一种常压下储存无水氟化氢气体储罐装置的制作方法

本实用新型涉及存储罐装置领域，尤其涉及一种无水氟化氢气体存储罐装置。

背景技术：

氟化氢是一种极强的腐蚀剂，有剧毒特性。它是具有刺鼻恶臭和强烈刺激性的无色有毒酸性腐蚀气体，不燃烧。化学性质极为活泼，有很强的吸水性、强腐蚀性，能与碱、各类金属、氧化物以及硅酸盐等反应，在一定条件下能与水自由混合成氢氟酸。目前国内工业生产中大部分氟化氢生产或者使用单位采用有夹套的钢制贮槽存储无水氟化氢，通常要求贮槽夹套中通低温盐水，使其保持在较低的温度下存储，防止无水氢氟酸汽化，并要求贮槽能耐一定的压力（一般压力小于2MPa）。在运输与使用过程中，由于钢瓶呈带压状态，在贮存和厂内外输送时极易泄漏。因此，在使用氟化氢过程中存在很大的安全隐患，特别是小量供应时，比如在实验室使用。鉴于存储氟化氢气体的各类危险因素，国内很多生产厂家都不再充装小瓶装氟化氢气体，目前市场中使用较少。

技术实现要素：

本实用新型为了克服无水氟化氢气体需在低温高压条件下储存存在易泄漏、安全性低等问题而提供一种的安全储存设备的技术方案，通过结构和技术改进，在常温常压下即可完成无水氟化氢气体的存储过程，在常压加热条件下即可完成氟化氢气体的制备过程，从本质上降低了无水氟化氢气体泄露的危险等级，增加安全操作的可靠性，降低事故发生率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种常压下储存无水氟化氢气体储罐装置，包括气体过滤室（0）、储气室（7）和柔性加热毯（12）三大部分，其特征在于：所述气体过滤室（0）处于储罐上端，中间采用密集多孔隔板（9）与储气室（7）进行分开，气体过滤室顶端设有导管（2）充放气导管（8）和气压表（10），三者与气体过滤室内部接触的部分均设有过滤网（3），并且导管（2）内设有安全压力阀（1），充放气导管（8）上设有充放气阀门（11）；所述储气室（7）处于储罐下端，主要包含有导热片（6），导热片焊接在储罐内壁；所述柔性加热毯（12）与储罐单独分开，连接有控温仪（13）、电源线及插头（14）。

进一步地，所述过滤室与储气室为可拆卸式组合，通过紧固螺栓（4）进行压紧密封圈（5）形成密封储气室。

进一步地，所述储罐装置整体呈圆柱形或长方体形，根据设计要求体积大小可变。

进一步地，所述过滤网为耐高温滤料；优选为氟美斯针刺毡或氟特斯高温针刺毡。

进一步地，储气室内添加的吸气介质为具有空隙率的球状NaF。

进一步地，储罐装置都采用含硅量≤0.2%的钢质材料制备而成。

进一步地，所述导热片数量为2片或4片。

进一步地，使用时只需加热即可，加热温度低于300℃。

进一步地，气体在常温常压下从所述罐体的顶端充放气导管进入，气体吸附在吸附介质中进行储存，加热后释放出的气体通过密集多孔隔板进入过滤室，最后从罐体上端充放气导管流出。所述密集多孔隔板固定在过滤室与储气室之间，其表面附有大量的细孔，使无水氟化氢气体通过，形成一条气体通路；需要使用气体时，使用柔性加热毯包裹在储气室外部，接能电源，通过控制所需温度，释放出的无水氟化氢气体通过密集多孔隔板，再经过过滤网过滤后从充放气导管流出，最终形成一个完整的气体通路。

