本发明公开了一种防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，包括前置组件、预处理组件及氨气吸收组件，氨气吸收组件包括膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一、吸收剂入口和吸收剂出口，所述膜组件设有进气口、出气口、进水口及出水口，预处理组件包括气液传质设备、碱性水罐、循环泵二及换热器二。混合气进入氨气回收膜组件之前先经过气液传质设备，以吸收与水或碱接触生成堵塞膜组件的微溶于水或难溶于水物质的气体杂质，再经过换热器换热升温变成未饱和的湿混合气，以防止饱和或过饱和的湿混合气在氨气回收膜组件在气侧气孔凝结造成膜透水，最后再经过氨气回收膜组件。本发明能有效避免膜组件堵塞，大大延长了氨气回收膜组件的使用寿命。
1.防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，包括前置组件和氨气吸收组件，所述氨气吸收组件包括膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一、吸收剂入口和吸收剂出口，所述膜组件设有进气口、出气口、进水口及出水口，所述氨水储罐、循环泵一及膜组件的进水口依次相连，换热器一设于氨水储罐、循环泵一、膜组件间的任一管道上，其特征在于：该装置还包括设于前置组件与氨气吸收组件之间的预处理组件，所述预处理组件包括气液传质设备、碱性水罐、循环泵二及换热器二，所述气液传质设备包括混合气进口、混合气出口、碱性水进口及碱性水出口，所述碱性水进口、碱性水罐、循环泵二及碱性水出口顺次连接，所述换热器二内流通有热水或高温蒸汽，混合气进口与前置组件连接，混合气出口与所述换热器二进口连接，所述换热器二出口与膜组件进气口连接。
2.如权利要求1所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：所述前置组件包括氨气收集管道相连的风机、过滤装置、换热器三，所述风机、过滤装置、换热器三之间的连接顺序任意组合。
3.如权利要求1所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：所述气液传质设备为喷淋填料塔或板式塔。
4.如权利要求1所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：所述氨气吸收组件至少二级，第一级膜组件的进气口与前置组件相连，每一级的膜组件的出气口与下一级膜组件的进气口依次串联，最后一级膜组件的出气口直接排放，每一级的氨气吸收组件的吸收剂入口与上一级的氨气吸收组件的吸收剂出口通过吸收剂管道相连，最后一级的氨气吸收组件的吸收剂入口与最后一级的氨水储罐相连。
5.如权利要求4所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：每一级氨气吸收组件中吸收剂出口设于每一级氨气吸收组件的膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一中任一设备后的管道上。
6.如权利要求4所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：每一级氨气吸收组件中吸收剂入口设于氨水储罐上或循环泵一、膜组件、换热器一中任一设备后的管道上。
7.如权利要求4所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：所述的氨气吸收组件为三级，且第二级膜组件出水口设有一回流管道与氨水储罐连接。
8.如权利要求4所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，其特征在于：每一级氨气吸收组件中的膜组件个数与下一级氨气吸收组件的膜组件个数之比为任意比例。
9.防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的方法，其特征在于：采用权利要求
1-8任一所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，还包括如下步骤：
（1）氨气收集管道中的混合气体先经前置组件处理以去除固体杂质；（2）由前置组件出来的气体进入预处理组件，由气液传质设备的吸收液吸收并变成湿混合气体，再经过换热器二升温变成未饱和的湿混合气体；（3）未饱和的湿混合气体依次进入各级氨气吸收组件中的膜组件中处理，吸收剂在各级氨气吸收组件的膜组件中吸收氨气，并最终回流至本级氨水储罐或流至上一级氨气吸收组件，尾气最终于最后一级氨气吸收组件中的膜组件出气口排放。
10.如权利要求9所述的防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的方法，其特征在于：所述气液传质设备的吸收液为碱性水。
防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置及方
