CN217612997U - 电子级别三氟化氯精馏塔装置 - Google Patents

电子级别三氟化氯精馏塔装置 Download PDF

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CN217612997U CN202221918340.9U CN202221918340U CN217612997U CN 217612997 U CN217612997 U CN 217612997U CN 202221918340 U CN202221918340 U CN 202221918340U CN 217612997 U CN217612997 U CN 217612997U
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彭元明
傅铸红
丁勇
杨俊豪
汤鲲彪
张堃
梁战军
李權
陈艳珊
廖恒易
裴友宏
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Guangdong Huate Gases Co ltd
Sichuan Honghua Industrial Co ltd
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Guangdong Huate Gases Co ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种电子级别三氟化氯精馏塔装置,包括塔身、塔顶和塔釜,其中,塔顶进一步包括调节隔板机构,所述调节隔板机构包括至少一个隔板,所述至少一个隔板中的每一个的至少一端固定连接在所述塔顶壳体的内壁上并且从所述塔顶壳体的内壁向对侧延伸预定长度。本实用新型提供的电子级别三氟化氯精馏塔装置,以通过该调节隔板机构的各个隔板对从塔身输出到塔顶的处理气体进行进一步的气液两相转换,从而可以对塔身的多级纯化结构的纯化效果进行调节,消除了现有技术中由于投产的实际环境对于纯度的影响,大大提升了输出的三氟化氯气体的纯化效果,使得最终从塔顶输出的三氟化氯气体的纯度最高可达99.996%。

Description

电子级别三氟化氯精馏塔装置
技术领域
本申请涉及三氟化氯纯化领域,尤其涉及一种电子级别三氟化氯精馏塔装置。
背景技术
随着半导体技术的发展,对于半导体芯片需求也越来越多,而高纯度三氟化氯气体由于具有强氧化性和高反应活性,因此在半导体、液晶面板等产品制造的清洗环节中得到了广泛应用。特别是三氟化氯气体在室温条件就能够与半导体材料进行反应,因此无需在清洗环节进行加热就可以直接在室温下对例如化学气相沉积腔室进行清洗,但是三氟化氯气体在制备过程中会混入有大量的杂质,这些杂质会严重影响三氟化氯气体的清洗效果。因此,对于三氟化氯气体的纯化效果是确定半导体器件的良率和性能的重要因素之一。
现有技术中的三氟化氯精馏塔通常是先根据目标气体的各项属性以及要实现的纯化目标来进行方案的计算,并且基于这样的计算结果来进行精馏塔设备的制造。但是在计算时通常都使用各种理论值或统计平均值作为计算中所涉及到的纯化工艺的各项参数的取值,因此计算出的塔结构的工艺尺寸实际上并不能匹配设备投产的实际情况。特别是很多参量都会根据环境的不同而发生变化,例如,气体的粘度或流速,装置的传热效果都与周围环境有关,由于外部环境的影响,装置的传热效果也会跟设计计算值有所偏差,影响实际运行效果。因此其环境参量的值也会与理论值或统计平均值存在差异。这些变化和差异都会导致投产后的精馏塔输出的纯化气体的纯化度达不到要求。因此,需要一种能够确保投产后的精馏塔的纯化气体的纯度的技术方案。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种电子级别三氟化氯精馏塔装置,其消除了现有技术中投产后的精馏塔装置的三氟化氯气体的纯化效果与设计值相差较大的缺陷。
