一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統技術方案

一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，包括氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔、精餾塔和氮氣回收裝置；反應裝置包括第二除塵器；第二除塵器包括集塵管、第二排污管和第四進氣管；第四進氣管豎向設置，其底部位于集塵管內，其頂部貫穿于集塵管的頂部；第四進氣管的底部設有氣體分布器，位于氣體分布器的上方設有氣體擾流板；第二排污管設于集塵管的底部；氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔和精餾塔依次連接，氮氣回收裝置連接于精餾塔和反應裝置之間；本實用新型專利技術根據上述內容提出一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，其能夠穩定回收氮氣，除塵效果好，四氟化碳純化效果理想。

Four carbon dioxide purification system with nitrogen recovery function

Purification system for four carbon fluoride with nitrogen recycling function, including fluorine source, reaction device, washing tower, alkali washing tower, distillation column and nitrogen recovery device; reaction device comprises second dust collector; dust remover comprises second dust tube, second sewage pipe and fourth intake pipe; fourth intake pipe is vertically arranged, the located at the bottom of dust collecting tube, the top throughout the top set of dust pipe; fourth inlet pipe is arranged at the bottom of the gas distributor, a gas spoiler is located above the gas distributor; second sewage pipes are arranged on the bottom of the dust collecting tube; fluorine source, reaction device, water tower, washing tower and distillation tower are connected in turn, nitrogen the recovery device is connected between the distillation tower and reaction device; the utility model provides a purification system with four fluorinated carbon nitrogen recycling function according to the above content, it can be stable The utility model has the advantages of nitrogen recovery and good dust removing effect, and the purifying effect of four carbon fluoride is ideal.

