CN205035309U - 三甲基镓尾气处理装置以及制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三甲基镓尾气处理装置以及制备系统，其中，该尾气处理装置包括压力调节装置(5)、冷却装置(1)和内置于该冷却装置(1)中的闭合回收容器(2)，回收容器(2)包括进气口、出气口以及出料口，所述进气口连接有带进气阀(31)的尾气进气管(3)，出气口连接有带排气阀(41)的尾气出气管(4)，尾气出气管(4)连接于压力调节装置(5)，冷却装置(1)用于将回收容器(2)的温度冷却为小于三甲基镓的熔点，所述回收容器(2)还包括通过所述出料口插入到该回收容器(2)底部的回收管(6)。通过采用低温回收容器可以提高收集三甲基镓的效率，减少产品的浪费，节省了生产成本，并且可以防止尾气污染环境。

Description

三甲基镓尾气处理装置以及制备系统

技术领域

本实用新型涉及尾气处理装置，具体地，涉及一种三甲基镓尾气处理装置。

背景技术

高纯三甲基镓属于高纯金属有机化合物，是利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺制备化合物半导体薄膜材料的关键支撑原材料，其广泛运用于LED设备、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、红外探测器、超级计算机等领域。

三甲基镓遇空气燃烧、遇水爆炸，精馏提纯过程中需在惰性气体气氛下进行，一般是将含有三甲基镓的尾气通入装有液体石蜡的密封容器中，以隔绝空气并吸收三甲基镓。然而，由于三甲基镓蒸汽压高，沸点较低，容易在精馏提纯过程中大量排出，液体石蜡并不能完全吸收三甲基镓，泄漏的三甲基镓不仅会腐蚀下一级的生产设备，如果进入大气环境也将造成环境污染，危害人体健康；另外，石蜡吸收的三甲基镓也不利于回收再利用，不能有效地节省成本。

因此，需要提供一种能够有效地回收尾气中三甲基镓的处理设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够回收尾气中三甲基镓的尾气处理装置。

另外，本实用新型的目的还包括提供一种三甲基镓制备系统，该制备系统包括能够回收尾气中三甲基镓的尾气处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种三甲基镓尾气处理装置，其特征在于，该尾气处理装置包括压力调节装置、冷却装置和内置于该冷却装置中的闭合回收容器，所述回收容器包括进气口、出气口以及出料口，所述进气口连接有带进气阀的尾气进气管，所述出气口连接有带排气阀的尾气出气管，所述尾气出气管连接于所述压力调节装置，其中所述冷却装置用于将所述回收容器的温度冷却为小于三甲基镓的熔点，所述回收容器还包括通过所述出料口插入到该回收容器底部的回收管。

优选地，所述回收容器还包括连通所述尾气进气管、所述尾气出气管和所述回收管的管排，该管排中设置有位于所述尾气出气管、所述尾气进气管以及所述回收管之间的通断阀。

优选地，所述尾气进气管、所述尾气出气管、所述回收管以及所述管排为金属软管或合金软管。

优选地，所述回收容器还包括隔板，所述进气口和所述出气口形成于所述回收容器的顶壁并分别位于所述隔板的两侧，该隔板从所述顶壁的内壁面向下延伸以形成折返气道，使得所述尾气进气管的尾气通过所述折返气道流动至所述尾气出气管。

优选地，所述尾气处理装置包括依次串联的多个所述回收容器，所述尾气处理装置还包括用于连通相邻的两个所述回收容器的中间管道，所述中间管道连接在所述回收容器的进气口与相邻的回收容器的出气口之间。

优选地，每个所述中间管道设置有阀门。

优选地，所述压力调节装置为手套箱。

优选地，所述冷却装置为冷阱，冷却介质为液氮。

优选地，所述冷阱为开放式冷阱，并且该冷阱的容器壁形成为中空结构。

另外，本实用新型还提供了一种三甲基镓制备系统，其中，该制备系统包括尾气排放管路、物料收集容器以及根据以上方案中任意一项所述的尾气处理装置，所述尾气进气管连接于所述尾气排放管路，所述回收管连接于所述物料收集容器。

通过上述技术方案，通过采用低温回收容器可以提高收集三甲基镓的效率，减少产品的浪费，节省了生产成本，并且可以防止尾气污染环境。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一种具体实施方式的三甲基镓尾气处理装置的结构示意图。