本实用新型实施例提供了一种电子级别三氟化氯精馏塔装置,包括塔身、塔顶和塔釜,其中,
所述塔身包括塔身壳体、多个塔板,其中,所述多个塔板垂直于所述塔身壳体而水平地设置在所述塔身壳体的内壁上,并且所述多个塔板以预定间隔彼此平行,在相邻塔板之间填充有预定填料,并且每个塔板具有在塔板的厚度方向上贯穿塔板的多个塔板通孔,
所述塔顶包括塔顶壳体和塔顶顶板,所述塔顶壳体与所述塔身壳体的顶部固定连接,
所述塔釜包括塔釜壳体和塔釜底板,所述塔釜壳体与所述塔身壳体的底部固定连接,
其中,所述塔顶进一步包括调节隔板机构,所述调节隔板机构包括至少一个隔板,所述至少一个隔板中的每一个的至少一端固定连接在所述塔顶壳体的内壁上并且从所述塔顶壳体的内壁向对侧延伸预定长度。
本实用新型实施例提供的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其在塔顶中设置有调节隔板机构,并且调节隔板机构包括的隔板中的每一个的至少一端连接在塔顶壳体的内壁上并向内延伸预定长度,因此,可以通过该调节隔板机构的各个隔板对从塔身输出到塔顶的处理气体进行进一步的气液两相转换,从而可以对塔身的多级纯化结构的纯化效果进行调节,消除了现有技术中由于投产的实际环境对于纯度的影响,大大提升了输出的三氟化氯气体的纯化效果,使得最终从塔顶输出的三氟化氯气体的纯度接近或达到设计要求,三氟化氯产品纯度可达99.996%。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示意性地示出了根据本申请一个实施方式的电子级别三氟化氯精馏塔装置的整体结构示意图;
图2示意性地示出了根据本申请一个实施方式的电子级别三氟化氯精馏塔装置的塔顶结构的一个示例的示意图;
图3示意性地示出了根据本申请一个实施方式的电子级别三氟化氯精馏塔装置的塔顶中设置的调节隔板机构中的隔板的结构示意图;
图4示意性地示出了根据本申请一个实施方式的电子级别三氟化氯精馏塔装置的塔釜的俯视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
随着电子行业的高速发展,作为电子行业的基础的半导体材料的需求也日益增加,特别是在半导体制造的几乎每个环节中都需要使用各种化学气体,这样的化学气体也被称为电子气体,并且随着半导体制品的精密程度的提高,在例如半导体芯片、液晶面板等半导体产品的精密加工过程中,都需要使用电子气体来例如清洗、蚀刻等各种处理。
在这些电子气体中,三氟化氯气体作为具有高反应活性的强氧化剂,在当前的半导体反应过程中被广泛用于对半导体反应的腔室进行清洗。但是,电子气体在制备过程中不可避免地会混入有各种杂质,例如氟化氢、一氟化氯、氧气等,这些杂质电子气体对例如半导体制备过程中的化学气相沉积(CVD)腔室时会停留在被清洗对象的表面,这会严重影响三氟化氯对CVD腔室的内壁的清洗效果,并且进而会劣化使用CVD腔室制备的电子器件的质量。因此,需要一种能够减少三氟化氯气体中的杂质以提高其纯度的方法。
在当前的三氟化氯的纯化方案中,通常采用精馏塔结构来对液态三氟化氯原料进行纯化处理。例如,现有的精馏塔通常由圆柱形塔身、位于塔身顶端的塔顶以及位于塔身底部的塔釜三部分构成,塔身可以具有圆柱形壳体,尤其是可以具有在竖直方向上延伸的圆柱形壳体。该壳体可以通常由金属制成,在原料为三氟化氯的情况下,壳体可以由纯镍或蒙乃尔合金制成,以防止三氟化氯气体对于壳体的腐蚀。在壳体中可以设置有多层挡板,以便于原料气体从塔身底部的进料口进入或者从塔釜中进入到塔身之后,可以逐层进行热交换和质交换,从而原料气体在逐层热交换和质交换的过程中温度逐渐降低,从而使得原料气体中沸点高于预定值的气体杂质变为液相,进而逐层回流至塔釜,并在塔釜中积累,以便于定期排出。