【技術實現步驟摘要】
一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統
本技術涉及氣體純化領域，尤其涉及一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統。
技術介紹
四氟化碳是目前微電子工業中重要的等離子體蝕刻氣體，廣泛用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及鎢等薄膜材料的蝕刻，在電子器件表面清洗、太陽能電池的生產、激光技術、低溫制冷、氣體絕緣、泄漏檢測劑、印刷電路生產中的去污劑、潤滑劑及制動液等方面也有大量應用。四氟化碳合成方法很多，包括氫氟化碳與氟氣、氯氟化碳在催化劑存在下與氟化氫以及氟氣與碳源直接接觸反應制備四氟化碳等。其中，目前成熟工藝采用氫氟化碳、氯氟化碳做碳源制備四氟化碳，原材料價格昂貴，易發生爆炸，且合成產物中有不易去除的雜質；氟碳直接接觸反應法制備四氟化碳，該方法經過不斷的發展與完善，已能夠制備出四氟化碳。但是，現有的四氟化碳純化系統的純化效果不高，除塵效果并不理想，不能很好地回收利用作為精餾塔冷媒的液氮，不利于四氟化碳的制備。
技術實現思路
本技術的目的在于提出一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，其能夠穩定的回收利用精餾塔中作為冷媒的液氮，并能在回收液氮時把水與液氮進行熱交換，將得到的冷卻水用在四氟化碳的制備過程中，且除塵效果好，四氟化碳純化效果理想。為達此目的，本技術采用以下技術方案：一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，包括氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔、精餾塔和氮氣回收裝置；所述反應裝置包括第二除塵器；所述第二除塵器包括集塵管、第二排污管和第四進氣管；所述第四進氣管豎向設置，其底部位于所述集塵管內，其頂部貫穿于所述集塵管的頂部；所述第四進氣管的底部設有氣體分布器，位于所述氣體分布器的上方設有氣體擾流板；所述第二排污管設于所述集塵管的底部；所述氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔和精餾塔依次連接，所述氮氣回收裝置連接于所述精餾塔和反應裝置之間；所述氮氣回收裝置用于將所述精餾塔中作為冷媒的液氮回收，并利用液氮回收時汽化吸熱的原理與輸入至所述氮氣回收裝置的水進行熱交換，并將換熱后的冷卻水輸出至所述反應裝置，將氮氣重新回收至所述精餾塔。本技術根據上述內容，提出一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，通過所述氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔和精餾塔的配合，能夠得到高純度的四氟化碳。當混雜有碳粉的四氟化碳氣體經過所述第四進氣管后從所述第四進氣管的底部排出，所述第四進氣管豎向設置，使其安裝更加方便，所述氣體分布器能夠將混雜有碳粉的四氟化碳氣體均勻分布，在所述氣體擾流板的作用下，混雜有碳粉的四氟化碳氣體會在所述集塵管內停留更長的時間，更加利于碳粉的沉降于所述第二排污管中，使得四氟化碳氣體的純度更加高，混雜更加少的碳粉。所述氮氣回收裝置用于將所述精餾塔中作為冷媒的液氮回收，并利用液氮回收時汽化吸熱的原理與輸入至所述氮氣回收裝置的水進行熱交換，并將換熱后的冷卻水輸出至所述反應裝置，將氮氣重新回收至所述精餾塔，既能保證氮氣能夠回收利用，也能利用液氮汽化時放出的熱量，與水進行熱交換，將冷卻水輸送至所述反應裝置，制備四氟化碳的反應會放出大量的熱，冷卻水具有冷卻所述反應裝置的作用，增加其使用壽命。附圖說明圖1是本技術其中一個實施例的第一反應器的正面的局部剖面圖。圖2是本技術其中一個實施例的第一反應器的側面的局部剖面圖。圖3是本技術其中一個實施例的第一除塵器的正面的局部剖面圖。圖4是圖3的C處的局部放大圖。圖5是本技術其中一個實施例的第二反應器的正面結構示意圖。圖6是本技術其中一個實施例的集氣管的剖面結構示意圖。圖7是本技術其中一個實施例的第二除塵器的透視圖。圖8是本技術其中一個實施例的原理框圖。圖9是本技術其中一個實施例的氮氣回收裝置的原理框圖。其中：氟氣源1、第一反應器2、第一料倉管21、擴容管211、第一排氣管212、第一加料管213、放空管214、支撐座215、預熱管22、反應管23、第一進氣口231、溫度計套管232、法蘭261、法蘭蓋262、冷卻箱24、進水管241、溢流管242、第一除塵器25、除塵管251、密封管2511、隔板252、上隔板2521、下隔板2522、除塵氣路253、第二進氣管254、第二排氣管255、擋板256、第一排污管257、第二反應器3、第二料倉管31、第三排氣管311、第二加料管312、第二支撐腳313、集氣管32、篩板321、第三進氣管322、支撐柱323、加熱套管33、溫度檢測器34、第二除塵器35、集塵管351、第四排氣管3511、半圓形擋板3512、第二排污管352、排污口3521、第一支撐腳3522、第四進氣管353、氣體分布器354、氣孔3541、氣體擾流板355、水洗塔4、堿洗塔5、換熱系統51、閥門501、備用閥門502、氮路輸出端511、水路輸出端512、氮路輸入端513、水路輸入端514、水浴式汽化器515、水浴式水路輸出端5151、板式換熱器516、板式水路輸入端5161、氮氣緩沖系統52、第一氮氣緩沖罐521、恒壓閥5211、放空閥5212、充裝系統5213、第二氮氣緩沖罐522、安全閥5221、增壓機523、備用水路53、第一備用水路531、第二備用水路532、備用氣路54、第一備用氣路541、第二備用氣路542、輔助氣路55、緩沖氣袋6、冷卻器7、低壓吸附器81、加壓吸附器82、精餾塔9、充裝器10。具體實施方式下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本技術的技術方案。如圖8所示，一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，包括依次連接的氟氣源1、反應裝置、水洗塔4、堿洗塔5、緩沖氣袋6、冷卻器7、低壓吸附器81、加壓吸附器82、精餾塔9和充裝器10；還包括有氮氣回收裝置，其連接于所述精餾塔9和反應裝置之間；所述氮氣回收裝置用于將所述精餾塔9中作為冷媒的液氮回收，并利用液氮回收時汽化吸熱的原理與輸入至所述氮氣回收裝置的水進行熱交換，并將換熱后的冷卻水輸出至所述反應裝置，將氮氣重新回收至所述精餾塔9，既能保證氮氣能夠回收利用，也能利用液氮汽化時吸收的熱量，與水進行熱交換，將冷卻水輸送至所述反應裝置，本實施例的四氟化碳由碳和氟氣反應制成，反應期間會放出大量的熱，冷卻水具有冷卻所述反應裝置的作用，增加其使用壽命。同時，從所述氮氣回收系統回收的氮氣，也能傳送至所述反應裝置，對所述反應裝置的管路進行吹掃置換。所述堿洗塔5和緩沖氣袋6之間設有增壓泵，所述低壓吸附器81和加壓吸附器82之間設有增壓泵，為所述四氟化碳純化系統提供動力。所述反應裝置包括第一反應器2和第二反應器3；所述第一反應器2包括第一除塵器25，所述第二反應器3包括第二除塵器35；本實施例的氟氣源1利用電解的方法制備氟氣，氟氣從所述氟氣源1通入至所述第一反應器2與其內的碳反應生成四氟化碳氣體，但是，往往氟氣的利用率不能達到百分之百，且會混有不完全反應的碳粉，反應后的氣體變成主要含有四氟化碳、六氟乙烷、八氟丙烷、一氧化碳、二氧化碳、碳粉、氟氣、氟化氫的混合氣體；所述第一除塵器25能夠過濾部分碳粉，防止粉塵堵塞后續系統，提高四氟化碳氣體的純度。經過一級過濾后，混合氣體通過所述第二反應器3，所述第二反應器中的碳會把氟氣徹底反應，既能提高氟氣的利用率，又能避免氟氣與后續的水洗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，包括氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔、精餾塔和氮氣回收裝置；其特征在于：所述反應裝置包括第二除塵器；所述第二除塵器包括集塵管、第二排污管和第四進氣管；所述第四進氣管豎向設置，其底部位于所述集塵管內，其頂部貫穿于所述集塵管的頂部；所述第四進氣管的底部設有氣體分布器，位于所述氣體分布器的上方設有氣體擾流板；所述第二排污管設于所述集塵管的底部；所述氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔和精餾塔依次連接，所述氮氣回收裝置連接于所述精餾塔和反應裝置之間；所述氮氣回收裝置用于將所述精餾塔中作為冷媒的液氮回收，并利用液氮回收時汽化吸熱的原理與輸入至所述氮氣回收裝置的水進行熱交換，并將換熱后的冷卻水輸出至所述反應裝置，將氮氣重新回收至所述精餾塔和反應裝置。

