CN209405970U - 一种mocvd设备尾气热解处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种MOCVD设备尾气热解处理系统，包括：热解装置、冷凝装置和吸附装置。MOCVD设备的排气口通过管道依序与所述热解装置、所述冷凝装置和所述吸附装置串接。MOCVD尾气通过所述热解装置进行热分解后，经过所述冷凝装置进行冷却并分离所形成的固态颗粒物或液滴；所述吸附装置对所述冷凝装置排出的残余尾气进行吸附清理。本实新型能解决现有MOCVD设备尾气采用吸附剂去除AsH3和PH3，存在成本高、效率低的问题，能提高尾气处理的效率和安全性，降低制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种MOCVD设备尾气热解处理系统。
背景技术
MOCVD设备在制备太阳能电池等方面有广阔的应用。现阶段的MOCVD设备需要应用大量的气体，包括氢气、氮气、高纯氨气等，同时MOCVD设备工艺过程中排放的尾气中含有大量的AsH3和PH3。一般99％的气体均通过尾气排放，由于氢气具有易燃易爆特性，AsH3和PH3具有腐蚀性和毒性，对环境影响大，安全隐患高，尾气处理难度大。现常使用干式吸附方法处理尾气中的AsH3和PH3，该方法需要消耗大量昂贵的吸附剂，增加制造成本。
实用新型内容
本实用新型提供一种MOCVD设备尾气热解处理系统，解决现有MOCVD设备尾气采用吸附剂去除AsH3和PH3，存在成本高、效率低的问题，能提高尾气处理的效率和安全性，降低制造成本。
为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种MOCVD设备尾气热解处理系统，包括：热解装置、冷凝装置和吸附装置；
MOCVD设备的排气口通过管道依序与所述热解装置、所述冷凝装置和所述吸附装置串接；
MOCVD尾气通过所述热解装置进行热分解后，经过所述冷凝装置进行冷却并分离所形成的固态颗粒物或液滴；
所述吸附装置对所述冷凝装置排出的残余尾气进行吸附清理。
优选的，还包括：浓度检测装置、回收装置和控制单元；
所述浓度检测装置设置在所述冷凝装置的出气口，所述回收装置的进气口通过管道与所述冷凝装置的出气口相连，所述回收装置的出气口通过管路与所述冷凝器的进气口相连；
所述控制单元分别与所述浓度检测装置、所述热解装置和所述回收装置信号连接；
所述浓度检测装置用于检测残余尾气内的气体浓度，在所述气体浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述回收装置运行，使残余尾气通过管路返回所述热解装置的进气口。
优选的，所述热解装置包括：第一加热部和第二加热部；
所述第一加热部用于对流经气体加热至第一温度，所述第二加热部用于对流经气体加热至第二温度；
所述第一加热部和所述第二加热部均为蜂窝状管道加热棒。
优选的，所述热解装置还包括：加热腔体；
多个所述第一加热部和所述第二加热部分层排列设置在所述加热腔体内，流经气体在贯穿所述加热腔体时得到逐层递加升温。
优选的，所述冷凝装置包括：冷凝器和分离腔；
所述冷凝器设置在所述分离腔内，用于使所述分离腔内温度保持在设定冷凝温度内；
所述分离腔的底部设有落料口，所述落料口用于排放在所述分离腔内冷凝生成的固态颗粒物或液滴；
所述分离腔的中部设有排气口，冷凝后形成的残余尾气通过所述排气口排出。
优选的，所述吸附装置设置有干式吸附剂，对流经的残余气体进行吸附清理。
优选的，所述回收装置包括：回收管路、送气装置、第一过滤器和第二过滤器；
所述回收管路的入口端作为所述回收装置的进气口，所述回收管路的出口端作为所述回收装置的出气口；
所述第一过滤器设置在所述回收管路的入口端，所述第二过滤器设置在所述回收管路的出口端，所述第一过滤器和所述第二过滤器都用于过滤残余尾气中的固态颗粒物和杂质；
所述送气装置设置在所述回收管路上，用于将所述冷凝装置排出的残余尾气抽送至所述热解装置的进气口。
优选的，所述送气装置为轴流风扇，在所述气体浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述轴流风扇运转，抽送残余尾气依序流经所述第一过滤器和所述第二过滤器进行过滤后，送至所述解热装置的进气口。
优选的，浓度检测装置包括：ASH3浓度仪和PH3浓度仪；
所述ASH3浓度仪用于检测残余尾气中的ASH3浓度，所述PH3用于检测残余尾气中的PH3浓度；