因此,经过各层挡板的处理后气体可以进入到塔顶,并且由于在经过各层挡板时已经通过热交换来使得气体中沸点高于三氟化氯的沸点的重组分杂质变为液态,因此,进入塔顶的气体可以是已经包含较少或基本上不包含重组分杂质的处理后气体。在本申请实施例中,各层隔板可以分别焊接在塔身的壳体的内壁上,并且隔板上方可以放置有各种填料,以便于使得待处理气体可以通过填料块之间的缝隙而朝向塔顶上升。例如,可以预先在制作塔身时,先将塔身按隔板的数量分为具有预定高度的多个圆筒,并且将隔板分别焊接在对应圆筒的底部,从而形成多个仅在上方开口的带底圆筒,从而可以将这些带有底板的圆筒再逐层拼接起来形成最终的塔身结构。
此外,每层隔板上还设置有多个孔,从而作为精馏对象的气体或液体可以从其通过,并经过隔板之间的填料块之间的间隙朝向塔顶上升。此外,在塔身的壳体的下部可以设置有原料的进料开口,并且可以将进料管以焊接方式安装到该进料开口,从而原料气体可以经由该进料开口进入到塔身中。
在塔身的下方可以连接有塔釜,塔釜可以由金属材质构成,并且塔釜外部可以设置有加热和/或制冷机构,以便于对塔釜及其中的原料进行加热或制冷处理。特别地,在现有技术的方案中,通常仅通过设置能够包围塔釜的加热机构来加热塔釜的壳体,进而将热量通过壳体传递到塔釜内的气体或液体。
在塔身上方设置有塔顶,塔顶通常由金属制成,并且可以通过焊接连接到塔身的壳体的上方,并且塔顶可以包括包围其侧面的壳体以及覆盖其顶部的顶板,并且在朝向塔身的方向可以不具有底板或者可以在底板上具有朝向塔身的开口,从而从塔身的壳体的下部的进料口进入的原料气体在经过塔身的多层填料之后的处理后气体可以进入该塔顶,并且在塔顶的顶部可以设置有排气孔,并且外部的气体管道可以以焊接方式牢固地连接到该排气孔,从而经过填料去除了大部分杂质的纯化气体可以经由该排气孔通过气体管道输出到例如产品容器中。
在现有技术的上述塔结构中,通过塔身中设置的多层隔板以及其之间的填料构成的多级纯化结构来对原料气体进行逐级的气液两相转换,以逐渐分离原料气体中包含的高沸点的杂质,从而达到对原料气体的纯化效果。为此,对于原料气体的纯化效果,即最终获得的产品气体的纯化度就主要取决于塔身中的纯化结构的级数。但是精馏塔在最终组装塔身时,通常是采用焊接工艺来将各级纯化结构焊接在一起,因此需要在组装之前就需要根据对于原料气体的纯化要求来确定要使用的纯化结构的工艺尺寸,例如塔板的数量,也就是纯化结构的级数,和塔板之间的间距等等。
即,通常由精馏塔的设计人员根据目标气体的各项属性以及要实现的纯化目标来进行理论计算,并且基于这样的计算结果来进行精馏塔设备的制造。但是在计算时通常都使用各种理论值或统计平均值作为计算中所涉及到的纯化工艺的各项参数的取值,因此计算出的塔结构的工艺尺寸实际上并不能匹配设备投产的实际情况。特别是很多参量都会根据环境的不同而发生变化,例如,气体的粘度或流速,装置的传热效果都与周围环境有关,并且由于外部环境的影响,装置的传热效果也会跟设计计算值有所偏差,影响实际运行效果,因此其环境参量的值也会与理论值或统计平均值存在差异。这些变化和差异都会导致投产后的精馏塔输出的纯化气体的纯化度达不到要求。
为此,在本申请实施例中,公开了一种用于三氟化氯气体纯化的精馏塔。如图1中所示,图1是示出根据本申请实施例的用于三氟化氯气体纯化的三氟化氯精馏塔装置的整体结构示意图。精馏塔可以包括塔身1、塔顶2以及塔釜3。塔顶2可以位于塔身1的顶部,并且塔釜3可以位于塔身1的底部。
塔身1可以包括塔身壳体11以及多个塔板12。塔身壳体11可以由金属制成,并且在本申请实施例中,塔身壳体11可以由纯镍材料制成,以便于具有抵抗三氟化氯的强腐蚀性的能力。塔身壳体11可以具有圆筒形状,并且在下部距离塔釜3预定距离处可以设置有进料口13。该进料口13可以是贯穿塔身1的塔身壳体11的通孔,进料口13也可以以焊接的方式与外部的进料管道固定连接,本申请对于进料口13与外部的进料管道的连接方式没有限制,只要进料口13与外部的进料管道能够牢固地连接在一起,并能够确保气密性即可。