图2是根据本实用新型的一种具体实施方式的回收容器部分的结构示意图。

附图标记说明

1冷却装置2回收容器

3尾气进气管4尾气出气管

5压力调节装置6回收管

7管排8隔板

9中间管道31进气阀

41排气阀61出料阀

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供了一种三甲基镓尾气处理装置，其中，该尾气处理装置包括压力调节装置5、冷却装置1和内置于该冷却装置1中的闭合回收容器2，回收容器2包括进气口、出气口以及出料口，所述进气口连接有带进气阀31的尾气进气管3，所述出气口连接有带排气阀41的尾气出气管4，尾气出气管4连接于压力调节装置5，其中冷却装置1用于将回收容器2的温度冷却为小于三甲基镓的熔点，回收容器2还包括通过所述出料口插入到该回收容器2底部的带出料阀61的回收管6。

本实用新型的收集原理为将回收容器2的温度降低到三甲基镓的熔点以下，因此可以使得通入尾气中的三甲基镓快速地凝固而保存在回收容器2中；当回收容器2中保存了足够多的三甲基镓时，可以停止接收尾气并提高回收容器2的温度，使其中的固态的三甲基镓转变为液态，通过尾气进气管3对回收容器2的内部加压而使液态的三甲基镓通过回收管6导出并回收利用。其中，压力调节装置5用于调节回收容器2中的压力，特别地，当回收容器2中的压力过大时，可以通过压力调节装置5进行泄压。采用低温回收的方式可以显著的提高三甲基镓的回收率，提高产品利用率，并且可以有效地防止三甲基镓泄漏到环境中而危害环境或人身健康。

另外，回收容器2还包括连通尾气进气管3、尾气出气管4和回收管6的管排7，管排7中设置有位于尾气出气管4、尾气进气管3以及回收管6之间的通断阀。尾气出气管4、尾气进气管3以及回收管6可以并排排列，并通过两段管排7连通，从而可以在关闭进气阀31、排气阀41以及出料阀61时，对管路进行抽真空操作，实现清理的目的，同时也不会影响回收容器2中的物料；然而，在正常使用过程中，尾气出气管4、尾气进气管3以及回收管6应当彼此隔离，因此需要设置所述通断阀，即在正常使用过程中关闭所述通断阀，而在清理过程中可以打开所述通断阀。

进一步地，尾气进气管3、尾气出气管4、回收管6以及管排7为金属软管或合金软管。所述金属软管或合金软管可以由碳钢、不锈钢、铜、青铜、黄铜、镍等金属材料制成，但不能使用用铅、镁、锡、锌和铝，防止被三甲基镓腐蚀。

另外，该回收容器2还包括隔板8，所述进气口和所述出气口形成于回收容器2的顶壁并分别位于隔板8的两侧，隔板8从所述顶壁的内壁面向下延伸以形成折返气道，使得尾气进气管3的尾气通过所述折返气道流动至所述尾气出气管4。隔板8的下边缘可以与回收容器2的底部间隔，折返气道用于延长尾气的行走路径，使尾气中的三甲基镓充分地降温转变为凝固态，提高回收率。

进一步地，所述尾气处理装置包括依次串联的多个回收容器2，所述尾气处理装置还包括用于连通相邻的两个所述回收容器2的中间管道9，中间管道9连接在所述回收容器2的进气口与相邻的回收容器2的出气口之间。第一个回收容器2的进气口连接于尾气进气管3，最后一个回收容器2的出气口连接于尾气出气管4，在相邻的两个回收容器2之间，前一个回收容器2的出气口通过中间管道9连接于下一个回收容器2的进气口。通过多个回收容器2可以对尾气进行多次回收，提高回收率，优选地，可以设置两个回收容器2。

进一步地，每个所述中间管道9设置有阀门。关闭所述阀门可以分别对每一个回收容器2进行操作，例如回收物料或维修等。

在本实用新型中，压力调节装置5可以为多种形式，例如压力调节阀等，优选地，压力调节装置5为手套箱。手套箱中可以为氮气气氛，氮气与三甲基镓不会发生反应，不会影响三甲基镓的收集。当回收容器2中的压力较大时，可以通过所述手套箱泄压。另外，所述手套箱可以检测水、氧的含量，以监测三甲基镓的回收气氛，保证回收质量。