【技術特征摘要】
1.一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，包括氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔、精餾塔和氮氣回收裝置；其特征在于：所述反應裝置包括第二除塵器；所述第二除塵器包括集塵管、第二排污管和第四進氣管；所述第四進氣管豎向設置，其底部位于所述集塵管內，其頂部貫穿于所述集塵管的頂部；所述第四進氣管的底部設有氣體分布器，位于所述氣體分布器的上方設有氣體擾流板；所述第二排污管設于所述集塵管的底部；所述氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔和精餾塔依次連接，所述氮氣回收裝置連接于所述精餾塔和反應裝置之間；所述氮氣回收裝置用于將所述精餾塔中作為冷媒的液氮回收，并利用液氮回收時汽化吸熱的原理與輸入至所述氮氣回收裝置的水進行熱交換，并將換熱后的冷卻水輸出至所述反應裝置，將氮氣重新回收至所述精餾塔和反應裝置。2.根據權利要求1所述的一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，其特征在于：所述純化系統還包括緩沖氣袋、冷卻器、低壓吸附器、加壓吸附器和充裝器；所述氟氣源、反應裝置、水洗塔、堿洗塔、緩沖氣袋、冷卻器、低壓吸附器、加壓吸附器、精餾塔和充裝器依次連接。3.根據權利要求2所述的一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，其特征在于：所述氮氣回收裝置包括換熱系統、氮氣緩沖系統、備用水路和備用氣路；所述換熱系統設置有氮路輸入端、氮路輸出端、水路輸入端和水路輸出端，氮氣自所述氮路輸入端經過所述換熱系統由所述氮路輸出端輸出至所述氮氣緩沖系統，水自所述水路輸入端經過所述換熱系統由所述水路輸出端輸出；所述換熱系統的氮路輸出端、水路輸出端、氮路輸入端和水路輸入端均設有閥門；所述備用水路的輸入端和輸出端分別連接于所述換熱系統的水路輸入端和水路輸出端；所述備用氣路的輸入端和輸出端分別連接于所述換熱系統的氮路輸入端和所述氮氣緩沖系統的輸入端；所述備用水路和所述備用氣路均設有備用閥門；換熱系統還包括循環水池和循環水泵。4.根據權利要求3所述的一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，其特征在于：所述換熱系統包括兩級串聯的換熱設備，第一級換熱設備為水浴式汽化器，第二級換熱設備為板式換熱器；所述水浴式汽化器的數量為二，所述板式換熱器的數量為一；兩個所述水浴式汽化器組成水浴式汽化器組，所述水浴式汽化器組的水浴式水路輸出端連接于所述板式換熱器的板式水路輸入端；所述水浴式水路輸出端和板式水路輸入端分別設有所述閥門；所述備用水路分為第一備用水路和第二備用水路；所述第一備用水路和第二備用水路均設有所述備用閥門；所述第一備用水路的輸入端連接于所述換熱系統的水路輸入端；所述第一備用水路的輸出端分別與所述水浴式水路輸出端、第二備用水路的輸入端和板式水路輸入端連接；所述第二備用水路的輸出端連接于所述換熱系統的水路輸出端；所述備用氣路分為第一備用氣路和第二備用氣路，且分別設有所述備用閥門；所述第一備用氣路和第二備用氣路的輸入端均連接于所述換熱系統的氮路輸入端；所述第一備用氣路和第二備用氣路的輸出端均連接于所述氮氣緩沖系統的輸入端；氮氣回收裝置還包括輔助氣路，其設有備用閥門；所述輔助氣路的輸入端分別連接于所述第一備用氣路的輸出端、第二備用氣路的輸出端和氮氣緩沖系統的輸入端；所述輔助氣路的輸出端連接于所述板式換熱器；所述氮氣緩沖系統包括第一氮氣緩沖罐和第二氮氣緩沖罐；所述第一氮氣緩沖罐的輸出端連接于所述第二氮氣緩沖罐的輸入端；所述第一氮氣緩沖罐和第二氮氣緩沖罐之間設有增壓機，所述第二氮氣緩沖罐的輸出端連接于所述精餾塔。5.根據權利要求4所述的一種具有氮氣回收功能的四氟化碳純化系統，其特征在于：所述反應裝置包括第一反應器和第二反應器；所述第一反應器包括第一除塵器，所述第二反應器包括第二除塵器；所述第一反應器還包括第一料倉管、預熱管和反應管；所述第一料倉管的底部設有喇叭狀的擴容管，所述擴容管由其上端的開口向其下端的開口逐漸向內收窄；所述第一料倉管、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖恒易，肖三，傅鑄紅，
申請(專利權)人：廣東華特氣體股份有限公司，江西華特電子化學品有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44