CN210845584U - 一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其包括电气控制系统、供气系统、化学气相沉积炉、收尘系统、过滤器、真空泵、油雾分离器、低温冷凝回收装置和尾气处理系统。本实用新型的化学气相沉积尾气在线回收处理装置设有对尾气进行粉尘过滤的收尘系统和过滤器，一方面可对真空泵起到保护作用，另一方面可去除尾气中的粉尘，降低后续处理的负荷，提高冷却回收气体的洁净度；还设有对尾气进行冷凝回收的低温冷凝回收装置，可在线回收工艺气体，回收率高达90％以上，大大降低了尾气处理系统的处理量和负荷，减少资源浪费，降低了产品的生产成本。

Description

一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业尾气处理设备，尤其涉及一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置。

背景技术

化学气相沉积法是采用气体物质，在真空、高温下发生化学反应，沉积到固体衬体上生成产品的方法，目前被广泛应用到红外领域如硒化锌、硫化锌、碳化硅等的生产。这些产品的生产过程都有一个共同的特点，就是生产过程中一般会使用有毒的工艺气体，如：硒化氢、硫化氢、甲基三氯硅烷等。由于受到化学沉积工艺本身特点所限，采用化学气相沉积法生产的产品，其工艺气体的利用率一般比较低，会有较多的未反应气体进入到尾气中。如若不对尾气进行特殊的处理，一方面会增加尾气排放处理的负荷，另外一方面会增加产品的生产成本，同时造成巨大的资源浪费。

因此针对上述问题，本实用新型提出了一种在线回收化学气相沉积工艺尾气中的工艺气体的装置，以对未完全反应的工艺气体进行回收利用，一方面可降低尾气排放处理的负荷，另一方面可降低产品的生产成本。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种低温冷凝回收装置，其包括收集罐和冷却夹套，所述收集罐用于对化学气相沉积的工艺尾气进行冷凝收集，所述冷却夹套用于为所述收集罐提供冷却环境，所述冷却夹套套设于所述收集罐的外部，所述冷却夹套内流通冷却介质，所述收集罐上设有进气管和排气管。

优选地，所述进气管的一端插入所述收集罐内，并延伸至所述收集罐的底部；所述排气管设于所述收集罐的顶部。

优选地，所述收集罐的材质为304不锈钢，所述收集罐的作用是将冷却下来的气体进行收集；气体从插底的所述进气管进入到所述收集罐内进行冷却，而未冷却的气体从所述排气管进入到所述尾气处理系统中进行下步处理。所述冷却夹套的作用是提供冷却介质的通道，从而为所述收集罐提供冷却环境，将气态的工艺气体冷却为液态。冷却介质可采用酒精、液氮等具有冷却作用的冷却剂。还可采用深冷机组，将冷却介质通入所述冷却夹套内。

优选地，所述收集罐的顶部还设有安全阀。

本实用新型还提供了一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其包含本实用新型所述的低温冷凝回收装置。

本实用新型还提供了一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其包括电气控制系统、供气系统、化学气相沉积炉和低温冷凝回收装置；所述供气系统通过所述电气控制系统向所述化学气相沉积炉供给工艺气体；所述低温冷凝回收装置对所述化学气相沉积炉排出的工艺尾气进行冷凝回收；所述低温冷凝回收装置为本实用新型所述的低温冷凝回收装置。

所述电气控制系统用于整个化学气相沉积工艺生产线的仪器、仪表和连锁的控制，采用现有的电气控制系统即可。所述供气系统用于化学气相沉积法生产过程中所需工艺气体的供给，采用现有的供气系统即可。生产时，所述供气系统通过所述电气控制系统向所述化学气相沉积炉供给工艺气体。

优选地，所述化学气相沉积尾气在线回收处理装置还包括收尘系统，所述收尘系统设于所述化学气相沉积炉和所述低温冷凝回收装置之间，所述收尘系统的进气口与所述化学气相沉积炉连接，以对所述化学气相沉积炉排出的工艺尾气进行粉尘过滤。

所述收尘系统采用现有的具有粉尘过滤功效的收尘装置，还可采用中国专利201310408002.X公开的收尘装置、中国专利201610102763.6公开的收尘装置、中国专利201610102765.5公开的收尘装置或中国专利2016212648471公开的化学气相沉积炉的粉尘收集装置。

优选地，所述化学气相沉积尾气在线回收处理装置还包括过滤器和真空泵，所述过滤器和所述真空泵依次设于所述收尘系统和所述低温冷凝回收装置之间，所述过滤器的进气端与所述收尘系统的排气口连接，以对所述收尘系统排出的工艺尾气进行二次粉尘过滤，保护真空泵；所述真空泵的进气口与所述过滤器的排气端连接。

优选地，所述化学气相沉积尾气在线回收处理装置还包括油雾分离器，所述油雾分离器设于所述真空泵和所述低温冷凝回收装置之间，所述油雾分离器的进气口与所述真空泵的排气口连接，以对所述真空泵排出的工艺尾气进行泵油和气体的分离；所述油雾分离器的排油口与所述真空泵连接，以将分离的泵油回流至所述真空泵中；所述油雾分离器的排气口与所述低温冷凝回收装置的进气管连接，以将分离的气体进行冷凝回收。

