一种四氟化碳热解装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种四氟化碳热解装置，属于四氟化碳生产技术领域。


背景技术：

2.四氟化碳(cf4)是目前微电子工业中用量最大的等离子体蚀刻气体，广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻，在电子器件表面清洗、太阳能电池的生产、激光技术、低温制冷、气体绝缘、泄漏检测剂、控制宇宙火箭姿态、印刷电路生产中的去污剂、润滑剂及制动液等方面也有大量应用。由于它的化学稳定性极强，cf4还可用于金属冶炼和塑料行业等。
3.目前，四氟化碳的生产方法主要是氟碳合成法。因其原料易得、工艺可控等优点，已被普遍采用。采用氟碳合成法制备四氟化碳的过程中，会生成一些具有氧化性杂质，这些氧化性杂质的存在会影响四氟化碳的使用效果，因此必须去除这些氧化性杂质。目前去除四氟化碳产品中的氧化性杂质最普遍使用的方法是采用高温热解这些氧化性杂质，具体为：在热解塔周围围绕加热板块来实现高温的效果，另外仅在热解塔上设置一处温度测量，联锁加热板加热。
4.但是，这种方法容易造成热解塔局部过热，超过碳钢耐受温度，造成热解塔破裂，进而会造成空气进入产品系统，影响产品质量；另外，由于热解塔需要保温，在热解塔外周需包一层保温层，故此使用条件下不易发现裂缝，影响后续生产，降低了生产效率。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种四氟化碳热解装置及其控制方法，可以有效解决上述问题。
6.本实用新型是这样实现的：
7.一种四氟化碳热解装置，包括热解塔，还包括高频加热装置，所述高频加热装置的线圈缠绕在所述热解塔的塔身外围。
8.作为进一步改进的，所述热解塔内填充铁球。
9.作为进一步改进的，所述高频加热装置的线圈分为多个加热段。
10.作为进一步改进的，所述加热段的数量为4个。
11.作为进一步改进的，所述加热段上还设置温度测量仪。
12.作为进一步改进的，所述热解塔的内部的底部设置筛板。
13.作为进一步改进的，所述筛板与热解塔的内部的底部活动连接。
14.作为进一步改进的，所述热解塔为多个并相互串联设置。
15.作为进一步改进的，所述热解塔为5个。
16.作为进一步改进的，所述热解塔的底部设置进气口，顶部设置出气口。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型的四氟化碳热解装置的所述高频加热装置的线圈缠绕在所述热解塔
的塔身外围，可以使得热解塔塔身温度均匀，不会出现局部过热或局部温度达不到而影响热解效果的情况，避免造成热解塔破裂影响产品质量。
19.本实用新型的四氟化碳热解装置的热解塔内填充铁球，因采用高频加热的方式，故而铁球亦能达到设定的温度值，通过铁球能够达到更好的热解氧化性杂质的效果，同时，铁球亦能够达到除尘效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1是本实用新型实施例提供的四氟化碳热解装置的结构示意图。
22.附图标记：
23.热解塔1，筛板11，进气口12，出气口13，连接口14；
24.高频加热装置2，线圈21。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.实施例1
28.参照图1所示，本实用新型实施例提供一种四氟化碳热解装置，包括热解塔1，还包括高频加热装置2，所述高频加热装置2的线圈21均匀缠绕在所述热解塔的塔身1外围，所述线圈21为金属线圈，所述热解塔1内填充铁球(图中未示出)。
29.当使用此四氟化碳热解装置对四氟化碳粗其他进行热解除去氧化性杂质时，开启所述高频加热装置2，利用电磁感应在金属线圈中产生涡电流，因电阻而造成金属线圈的焦耳加热，金属线圈均匀缠绕在热解塔1的外周，可以使得热解塔1塔身温度均匀，不会出现局部过热或局部温度达不到而影响热解效果的情况，避免造成热解塔1破裂影响产品质量。同时，因采用高频加热的方式，故而铁球亦能达到设定的温度值，通过铁球能够达到更好的热解氧化性杂质的效果，并且，铁球亦能够达到除尘效果。
