一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器技术方案

本实用新型专利技术属于硫酸生产领域，提供一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器，包括冷却器壳体、位于所述冷却器壳体上部用于固定换热管的固定板、所述冷却器壳体内的换热管及支撑架；所述冷却器壳体分为两层，分别为外层和内层，外层采用304不锈钢材料，内层采用高纯度的聚四氟乙烯层材料；固定板为聚四氟乙烯材料：换热管采用聚四氟乙烯材料，换热管一端的进酸口穿出圆孔、穿入焊接孔并焊接在固定板表面，换热管另一端的出酸口多次规整有序的缠绕支撑架后穿出另一个圆孔、穿入焊接孔并焊接在另一个固定板的表面；本实用新型专利技术还包括进水口及出水口；有益效果为：本实用新型专利技术耐腐蚀性更强、能满足电子级硫酸生产系统的需求、冷却效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器
本技术属于硫酸生产领域，尤其是涉及一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器。
技术介绍
电子级硫酸又称高纯硫酸、超纯硫酸，广泛应用于半导体、超大规模集成电路的加工过程，用于硅晶片的清洗和蚀刻、除去晶片上的杂质。电子级硫酸的纯度和清洁度对电子元件的成品率、电子能及可靠性有着重要影响，中国的试剂企业一般将电子级硫酸划分为低尘高纯级、MOS级和BV-Ⅲ级，其中BV-Ⅲ级电子级硫酸的单项金属杂质质量分数不超过1×10-8。电子级硫酸具有很强的穿透性，电子级硫酸生产过程中，硫酸冷却器是重要的设备，作用是吸收吸收塔内三氧化硫与水反应产生的热量，以保证吸收过程的持续进行。前期电子级硫酸的生产过程中采用的是列管式冷却器，整体采用304不锈钢，由于硫酸具有强腐蚀性，因此，列管式冷却器使用不久后就被腐蚀，产生的残渣严重影响了电子级硫酸的质量。因此需研制一种新型硫酸冷却器来满足电子级硫酸生产系统的需求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种耐腐蚀性更强、能满足电子级硫酸生产系统的需求、冷却效果更好的硫酸冷却器。本技术的技术方案是：一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器，包括冷却器壳体、位于所述冷却器壳体上部用于固定换热管的固定板、所述冷却器壳体内的换热管及支撑架；所述冷却器壳体分为两层，分别为外层和内层，外层为304不锈钢层，采用304不锈钢材料，内层为聚四氟乙烯层，采用高纯度的聚四氟乙烯层材料；冷却器壳体顶部设有两个供换热管穿出的圆孔；进一步，两个法兰Ⅰ均固定在冷却器壳体的顶部并分别罩在两个圆孔上；法兰Ⅰ的中心孔与圆孔相对，两个法兰Ⅰ的顶部均设有固定板、法兰Ⅱ，法兰Ⅰ、固定板、法兰Ⅱ三者通过螺栓紧固，固定板上设有与换热管数量相当的焊接孔，焊接孔的内径与换热管的外径相匹配；其中，所述固定板为聚四氟乙烯材料；所述法兰Ⅰ、法兰Ⅱ均整体涂有聚四氟乙烯层；所述换热管采用聚四氟乙烯材料，所述换热管一端的进酸口穿出圆孔、穿入焊接孔并焊接在固定板表面，所述换热管另一端的出酸口多次规整有序的缠绕支撑架后穿出另一个圆孔、穿入焊接孔并焊接在另一个固定板的表面；进一步，所述换热管的数量为多根；进一步，根据系统换热量需求，可灵活增加或减少聚四氟乙烯材料的所述换热管的数量，从而实现冷却器换热面积的改变。多个所述换热管的进酸口及出酸口均分别在两个固定板表面上呈圆形阵列式等距分布；所述支撑架采用聚四氟乙烯材料；进一步，所述支撑架的结构为：所述支撑架包括2个大小不同U型支撑杆、2个长度相同的竖支撑杆及1个横支撑杆，2个所述U型支撑杆的顶端均穿出冷却器壳体的顶面一段距离，所述支撑杆与冷却器壳体的顶面交接部分焊接进一步使U型支撑杆的位置固定，大的所述U型支撑杆套在小的U型支撑杆外部，所述U型支撑杆均分为两侧的竖杆与两个竖杆之间的横杆；大的所述U型支撑杆上的竖杆为竖杆Ⅰ，横杆为横杆Ⅰ；小的所述U型支撑杆上的竖杆为竖杆Ⅱ，横杆为横杆Ⅱ；2个所述竖支撑杆两端分别与大的U型支撑杆上的横杆Ⅰ及小的U型支撑杆上的竖杆Ⅱ焊接；进一步，2个所述竖支撑杆将竖杆Ⅱ平均分成3段；所述横支撑杆两端分别焊接在2个竖支撑杆二分之一处；所述换热管在冷却器壳体内部多次规整有序的缠绕在支撑架上，即所述换热管一端的进酸口穿出圆孔、穿入焊接孔并焊接在固定板表面，所述换热管另一端的出酸口先绕过横杆Ⅱ再绕过右端、所述横支撑杆上部的竖支撑杆再绕过右端、所述横支撑杆下部的竖支撑杆再绕过左端、所述横支撑杆上部的竖支撑杆再绕过横杆Ⅱ然后穿出圆孔穿入焊接孔并焊接在另一个固定板的表面；进一步，两个所述法兰Ⅱ上均连接用于输送酸的管道；进一步，本技术的冷却的介质为水，本技术还包括进水口及出水口，所述进水口及出水口分别位于冷却器壳体的右侧及左侧；本技术的有益效果为：1.