优选地，所述化学气相沉积尾气在线回收处理装置还包括尾气处理系统，所述尾气处理系统的进气口与所述低温冷凝回收装置的排气管连接，以对所述低温冷凝回收装置排出的气体进行净化处理，所述尾气处理系统的排气口与大气连通。

优选地，所述尾气处理系统包括喷淋塔、循环水箱和风机；所述循环水箱通过循环泵向所述喷淋塔供给喷淋液，所述喷淋塔的下部设有进气口，所述喷淋塔的顶部设有与所述风机连接的排气口。未冷却的气体从塔底的进气口进入喷淋塔内，与塔顶喷落的喷淋液逆向接触，经净化处理的气体从塔顶排出，进而通过风机排向大气。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的化学气相沉积尾气在线回收处理装置设有对尾气进行粉尘过滤的收尘系统和过滤器，一方面可对真空泵起到保护作用，另一方面可去除尾气中的粉尘，降低后续处理的负荷，提高冷却回收气体的洁净度；还设有对尾气进行冷凝回收的低温冷凝回收装置，可在线回收工艺气体，回收率高达90％以上，大大降低了尾气处理系统的处理量和负荷，减少资源浪费，降低了产品的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型所述化学气相沉积尾气在线回收处理装置的结构示意图。

图中，电气控制系统1、供气系统2、化学气相沉积炉3、收尘系统4、过滤器5、真空泵6、油雾分离器7、低温冷凝回收装置8、尾气处理系统9、收集罐10、冷却夹套11、进气管12、排气管13、安全阀14、喷淋塔15、循环水箱16、风机17。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图及实施例作进一步说明。应理解，实施例仅用于说明本实用新型的技术效果，而非用于限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例的化学气相沉积尾气在线回收处理装置包括电气控制系统1、供气系统2、化学气相沉积炉3、收尘系统4、过滤器5、真空泵6、油雾分离器7、低温冷凝回收装置8和尾气处理系统9。

生产时，供气系统2通过电气控制系统1向化学气相沉积炉3供给工艺气体。而收尘系统4的进气口与化学气相沉积炉3连接，以对化学气相沉积炉3排出的工艺尾气进行粉尘过滤。过滤器5的进气端与收尘系统4的排气口连接，以对收尘系统4排出的工艺尾气进行二次粉尘过滤，保护真空泵6。真空泵6的进气口与过滤器5的排气端连接。油雾分离器7的进气口与真空泵6的排气口连接，以对真空泵6排出的工艺尾气进行油气分离。油雾分离器7的排油口与真空泵6连接，以将分离的泵油回流至真空泵6中，对泵油进行回收利用。油雾分离器7的排气口与低温冷凝回收装置8的进气管12连接，以将分离的气体进行冷凝回收。尾气处理系统9的进气口与低温冷凝回收装置8的排气管13连接，以对低温冷凝回收装置8排出的气体进行净化处理；尾气处理系统9的排气口与大气连通。

具体地，低温冷凝回收装置8包括收集罐10和冷却夹套11。冷却夹套11套设于收集罐10的外部，冷却夹套11内流通冷却介质。进气管12的一端插入收集罐10内，并延伸至收集罐10的底部；排气管13设于收集罐10的顶部。收集罐10的顶部还设有安全阀14。

收集罐10的材质为304不锈钢，收集罐10的作用是将冷却下来的气体进行收集。气体从插底的进气管12进入到收集罐10内进行冷却，而未冷却的气体从排气管13进入到尾气处理系统9中进行下步处理。冷却夹套11的作用是提供冷却介质的通道，从而为收集罐10提供冷却环境，将气态的工艺气体冷却为液态。冷却介质可采用酒精、液氮等具有冷却作用的冷却剂。还可采用深冷机组，将冷却介质通入冷却夹套11内。

具体地，尾气处理系统9包括喷淋塔15、循环水箱16和风机17。循环水箱16通过循环泵向喷淋塔15供给喷淋液，喷淋塔15的下部设有进气口，喷淋塔15的顶部设有与风机17连接的排气口。未冷却的气体从塔底的进气口进入喷淋塔内，与塔顶喷落的喷淋液逆向接触，经净化处理的气体从塔顶排出，进而通过风机排向大气。

工作原理：工艺气体通过电气控制系统1进入到化学气相沉积炉3进行反应，工艺气体、副产物和携带气体形成工艺尾气。工艺尾气先经过收尘系统4进行粉尘过滤，然后经过真空泵6前端的过滤器5进行二次粉尘过滤，再通过真空泵6进入到油雾分离器7进行油和气体的分离，分离出来的泵油回流到真空泵6中再利用，气体则进入到低温冷凝回收装置8中进行冷却回收，最后经过低温冷凝回收装置8处理的气体进入到尾气处理系统9进行处理。经低温冷凝回收装置8处理后，尾气中大概有90％-98％(体积分数)的有毒气体(工艺气体)被回收，大大降低了尾气处理系统的处理量。