在所述ASH3浓度或所述PH3浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述回收装置运行。
优选的，还包括：温度传感器；
所述温度传感器设置在所述热解装置上，用于检测所述热解装置内流经气体的气体温度；
所述温度传感器与所述控制单元信号连接，在所述气体温度小于设定温度阈值时，所述控制单元控制所述热解装置进行升温。
本实用新型提供一种MOCVD设备尾气热解处理系统，通过热解装置对尾气进行加热分解后，由冷凝装置将气态的砷和磷转换成固态颗粒，并通过吸附装置对残余尾气进行吸附清理。解决现有MOCVD设备尾气采用吸附剂去除AsH3和PH3，存在成本高、效率低的问题，能提高尾气处理的效率和安全性，降低制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本实用新型提供的一种MOCVD设备尾气热解处理系统结构示意图；
图2：是本实用新型实施例提供的MOCVD设备尾气热解处理系统结构图。
附图标记
1 热解装置
2 冷凝装置
21 落料口
22 排气口
31 第一过滤器
32 第二过滤器
33 回收管路
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。
针对当前对MOCVD设备产生的尾气排放处理成本高，易造成环境污染的问题，本实用新型提供一种MOCVD设备尾气热解处理系统，通过热解装置对尾气进行加热分解后，由冷凝装置将气态的砷和磷转换成固态颗粒，并通过吸附装置对残余尾气进行吸附清理。解决现有MOCVD设备尾气采用吸附剂去除AsH3和PH3，存在成本高、效率低的问题，能提高尾气处理的效率和安全性，降低制造成本。
如图1所示，一种MOCVD设备尾气热解处理系统，包括：热解装置、冷凝装置和吸附装置。MOCVD设备的排气口通过管道依序与所述热解装置、所述冷凝装置和所述吸附装置串接。MOCVD尾气通过所述热解装置进行热分解后，经过所述冷凝装置进行冷却并分离所形成的固态颗粒物或液滴；所述吸附装置对所述冷凝装置排出的残余尾气进行吸附清理。
具体地，热解装置的进气口通过管道与MOCVD设备的尾气排放口相连，热解装置的出气口与冷凝装置的进气口相连，吸附装置的进气口与冷凝装置的出气口相连。在MOCVD设备的尾气经过热解装置进行加热分解，使尾气中的特殊气体在高温下分解，分解后的气体经过冷凝装置在设定温度下冷凝，使部分气态物转换成固态颗粒并沉积，进而通过吸附装置对残余气体进行吸附处理，以去除残余气体内的有害成分。该系统能够减小尾气处理成本，提高工作效率。
该系统还包括：浓度检测装置、回收装置和控制单元(图中未示出)。所述浓度检测装置设置在所述冷凝装置的出气口，所述回收装置的进气口通过管道与所述冷凝装置的出气口相连，所述回收装置的出气口通过管路与所述冷凝器的进气口相连。所述控制单元分别与所述浓度检测装置、所述热解装置和所述回收装置信号连接。所述浓度检测装置用于检测残余尾气内的气体浓度，在所述气体浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述回收装置运行，使残余尾气通过管路返回所述热解装置的进气口。
具体地，在尾气经过热解装置和冷凝装置后，如果尾气流通速度过快或浓度太高造成部分特殊气体可能没有充分热解，此时，通过浓度检测装置对残余尾气进行检测，如果气体浓度大于设定浓度阈值，则通过回收装置对残余尾气进行再次处理。如果气体浓度小于设定浓度阈值，则通过吸附装置进行吸附清理。
所述热解装置包括：第一加热部和第二加热部。所述第一加热部用于对流经气体加热至第一温度，所述第二加热部用于对流经气体加热至第二温度。所述第一加热部和所述第二加热部均为蜂窝状管道加热棒。
在实际应用中，由于尾气中的气体成份不一样，产生热解温度也不尽相同，这就需要控制不同热解温度的加热部，以适应不同气体的热分解。同时为了提高热传导效率，可将加热部设置成蜂窝状管道加热棒。在一实施例中，MOCVD设备工艺过程中排放的尾气中含有大量的AsH3和PH3，采用第一加热部将温度加热至500-700℃时，产生以下高温分解反应：4AsH3(g)＝As4(g)+6H2(g)，2PH3＝2P+3H2。采用第二加热部将温度加热至230℃时，产生AsH3(g)＝As4(g)+3/2H2(g)高温分解反应。可见，不同热解温度对尾气分解效果也不尽相同。
