些过滤器不仅难以清洁，而且当其中一个过滤器堵塞时，它改变了阱中的压力和气流，限制了其有效性。此外，现有的冷阱使用线圈来冷却，但这些线圈也难以清洁。
为了克服这些问题中的一些，提出一种新型冷阱配置，下面更详细地描述(参见例如图4和5)。这种新型冷阱使用两级或两部分，它们被设置为处理当气体被冷却时发生的不同类型的成核或颗粒形成(例如，表面上的异相成核或气相中的均相成核)。第一级包括冷凝器(例如，旋风冷凝器)，其中通过垂直于倒置或锥形结构的侧壁表面引入进气来产生涡流。冷凝器的侧壁被冷却并且可以使冷的侧壁上的沉积(例如，异相成核)容易下落(例如，通过使用闪热、声能或机械刮擦)。涡流的速度取决于冷凝器的尺寸/直径。
冷阱中的第二级或部分还包括称为分离器的结构，其可以产生旋风或涡旋(例如，旋风分离器)，气体中的任何残留颗粒(例如，均相成核)都可以从中分离到可拆卸的固体废物容器中。固体废物容器可以与用于从冷凝器收集冷凝固体废物的固体废物容器不同或相同。
在替代配置中，分离器设计成定位在冷凝器内或内侧，整个操作类似于上述操作。
上述不同的两级或两部分冷阱配置可用于低压和大气压力冷阱，作为新的GaAsMOCVD减排工艺/系统的一部分。
还提出一种新型热裂解器，其可以在两个冷阱之间在大气压使用，以确保在第一冷阱之后仍然残留在废气中的大多数砷化氢气体和砷在进入第二冷阱之前(即，在大气压力)被裂解(例如，分解)，使得第二冷阱可以冷凝并去除几乎所有残留的固体废料(例如，有毒物质)。由于加热大的空间(需要将废气加热到高达600℃)以及在这样做时高效利用能量的挑战，具有可以处理大容量操作的热裂解器是困难的。所提出的并且在下面更详细地描述的热裂解器(参见例如图2、3A、3B)包括两个区或部分：回热器(例如，绝热回热器(insulated thermal recuperator))和裂解区(例如，高温裂解区)。该回热器用作分布式热交换器，以允许在入口处接收的进入的气流或废气流在进入的气流到达裂解区之前通过使用裂解区的加热输出来预热。该方法允许裂解区中的容量更大，因为在裂解区中需要较少的加热，导致更高效的能量利用。这种双区、双部分(两区、两部分)热裂解器也可以配置成进行催化裂解。
下面结合图1-6提供与新的GaAs MOCVD减排工艺/系统以及所提出的冷阱和热裂解器配置有关的进一步细节。
图1示出描述MOCVD排气处理或减排系统的示例的图100。虽然该系统适用于处理由GaAs MOCVD操作产生的废气，但是它也可以适合处理来自其他类似操作的废气。在该系统中，将前体气体110提供给GaAs MOCVD处理操作，MOCVD 120。前体气体可包括例如砷化氢气体(AsH3)。在MOCVD 120之后残留的废气流或废气被提供给低压冷阱130。废气流可包括蒸气和气体种类的混合物。低压冷阱130在低于该系统中进一步向下的大气压力冷阱160的大气压力水平的压力水平操作。低压冷阱130配置成冷凝和/或分离废气流或废气中的一些有毒物质(例如，砷形式)。经冷凝和/或分离的物质作为固体废物135储存，以便于去除或清洁。低压冷阱130配置成使其可收集和储存的有毒物质的保持能力最大化，并简化去除所收集的有毒物质的工艺。
从低压冷阱130出来的废气流或废气具有较少的有毒物质以帮助保护泵140，泵140又用于将废气流的压力水平增加到大气压力冷阱160的压力水平。
仍然包含有毒气体和蒸汽的混合物的泵140的输出被提供给热裂解器150，在废气流被提供给大气压力冷阱160之前，热裂解器150将废气流中的残余前体裂解，以便于冷凝和/或分离(例如，去除)固体有毒物质。也就是说，热裂解器150用于将有毒气体分解成更容易在大气压力冷阱160中冷凝的形式而不是在洗涤器中被吸收。例如，热裂解器150将大部分砷化氢气体裂解成砷，然后在大气压力冷阱160中将其变成固体废物。与低压冷阱130类似，大气压力冷阱160配置成使其可收集和储存的有毒物质(例如，固体废物165)的保持能力最大化，并简化去除所收集的有毒物质的工艺。