冷却装置1可以为包括压缩机的制冷系统或其他形式，优选地，冷却装置1为冷阱，冷却介质为液氮。三甲基镓的熔点为-15.8℃，而常压下，液氮的温度为-196℃，因此使用液氮可以满足充分冷却回收容器2的要求，并且一方面，液氮的冷却效果较好，便于操作，另一方面，液氮对环境友好，基本无污染。

进一步地，所述冷阱为开放式冷阱，并且该冷阱的容器壁形成为中空结构。在使用过程中，可以将液氮直接倒入回收容器2中，实现冷却操作，当冷阱中的液氮逐渐蒸发后即可实现升温。中空结构的容器壁可以提高冷阱的隔热能力，避免液氮通过容器壁导热而快速升温。

以下将对本实用新型的最优选实施方式的三甲基镓尾气处理装置的操作过程进行说明。

在使用前可以关闭所有的阀门切断管路连通。在冷阱中倒入适量的液氮以充分地冷却回收容器2(可以设置温度监测装置)，打开进气阀31以通过尾气进气管3导入三甲基镓尾气，并且打开中间管道9使尾气通过每一个回收容器2；如果回收容器2中压力过大，可以打开排气阀41，通过手套箱调节压力并检测水、氧含量；当回收容器2中积累了足够多的三甲基镓后，可以关闭各个阀门，停止倒入液氮，在液氮挥发并且回收容器2升温而三甲基镓转变为液态后，打开第一个回收容器2的回料阀61，并且打开进气阀31对回收容器2内部加压，以回收物料；关闭第一个回收容器2的回料阀61，打开中间管道9和第二回收容器2的回料阀61，以回收第二回收容器2中的物料；需要清洗管道时，可以关闭所有阀门，仅打开管排7的通断阀，通过尾气进气管3抽真空。

另外，本实用新型还提供了一种三甲基镓制备系统，其中，该制备系统包括尾气排放管路、物料收集容器以及根据以上方案中任意一项所述的尾气处理装置，所述尾气进气管3连接于所述尾气排放管路，回收管6连接于所述物料收集容器。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种三甲基镓尾气处理装置，其特征在于，该尾气处理装置包括压力调节装置(5)、冷却装置(1)和内置于该冷却装置(1)中的闭合回收容器(2)，所述回收容器(2)包括进气口、出气口以及出料口，所述进气口连接有带进气阀(31)的尾气进气管(3)，所述出气口连接有带排气阀(41)的尾气出气管(4)，所述尾气出气管(4)连接于所述压力调节装置(5)，其中所述冷却装置(1)用于将所述回收容器(2)的温度冷却为小于三甲基镓的熔点，所述回收容器(2)还包括通过所述出料口插入到该回收容器(2)底部的回收管(6)。

2.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述回收容器(2)还包括连通所述尾气进气管(3)、所述尾气出气管(4)和所述回收管(6)的管排(7)，该管排(7)中设置有位于所述尾气出气管(4)、所述尾气进气管(3)以及所述回收管(6)之间的通断阀。

3.根据权利要求2所述的尾气处理装置，其特征在于，所述尾气进气管(3)、所述尾气出气管(4)、所述回收管(6)以及所述管排(7)为金属软管或合金软管。

4.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述回收容器(2)还包括隔板(8)，所述进气口和所述出气口形成于所述回收容器(2)的顶壁并分别位于所述隔板(8)的两侧，该隔板(8)从所述顶壁的内壁面向下延伸以形成折返气道，使得所述尾气进气管(3)的尾气通过所述折返气道流动至所述尾气出气管(4)。

5.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述尾气处理装置包括依次串联的多个所述回收容器(2)，所述尾气处理装置还包括用于连通相邻的两个所述回收容器(2)的中间管道(9)，所述中间管道(9)连接在所述回收容器(2)的进气口与相邻的回收容器(2)的出气口之间。

6.根据权利要求5所述的尾气处理装置，其特征在于，每个所述中间管道(9)设置有阀门。

7.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述压力调节装置(5)为手套箱。

8.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述冷却装置(1)为冷阱，冷却介质为液氮。

9.根据权利要求8所述的尾气处理装置，其特征在于，所述冷阱为开放式冷阱，并且该冷阱的容器壁形成为中空结构。

10.一种三甲基镓制备系统，其特征在于，该制备系统包括尾气排放管路、物料收集容器以及根据权利要求1-9中任意一项所述的尾气处理装置，所述尾气进气管(3)连接于所述尾气排放管路，所述回收管(6)连接于所述物料收集容器。