多个塔板12可以垂直于塔身壳体11的内壁表面而彼此平行地设置在塔身壳体11的内壁上。多个塔板12之间可以具有预定的间隔,并且在塔板12之间可以填充有适合于对目标原料气体进行热交换、质交换的填料。在本申请实施例中,填料可以为多个由纯镍材料制成的鲍尔环,从而在两个塔板12与塔身壳体11的位于其之间的部分构成的空间可以由填充的鲍尔环占据,
由于鲍尔环在塔板12之间是随机堆积的,因此两两鲍尔环并不会形成紧密的接触,而是在鲍尔环之间留有空隙,并且因此在塔板12之间这些随机堆积的鲍尔环之间的空隙可以形成不规则的气体通道,也就是说,每两个鲍尔环之间形成的空隙并不会与相邻的鲍尔环之间的形成的空隙形成规则的线性排列,而是往往会以错位的方式形成多个不规则曲线段,并且因此由这些多个不规则的曲线段来形成原料气体在塔板12之间通过的气体通道。因此,气体在通过两个塔板12之间时,就会沿着这些曲线段形成的气体通道蜿蜒行进,从而可以遍历更多填料的表面,以进行充分的气液两相交换。
此外,塔板12可以具有在竖直方向上贯穿其厚度的通孔121,从而与每个塔板12上方的填料进行气液两相交换而分离出来的液态杂质可以经由这些通孔121流到下一级塔板12,并且进而逐级向下流到塔釜中积聚。
塔板12之间的间隔可以是在精馏塔的设计阶段,根据预先设定的参数的理论值和/或统计值的平均值等而预先计算出来的。多个塔板12之间的预定间隔可以彼此相同也可以彼此不同。例如,可以预先在设计阶段根据目标气体的性质以及纯化目标确定的塔顶和塔釜的温度来计算出塔板数以及其之间的间隔。从而可以以该间隔来在塔身1的竖直方向上均匀地排布塔板12。
此外,在本申请的另外的实施例中,也可以以不同的间隔来在塔身1的竖直方向上不均匀地排布塔板12。例如,位于塔身1的下部的塔板12之间可以具有更小或更大的间隔,从而当从同样位于塔身1的下部的进料口13进入的原料气体包含有较多杂质时,可以借助于塔身1的下部布置得较密集或较为稀疏的塔板12以及其之间填充的填料对原料气体中的大部分杂质先进行去除,并且进而当经过塔身1的下部塔板12及其之间的填料处理后已经包含有较少杂质的原料气体进入到塔身1的上部时,可以通过具有比塔身1的下部的塔板12之间的间隔更大或更小间隔的塔板12及其之间的填料来对原料气体进行进一步的处理。
塔顶2可以位于塔身1的顶部,并且可以具有塔顶壳体21以及顶板22。塔顶2的塔顶壳体21可以以例如焊接的方式固定连接到塔身1的塔身壳体11的顶部,从而可以覆盖在塔身1的顶部,以在塔身1的顶部形成密闭的空间。该空间可以用于容纳经过塔身1中的多个塔板11及其之间的填料构成的多级纯化处理后的气体。并且该塔顶2的顶板22上可以设置有排气口23,并且该排气口23可以固定连接到外部的排气管道,以便于将塔顶2中积聚的处理后气体转移出去。
但是如前所述,在现有技术中,由于精馏塔的结构尺寸是在设计阶段根据各种预设参数的理论值或者实验数据的统计平均值来计算的,因此在实际现场组装并投入实际生产后,精馏塔的运行环境使得精馏塔所涉及的上述参数的取值与设计阶段计算所采用的数值均存在着较大的差异。尤其是在计算多级纯化结构的塔板数及其间隔时,这些参数的取值的变化会对塔板数及其间隔的计算结果施加较大的影响,特别是纯化效果上的影响。换言之,对于精馏工艺来说,原料气体在塔板之间的填料中经过时与填料发生的热交换是原料气体中的杂质变为液态分离的重要环节。如果热交换不充分,即原料气体没有能够如设计阶段计算的那样,与足够的填料接触而分离其中沸点较高的杂质组分,那么投产之后的精馏塔的纯化效果就会相对于设计值而大打折扣。