可以在每个级之间加热从MOCVD 120传递到大气压力冷阱160的废气流，以避免可能堵塞或阻塞废气流通过的冷凝。
在大气压力冷阱160之后，存在由洗涤器170提供的最终清洁步骤，其中吸收剂材料去除所有残留的有毒物质。一旦吸收剂材料充满(无论是固体吸收剂还是液体吸收剂)，就可以去除和更换任何用过的吸收剂材料，用过的吸收剂175。
最后，燃烧箱180可用于例如通过燃烧所有可燃气体，例如氢气，来消除该气体，以将其从废气流中去除。燃烧箱180的输出是可以排放的清洁排气190。
图2示出说明图1中的热裂解器150的示例的图200。热裂解器150配置成处理大容量操作并且在这样做时高效地使用能量。热裂解器150包括两个区或部分：回热器210和裂解区220。回热器210可以是绝热回热器，其配置成用作分布式热交换器以允许从入口212进入的废气流或废气在进入的废气流到达裂解区220之前，通过使用裂解区220的输出(例如，经加热的裂解的废气流)将其预热。该方法允许在裂解区220中处理更大容量的废气，因为在裂解区220中需要较少的加热。在被裂解区220加热之后，排出的废气流在其通过出口214离开热裂解器150之前被回热器210冷却。
裂解区220是高温裂解区，在加热废气流以进一步分解废气流中的有毒物质(例如，分解砷化氢气体)时，该高温裂解区可以在高达600℃的温度操作。该双区、两区(双部分，两部分)热裂解器150还可以配置成通过至少在裂解区220内包括一种或多种催化剂来进行催化裂解。
图3A和3B示出说明图1中的热裂解器150中的裂解区220的一种可能实施方式的图300和360。图300描述沿着裂解区220的该实施方式的纵向方向的横截面视图，而图360描述沿着横向方向的横截面视图。裂解区220可以称为热分解室。在该示例中，裂解区或热分解室220包括安装在室320外部的热挡板310。在室320内部提供一个或多个加热棒370(参见图3B中的图300)以将室320和一个或多个管350加热到设定温度。定位板340保证(例如，固定)管350在室320内的位置。废气流或废气通过入口305进入室320，然后废气流被扩散板330均匀分布。废气流或废气流过沿着管350的长度的中心孔和管350之间的空间。废气流与管350的内壁和外壁完全接触并通过热传递被加热。管350可以由钢或者是良好的导热体的任何其他材料制成。在被管350加热之后，废气流经由出口355离开裂解区220。
图4示出说明冷阱的示例的图400，该冷阱可以是图1中的图100中的低压冷阱130或大气压力冷阱160。在该示例中，冷阱包括两部分：冷凝器420和分离器460。废气流通过位于冷凝器420的下部的入口410并垂直于作为冷凝器420的倒置结构的侧壁表面进入冷凝器420，以产生涡流。如上所述，该涡流使废气流中的有毒物质成核，其中异相成核在倒置(锥形)结构的侧壁上产生涂层或沉积，同时均相成核保留在气相中并且通过连接器450被传递到分离器460。
由于在废气流内形成涡流，冷凝器420可被称为旋风冷凝器或冷壁旋风冷凝器，其可具有冷却部件430，冷却部件430冷却冷凝器420的上部以确保侧壁是冷的，以使异相成核在侧壁上冷凝。冷却部件430可以产生热分布，该热分布允许冷凝在冷凝器420的高度上展开。冷凝器420还可以包括加热部件440，该加热部件440加热冷凝器420的下部，以确保在该部分中不形成沉积物，避免入口410的堵塞或阻塞。
