本发明专利技术涉及半导体制作技术，提供一种换热器，用于尾气处理，其包括尾气通道，所述尾气通道由若干条具有共同入口和出口的第一支管构成；填充有吸热流体的吸热通道，所述吸热通道包括与所述第一支管数量相当的第二支管，所述第一支管嵌套于所述第二支管内，用于所述吸热流体与尾气进行热交换。本发明专利技术还提供采用这种换热器组装的尾气回收系统。本发明专利技术不仅解决了MOCVD尾气对环境的污染问题，节省原材料消耗，降低成本，还能实现尾气零排放，促进半导体照明产品早日替代传统照明产品，实现绿色环保的目标。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气相沉积技术，尤其是对金属有机化学气相沉积设备的尾气回收系统结构。
技术介绍
半导体照明是一个飞速发展的产业。在这个产业中，生产型金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统是生产半导体照明用发光二级管(LED)必需的关键设备。产业大发展促使MOCVD的数量迅速增加。目前，我国拥有的MOCVD设备已经超过500台。生产蓝光、绿光LED用的MOCVD设备会产生含有氨气(NH3)、氮气(N2)和氢气(H2)的大量尾气，MOCVD的尾气处理是一个亟待解决的问题。 随着环境保护的要求和意识的提高，原有的水洗式尾气处理设备因为达不到排放指标，已经基本被淘汰。新的尾气处理设备是采用等离子体燃烧的技术，通过燃烧的方法把IIIa族氮化物用的MOCVD所产生的含大量NH3的尾气转化成水、N2等无污染的气体进行排放。这种燃烧式尾气处理器虽然在一定程度上解决了水洗式处理器的问题，但是它把大量的高纯NH3、H2、N2等都作为废气进行燃烧，不仅在燃烧处理过程中要消耗大量的电力，还造成了浪费，因为高纯NH3、H2、N2等气体，尤其是高纯NH3的价格很高。在MOCVD设备中的NH3实际利用率甚至低于20%，因此传统的处理方法把大量的NH3作为废气处理掉了，造成了极大的浪费。在LED生产过程中会用到大量的氮气。氮气一般采用液氮气化的方式来供应，因LED工厂都备有液氮储罐以及液氮气化用的汽化器等设备。液氮在气化过程中会吸收大量的热。目前而言，液氮气化吸收的热量主要是来源于周围的空气，况且包括液氮储罐和汽化器的液氮站都建在室外，所以液氮在气化过程中能够提供的冷却能力没有得到充分利用，也造成了大的浪费。此外，用MOCVD生产LED的过程中会产生大量的热，需要专门的冷却系统为MOCVD设备提供适当温度的冷却水，造成了很大的电力消耗。综上所述，提供一种尾气回收系统，能充分回收利用上述各种能源是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种换热器以及采用这种换热器组装的尾气回收系统，能高效处理和回收尾气，并使之循环再用。这种换热器，包括:尾气通道，所述尾气通道由若干条具有共同入口和出口的第一支管构成；填充有吸热流体的吸热通道，所述吸热通道包括与所述第一支管数量相当的第二支管，所述第一支管嵌套于所述第二支管内，用于所述吸热流体与尾气进行热交换。优选地，所述第二支管的横截面与所述第一支管的横截面为同心圆。优选地，还包括完全包覆于所述吸热通道外的保温通道，所述保温通道填充有保温流体。优选地，所述尾气通道内的尾气流动方向与所述吸热通道内的吸热流体流动方向相逆。本专利技术还提供一种采用上述换热器组装的尾气回收系统，用于处理金属有机化学气相沉积设备由其尾气管排放的尾气，包括与所述尾气管连接的第一换热组，所述第一换热组由多个第一换热器串联组成；每个第一换热器设有配套的流体收集罐；所述第一换热器包括:用于尾气输送的尾气通道，所述尾气通道由若干条具有共同入口和出口的第一支管构成；所述出口一方面用于与所述入口配合使两相邻尾气通道形成首尾相接并输送尾气，另一方面用于与所述流体收集罐连接，用于输送和收集液化后的流体；容纳有吸热流体的吸热通道，其包括与所述第一支管数量相当的第二支管，所述第一支管嵌套于所述第二支管内，用于所述尾气及吸热流体之间的热传递。优选地，所述第二支管的横截面与所述第一支管的横截面为同心圆。优选地，所述尾气 的流动方向与所述吸热流体的流动方向相逆。优选地,所述吸热通道包括用于吸热流体流通的入口和出口，所述入口一方面用于与所述出口配合使两相邻吸热通道之间形成首尾相接，另一方面用于与吸热流体输出管连接，进行吸热流体的补给。优选地，所述第一换热器还包括包覆于所述吸热通道和尾气通道外的保温通道；保温通道还包括入口和出口，用于两相邻的保温通道之间形成首尾相接以及保温流体的流通。优选地，所述保温通道连接有温控装置，用于保证所述保温流体的工作温度范围为-100 100。。。优选地，所述第一换热组末端连接一检测装置，用于检测从所述第一换热组末端输出的气体成分。优选地，所述第一换热组始端与尾气管之间设有第一压缩装置，其包括压缩机及与所述压缩机配套连接的阀门和压力表。优选地，所述第一换热组末端设置有第一缓冲装置与所述吸热通道出口连接，用于所述吸热流体的回收再利用；所述第一缓冲装置包括压力缓冲罐及与其配套连接的压力表、阀门。优选地，所述检测装置出口连接有气体分离器，用于分离氮气和氢气。优选地，所述检测装置与所述气体分离器之间还设有第二压缩装置，其包括压缩机及与所述压缩机配套连接的阀门和压力表。