制备超净高纯氢氟酸的装置的制作方法

本实用新型涉及氢氟酸生产设备技术领域，更具体的，涉及制备超净高纯氢氟酸的装置。

背景技术：

电子工业中特别是微电子工业中需要不同种类的高纯物质，这些高纯物质也可以称为“电子化学品”，它主要用于制造半导体器件、印刷线路板以及封装等方面，包括硅片、砷化镓等基本半导体材料、高纯度化学试剂、光刻胶、高纯气体、封装材料等百多个品种，其中高纯化学试剂包括腐蚀剂、清洗剂等，根据其不同的用途有着不同的质量要求；氢氟酸就是高纯化学试剂中的一种，随着电子、信息、通讯行业的迅猛发展，对于氢氟酸试剂的纯度、杂质等的要求越来越高；现有技术中为制备满足要求的高纯度氢氟酸，往往经过多次的循环蒸馏来使得氢氟酸纯度更高，但是其制备效果仍有不足，另外其制备装置往往也需要用到很多的反应器皿来达到制备高纯度氢氟酸目的，这也提高了制备装置整体的复杂性，而且反应器皿之间往往都是固定放置的，难以进行调节，对于生产维护来说较为不方便。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出制备超净高纯氢氟酸的装置，通过添加高锰酸钾来氧化砷杂质从而使得制备的氢氟酸纯度更高，而且结合电子称实现较为精准的投料进一步提升提纯效果，另外本实用新型的提纯组件均通过伸缩杆进行固定安装，利用伸缩杆与竖直杆之间的滑动配合使得提纯组件的安装位置方便调节，使得整体安装方便，结构紧凑便于维护。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：包括底座、固定设置在所述底座上的安装框架和固定在所述安装框架上的制备组件，所述安装框架包括第一倒U形框和与所述第一倒U形框呈交叉垂直分布且相互固定连接的第二倒U 形框，所述第一倒U形框以及所述第二倒U形框的两端部均与底座固定连接，所述第一倒U形框与所述第二倒U形框之间形成方形容纳空间，所述方形容纳空间内设有支撑板，所述第一倒U形框与所述第二倒U形框上分别设有用于支撑所述支撑板的支撑块；

所述第一倒U形框包括两竖直杆和连接杆，两所述竖直杆与所述连接杆之间相互固定连接形成所述第一倒U形框，所述竖直杆上套设有若干伸缩杆，所述伸缩杆位于所述支撑板下方，所述伸缩杆包括第一轴段和与所述第一轴段伸缩配合的第二轴段，所述第一轴段一端上设有套接部，所述伸缩杆通过所述套接部套设在所述竖直杆上，所述竖直杆上设有若干呈竖直等距分布的通孔，所述套接部上设有与所述通孔对应的定位孔，所述套接部通过螺栓固定在所述竖直杆上，所述第一轴段的另一端面上设有供所述第二轴段一端插入的容置腔，所述第一轴段和第二轴段上均设有若干相互对应的插销孔，所述第一轴段和所述第二轴段通过插销固定连接，所述第二轴段另一端上固定设有用于夹持的夹爪部；

所述制备组件包括设置在所述支撑板上的原料供给组件、固定在所述伸缩杆上的提纯组件和设置在所述底座上的收集罐，所述原料供给组件包括液态氟化氢原料罐、高锰酸钾供料罐、高纯水储存罐、用于计量所述液态氟化氢原料罐的第一电子称、用于计量所述高锰酸钾供料罐的第二电子称和用于计量所述高纯水储存罐的第三电子称；

所述提纯组件包括预热罐、蒸馏罐、冷凝器、吸收罐、粗产品贮存罐和微滤器，所述预热罐外侧壁上套设有第一控温夹套，所述蒸馏罐外侧壁上套设有第二控温夹套，所述预热罐位于所述蒸馏罐上方，所述冷凝器位于所述预热罐斜下方且位于所述吸收罐上方，所述吸收罐位于所述粗产品贮存罐上方，所述粗产品贮存罐位于所述微滤器斜上方，所述微滤器位于所述收集罐斜上方，所述液态氟化氢原料罐外侧壁下端通过连接管与所述预热罐顶部连通，所述预热罐外侧壁下端通过所述连接管与所述蒸馏罐外侧壁上端连通，所述蒸馏罐顶部通过所述连接管以及所述冷凝器与所述吸收罐外侧壁上端连通，所述吸收罐外侧壁上端通过连接管与所述粗产品贮存罐连通，所述粗产品贮存罐外侧壁下端通过所述连接管以及所述微滤器与所述收集罐连通，所述高锰酸钾供料罐外侧壁下端通过连接管与所述蒸馏罐顶部连通，所述高纯水储存罐外侧壁下端通过连接管与所述吸收罐顶部连通，所述蒸馏罐底部设有排渣管。

