硝酸精馏装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种硝酸提纯领域，尤其是一种硝酸精馏装置。
【背景技术】
[0002]近几年，随着电子产业飞速发展，芯片制造行业也在突飞猛进的发展，芯片的氧化膜越来越薄。制造芯片时，需要用硝酸对其进行清洗和腐蚀，硝酸纯度的高低对芯片的成品率起着关键性的作用。即，硝酸纯度越高，芯片的成品率越高。因此，人们非常渴望得到高纯度的硝酸。
[0003]目前，高纯度的硝酸主要是通过硝酸精馏装置来制造。现有硝酸精馏装置包括精馏釜、为精馏釜加热的加热单元、设于精馏釜下方的输入管、设于精馏釜上方输出管、及串接于输出管处的冷凝管。冷凝管包括有内管、及套设于内管外的外管，内管处带有内管进口和内管出口，外管处带有外管进口和外管出口。内管通入待冷却流体，外管通入用于对待冷却流体进行冷却的冷却介质。硝酸精馏实质上是蒸馏，即利用硝酸各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，通过加热单元对精馏釜内硝酸原料进行加热，使硝酸气化并从输出管处排出，输出管处排出的硝酸经冷凝管后冷却，使轻组分(沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分)汽化，及经过多次部分液相汽化和部分冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分逐渐实现分离，从而得到纯度比较高的硝酸。其中，在硝酸精馏过程中，硝酸需要从常温加热至高于86°C的温度(实际温度将近316°C )，之后还要将高温状态的硝酸蒸汽冷却至常温状态，升温过程需要消耗大量热量，而降温过程则浪费了大量热量。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单，操作方便，能有效利用热能，降低精馏过程的能耗，节省成本的硝酸精馏装置。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种硝酸精馏装置，包括精馏釜、及用于为精馏釜加热的加热单元，所述精馏釜底部设有精馏进口、顶部设有精馏出口，该硝酸精馏装置还包括有:
[0006]预热冷凝管，该预热冷凝管包括有预热内管、及套设于预热内管外的预热外管，其中预热内管进口与精馏出口相连通，预热外管出口与精馏釜底部通过管路相连通；
[0007]成品冷凝管，该成品冷凝管包括有成品内管、及套设于成品内管外的成品外管，其中成品内管进口与预热内管出口相连通。
[0008]本实用新型的有益效果是:硝酸蒸汽依次通过预热冷凝管和成品冷凝管，通过两者的相互作用，最后冷却至接近常温的高浓度硝酸。其中，预热冷凝管处，常温下的原料硝酸从预热外管进口进入，由预热外管出口排出并进入精馏釜底部，该过程中，原料硝酸吸收硝酸蒸汽的热量并升温至40?50°C，实现原来硝酸的预热，从而节省了加热单元为精馈爸中硝酸加热的能耗。紧接着，由预热内管排出的预冷却硝酸进入成品内管，成品外管处通入普通冷却水，最终在成品内管出口处获得液体的成品硝酸，此时成品硝酸的浓度已经达到所需水平，且大大节省了冷却所需水量。本实用新型不仅结构简单，操作方便，而且能有效利用热能，降低精馏过程的能耗，节省生产成本。
[0009]其中，精馏釜的精馏出口处串接有防爆球。
[0010]在防爆球出口处串接有填料管，该填料管内填充有石英填料。
[0011]另外，预热冷凝管和成品冷凝管为球形冷凝管。球形冷凝管可以在不影响生产效率的情况下降低生产成本，而且达到较为优化的冷却效果。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0014]如图1所示，本实施例包括精馏釜1、及用于为精馏釜1加热的加热单元2、预热冷凝管3和成品冷凝管4，精馏釜1底部设有精馏进口 11、顶部设有精馏出口 12。预热冷凝管3包括有预热内管31、及套设于预热内管31外的预热外管32，其中预热内管31进口 311与精馏出口 12相连通，预热内管31出口 312连接至成品冷凝管4，预热外管32进口 321通入常温状态的原料硝酸，预热外管32出口 322与精馏釜1底部相连通。成品冷凝管4包括有成品内管41、及套设于成品内管41外的成品外管42，其中成品内管41进口 411与预热内管31出口 312相连通，成品内管41出口 412处排出的液体为成品高浓度硝酸，成品外管42进口 421处通入常温冷却水，成品外管42出口 422处排出吸热后的冷却水。其中，精馏釜1的精馏出口 12处串接有防爆球5，在防爆球5出口处串接有填料管6，该填料管6内填充有石英填料61。另外，预热冷凝管3和成品冷凝管4为球形冷凝管。球形冷凝管可以在不影响生产效率的情况下降低生产成本，而且达到较为优化的冷却效果。
[0015]加热单元2可以为火焰加热或电热丝加热。
[0016]本实用新型中，硝酸蒸汽依次通过预热冷凝管3和成品冷凝管4，通过两者的相互作用，最后冷却至接近常温的高浓度硝酸。其中，预热冷凝管3处，常温下的原料硝酸从预热外管32进口 321进入，由预热外管32出口 322排出并进入精馏釜1底部，该过程中，原料硝酸吸收硝酸蒸汽的热量并升温至40?50°C，实现原来硝酸的预热，从而节省了加热单元2为精馏釜1中硝酸加热的能耗。紧接着，由预热内管31排出的预冷却硝酸进入成品内管41，成品外管42进口 421处通入普通冷却水，最终在成品内管42出口 422处获得液体的成品硝酸，此时成品硝酸的浓度已经达到所需水平，且大大节省了冷却所需水量。本实用新型不仅结构简单，操作方便，而且能有效利用热能，降低精馏过程的能耗，节省生产成本。
【主权项】
1.一种硝酸精馏装置，包括精馏釜、及用于为精馏釜加热的加热单元，其特征是，所述精馏釜底部设有精馏进口、顶部设有精馏出口，该硝酸精馏装置还包括有: 预热冷凝管，该预热冷凝管包括有预热内管、及套设于预热内管外的预热外管，其中预热内管进口与精馏出口相连通，预热外管出口与精馏釜底部通过管路相连通； 成品冷凝管，该成品冷凝管包括有成品内管、及套设于成品内管外的成品外管，其中成品内管进口与预热内管出口相连通。2.根据权利要求1所述的硝酸精馏装置，其特征是:所述精馏釜的精馏出口处串接有防爆球。3.根据权利要求2所述的硝酸精馏装置，其特征是:所述防爆球出口处串接有填料管，该填料管内填充有石英填料。4.根据权利要求1所述的硝酸精馏装置，其特征是:所述预热冷凝管和成品冷凝管为球形冷凝管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种硝酸精馏装置，包括精馏釜、及用于为精馏釜加热的加热单元，所述精馏釜底部设有精馏进口、顶部设有精馏出口，该硝酸精馏装置还包括有：预热冷凝管，该预热冷凝管包括有预热内管、及套设于预热内管外的预热外管，其中预热内管进口与精馏出口相连通，预热外管出口与精馏釜底部通过管路相连通；成品冷凝管，该成品冷凝管包括有成品内管、及套设于成品内管外的成品外管，其中成品内管进口与预热内管出口相连通。原料硝酸经预热冷凝管吸收硝酸蒸汽的热量，实现原来硝酸的预热，节省能耗。本实用新型不仅结构简单，操作方便，而且能有效利用热能，降低精馏过程的能耗，节省生产成本。
【IPC分类】B01D3/02, C01B21/46
【公开号】CN204952320
【申请号】CN201520598706
【发明人】阮岳峰
【申请人】浙江尚能电子材料有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月11日