冷凝器420的平滑的倒置(锥形)侧壁结构使聚集在侧壁上的任何沉积物容易被去除。可选地，去除部件445可以用于将闪热施加到冷凝器420的侧壁或者提供声能，使侧壁上的冷凝沉积物松散，使得它们可以容易地通过废物去除闸阀425落入诸如冷凝固体废物容器470a的可移除部件中，当冷凝固体废物容器470a被移除以处置固体废物时，可以关闭废物去除闸阀425。任选地，可以通过例如刮擦冷凝器420的内壁来机械地去除侧壁上的任何沉积物。
分离器460接收来自冷凝器420的具有均匀成核(例如，有毒颗粒)的废气流，并且类似于冷凝器420，可形成涡流以从废气流中分离出有毒物质的均相成核。因此，分离器460也可以称为旋风分离器或旋风颗粒分离器。经分离的材料可以通过废物去除闸阀465容易地落入诸如分离固体废物容器470b的可移除部件中，当移除分离固体废物容器470b以处置固体废物时，可以关闭废物去除闸阀465。
分离器460可以是多级分离器(即，可以存在具有不同分离器结构的多个分离级)以确保几乎完全的固体废物去除。此外，该在多级分离工艺的最后阶段可以包括颗粒过滤。
冷废气流或气体通过分离器460顶部的出口480离开分离器460，以提供给下一级处理(例如，泵140或洗涤器170)。
图5示出说明冷阱的另一示例或配置的图500，其中分离器定位(集成)在冷凝器内。例如，图500中的冷阱配置与图400中的类似，包括入口510、冷凝器520(例如，旋风冷凝器或冷壁旋风冷凝器)、加热部件540、冷却部件530、可选的去除部件545、分离器560(例如，旋风分离器或旋风颗粒分离器)和出口580。与图400中的冷阱配置不同之处在于，存在单个可移除部件，固体废物容器570，其可用于收集分别由冷凝器520和分离器560产生的经冷凝和分离的固体废物。当固体废物容器570被移除以处置固体废物时，可以关闭废物去除闸阀525。
分离器560可以设置在冷凝器520内，并且两者可以通过孔550连接，而不是使用连接器，如图400中的示例中使用的连接器450。
图6是说明根据本公开的方面的用于MOCVD减排的方法600的示例的流程图。
在框610处，方法600包括在配置成在第一压力操作的第一冷阱(例如，低压冷阱130、图4和5中的冷阱)中冷凝和分离废气流中的有毒物质，以作为固体废物被去除。
在框620处，方法600包括在连接到第一冷阱的泵(例如，泵140)处增加废气流的压力。
在框630处，方法600包括在连接到泵的热裂解器(例如，图1和2中的热裂解器150)处分解在通过第一冷阱冷凝之后残留在废气流中的有毒物质。
在框640处，方法600包括在连接到热裂解器并且配置成在高于第一压力的第二压力操作的第二冷阱(例如，大气压力冷阱160、图4和5中的冷阱)处冷凝和分离残留在废气流中的经分解的有毒物质，以作为固体废物被去除。
在方框650处，方法600包括在连接到第二冷阱的洗涤器(例如，洗涤器650)处吸收在由第二冷阱冷凝之后残留在废气流中的有毒物质。
在方法600的另一方面，方法600可以进一步包括在连接到洗涤器的燃烧箱(例如，燃烧箱180)处从废气流中去除可燃气体(例如，氢气)。
在方法600的另一方面，其中在第一冷阱或第二冷阱处的冷凝和分离包括执行基于旋风的冷凝操作并随后执行基于旋风的分离操作。基于旋风的分离操作可以是多级操作，其包括多个分开的基于旋风的分离，并且其中这些分离中的每一个可以配置成分离不同类型和/或尺寸的颗粒。
尽管已经根据所示的实施方式提供了本公开，但是本领域普通技术人员将容易认识到，实施例可以有变化，并且那些变化将在本公开的范围内。因此，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域普通技术人员可以进行许多改进。