可选地，还包括控制器，所述液态氟化氢原料罐输出端、所述高锰酸钾供料罐输出端以及所述高纯水储存罐输出端上分别设有第一控制阀、第二控制阀以及第三控制阀，所述排渣管上设有第四控制阀，所述第一电子称、所述第二电子称、所述第三电子称、所述第一控温夹套、所述第二控温夹套、所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀以及所述第四控制阀均与所述控制器电连接。

可选地，所述微滤器的微滤膜孔径为0.08μm～0.14μm。

可选地，所述夹爪部与所述提纯组件贴合的夹持面上固定设有防滑胶条。

可选地，所述底座的底部设有若干滚轮。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过添加高锰酸钾来氧化砷杂质从而使得制备的氢氟酸纯度更高，而且结合电子称实现较为精准的投料进一步提升提纯效果，另外本实用新型的提纯组件均通过伸缩杆进行固定安装，利用伸缩杆与竖直杆之间的滑动配合使得提纯组件的安装位置方便调节，使得整体安装方便，结构紧凑便于维护，而且通过伸缩杆也便于实现制备组件之间的竖直分布，从而实现原料与中间产物之间能够依靠重力实现自上而下的流动，从而避免泵的使用，节约能耗，减低成本。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的制备超净高纯氢氟酸的装置结构示意图。

图2是本实用新型具体实施方式提供的制备超净高纯氢氟酸的装置去掉制备组件后的俯视图。

图中：1、底座；11、滚轮；21、第一倒U形框；211、竖直杆；212、连接杆； 2111、通孔；22、第二倒U形框；3、伸缩杆；31、第一轴段；32、第二轴段； 310、定位孔；311、套接部；321、夹爪部；41、支撑板；42、支撑块；101、液态氟化氢原料罐；102、高锰酸钾供料罐；103、高纯水储存罐；104、第一电子称；105、第二电子称；106、第三电子称；201、预热罐；2011、第一控温夹套；202、蒸馏罐；2021、第二控温夹套；203、冷凝器；204、吸收罐；205、粗产品贮存罐；206、微滤器；207、收集罐；100、连接管；200、排渣管。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图1示例性地示出了本实用新型提供的制备超净高纯氢氟酸的装置，如图1 所示，包括底座1、固定设置在底座1上的安装框架和固定在安装框架上的制备组件，安装框架包括第一倒U形框21和与第一倒U形框21呈交叉垂直分布且相互固定连接的第二倒U形框22，第一倒U形框21以及第二倒U形框22的两端部均与底座1固定连接，第一倒U形框21与第二倒U形框22之间形成方形容纳空间，方形容纳空间内设有支撑板41，第一倒U形框21与第二倒U形框 22上分别设有用于支撑支撑板41的支撑块42；具体来说，第一倒U形框21与第二倒U形框22呈交叉垂直分布，相互之间形成支撑，使得安装框架结构稳定。

第一倒U形框21包括两竖直杆211和连接杆212，两竖直杆211与连接杆 212之间相互固定连接形成第一倒U形框21，竖直杆211上套设有若干伸缩杆3，伸缩杆3位于支撑板41下方，伸缩杆3包括第一轴段31和与第一轴段31伸缩配合的第二轴段32，第一轴段31一端上设有套接部311，伸缩杆3通过套接部 311套设在竖直杆211上，竖直杆211上设有若干呈竖直等距分布的通孔2111，套接部311上设有与通孔2111对应的定位孔310，套接部311通过螺栓固定在竖直杆211上，第一轴段31的另一端面上设有供第二轴段32一端插入的容置腔，第一轴段31和第二轴段32上均设有若干相互对应的插销孔，第一轴段31 和第二轴段32通过插销固定连接，第二轴段32另一端上固定设有用于夹持的夹爪部321；具体来说，伸缩杆3通过轴套部套设在竖直杆211上，并通过螺栓实现固定，通过定位孔310与对应通孔2111的配合实现上下调节，同理第二轴段32伸入第一轴段31内实现滑动伸缩配合，并通过销钉插入销钉孔内实现伸缩调节。