30.所述高频加热装置2的线圈21分为多个加热段，每个加热段设置一个温度测量仪，可以对整个热解塔1进行更精确的温度控制，加热均匀。优选地，所述加热段的数量为4个。
31.所述热解塔1的内部的底部设置筛板11。所述铁球除掉的灰尘落在筛板11上，便于清理灰尘。优选地，所述筛板11与热解塔1的内部的底部活动连接，如法兰连接。这样可以将所述筛板11取下再清理灰尘，操作方便。
32.所述热解塔1为多个并串联设置(图中未示出)，优选为5个。每一级的热解塔1可以独立热解。可以根据热解塔1的排出的四氟化碳的分析数据，对不同级的热解塔对应的高频加热装置2的温度阈值进行梯度设置，以进一步提高热解效果。
33.所述热解塔1的底端设置进气口12，顶端设置出气口13和连接口14。上一级热解塔1的连接口14连接下一级热解塔1的进气口12，这样多个热解塔1串联连接在一起。每一级的热解塔1的进气口12用于四氟化碳进气，出气口12用于四氟化碳出气。从热解塔1的底端进气穿过铁球，再从所热解塔的顶端出气，这样铁球可以吸附灰尘，提高气体纯化效果。
34.实施例2
35.本实用新型实施例还提供一种四氟化碳热解装置的控制方法，应用实施例1的四氟化碳热解装置，具体步骤包括：
36.s1，将四氟化碳粗气从进气口12通入热解塔1。
37.s2，设置高频加热装置2的温度阈值，若线圈21的温度高于该温度阈值，则高频加热装置2不启动，若线圈21的温度低于该温度阈值，则高频加热装置2启动加热。线圈21均匀缠绕在热解塔1的外周，并且分成多个加热段，可以对热解塔进行均匀加热，不会出现局部过热或局部温度达不到而影响热解效果的情况，避免造成热解塔1破裂影响产品质量。
38.s3，加热一段时间后，经热解的四氟化碳气体从热解塔1的出气口13排出，回收四氟化碳气体。
39.作为进一步改进的，多个串联设置的热解塔的温度阈值设置成梯度温度。
40.作为进一步改进的，所述温度梯度为第一级热解塔的温度为265
‑
270℃，第二级热解塔的温度275
‑
280℃，第三级热解塔的温度280
‑
285℃，第四级热解塔的温度285
‑
290℃，第五级热解塔的温度290
‑
295℃。本实施例中优选为，所述温度梯度为第一级热解塔的温度为270℃，第二级热解塔的温度275℃，第三级热解塔的温度280℃，第四级热解塔的温度285℃，第五级热解塔的温度290℃。依次类推。此温度梯度对热解效果非常关键，可极大的提高热解效果。
41.s4，定期清理筛板11上的灰尘，可以在热解停止后，将筛板11取下来进行清理。
42.所述四氟化碳粗气体的流速为0.4
‑
1.2m3/s。此流速非常关键，若流速小于0.4m3/s，则同一批次的气体会停留在热解塔中的时间过久，热解过渡，四氟化碳中的杂质会分解出更多杂质，反而不利于后续杂质的分离。若流速大于1.2m3/s，则同一批次的气体会停留在热解塔中的时间过短，热解不充分，其中氧化性杂质难以除去。本实施例中，优选为0.8m3/s。
43.四氟化碳粗气体经此方法热解后得到的气体进一步经碱洗或精馏，去除氧化性杂质经热解生产的其他杂质。最终四氟化碳气体中的四氟化碳的含量测定采用气象色谱法。
44.经检测，四氟化碳气体中的四氟化碳的含量大于99.9995％，远高于电子行业的要求，说明本装置的热解效果十分理想。
45.对比例1
46.无热解温度梯度，热解温度为275℃，其他操作与实施例2相同。经检测，四氟化碳气体中的四氟化碳的含量为95.98％。
47.对比例2
48.热解塔内不填充铁球，其他操作与实施例2相同。经检测，四氟化碳气体中的四氟化碳的含量为94.66％。
49.对比例3
50.所述四氟化碳粗气体的流速为0.3m3/s，其他操作与实施例2相同。经检测，四氟化碳气体中的四氟化碳的含量为91.32％。
51.对比例4
52.所述四氟化碳粗气体的流速为1.5m3/s，其他操作与实施例2相同。经检测，四氟化碳气体中的四氟化碳的含量为89.56％。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。