优选地,这套尾气回收系统还包括:第二缓冲装置，其包括压力缓冲罐及与其配套连接的压力表、阀门；以及第二换热组，其至少包括一个与所述第一换热器结构相同的第二换热器；所述第二换热器的尾气通道入口、出口分别与所述第一压缩装置出口、所述第一换热组始端的尾气通道入口对应连接；所述第二换热器的吸热通道入口、出口分别与所述流体收集罐的出口、第二缓冲装置入口连接。优选地，所述第二换热组与第二缓冲装置之间还串联有第三换热组，所述第三换热组至少包括一个与所述第一换热器结构相同的第三换热器；所述第二换热器的的吸热通道入口、出口分别与所述第二换热器的吸热通道出口、第二缓冲装置入口连接；所述第三换热器的尾气通道入口与保温流体输出端连接，用于保温流体的流通。优选地，所述流体收集罐与所述第一换热器的尾气通道出口之间还设有阀门。优选地，所述气体分离器为钯膜分离器。本专利技术与现有技术相比，有益效果体现在:1、本专利技术利用高纯气体工业常用的成熟的物理过程和技术，结合MOCVD设备的特点和要求，可以在实现富含高纯氨气、氢气和氮气的尾气的回收和再利用同时，充分利用MOCVD系统产生的热量和液氮冷却能力，起到节能降耗的作用。实现了高纯氨气、氢气和氮气的尾气的分离、回收再利用，降低环境污染的同时，也降低了原材料和能源的消耗。2、利用了 MOCVD运行过程中产生的较高温的冷却水，作为保温流体进入尾气回收系统中，把热量传递给吸热流体而得到重新冷却后流回MOCVD系统中给MOCVD降温既保证了氨气液化或液氮气化工艺所需的温度条件连续可控，也免去了 MOCVD外设的专用冷却系统的部分成本，更降低了电力消耗。3、尾气分离到回收再利用，整个过程可以密闭循环，减小了传统尾气排放方式所存在的爆燃的危险。4、实现了 MOCVD系统的零排放，降低了 MOCVD系统正常运转所需的尾气排放需求，也降低了尾气排放所需的排风系统的配置需求，进而节省MOCVD的配套设施成本和运营成本。本专利技术可以 在蓝绿光LED行业广泛应用，不仅解决了 MOCVD尾气对环境的污染问题，节省LED生产商的原材料消耗，实现“零排放”，降低成本，提高竞争力，还促进半导体照明产品早日替代传统照明产品，实现绿色环保的目标。附图说明图1为本专利技术实施例1尾气回收系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例1第一换热器的结构示意图。图3为本专利技术实施例2第一换热器的结构示意图。图4为本专利技术实施例2尾气回收系统的结构示意图。图5为本专利技术实施例3尾气回收系统的结构示意图。图6为本专利技术实施例4尾气回收系统的结构示意图。图7为本专利技术实施例5尾气回收系统的结构示意图。图8为本专利技术实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种换热器，其特征在于，包括：尾气通道，所述尾气通道由若干条具有共同入口和出口的第一支管构成；填充有吸热流体的吸热通道，所述吸热通道包括与所述第一支管数量相当的第二支管，所述第一支管嵌套于所述第二支管内，用于所述吸热流体与尾气进行热交换。
【技术特征摘要】
1.一种换热器,其特征在于,包括: 尾气通道，所述尾气通道由若干条具有共同入口和出口的第一支管构成； 填充有吸热流体的吸热通道，所述吸热通道包括与所述第一支管数量相当的第二支管，所述第一支管嵌套于所述第二支管内，用于所述吸热流体与尾气进行热交换。2.根据权利要求1所述换热器，其特征在于，所述第二支管的横截面与所述第一支管的横截面为同心圆。3.根据权利要求1所述换热器，其特征在于，还包括完全包覆于所述吸热通道外的保温通道，所述保温通道填充有保温流体。4.根据权利要求1所述换热器，其特征在于，所述尾气通道内的尾气流动方向与所述吸热通道内的吸热流体流动方向相逆。5.一种尾气回收系统，用于处理金属有机化学气相沉积设备经其尾气管所排出的尾气，其特征在于，包括与所述尾气管连接的第一换热组，所述第一换热组由多个第一换热器串联组成；每个第一换热器设有配套的流体收集罐；所述第一换热器包括: 用于尾气输送的尾气通道，所述尾气通道由若干条具有共同入口和出口的第一支管构成；所述出口一方面用于与所述入口配合使两相邻尾气通道形成首尾相接并输送尾气，另一方面用于与所述流体收集罐连接，用于输送和收集尾气液化后的流体； 容纳有吸热流体的吸热通道，其包括与所述第一支管数量相当的第二支管，所述第一支管嵌套于所述第二支管内，用于所述尾气及吸热流体之间的热传递。6.根据权利要求5所述的尾气回收系统，其特征在于，所述第二支管的横截面与所述第一支管的横截面为同心圆。7.根据权利要求5或6所述的尾气回收系统，其特征在于，所述尾气的流动方向与所述吸热流体的流动方向相逆。8.根据权利要求5或6所述的尾气回收系统，其特征在于，所述吸热通道包括用于吸热流体流通的入口和出口，所述入口一方面用于与所述出口配合使两相邻吸热通道之间形成首尾相接，另一方面用于与吸热流体输出管连接，进行吸热流体的补给。9.根据权利要求5所述的尾气回收系统，其特征在于，所述第一换热器还包括包覆于所述吸热通道和尾气通道外的保温通道；保温通道还包括入口和出口，用于两相邻的保温通道之间形成首尾相接以及保温流体的流通。10.根据权利要求9所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建军，周礼誉，张永红，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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