一种超净高纯氢氟酸的生产装置的制作方法

本实用新型涉及化工生产装置技术领域，更具体的，涉及一种超净高纯氢氟酸的生产装置。

背景技术：

氟化氢是由氟元素与氢元素组成的二元化合物。它是无色有刺激性气味的气体。氟化氢是一种一元弱酸。氟化氢及其水溶液均有毒性，容易使骨骼、牙齿畸形，氢氟酸可以透过皮肤被黏膜、呼吸道及肠胃道吸收，中毒后应立即应急处理，并送至就医。氟化氢极易挥发，置于空气中即冒白雾，溶于水时激烈放热而成氢氟酸。

目前国内外制备高纯氢氟酸的常用提纯技术有精馏、蒸馏、亚沸蒸馏、减压蒸馏、气体吸收等技术，这些提纯技术各有特性，各有所长。如亚沸蒸馏技术只能用于制备量少的产品，气体吸收技术可以用于大规模的生产。

现有技术中氟化氢直接进入精馏塔釜，需要大量耗能以及长时间加热。目前市场上氟化氢的生产装置缺少回收热能，从而浪费大量能源而且生产效率低。

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一种超净高纯氢氟酸的生产装置；该装置能回收利用热能，且生产效率高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种超净高纯氢氟酸的生产装置，包括氟化氢气体罐、预热箱、用于除去高沸点杂质的精馏设备、用于除去低沸点杂质的蒸馏器、用于收集低沸点杂质的杂质收集箱、混合箱、冷却箱、微滤器、成品箱以及迂回设置的冷却管；