Claims (20)

1.一种用于从由大容量的金属有机化学气相沉积(MOCVD)操作产生的废气流中去除有毒废物的系统，包括：
第一冷阱，其配置成在第一压力操作并冷凝和分离所述废气流中的有毒物质，以作为固体废物被去除；
泵，其连接到所述第一冷阱并配置成增加所述废气流的压力；
热裂解器，其连接到所述泵并且配置成分解在所述第一冷阱后残留在所述废气流中的有毒物质；
第二冷阱，其连接到所述热裂解器并配置成在高于所述第一压力的第二压力操作，并冷凝残留在所述废气流中的分解后的有毒物质，以作为固体废物被去除；和
洗涤器，其连接到所述第二冷阱并配置成吸收在所述第二冷阱后残留在所述废气流中的有毒物质。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括燃烧箱，所述燃烧箱连接到所述洗涤器并配置成从所述废气流中去除可燃气体。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述热裂解器包括第一部分和第二部分，所述第一部分是绝热回热器，并且所述第二部分是高温裂解区。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述绝热回热器配置成作为分布式热交换器操作，以加热通过入口提供给所述热裂解器的所述废气流，并在由所述高温裂解区处理后并且在通过出口排放之前冷却所述废气流。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述高温裂解区配置成提供热量以分解所述废气流中的有毒物质。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述高温裂解区还配置成包括催化剂以分解所述废气流中的有毒物质。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一冷阱和所述第二冷阱中的每一个包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括冷凝器，并且所述第二部分包括连接到所述冷凝器的分离器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述冷凝器配置成具有平滑的倒置侧壁。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一部分还包括围绕所述冷凝器的上部的冷却部件和围绕所述冷凝器的下部的加热部件。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述冷凝器是旋风冷凝器，所述旋风冷凝器配置成产生涡流，以在所述废气流从所述冷凝器传递到所述分离器时产生沉积在所述冷凝器的内壁上的所述有毒物质的均相成核以及留在所述废气流中的所述有毒物质的异相成核。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一部分还包括去除部件，所述去除部件配置成通过使用闪热或声能中的一者或两者来去除沉积在所述冷凝器的内壁上的所述有毒物质。
12.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一部分包括移除部件，所述移除部件配置成收集由所述冷凝器产生的冷凝有毒物质。
13.根据权利要求7所述的系统，其中所述分离器是旋风分离器，所述旋风分离器配置成产生涡流，以从所述废气流中分离出所述有毒物质。
14.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二部分包括可移除部件，所述可移除部件构造成收集由所述分离器分离的有毒物质。
15.根据权利要求7所述的系统，其中所述分离器位于所述冷凝器内。
16.根据权利要求15所述的系统，还包括可移除部件，所述可移除部件构造成收集由所述冷凝器产生的冷凝有毒物质和由所述分离器分离的有毒物质。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述热裂解器包括高温裂解区，所述高温裂解区具有带有入口和出口的热挡板、扩散器、多个加热棒和多个管，所述废气流通过所述入口流入所述热挡板，所述扩散器将所述废气流均匀地分布在所述多个管之间，所述多个加热棒加热所述多个管和由所述热挡板形成的热室，并且经加热的废气流通过所述出口流出所述热挡板。
18.一种用于从由大容量金属有机化学气相沉积(MOCVD)操作产生的废气流中去除有毒废物的方法，包括：
在配置成在第一压力操作的第一冷阱处，冷凝和分离所述废气流中的有毒物质，以作为固体废物被去除；
在连接到所述第一冷阱的泵处，增加所述废气流的压力；
在连接到所述泵的热裂解器处，分解在由所述第一冷阱冷凝后残留在所述废气流中的有毒物质；
在连接到所述热裂解器并配置成在高于所述第一压力的第二压力操作的第二冷阱处，冷凝和分离残留在所述废气流中的分解后的有毒物质，以作为固体废物被去除；和
在连接到所述第二冷阱的洗涤器处，吸收在由所述第二冷阱冷凝后残留在所述废气流中的有毒物质。
19.根据权利要求18所述的方法，包括在连接到所述洗涤器的燃烧箱处，从所述废气流中去除可燃气体。
20.根据权利要求18所述的方法，其中在所述第一冷阱或所述第二冷阱处冷凝和分离包括执行基于旋风的冷凝操作并随后执行基于旋风的分离操作。
CN201880010674.6A 2018-06-29 2018-06-29 用于mocvd减排的方法和系统 Pending CN110876270A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2018/093525 WO2020000334A1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Method and system for mocvd effluent abatement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110876270A true CN110876270A (zh) 2020-03-10