所述热解装置还包括：加热腔体；多个所述第一加热部和所述第二加热部分层排列设置在所述加热腔体内，流经气体在贯穿所述加热腔体时得到逐层递加升温。
在实际应用中，为了让流经热解装置的气体得到充分加热分解，可将第一加热部和第二加热部进行分层排列，相邻加热部之间保持一定间距，使尾气能通过该间距流通，分层排列能使流经气体先高温后低温，也可以是先低温后高温，具体以实际需求为准。
如图2所示，所述冷凝装置2包括：冷凝器(图中未示出)和分离腔。所述冷凝器设置在所述分离腔内，用于使所述分离腔内温度保持在设定冷凝温度内。所述分离腔的底部设有落料口21，所述落料口21用于排放在所述分离腔内冷凝生成的固态颗粒物或液滴。所述分离腔的中部设有排气口22，冷凝后形成的残余尾气通过所述排气口22排出。
在一实施例中，MOCVD设备工艺过程中排放的尾气中含有的AsH3和PH3经过热解装置高温分解后，通过冷凝器冷凝使气态砷和磷转换成固态颗粒，并沉积在分离腔的内部，可通过落料口将固态颗粒取出。同时，残余尾气通过分离腔的排气口流入吸附装置进行吸附处理或流入回收装置再次进行热分解处理。
进一步，所述吸附装置设置有干式吸附剂，对流经的残余气体进行吸附清理。在实际应用中，由于吸附剂价格昂贵，使得对尾气处理成本升高，但是经过热分解和冷凝后的残余尾气使用吸附剂的量将大大减少，能有效减少生产成本。
如图2所示，所述回收装置包括：回收管路33、送气装置(图中未示出)、第一过滤器31和第二过滤器32。所述回收管路33的入口端作为所述回收装置的进气口，所述回收管路33的出口端作为所述回收装置的出气口。所述第一过滤器31设置在所述回收管路的入口端，所述第二过滤器32设置在所述回收管路的出口端，所述第一过滤器31和所述第二过滤器32都用于过滤残余尾气中的固态颗粒物和杂质。所述送气装置设置在所述回收管路上，用于将所述冷凝装置排出的残余尾气抽送至所述热解装置1的进气口。
在实际应用中，回收管路上可设置阀门，以控制回收管路上的气体流通，在不使用回收时关闭阀门，该阀门可采用电磁阀。为了使残余尾气中的固态颗粒物或液滴进一步过滤，可采用多级过滤方式，清除回流的残余尾气中的固态颗粒物、液滴或杂质，减少各装置产生结垢的问题，也能进一步减少能源消耗。
进一步，所述送气装置为轴流风扇，在所述气体浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述轴流风扇运转，抽送残余尾气依序流经所述第一过滤器和所述第二过滤器进行过滤后，送至所述解热装置的进气口。为了能使回收管路内的气体有效形成回流，可在管路内设置轴流风扇，在轴流风扇运转时能使残余尾气被抽送回热解装置的进气口。
更进一步，浓度检测装置包括：ASH3浓度仪和PH3浓度仪。所述ASH3浓度仪用于检测残余尾气中的ASH3浓度，所述PH3用于检测残余尾气中的PH3浓度；在所述ASH3浓度或所述PH3浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述回收装置运行。
该系统还包括：温度传感器。所述温度传感器设置在所述热解装置上，用于检测所述热解装置内流经气体的气体温度。所述温度传感器与所述控制单元信号连接，在所述气体温度小于设定温度阈值时，所述控制单元控制所述热解装置进行升温。
在实际应用中，为了更好地控制热解装置，需要通过温度传感器对热解装置进行温度检测，在温度达到设定要求时，停止进一步加热，在温度低于设定要求时，进行升温，以达到工艺处理要求。
可见，本实用新型提供一种MOCVD设备尾气热解处理系统，通过热解装置对尾气进行加热分解后，由冷凝装置将气态的砷和磷转换成固态颗粒，并通过吸附装置对残余尾气进行吸附清理。解决现有MOCVD设备尾气采用吸附剂去除AsH3和PH3，存在成本高、效率低的问题，能提高尾气处理的效率和安全性，降低制造成本。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，包括：热解装置、冷凝装置和吸附装置；
MOCVD设备的排气口通过管道依序与所述热解装置、所述冷凝装置和所述吸附装置串接；
MOCVD尾气通过所述热解装置进行热分解后，经过所述冷凝装置进行冷却并分离所形成的固态颗粒物或液滴；
所述吸附装置对所述冷凝装置排出的残余尾气进行吸附清理。
2.根据权利要求1所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，还包括：浓度检测装置、回收装置和控制单元；