法
技术领域
[0001] 本发明涉及氨气处理领域，具体地说是指一种防止MOCVD生产氮化镓的氮气回收膜组件堵塞的装置及方法。
背景技术
[0002] 超纯氨是太阳能电池、LED发光二极管、半导体工业中重要的电子气体。特别是在MOCVD设备上，氨同三甲基镓作用在蓝宝石上通过气相生长形成氮化镓发光二极管即LED。目前，我国用于制造LED发光二极管MOCVD炉已达上千台，每台MOCVD每天使用超纯氨40kg，几乎全部需要排出。而国家排污标准是废水中氨氮含量只能在25mg/L。目前，较为高效、节能、环保的氨气回收工艺是采用膜法氨气回收法，它可以节省大量人力和成本，回收效率高，且能将氨气转化为工业生产可用的氨水，解决了各企业在氨气排放的一大难题，又可为企业带来一定的经济效益。
[0003] 但是， 在MOCVD生产LED中，利用膜法氨气处理回收时，长时间使用后膜组件容易堵塞。而造成其堵塞的原因如下：由于MOCVD工艺原因，制造过程中的废气除了大量的氮气、氢气、氨气，还有少量或微量其它气体或成分：硅烷气（甲硅烷或乙硅烷）、三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝、三甲基镁等。这些杂质在有水相或碱性水相存在下发生如下列举的反应：
[0004] SiH4＋4H2O→SiO2•2H2O＋H2；
[0005] （CH3）3Ga＋3H2O→Ga（OH）3＋3CH4；
[0006] （CH3）2Mg＋2H2O→Mg（OH）2＋2CH4；
[0007] （CH3）3Al＋3H2O→Al（OH）3＋3CH4；
[0008] （CH3）3ln＋3H2O→ln（OH）3＋3CH4；
[0009] 反应后的产物因微溶于水或难溶于水，容易造成膜组件的堵塞。为此，我们提供一种防止上述膜组件堵塞的装置及方法。
发明内容
[0010] 本发明提供了一种防止MOCVD生产氮化镓的氮气回收膜组件堵塞的装置及方法，其目的在于克服现有MOCVD生产氮化镓的氮气回收膜组件在长时间使用后容易堵塞等缺点。
[0011] 本发明采用如下技术方案：
[0012] 防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，包括前置组件和氨气吸收组件，所述氨气吸收组件包括膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一、吸收剂入口和吸收剂出口，所述膜组件设有进气口、出气口、进水口及出水口，所述氨水储罐、循环泵一及膜组件的进水口依次相连，换热器一设于氨水储罐、循环泵一、膜组件间的任一管道上，该装置还包括设于前置组件与氨气吸收组件之间的预处理组件，所述预处理组件包括气液传质设备、碱性水罐、循环泵二及换热器二，所述气液传质设备包括混合气进口、混合气出口、碱性水进口及碱性水出口，所述碱性水进口、碱性水罐、循环泵二及碱性水出口顺次连接，所述换热器二内流通有热水或高温蒸汽，混合气进口与前置组件连接，混合气出口与所述换热器二进口连接，所述换热器二出口与膜组件进气口连接。
[0013] 进一步地，所述前置组件包括氨气收集管道相连的风机、过滤装置、换热器三，所述风机、过滤装置、换热器三之间的连接顺序任意组合。
[0014] 进一步地，所述气液传质设备为喷淋填料塔或板式塔。
[0015] 进一步地，所述氨气吸收组件至少二级，第一级膜组件的进气口与前置组件相连，每一级的膜组件的出气口与下一级膜组件的进气口依次串联，最后一级膜组件的出气口直接排放，每一级的氨气吸收组件的吸收剂入口与上一级的氨气吸收组件的吸收剂出口通过吸收剂管道相连，最后一级的氨气吸收组件的吸收剂入口与最后一级的氨水储罐相连。
[0016] 进一步地，每一级氨气吸收组件中吸收剂出口设于每一级氨气吸收组件的膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一中任一设备后的管道上。
[0017] 进一步地，每一级氨气吸收组件中吸收剂入口设于氨水储罐上或循环泵一、膜组件、换热器一中任一设备后的管道上。
[0018] 优选地，所述的氨气吸收组件为三级，且第二级膜组件出口设有一回流管道与氨水储罐连接。
[0019] 每一级氨气吸收组件中的膜组件个数与下一级氨气吸收组件的膜组件个数之比为任意比例。
[0020] 本发明还包括防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的方法，采用防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，包括如下步骤：（1）氨气收集管道中的混合气体先经前置组件处理以去除固体杂质；（2）由前置组件出来的气体进入预处理组件，由气液传质设备的吸收液吸收并变成湿混合气体，再经过换热器二升温变成未饱和的湿混合气体；（3）未饱和的湿混合气体依次进入各级氨气吸收组件中的膜组件中处理，吸收剂在各级氨气吸收组件的膜组件中吸收氨气，并最终由回流至本级氨水储罐或流至上一级氨气吸收组件，尾气最终于最后一级氨气吸收组件中的膜组件出气口排放。