案例1：化学气相沉积法生产硒化锌

工艺气体硒化氢、携带气体氩气通过电气控制系统进入到化学气相沉积炉与锌蒸气进行反应，生成硒化锌，未反应完的硒化氢气体以及副产物氢气和携带气体氩气一起经过收尘系统进行粉尘过滤，然后经过真空泵前端的过滤器，再通过真空泵进入到油雾分离器，将油和混合气体进行分离，泵油回用到真空泵中，混合气体则进入到低温冷凝回收装置，冷却夹套中的冷却剂采用-60℃的酒精。低温冷凝回收装置将混合气体中的硒化氢气体进行冷凝回收，经过冷凝回收处理的气体进入到尾气处理系统中进行处理。经过此方法处理，尾气中大概95％的硒化氢被冷凝回收。

案例2：化学气相沉积法生产硫化锌

工艺气体硫化氢、携带气体氩气通过电气控制系统进入到化学气相沉积炉与锌蒸气进行反应，生成硫化锌，未反应完的硫化氢气体以及副产物氢气和携带气体氩气一起经过收尘系统进行粉尘过滤，然后经过真空泵前端的过滤器，再通过真空泵进入到油雾分离器，将油和混合气体进行分离，泵油回用到真空泵中，混合气体则进入到低温冷凝回收装置，采用深冷机向冷却夹套中通入冷却介质，将混合气体中的硫化氢气体进行冷凝回收。经过冷凝回收处理的气体进入到尾气处理系统中进行处理。经过此方法处理，尾气中大概98％的硫化氢被冷凝回收。

案例3：化学气相沉积法生产碳化硅

工艺气体甲基三氯硅烷(MTS)、携带气体氮气、氢气通过电气控制系统进入到化学气相沉积炉进行反应，生成碳化硅，未反应完的MTS气体以及副产物氢气和携带气体氮气一起经过收尘系统进行粉尘过滤，然后经过真空泵前端的过滤器，再通过真空泵进入到油雾分离器，将油和混合气体进行分离，泵油回用到真空泵中，混合气体则进入到低温冷凝回收装置，冷却夹套中的冷却剂采用液氮。低温冷凝回收装置将混合气体中的MTS气体进行回收，经过冷凝回收处理的气体进入到尾气处理系统中进行处理。经过此方法处理，尾气中大概96％的MTS被冷凝回收。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，包括电气控制系统、供气系统、化学气相沉积炉和低温冷凝回收装置；所述供气系统通过所述电气控制系统向所述化学气相沉积炉供给工艺气体；所述低温冷凝回收装置对所述化学气相沉积炉排出的工艺尾气进行冷凝回收；所述低温冷凝回收装置包括收集罐和冷却夹套，所述收集罐用于对化学气相沉积的工艺尾气进行冷凝收集，所述冷却夹套用于为所述收集罐提供冷却环境，所述冷却夹套套设于所述收集罐的外部，所述冷却夹套内流通冷却介质，所述收集罐上设有进气管和排气管。

2.如权利要求1所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，所述进气管的一端插入所述收集罐内，并延伸至所述收集罐的底部；所述排气管设于所述收集罐的顶部。

3.如权利要求1所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，所述收集罐的顶部还设有安全阀。

4.如权利要求1所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，还包括收尘系统，所述收尘系统设于所述化学气相沉积炉和所述低温冷凝回收装置之间，所述收尘系统的进气口与所述化学气相沉积炉连接，以对所述化学气相沉积炉排出的工艺尾气进行粉尘过滤。

5.如权利要求4所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，还包括过滤器和真空泵，所述过滤器和所述真空泵依次设于所述收尘系统和所述低温冷凝回收装置之间，所述过滤器的进气端与所述收尘系统的排气口连接，以对所述收尘系统排出的工艺尾气进行二次粉尘过滤；所述真空泵的进气口与所述过滤器的排气端连接。

6.如权利要求5所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，还包括油雾分离器，所述油雾分离器设于所述真空泵和所述低温冷凝回收装置之间，所述油雾分离器的进气口与所述真空泵的排气口连接，以对所述真空泵排出的工艺尾气进行泵油和气体的分离；所述油雾分离器的排油口与所述真空泵连接，以将分离的泵油回流至所述真空泵中；所述油雾分离器的排气口与所述低温冷凝回收装置的进气管连接，以将分离的气体进行冷凝回收。

7.如权利要求6所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，还包括尾气处理系统，所述尾气处理系统的进气口与所述低温冷凝回收装置的排气管连接，以对所述低温冷凝回收装置排出的气体进行净化处理。

8.如权利要求7所述的化学气相沉积尾气在线回收处理装置，其特征在于，所述尾气处理系统包括喷淋塔、循环水箱和风机；所述循环水箱通过循环泵向所述喷淋塔供给喷淋液，所述喷淋塔的下部设有进气口，所述喷淋塔的顶部设有与所述风机连接的排气口。

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