一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置，包括水洗塔(3)、泄爆桶(2)、回流桶(7)和泵(8)，水洗塔(3)内设有喷淋装置，水洗塔(3)顶部有阳极气体出口管(4)和N2入口管(10)，水洗塔(3)底部有洗涤液出口管(6)，回流桶(7)顶部连接洗涤液出口管(6)、底部连通泵(8)，泵(8)出口通过洗涤液入口管(5)与水洗塔(3)中上部连通；阳极气体进气管(1)以下倾45°角进入水洗塔(3)底部，同时以90°的折弯分支竖直进入泄爆桶(2)，泄爆桶(2)中上部设有溢流管(9)与洗涤液出口管(6)相通。该装置具有安全、高效、自动化的特点。

An anodic gas purification device for the preparation of NF3 by electrolysis

The utility model discloses a safety gas purification device for anode electrolytic preparation of NF3, including washing tower (3), venting barrel (2), back (7) and pump barrel (8), (3) is arranged in the washing tower spray device, water tower (3) at the top of the anode gas outlet the tube (4) and N2 (10), entrance pipe washing tower (3) at the bottom of the washing liquid outlet pipe (6), (7) is connected with the bucket back washing liquid outlet pipe is communicated with the bottom of the pump (6), (8), (8) export pump through the entrance of washing liquid and washing pipe (5) the tower (3) in the upper part of the gas inlet pipe communicated with the anode; (1) the inclination angle of 45 degrees into the washing tower (3) at the bottom, with 90 degrees vertical bending branches into the vent barrels (2), venting barrel (2) in the upper part is provided with an overflow pipe (9) and a washing liquid pipe outlet (6). The device has the characteristics of safety, high efficiency and automation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置
本技术涉及电解法制备NF3的阳极气净化装置，尤其涉及一种安全去除NF3中HF杂质的净化装置。
技术介绍
制备NF3的方法主要有化学法和电解法等，目前电解法由于可以获得高纯度和高收率的NF3而受到广泛的应用。采用电解法时，阳极产生NF3，并夹带大量的HF杂质，同时阴极产生H2。为减少HF对阳极后续设备的腐蚀性同时也实现资源的再利用，传统的方法是电槽产生的阳极气体，首先经过水或者碱等洗涤液吸收，达到初级净化的目的。但是现有技术的净化装置存在安全隐患：1、因工艺或者其他原因，NF3中会混合入H2，NF3属于氧化性气体，与H2混合极易发生爆炸，存在安全隐患。现有技术采取在电槽阴阳极通入N2稀释阳极气体降低爆炸，但是这样会导致电槽阳极气流量增大，电解质携带量增大，容易造成管道粉尘增多，增加阳极管道堵塞频率，且增大净化装置内部静电累积速度。2、H2密度小容易在净化装置顶部富集，增加装置爆炸的危险性，而采用电槽阴阳极吹N2稀释的方法不能消除H2在装置内部富集。3、当含有少量固液杂质阳极气体经过管道进入净化装置时，由于管径突然扩张和装置加工时内部不光滑，且洗涤液是静电的良导体，容易发生静电放电形成火花，而且在高温度和高压力时，更容易诱发爆炸。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置。本技术的技术方案是：一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置，包括水洗塔3、泄爆桶2、回流桶7和泵8，水洗塔3内设有喷淋装置，水洗塔3顶部有阳极气体出口管4和N2入口管10，水洗塔3底部有洗涤液出口管6，回流桶7顶部连接洗涤液出口管6、底部连通泵8，泵8出口通过洗涤液入口管5与水洗塔3中上部连通；阳极气体进气管1以下倾45°角进入水洗塔3底部，同时以90°的折弯分支竖直进入泄爆桶2，泄爆桶2中上部设有溢流管9与洗涤液出口管6相通。