为此,在本申请实施例中,在塔顶2中可以设置有调节隔板机构24,该调节机构隔板24可以包括至少一个隔板241,并且隔板241可以在其至少一端固定在塔顶2的塔顶壳体21的内壁上。隔板241可以由金属制成。隔板241还可以具有在厚度方向上贯穿的多个通孔2411。由于由金属制成的隔板241在至少一端与塔顶的壳体连接,因此隔板241可以具有与塔顶2的温度相当的温度,因此,当从塔身经由多级纯化结构处理后的气体上升到隔板241并与其表面形成接触时,具有较高温度的气体可以与接触的隔板241在其表面进行热量交换,和/或与已经在隔板或填料上形成的液体进行热量交换,通过该热量交换,气体的温度可以进一步降低,并且进而气体中包含的沸点较高的杂质组分气体会由于温度的降低而变为液态,并附着在隔板241的表面上,从而可以沿着隔板241流到下方,或者通过隔板241上的通孔2411流到隔板241的下方,从而逐层经过塔身1中的多级纯化结构,具体地,经过各个塔板12之间的填料,从塔板12的通孔121穿过,最终汇聚到塔釜3中。
因此,在本申请实施例中,通过塔顶2中设置的该调节隔板机构24对从塔身1输出的处理气体进行进一步的气液两相转换,从而可以对塔身的多级纯化结构的纯化效果进行调节。例如,如上所述,由于塔身1中的塔板12的数量以及其间隔是预先根据理论值或统计平均值等数值估算出来的,因此,在实际投产的环境中,不可避免地,实际环境中对于精馏塔的各项运行参数有着较大的影响,尤其是在对气体的传热效率以及相应的气液两相转换处理方面具有较大的影响,从而使得按照设计结果建造的精馏塔的实际纯化效率与设计值存在着一定的差距。该差距主要反映在经过塔身1中的多级纯化结构纯化后的气体在进入到塔顶2之后,纯度往往达不到设计方案中预计的纯化指标。
通过本申请实施例中的精馏塔的塔顶2中设置的调节隔板机构24,能够对于进入到塔顶2的气体进一步经由至少一个金属隔板241进行热传导,以降低气体的温度,从而可以使得经过了塔身1中的多级纯化结构纯化后仍然残留在气体中的沸点较高的杂质组分变为液态并由此从隔板241向下流回到塔身1中,并最终汇聚到塔釜3中,以作为杂质组分被排出,而最终在塔顶2中聚集的气体,尤其是聚集在塔顶2的排气口23附近的气体中能够具有更少的杂质组分。
例如,在使用根据本申请实施例的精馏塔对三氟化氯气体进行重组分杂质纯化处理的情况下,可以将塔顶温度设置位于低于塔釜的温度,并且原料气体可以直接从位于塔身1的下部的供料口输入,并且同样可以通过例如在原料气体储藏容器中进行加热来使得原料气体输入时就具有较高的温度,或者也可以先将原料气体冷凝在塔釜3中,并且进而通过对塔釜3进行加热到较高温度,来使得原料气体气化,并进入塔身1中位于最下部的第一级纯化结构来与填料进行热交换,并随着温度降低而使得原料气体中包含的沸点高于三氟化氯的重组分杂质气体变为液体,从而通过塔板12上的通孔121向下流回到塔釜3中。
当经过了塔身1中的所有各级纯化结构而降低了温度后的气体进入到塔顶2中时,由于实际生产场所的环境影响,使得在原料气体经过各级纯化结构时进行热交换的效果没有达到设计目标,从而最终离开塔身1并进入塔顶2的处理后气体的温度并没有降低到设计温度,并且因此该处理后气体中可能仍然包含有温度高于其沸点的重组分杂质气体。这样的未达到纯化目标的处理后气体可以在本申请实施例所提供的塔顶2中设置的调节隔板机构24中与至少一个隔板241形成表面接触,并由于隔板241的至少一端与塔顶2的壳体内壁接触,因此,隔板241也具有与塔顶2的温度接近的温度,即低于从塔身1进入塔顶2并与其接触的气体的温度,从而可以与气体进行热交换,以使得气体的温度进一步降低,从而气体中残留的沸点高于三氟化氯的重杂质组分可以由于温度的降低而变为液态,从而滞留在隔板241的表面,并通过隔板241向下流动而回到塔身1中,并最终回流到塔釜3中。而经过与隔板241的接触而进一步分离了重组分杂质的气体则可以因此具有更高的纯度,从而能够更加接近或达到精馏塔的设计要求。
因此,根据本申请实施例的精馏塔由于在塔顶2中设置了该调节隔板机构24,能够对进入塔顶2的气体的纯度进行进一步的提升,从而实现了对于投产后的精馏塔的纯化效果的调节,能够使其进一步接近或达到设计要求。