[0021] 进一步地，所述气液传质设备的吸收液为碱性水。
[0022] 由上述对本发明的描述可知，本发明的优点在于：本发明在前置组件及氨气吸收组件之间增设了预处理组件，混合气进入氨气回收膜组件之前先经过气液传质设备，以吸收与水或碱接触生成堵塞膜组件的微溶于水或难溶于水物质的气体杂质（如硅烷气、三甲基镓、三甲基铟等），从气液传质设备出来的湿混合气（已去除气体杂质）经过换热器换热升温变成未饱和的湿混合气，以防止饱和或过饱和的湿混合气在氨气回收膜组件在气侧气孔凝结造成膜透水，最后再经过氨气回收膜组件。本发明能有效避免膜组件堵塞，大大延长了氨气回收膜组件的使用寿命。
附图说明
[0023] 图1为本发明实施例1的结构示意图；
[0024] 图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
[0025] 下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
[0026] 实施例1
[0027] 参照图1，防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置，包括与氨气收集管道相连的前置组件、预处理组件及一级氨气吸收组件，前置组件包括依次相连的风机1、过滤装置2、换热器三3。预处理组件包括板式塔4、碱性水罐5、循环泵二6及换热器二7，板式塔4包括混合气进口41、混合气出口42、碱性水进口43及碱性水出口44，碱性水进口43、碱性水罐5、循环泵二6及碱性水出口44顺次连接，混合气进口41与换热器三3的出口连接，混合气出口与换热器二7进口连接，换热器二7下部一端热水进，另一端热水出。一级氨气吸收组件包括膜组件8、氨水储罐9、换热器一10、循环泵一11，氨水储罐9上设有一吸收剂入口91，膜组件8设有进气口、出气口、进水口及出水口，换热器二7出口与膜组件8进气口连接。氨水储罐9、循环泵一11及膜组件8的进水口依次相连，换热器一10设于循环泵一11和膜组件8之间的管道上。
[0028] 实施例2
[0029] 参照图2，本实施例与实施例1的最主要区别在于：本实施例采用的是三级氨气吸收组件。三级氨气吸收组件中第一级氨气吸收组件、第二级氨气吸收组件中的膜元件为并联的两组膜元件组成，每一级的氨气吸收组件包括膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一，膜组件包括进气口、出气口、出水口、进水口，氨水储罐、循环泵一、换热器一进水口依次相连，且第一级膜组件12的进气口与换热器一15相连，第一级膜组件12的出气口与第二级膜组件13的进气口依次串联、第二级膜组件13的出气口与第三级膜组件14的进气口串联，第一级氨水储罐16与第二级膜组件13出水口、第二级氨水储罐17与第三级膜组件14的出水口相连，第三级膜组件14的出气口直接排放，第三级氨水储罐18连接有一吸收剂入口19；第一级膜组件12出水口通过第一回流管道20与第一级氨水储罐16相连，第二级膜元件13出水口通过第二回流管道21与第二级氨水储罐17连接，使吸收剂回流至内部循环使用。
[0030] 根据需要，氨气吸收组件可以设置为二级、四级或更多级，如设置为四级；且第二级膜元件出口、第三级膜元件出口设有一回流管道与氨水储罐连接，使吸收剂回流至内部循环使用。或第二级膜元件出口设有一回流管道与氨水储罐连接，使吸收剂回流至内部循环使用。
[0031] 需要说明的是，板式塔还可以为其它气液传质设备，如喷淋填料塔。
[0032] 需要说明的是，换热器二7下部还可以是一端水蒸汽进，另一端冷凝水出。
[0033] 需要说明的是，吸收剂出口设于一级氨气吸收组件的膜组件、氨水储罐、换热器一、循环泵一中任一设备后的管道上；吸收剂入口设于氨水储罐上或循环泵一、膜组件、换热器一中任一设备后的管道上；每一级氨气吸收组件中的膜组件个数与下一级氨气吸收组件的膜组件个数之比为任意比例。
[0034] 需要说明的是，前置组件中风机、过滤装置、换热器三间的连接顺序根据需要可以任意组合，并不限于图1和图2中的顺序。
[0035] 需要说明的是，根据需要换热器一也可以设于氨水储罐、循环泵一、膜组件间的任一管道上，并不限于图1和图2中的顺序。
[0036] 采用本发明防止MOCVD生产氮化镓的氨气回收膜组件堵塞的装置的方法，包括如下步骤：（1）氨气收集管道中的混合气体先经前置组件处理以去除固体杂质；（2）由前置组件出来的气体进入预处理组件，由气液传质设备的吸收液吸收并变成湿混合气体，再经过换热器二升温变成未饱和的湿混合气体；（3）未饱和的湿混合气体依次进入各级氨气吸收组件中的膜组件中处理，吸收剂在各级氨气吸收组件的膜组件中吸收氨气，并最终由回流至本级氨水储罐或流至上一级氨气吸收组件，尾气最终于最后一级氨气吸收组件中的膜组件出气口排放。
[0037] 上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