本技术工作原理是：从电槽产生的阳极气体通过管道进入水洗塔，回流桶中装有洗涤液，洗涤液在泵的动力作用下到达水洗塔中上部，洗涤液通过喷头下行，与阳极气体在水洗塔内逆流接触吸收阳极气体中的HF，净化后的阳极气体在水洗塔顶部输出，洗涤液进入回流桶循环使用。泄爆桶中装有水，当水洗塔内压力过大时，水洗塔内气体被压入泄爆桶，阳极气体中夹带的酸性物质，随着阳极气体连续经过，泄爆桶液体酸度逐渐增加，桶内液位升高。泄爆桶中液位过高时，泄爆桶内液体通过溢流管进入回流桶，作为洗涤液进入水洗塔。不仅保证泄爆桶中的液封高度，减少工作量，还实现资源的回收利用。进一步地，N2入口管10上设有阀门11，可采用DCS系统自动调节阀门11开度。通过DCS自动控制净化装置顶部N2阀门开度。当NF3中杂质H2含量增多时，通过自动调节N2流量进行稀释，一方面不需要增大阴阳极系统的N2流量，另一方面对净化装置进行吹扫避免了H2在净化装置内局部富集。此外，阳极气体进口管与电槽直接相连，当电槽压力为负压时，可通过增大净化装置顶部的N2流量，辅助维持电槽系统内部压力稳定，避免电槽阴极室的H2进入阳极。进一步地，水洗塔顶部N2管道深入水洗塔内的端头位置在喷淋装置的喷头以下5cm-50cm。一方面避免N2管道在顶部吹扫不彻底，另一方面避免增大阳极气体流量，洗涤阻力增大。进一步地，在泄爆桶处溢流管入口处增加滤网，避免阳极气体中夹带的电解质，灰尘颗粒等对泵、喷淋装置的损坏。作为一种改进，洗涤液出口管法兰处安装导电薄膜纸，消除静电。本技术所要提供的是一种安全去除HF杂质的净化装置。在N2入口管路上设计有N2吹扫阀，当NF3中H2含量增多时，避免从电槽处增大N2流量，降低阳极气流量和阳极管道堵塞的频率，同时避免H2在净化装置的局部富集；在净化装置入口前安装泄爆桶，保证净化装置内部压力稳定。与现有的技术相比，本技术优点有：1、减少了阴阳极伴N2量，降低阳极管道堵塞频率及静电累计速度；2、避免净化装置内部H2的富集，并及时释放装置内部静电；3、及时释放净化装置内部压力；4、维持电槽内部压力稳定，避免压力波动使阴极的H2串入阳极，具有安全、高效、自动化的特点。附图说明图1是本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本技术的技术方案。实施例1如图1所示，一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置，包括水洗塔3、泄爆桶2、回流桶7和泵8，水洗塔内设有喷淋装置，水洗塔3顶部有阳极气体出口管4和N2入口管10，N2入口管10阀门11，采用DCS系统自动调节阀门11开度；水洗塔3底部有洗涤液出口管6，洗涤液出口管6法兰处安装导电薄膜纸；回流桶7顶部连接洗涤液出口管6、底部连通泵8，泵8出口通过洗涤液入口管5与水洗塔3中上部连通；阳极气体进气管1以下倾45°角进入水洗塔3底部，同时以90°的折弯分支竖直进入泄爆桶2，泄爆桶2中上部设有溢流管9与洗涤液出口管6相通。从电槽12阳极室产生的阳极气体，经过阳极气体进气管1进入水洗塔3。泄爆桶2和回流桶7中装软化水。当水洗塔内部压力升高时，通过泄爆桶进行泄压，保持水洗塔3内部压力稳定。工艺气体流经泄爆桶时，其中夹带的电解质、颗粒会进入泄爆桶，泄爆桶有沉降的功能。当泄爆桶内部液封高度过高时，内部液体通过溢流管，洗涤液出口管进入回流桶。水洗塔顶部设有N2入口，当阳极气体中杂质H2含量增大时，可通过DCS系统增大阀门的开度，对阳极气体进行稀释，也实现对水洗塔内部的吹扫，避免H2局部富集，增加了净化装置运行时安全性。阳极气体进气管与电槽直接相连，当电槽内部系统突发为负压时，可通过DCS系统及时增大N2阀门开度，维持电槽内部压力的稳定，避免阴阳极串气。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置，包括水洗塔(3)、泄爆桶(2)、回流桶(7)和泵(8)，水洗塔(3)内设有喷淋装置，水洗塔(3)顶部有阳极气体出口管(4)和N2入口管(10)，水洗塔(3)底部有洗涤液出口管(6)，回流桶(7)顶部连接洗涤液出口管(6)、底部连通泵(8)，泵(8)出口通过洗涤液入口管(5)与水洗塔(3)中上部连通；阳极气体进气管(1)以下倾45°角进入水洗塔(3)底部，同时以90°的折弯分支竖直进入泄爆桶(2)，泄爆桶(2)中上部设有溢流管(9)与洗涤液出口管(6)相通。

【技术特征摘要】
1.一种用于电解法制备NF3的阳极气安全净化装置，包括水洗塔(3)、泄爆桶(2)、回流桶(7)和泵(8)，水洗塔(3)内设有喷淋装置，水洗塔(3)顶部有阳极气体出口管(4)和N2入口管(10)，水洗塔(3)底部有洗涤液出口管(6)，回流桶(7)顶部连接洗涤液出口管(6)、底部连通泵(8)，泵(8)出口通过洗涤液入口管(5)与水洗塔(3)中上部连通；阳极气体进气管(1)以下倾45°角进入水洗塔(3)底部，同时以90°的折弯分支竖直进入泄爆桶(2)，泄爆桶(2)中上部设有溢流管(9)与洗涤液出口管(6)相通。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超楠，魏磊，李梅，赵纪峥，酒坤，张景利，黄晓东，
申请(专利权)人：洛阳黎明大成氟化工有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41