工作原理：利用本实用新型的储气装置进行存储无水氟化氢气体时，将无水氟化氢气体从充放气导管接头充入，并在储气室内的NaF介质中进行化学吸附，再通过加热可以使NaF介质进行分解并释放出无水氟化氢气体，气体经过过滤室，经过过滤网后由充放气导管排出。初次充气时，在储气室内填充具有一定空隙率的球状NaF，组装好密封圈后拧紧紧固螺栓，抽真空前用大量的干燥惰性气体反复置换、吹洗。在充入无水氟化氢气体前，接好充气接头，缓慢打开充放气阀门，无水氟化氢气体进入到储气室内与NaF进行化学吸附反应，根据气压表压力进行控制充气速度，吸附饱和后，整个储罐内部压开始增大，当与外大气压力相同并长时间不变时即可停止充气，关闭充放气阀门，封好充气接头，储气已完成。在使用时，接好出气口接头，将柔性加热毯包裹在储气室外部，接通电源同时设置好温度，开始加热，随着温度的升高，化学吸附形成的NaHF2开始分解并释放出氟化氢气体，当气压表压力稍大于外界气压时，打开充放气阀门，可以正常使用。NaHF2分解速率随着温度升高而不断增大，在250℃时可以分解完全。因此，通过温度控制可以定量释放无水氟化氢气体。使用完后，断开电源并关闭气体阀门，需要再次使用时重复上述过程即可。在使用过程中，当罐内气压等于外界大气压并不再变化时，表明NaHF2分解完全，需再次充入新的无水氟化氢气体（二次充气），此时充气直接接好进气阀即可，直到罐内气体压力稍大于外界气压并不再变化表明化学吸附已完成，即充气已完成。

因为储气室内在导热片，加热时可以更高效的传导热量，使吸附剂受热更加均匀，NaF制成一定空隙率的球状体，这样无水氟化氢气体可以顺利通过，提高充气与逸出速度；同时使用过滤网包裹住充放气导管，主要防止充气与放气时被细小颗粒堵住，保证气路通畅；安全压力阀主要是用于紧急情况下，罐内压力过大时的一个安全装置。NaF化学吸附与分解过程原理如下。

NaF吸附HF的原因为两物质发生下面的化学反应。

NaF + HF → NaHF2 （1）

所以该吸附为化学吸附，此反应为可逆反应，当温度为160℃以上时氟氢化钠脱附，生成HF和NaF。

NaHF2 → NaF + HF （2）

利用这一性质，可以实现NaF的循环利用。

本实用新型与现有技术相比，克服了现有存储无水氟化氢气体时，需要在低温高压条件下进行存储，由于钢瓶需承受高压，在贮存和厂内外输送时极易泄漏，存在诸多安全隐患。通过化学吸附过程，在常压常温下就可以完成存储过程，利用加热分解可以完成化学分解进行使用，同时吸附介质可以循环利用，大大提高了安全等级。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

附图中的标记为：0－过滤室、1－安全压力阀、2－导管、3－过滤网、4－紧固螺栓、5－密封圈、6－导热片、7－储气室、8－充放气导管、9－密集多孔隔板、10－气压表、11－充放气阀门、12－柔性加热毯、13－控温仪、14－电源线及插头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

一种氟化氢气体存储罐装置，如图1所示，其外形呈圆柱形，储气体积为15L，过滤室为3L。它包括0－过滤室、1－安全压力阀、2－导管、3－过滤网、4－紧固螺栓、5－密封圈、6－导热片、7－储气室、8－充放气导管、9－密集多孔隔板、10－气压表、11－充放气阀门、12－柔性加热毯、13－控温仪、14－电源线及插头。其中柔性加热毯（12）与储罐为两个独立体，储罐上端为过滤室（0），下端为储气室（7），通过紧固螺栓（5）进行压紧密封圈（4）形成密封储气室，并采用密集多孔隔板（9）进行隔开，过滤室主要有安全压力阀（1）、导管（2）、过滤网（3）、充放气导管（8）、充放气阀门（11）、气压表（10）；储气室（7）主要有导热片（6），内部填满具有一定空隙率的球状NaF，充气时由充放气导管（8）进行充气，气体经过密集多孔隔板（9）后与NaF进行充分接触进行存储。放气时，使用柔性加热毯（12）对储气室（7）进行包裹加热，接好电源插头（14），通过控温仪（13）进行控制温度，用于分解吸附形成的NaHF2固体，气体经过密集多孔隔板（9）与过滤网（3）后，由充放气导管（8）排出。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。