此外,在本申请实施例中,调节隔板机构24可以进一步在竖直方向上设置多个隔板241,每个隔板241之间可以具有预定的间隔。这些多个隔板241中在竖直方向上相邻的隔板241可以具有彼此错开的位置关系,例如,在竖直方向上相邻的两个隔板241中位于下方的隔板241可以在水平方向上的一端固定连接到塔顶2的塔顶壳体21,并且另一端悬空,而该相邻的两个隔板241中位于上方的隔板241则可以在水平方向上与下方的隔板241连接到塔顶壳体21的一端相反的一端固定连接到塔顶2的塔顶壳体21,并且与下方的隔板241悬空的一端相邻的一端也悬空,从而这两个相邻的隔板241可以在水平方向上形成彼此错开的位置关系。
调节隔板机构24的这样的多个隔板241形成的彼此错开可以形成用于进入塔顶2的气体的弯曲的气体通道,从而可以使得气体在塔顶2中向上移动时,经由这样交错的隔板241,从而将气体的竖直方向上的移动变为了横向移动,不仅增加了气体与每个隔板241的接触时间,而且也使得气体在两个相邻隔板241之间移动时,由于相邻隔板241之间的有限的空间可以对于气体形成一定程度上的挤压,从而使得气体不仅接触两个相邻隔板241中位于上方的隔板241的下表面,而且还接触位于下方的隔板241的上表面,并且当经由这两个相邻的隔板241形成的通道从位于上方的隔板241的悬空的一端与塔顶2的塔顶壳体21的内壁之间形成的通道移动到该隔板241的上方时,可以继续与该隔板241的上表面形成接触,从而该气体可以在隔板241之间逐层移动的过程中,在接触了每个隔板241的下表面之后还可以继续与其上表面接触,从而大大增加了气体与隔板241进行热交换的时间和面积,并且从而进一步提高了气体在隔板241之间移动时进行气液两相交换的效率,可以进一步提升纯化的效率。
此外,在本申请实施例中,调节隔板机构24中的隔板241还可以被布置为相对于水平方向具有一定的角度,例如1°到10°之间,并且优选在2°到7°之间。因此,当气体经过隔板241之间形成的调节通道由于与隔板241的接触导致温度降低而使得其中包含的沸点高于三氟化氯的杂质组分变为液体时,这些变为液体的杂质组分可以由于隔板241的该倾斜角度而不会停留在隔板241的表面上,而是沿着倾斜方向向下滑动,从而从隔板241的悬空一端流动到下一级隔板241,并流到塔身1中,进而最终汇聚到塔釜中。
此外,在隔板241中具有多个通孔2411的情况下,沿着隔板241的倾斜方向向下滚动的杂质液体可以从与其相邻的通孔2411直接流出道下一级的隔板241上,并且由于下一级隔板241也具有倾斜角度,因此,这些杂质液体可以继续滚动并从其通孔2411中流出,从而借助于隔板241这样的倾斜角度可以大大加快在其表面上形成的杂质组分液体的流动,减少杂质组分液体在隔板241的表面上的停留。
此外,在本申请实施例中,调节隔板机构24的多个隔板241的表面上还可以形成有多个规则或不规则分布的凸起2412,从而由于与隔板241接触而在隔板241的表面变为液体的杂质组分会由于这些凸起而流动起来,从而防止了这些杂质组分液体停留在隔板241的表面上。此外,凸起2412还可以在各个隔板241的表面上形成为彼此错开分布,从而使得当由于温度降低而从气体变为液体的组分可以在隔板241的表面上较为缓慢地流动,增加了气体与这些液体接触的时间,从而提高了气体与液体进行热交换的时间和效率。
此外,塔釜3可以包括塔釜壳体31以及底板32。塔釜壳体31可以通过焊接等方式固定连接到塔身1的塔身壳体11,并且从而塔釜3中由塔釜壳体31以及底板32形成的空间可以与塔身1的空间连通,从而在塔身中变为液态的杂质组分可以最终流入到塔釜3中。在塔釜3的塔釜壳体31的下部,例如接近底板32的位置处可以设置有排出孔34,并且该排出孔可以与塔顶2中的排气口以焊接方式与外部的排出管道连接。因此,积累在塔釜3中的杂质组分液体可以经由该排出口而排出到外部。此外,在塔釜3中可以进一步设置有至少一组金属隔板33。如图4中所示,这些金属隔板可以具有类半圆形形状,并且其曲率较小的一侧可以贴合在塔釜壳体31的内壁上,从而当对塔釜3进行加热或制冷处理时,可以通过塔釜3的塔釜壳体31将升温的热量传导到与内壁接触的这些金属隔板33,从而可以不仅经由塔釜壳体31来向塔釜3的内部传递热量,还可以进一步经由这些与内壁垂直布置的金属隔板33来向更深的内部传递热量,从而提高了塔釜3内部的热传导效率。