所述预热箱包括气罐、以及水罐；

所述水罐套设于所述气罐外侧壁；

所述气罐的底部通过第一导管与所述氟化氢气体罐连通；

所述精馏设备包括冷凝器、精馏塔以及精馏塔釜；

所述冷凝器固定于所述精馏塔的顶部，且所述冷凝器与所述精馏塔连通；

所述精馏塔釜顶部与所述精馏塔底部连通；

所述气罐的顶部通过第二导管与所述精馏塔的左侧壁连通；

所述冷凝器通过第三导管与所述蒸馏器顶部连通；

所述蒸馏器的底部通过第四导管与所述杂质收集箱连通；

所述蒸馏器的左侧壁通过第五导管与所述混合箱的顶部连通；

所述冷却箱内顶壁固定有第一旋转接头；

所述第一旋转接头通过第六导管与所述混合箱底部连通；

所述混合箱与所述第一旋转接头之间连接有第一控制阀，且所述第一控制阀固定在所述第六导管上；

所述混合箱右侧壁固定有酸浓度计；

所述第一旋转接头与所述冷却管的上端连接；

所述冷却管的下端贯穿所述冷却箱底部延伸至所述冷却箱的下方，且所述冷却管的下端连接有第二旋转接头；

所述第二旋转接头通过第七导管与所述微滤器的输入端连通；

所述冷却管套设有带轮；

所述带轮位于冷却箱与所述第二旋转接头之间；

所述冷却箱右侧壁固定有第一电机；

所述第一电机的动力输出轴通过皮带与所述带轮活动连接；

所述微滤器固定于所述成品箱顶部，且所述微滤器的输出端与所述成品箱连通；

所述微滤器与所述第二旋转接头之间连接有流量计，且所述流量计固定在所述第七导管上；

所述微滤器内固定有滤膜；

还包括循环导热管以及第一循环水管；

所述循环导热管的一端与所述冷却箱的左侧壁连通；

所述循环导热管的另一端与水罐的左侧壁连通；

所述循环导热管上连接有循环水泵以及第二控制阀；

所述水罐顶部通过所述第一循环水管与所述冷却箱的右侧壁连通；

所述冷却箱右侧壁开设有进水端口，且所述进水端口凸出于所述冷却箱右侧壁。

可选地，所述水罐外侧壁固定有保温层。

可选地，还包括用于提高氟化氢气体溶水效率的搅拌机构；

所述搅拌机构包括第二电机、旋转轴以及位于所述混合箱内的叶片；

所述旋转轴竖直贯穿所述混合箱，且所述旋转轴位于所述混合箱外的一端与所述第二电机的动力输出端固定连接；

所述旋转轴位于所述混合箱内的一端与所述叶片固定连接。

可选地，所述水罐的右侧壁通过第二循环水管与所述混合箱的左侧壁连通；

所述第二循环水管贯穿所述保温层；

所述第二循环水管上固定有第三控制阀。

可选地，还包括过滤网；

所述过滤网填充于所述进水端口。

可选地，所述水罐底部固定有温度传感器。

可选地，所述冷却箱底部内壁固定有密封圈；

所述密封圈套设在所述冷却管上。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在箱体设置冷却箱、水罐、第一电机、循环导热管以及第一循环水管对反应后的氢氟酸进行冷却以及以水为介质通过热传递方式进行热能回收，回收后的热能用于对氟化氢气体除杂的预热，达到节能以及冷却快的效果，从而提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的一种超净高纯氢氟酸的生产装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的预热箱的俯视图结构示意图。

图中：

1、氟化氢气体罐；2、预热箱；21、气罐；22、水罐；221、保温层；3、精馏设备；31、冷凝器；32、精馏塔；33、精馏塔釜；4、蒸馏器；5、杂质收集箱；6、混合箱；61、酸浓度计；7、冷却箱；71、冷却管；72、第一电机； 73、皮带；74、带轮；8、微滤器；81、流量计；82、滤膜；9、成品箱；10、第一导管；101、第二导管；102、第三导管；103、第四导管；104、第五导管； 105、第六导管；106、第七导管；11、第一旋转接头；12、第一控制阀；121、第二控制阀；122、第三控制阀；13、第二旋转接头；14、循环导热管；141、循环水泵；15、第一循环水管；151、进水端口；152、过滤网；16、搅拌机构； 161、第二电机；162、旋转轴；163、叶片；17、第二循环水管；18、温度传感器；19、密封圈。

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实例性地示出了本实用新型提供的一种超净高纯氢氟酸的生产装置的结构示意图；图2实例性地示出了本实用新型提供的预热箱的俯视图结构示意图。如图1以及图2所示，一种超净高纯氢氟酸的生产装置，包括氟化氢气体罐1、预热箱2、用于除去高沸点杂质的精馏设备3、用于除去低沸点杂质的蒸馏器4、用于收集低沸点杂质的杂质收集箱5、混合箱6、冷却箱7、微滤器8、成品箱9以及迂回设置的冷却管71；预热箱2包括气罐21、以及水罐22；水罐 22套设于气罐21外侧壁；气罐21的底部通过第一导管10与氟化氢气体罐1连通；精馏设备3包括冷凝器31、精馏塔32以及精馏塔釜33；冷凝器31固定于精馏塔32的顶部，且冷凝器31与精馏塔32连通；精馏塔釜33顶部与精馏塔 32底部连通；气罐21的顶部通过第二导管101与精馏塔32的左侧壁连通；冷凝器31通过第三导管102与蒸馏器4顶部连通；蒸馏器4的底部通过第四导管 103与杂质收集箱5连通；蒸馏器4的左侧壁通过第五导管104与混合箱6的顶部连通；冷却箱7内顶壁固定有第一旋转接头11；第一旋转接头11通过第六导管105与混合箱6底部连通；混合箱6与第一旋转接头11之间连接有第一控制阀12，且第一控制阀12固定在第六导管105上；混合箱6右侧壁固定有酸浓度计61；第一旋转接头11与冷却管71的上端连接；冷却管71的下端贯穿冷却箱 7底部延伸至冷却箱7的下方，且冷却管71的下端连接有第二旋转接头13；第二旋转接头13通过第七导管106与微滤器8的输入端连通；冷却管71套设有带轮74；带轮74位于冷却箱7与第二旋转接头13之间；冷却箱7右侧壁固定有第一电机72；第一电机72的动力输出轴通过皮带73与带轮74活动连接；微滤器8固定于成品箱9顶部，且微滤器8的输出端与成品箱9连通；微滤器8 与第二旋转接头13之间连接有流量计81，且流量计81固定在第七导管106上；微滤器8内固定有滤膜82；还包括循环导热管14以及第一循环水管15；循环导热管14的一端与冷却箱7的左侧壁连通；循环导热管14的另一端与水罐22 的左侧壁连通；循环导热管14上连接有循环水泵141以及第二控制阀121；水罐22顶部通过第一循环水管15与冷却箱7的右侧壁连通；冷却箱7右侧壁开设有进水端口151，且进水端口151凸出于冷却箱7右侧壁。