所述浓度检测装置设置在所述冷凝装置的出气口，所述回收装置的进气口通过管道与所述冷凝装置的出气口相连，所述回收装置的出气口通过管路与所述冷凝装置的进气口相连；
所述控制单元分别与所述浓度检测装置、所述热解装置和所述回收装置信号连接；
所述浓度检测装置用于检测残余尾气内的气体浓度，在所述气体浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述回收装置运行，使残余尾气通过管路返回所述热解装置的进气口。
3.根据权利要求1所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，所述热解装置包括：第一加热部和第二加热部；
所述第一加热部用于对流经气体加热至第一设定温度，所述第二加热部用于对流经气体加热至第二设定温度；
所述第一加热部和所述第二加热部均为蜂窝状管道加热棒。
4.根据权利要求3所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，所述热解装置还包括：加热腔体；
多个所述第一加热部和所述第二加热部分层排列设置在所述加热腔体内，流经气体在贯穿所述加热腔体时得到逐层递加升温。
5.根据权利要求1所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，所述冷凝装置包括：冷凝器和分离腔；
所述冷凝器设置在所述分离腔内，用于使所述分离腔内温度保持在设定冷凝温度内；
所述分离腔的底部设有落料口，所述落料口用于排放在所述分离腔内冷凝生成的固态颗粒物或液滴；
所述分离腔的中部设有排气口，冷凝后形成的残余尾气通过所述排气口排出。
6.根据权利要求1所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，所述吸附装置设置有干式吸附剂，对流经的残余气体进行吸附清理。
7.根据权利要求2所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，所述回收装置包括：回收管路、送气装置、第一过滤器和第二过滤器；
所述回收管路的入口端作为所述回收装置的进气口，所述回收管路的出口端作为所述回收装置的出气口；
所述第一过滤器设置在所述回收管路的入口端，所述第二过滤器设置在所述回收管路的出口端，所述第一过滤器和所述第二过滤器都用于过滤残余尾气中的固态颗粒物和杂质；
所述送气装置设置在所述回收管路上，用于将所述冷凝装置排出的残余尾气抽送至所述热解装置的进气口。
8.根据权利要求7所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，所述送气装置为轴流风扇，在所述气体浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述轴流风扇运转，抽送残余尾气依序流经所述第一过滤器和所述第二过滤器进行过滤后，送至所述热解装置的进气口。
9.根据权利要求2所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，浓度检测装置包括：ASH3浓度仪和PH3浓度仪；
所述ASH3浓度仪用于检测残余尾气中的ASH3浓度，所述PH3用于检测残余尾气中的PH3浓度；
在所述ASH3浓度或所述PH3浓度大于设定浓度阈值时，所述控制单元控制所述回收装置运行。
10.根据权利要求9所述的MOCVD设备尾气热解处理系统，其特征在于，还包括：温度传感器；
所述温度传感器设置在所述热解装置上，用于检测所述热解装置内流经气体的气体温度；
所述温度传感器与所述控制单元信号连接，在所述气体温度小于设定温度阈值时，所述控制单元控制所述热解装置进行升温。
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| CN112999809A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-22 | 无锡恒大电子科技有限公司 | 一种高效分离尾气杂质装置 |
| CN114471086A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种高湿水溶性废气回收处理方法及其控制系统 |
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