本实用新型实施例提供的三氟化氯精馏塔装置,其在塔顶2中设置有调节隔板机构24,并且调节隔板机构24包括的隔板中的每一个的至少一端连接在塔顶壳体21的内壁上并向内延伸预定长度,因此,可以通过该调节隔板机构24的各个隔板对从塔身输出到塔顶2的处理气体进行进一步的气液两相转换,从而可以对塔身1的多级纯化结构的纯化效果进行调节,消除了现有技术中由于投产的实际环境对于纯度的影响,大大提升了输出的三氟化氯气体的纯化效果,使得最终从塔顶输出的三氟化氯气体的纯度接近或达到设计要求,三氟化氯产品纯度最高可达99.996%,其具体分析结果见表一。
Figure BDA0003761333620000121
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种电子级别三氟化氯精馏塔装置,包括塔身、塔顶和塔釜,其中,
所述塔身包括塔身壳体、多个塔板,其中,所述多个塔板垂直于所述塔身壳体而水平地设置在所述塔身壳体的内壁上,并且所述多个塔板以预定间隔彼此平行,在相邻塔板之间填充有预定填料,并且每个塔板具有在塔板的厚度方向上贯穿塔板的多个塔板通孔,
所述塔顶包括塔顶壳体和塔顶顶板,所述塔顶壳体与所述塔身壳体的顶部固定连接,
所述塔釜包括塔釜壳体和塔釜底板,所述塔釜壳体与所述塔身壳体的底部固定连接,
其中,所述塔顶进一步包括调节隔板机构,所述调节隔板机构包括至少一个隔板,所述至少一个隔板中的每一个的至少一端固定连接在所述塔顶壳体的内壁上并且从所述塔顶壳体的内壁向对侧延伸预定长度。
2.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述至少一个隔板中在竖直方向上相邻的两个隔板分别在彼此相反的一端固定连接在所述塔顶壳体的内壁上,并且彼此相对的一端悬空,以形成在相互交错的位置关系。
3.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述至少一个隔板中的每一个隔板在其表面上形成有多个凸起。
4.根据权利要求3所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述至少一个隔板中在竖直方向上相邻的两个隔板的表面上形成的凸起在竖直方向上彼此错开地分布。
5.根据权利要求3所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述至少一个隔板上的凸起在隔板表面上彼此错开分布。
6.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述至少一个隔板中的每个隔板相对于水平方向具有预定倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述至少一个隔板中的每个隔板具有在隔板的厚度方向上贯穿隔板的隔板通孔。
8.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述塔釜进一步包括至少一组金属隔板,其中,每组金属隔板包括以预定间隔彼此隔开并固定在所述塔釜壳体的内壁上的多个金属隔板,每个金属隔板从所述塔釜壳体的内壁向所述塔釜的内部延伸预定长度。
9.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯精馏塔装置,其中,所述塔顶顶板设置有排气口,并且所述塔釜壳体的下部设置有排出口,并且在所述塔身的下部设置有进料口。
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