氟化氢气体罐1内的氟化氢气体通过第一导管10进入预热箱2内的气罐21 内预热，由冷却管71交换热量后的水送达水罐22对内侧的气罐21内的氟化氢气体预热，预热后的氟化氢气体传送到精馏塔3内，冷凝器4使高于氟化氢沸点的杂质送回到精馏塔釜33，经出去高沸点杂质后的氟化氢通进蒸馏器4，蒸馏器4以减压蒸馏方式进行低沸点除杂处理，杂质通到杂质收集箱5处，得到纯化的氟化氢气体后通过第五导管104通到混合箱6处。纯化后的氟化氢在混合箱6与通入的水进行反应，氟化氢与水反应产生热量，反应后生成的氢氟酸需送到冷却箱7处进行冷却处理。第一电机72通过皮带73以及带轮74带动冷却管71旋转，迂回设置的冷却管71可增大与冷却箱7内的水热交换面积，从而提高冷却效率，且设置第一旋转接头11以及第二旋转接头13为冷却管提供可旋转条件，从而带动水的流动，进一步提高冷却管71内的氢氟酸与水的热量交换效率。冷却后的氢氟酸再经微滤器8进一步过滤处理送达成品箱9。此时，冷却箱7内热交换后的水带有一定的热量，循环水泵141提供动力将带有热量的水通过循环导热管14传送到水罐22，水罐22内带有热量的水可对气罐21进行预热，从而实现回收并且利用热量的效果。流量计81可检测通过氢氟酸的流量，酸浓度计61的检测端延伸至混合箱内，酸浓度计61可检测混合箱6内氢氟酸的浓度，从而可控制产品的浓度。酸浓度计61可选取SJG-3083型的酸浓度计61，该酸浓度计61具有测量性能高以及环境适应性强特点。

可选地，水罐22外侧壁固定有保温层221。设置保温层221可对水罐22内保温处理，减少热量流失。保温层221材料可由聚氨酯泡沫塑料等材料构成，聚氨酯泡沫塑料具有保温以及防水的特点。如没特殊说明，所述固定均为焊接的连接形式。

可选地，还包括用于提高氟化氢气体溶水效率的搅拌机构16；搅拌机构16 包括第二电机161、旋转轴162以及位于混合箱6内的叶片163；旋转轴162竖直贯穿混合箱6，且旋转轴162位于混合箱6外的一端与第二电机161的动力输出端固定连接；旋转轴162位于混合箱6内的一端与叶片163固定连接。设置搅拌机构16有效提高氟化氢气体溶水效率，从而提高生产氢氟酸的效率。第二电机161的动力输出端带动固定有叶片163的旋转轴162转动，带动混合箱6 内的水以及氢氟酸的流动，从而提高生产氢氟酸的效率。

可选地，水罐22的右侧壁通过第二循环水管17与混合箱6的左侧壁连通；第二循环水管17贯穿保温层221；第二循环水管17上固定有第三控制阀122。设置第二循环水管17可利用水罐22内的水通入混合箱6与氟化氢反应。

可选地，还包括过滤网152；过滤网152填充于进水端口151。设置过滤网 152可对通入冷却箱7的水过滤，避免杂质堵塞以及为冷却箱7内的水可通入混合箱与氟化氢反应提供纯净水的条件，避免带入杂质。

可选地，水罐22底部固定有温度传感器18。温度传感器22的检测端延伸至水罐22内，设置温度传感器18可知道水罐22内水的温度，从而可根据温度控制水罐22内水的流动情况。

可选地，冷却箱7底部内壁固定有密封圈19；密封圈19套设在冷却管71 上。设置密封圈19避免冷却管71转动情况下使得冷却箱7内的水泄漏。

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。