制备组件包括设置在支撑板41上的原料供给组件、固定在伸缩杆3上的提纯组件和设置在底座1上的收集罐207，原料供给组件包括液态氟化氢原料罐 101、高锰酸钾供料罐102、高纯水储存罐103、用于计量液态氟化氢原料罐101 的第一电子称104、用于计量高锰酸钾供料罐102的第二电子称105和用于计量高纯水储存罐103的第三电子称106；利用伸缩杆3来固定提纯组件，从而使得提纯组件的安装方便，而且调节便利，便于维护。

提纯组件包括预热罐201、蒸馏罐202、冷凝器203、吸收罐204、粗产品贮存罐205和微滤器206，预热罐201外侧壁上套设有第一控温夹套2011，蒸馏罐202外侧壁上套设有第二控温夹套2021，预热罐201位于蒸馏罐202上方，冷凝器203位于预热罐201斜下方且位于吸收罐204上方，吸收罐204位于粗产品贮存罐205上方，粗产品贮存罐205位于微滤器206斜上方，微滤器206 位于收集罐207斜上方，液态氟化氢原料罐101外侧壁下端通过连接管100与预热罐201顶部连通，预热罐201外侧壁下端通过连接管100与蒸馏罐202外侧壁上端连通，蒸馏罐202顶部通过连接管100以及冷凝器203与吸收罐204 外侧壁上端连通，吸收罐204外侧壁上端通过连接管100与粗产品贮存罐205 连通，粗产品贮存罐205外侧壁下端通过连接管100以及微滤器206与收集罐 207连通，高锰酸钾供料罐102外侧壁下端通过连接管100与蒸馏罐202顶部连通，高纯水储存罐103外侧壁下端通过连接管100与吸收罐204顶部连通，蒸馏罐202底部设有排渣管200；具体来说，本实用新型的工作原理是，依次通过伸缩杆3的夹爪部321来固定对应的提纯组件从而使得提纯组件之间能够呈自上而下的垂直分布，并使得原料以及产生的中间产物能够依靠重力实现由上而下的流动，从而节约能耗，原料从液态氟化氢原料罐101内流入预热罐201 内，经过预热后流入蒸馏罐202中，从而提高蒸馏的速率，在蒸馏的过程中同时加入高锰酸钾进入蒸馏罐202内，提高提纯的效果；蒸馏罐202蒸馏过程中产生的蒸汽经过冷凝器203冷凝重新形成液体后进入通有高纯水的吸收罐204 内制备氢氟酸，制备的氢氟酸进入粗产品贮存罐205内，并经过微滤器206实现超净过滤，最后进入收集罐207内进行收集，实现超净高纯度氢氟酸的制备。

总的来说，本实用新型通过添加高锰酸钾来氧化砷杂质从而使得制备的氢氟酸纯度更高，而且结合电子称实现较为精准的投料进一步提升提纯效果，另外本实用新型的提纯组件均通过伸缩杆3进行固定安装，利用伸缩杆3与竖直杆211之间的滑动配合使得提纯组件的安装位置方便调节，使得整体安装方便，结构紧凑便于维护，而且通过伸缩杆3也便于实现制备组件之间的竖直分布，从而实现原料与中间产物之间能够依靠重力实现自上而下的流动，从而避免泵的使用，节约能耗，减低成本。

可选地，还包括控制器(图中未示)，液态氟化氢原料罐101输出端、高锰酸钾供料罐102输出端以及高纯水储存罐103输出端上分别设有第一控制阀、第二控制阀以及第三控制阀，排渣管200上设有第四控制阀，第一电子称104、第二电子称105、第三电子称106、第一控温夹套2011、第二控温夹套2021、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀以及第四控制阀均与控制器电连接；具体来说，电子称计量产生的信号输送给控制器，当计量数达到设定的范围时，控制器控制相关的控制阀控制加料关闭，实现智能以及准确的加料调节，避免过量加料导致浪费，而且通过控制器可以实现整体智能化控制，减少人工操作，便于作业，本实用新型中的控制器可以是PLC控制板，其功能较为全面，而且成本低，控制器可以焊固在底座上，方便进行操作。

可选地，微滤器206的微滤膜孔径为0.08μm～0.14μm；具体来说，微滤膜孔径的大小氢氟酸内颗粒度含量，本实施例中微滤膜孔径为0.08μm～0.14μ m，可以实现将颗粒度控制在0.4μm≤100个，实现高纯度氢氟酸制备。

可选地，夹爪部321与提纯组件贴合的夹持面上固定设有防滑胶条(图中未示)；具体来说，通过设置防滑胶条来使得夹爪部321夹持对应的提纯组件更加稳固，提高使用安全性。

可选地，底座1的底部设有若干滚轮11；具体来说，底部安装滚轮11便于整体装置的移动运输，提高运输便利性。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。