Family

ID=68984414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880010674.6A Pending CN110876270A (zh) 2018-06-29 2018-06-29 用于mocvd减排的方法和系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210260525A1 (zh)
EP (1) EP3814545A4 (zh)
JP (1) JP2021531397A (zh)
KR (1) KR20210023647A (zh)
CN (1) CN110876270A (zh)
TW (1) TW202006178A (zh)
WO (1) WO2020000334A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022021288A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Leica Biosystems Nussloch Gmbh Tissue processor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1379828A (zh) * 1999-10-18 2002-11-13 高级技术材料公司 使用配体交换耐蚀金属有机前体溶液的化学气相沉积过程的流出物的消除
WO2004018080A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-04 The Boc Group Plc Utilisation of waste gas streams
GB201004342D0 (en) * 2010-03-16 2010-04-28 Psi Innovation Ltd A vapour recovery apparatus and a method of recovering vapour
CN201607132U (zh) * 2010-02-08 2010-10-13 郴州市金龙铁合金有限公司 用于烟尘和酸雾的旋风冷凝器
US20110293510A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Shawn Grannell Ammonia flame cracker system, method and apparatus

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138520A (en) * 1988-12-27 1992-08-11 Symetrix Corporation Methods and apparatus for material deposition
US6099649A (en) * 1997-12-23 2000-08-08 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition hot-trap for unreacted precursor conversion and effluent removal
US20010048902A1 (en) * 2000-05-01 2001-12-06 Christopher Hertzler Treatment system for removing hazardous substances from a semiconductor process waste gas stream
US6998097B1 (en) * 2000-06-07 2006-02-14 Tegal Corporation High pressure chemical vapor trapping system
JP2005353791A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体製造装置
CN205821448U (zh) * 2016-07-11 2016-12-21 中山德华芯片技术有限公司 一种用于mocvd反应室的清洁系统
CN106591803B (zh) * 2017-02-10 2019-06-14 上海微世半导体有限公司 一种lpcvd系统冷阱装置
EP4192244A1 (en) * 2020-08-07 2023-06-14 University of Durham Molecule-containing surfaces and methods of preparation thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1379828A (zh) * 1999-10-18 2002-11-13 高级技术材料公司 使用配体交换耐蚀金属有机前体溶液的化学气相沉积过程的流出物的消除
WO2004018080A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-04 The Boc Group Plc Utilisation of waste gas streams
CN201607132U (zh) * 2010-02-08 2010-10-13 郴州市金龙铁合金有限公司 用于烟尘和酸雾的旋风冷凝器
GB201004342D0 (en) * 2010-03-16 2010-04-28 Psi Innovation Ltd A vapour recovery apparatus and a method of recovering vapour
US20110293510A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Shawn Grannell Ammonia flame cracker system, method and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022021288A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Leica Biosystems Nussloch Gmbh Tissue processor

Also Published As

Publication number Publication date
EP3814545A1 (en) 2021-05-05
EP3814545A4 (en) 2022-06-08
WO2020000334A1 (en) 2020-01-02
US20210260525A1 (en) 2021-08-26
TW202006178A (zh) 2020-02-01
KR20210023647A (ko) 2021-03-04
JP2021531397A (ja) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012517581A (ja) 排気ガスの処理方法
US11114285B2 (en) Apparatus for exhaust cooling
KR102293043B1 (ko) 볼텍스 튜브를 이용하는 선박용 매연 및 온실가스 저감 시스템
KR101311834B1 (ko) Ｐｆｃ 처리시스템
CN110876270A (zh) 用于mocvd减排的方法和系统
CN102585854A (zh) 湿法熄焦工艺中熄焦塔排放烟尘的净化处理方法
CN101755322B (zh) 等离子体反应器
KR101652164B1 (ko) 보일러의 분진전처리장치 및 이를 이용한 화력발전소의 배기가스 처리 방법
JP2004107473A (ja) 副生ガスの清浄方法および装置
US20190048273A1 (en) Method for treatment of a hot pyrolysis gas
KR100483577B1 (ko) 폐가스 처리장치
US11583793B2 (en) Gas trap system having a conical inlet condensation region
KR101261439B1 (ko) Ｖｏｃ 처리시스템
CN115945020A (zh) 一种活性焦炭化尾气处理系统及方法
KR102293042B1 (ko) 볼텍스 튜브를 이용하는 선박용 배출가스 매연저감 시스템
KR101745908B1 (ko) 스크러버
CN106433797A (zh) 撬装式油泥热解处理系统及其应用
JP2011115736A (ja) 二酸化セレン回収装置およびそれを用いた排ガス除害装置
CN106178851B (zh) 一种离心式分级除湿装置
KR20070105615A (ko) 반도체 제조설비의 스크러버장치
US20170165607A1 (en) Methods and apparatus to treat exhaust streams
CN217939547U (zh) 一种用于低温裂解炉的烟气处理装置
CN212663025U (zh) 一种改性沥青生产用烟气降尘处理装置
CN218944718U (zh) 一种用于废气处理塔的水气分离装置
KR100966116B1 (ko) 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210223

Address after: Unit 611, unit 3, 6 / F, building 1, yard 30, Yuzhi East Road, Changping District, Beijing 102200

Applicant after: Zishi Energy Co.,Ltd.

Address before: California, USA

Applicant before: ALTA DEVICES, Inc.

Applicant before: DONGTAI HI-TECH EQUIPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200310