单纯采用聚四氟乙烯的冷却器，由于材料所限所以该材料的冷却器结构小、强度小，不能满足大批量电子级硫酸生产的需求，本冷却壳体器分为两层，外层为304不锈钢层起到了支撑作用，保障了本结构的稳定性及强度，内层采用聚四氟乙烯层，充分满足了硫酸行业中耐酸碱、耐腐蚀的需求；2.传统的换热管遭腐蚀后会影响酸的质量，尤其是电子酸对产品杂质含量的要求非常高，本换热管采用聚四氟乙烯材料，具有卓越的耐化学腐蚀性，所以不会出现腐蚀现象进一步保障了酸的质量；在换热过程中换热管由于水的冲击力、自身换热时的压力及其他的影响所以换热管会来回摆动，因此会造成换热管相互间缠绕、打结现象，不但影响了冷却质量，给后期维修造成负担；本技术添加了特殊结构的支撑架，换热管在冷却器壳体内部多次规整有序的缠绕在支撑架上，即所述换热管一端的进酸口穿出圆孔、穿入焊接孔并焊接在固定板表面，换热管另一端的出酸口先绕过横杆Ⅱ再绕过右端、横支撑杆上部的竖支撑再绕过右端、横支撑杆下部的竖支撑再绕过左端、横支撑杆下部的竖支撑再绕过左端、横支撑杆上部的竖支撑再绕过横杆Ⅱ然后穿出圆孔穿入焊接孔并焊接在另一个固定板的表面，所以固定了换热管摆动的区域与范围，不会造成缠绕、打结现象；进一步由于换热管在冷却器壳体内部多次规整有序的缠绕在支撑架上，所以本技术中的换热管比传统的换热管在冷却器内的长度要长，所以增加了冷却的时间，提高了冷却的效果，实现了硫酸热量向冷却水转移的效果。3.根据系统换热量需求，可灵活增加或减少聚四氟乙烯换热管的数量，从而实现冷却器换热面积的改变。4.由于电子级硫酸具有很强的穿透性，本换热管采用聚四氟乙烯材料、冷却器壳体内层为聚四氟乙烯层、支撑架为聚四氟乙烯材料、法兰Ⅰ、法兰Ⅱ、固定板为聚四氟乙烯材料，所以充分保障了本装置的耐腐蚀性。5.由于多个换热管的进酸口及出酸口均在固定板上呈圆形阵列式等距分布，所以分布均匀有序，便于在冷却器内冷却。附图说明图1是本技术一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器示意图；图2是换热管缠绕支撑架示意图；图3是换热管在固定板上分布的俯视图；图4是换热管与固定板交接处侧视图；图中：1、冷却器壳体1-1、304不锈钢层1-2、聚四氟乙烯层2、法兰Ⅰ3、固定板4、换热管5、支撑架5-1、U型支撑杆5-2、竖支撑杆5-3、横支撑杆5-1-1、竖杆Ⅰ5-1-2、横杆Ⅰ5-1-3、竖杆Ⅱ5-1-4、横杆Ⅱ4-1、进酸口4-2、出酸口6、法兰Ⅱ具体实施方式本实施例一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器，包括冷却器壳体1、位于所述冷却器壳体1上部用于固定换热管4的固定板3、所述冷却器壳体1内的换热管4及支撑架5；所述冷却器壳体1分为两层，分别为外层和内层，外层为304不锈钢层1-1，采用304不锈钢材料，内层为聚四氟乙烯层1-2，采用高纯度的聚四氟乙烯层1-2材料；冷却器壳体1顶部设有两个供换热管4穿出的圆孔；进一步，两个法兰Ⅰ2均固定在冷却器壳体1的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器，其特征在于：包括冷却器壳体(1)、位于所述冷却器壳体(1)上部用于固定换热管(4)的固定板(3)、所述冷却器壳体(1)内的换热管(4)及支撑架(5)；/n所述冷却器壳体(1)分为两层，分别为外层和内层，外层为304不锈钢层(1-1)，内层为聚四氟乙烯层(1-2)；/n冷却器壳体(1)顶部设有两个供换热管(4)穿出的圆孔；进一步，两个法兰Ⅰ(2)均固定在冷却器壳体(1)的顶部并分别罩在两个圆孔上；法兰Ⅰ(2)的中心孔与圆孔相对，两个法兰Ⅰ(2)的顶部均设有固定板(3)、法兰Ⅱ(6)，法兰Ⅰ(2)、固定板(3)、法兰Ⅱ(6)三者通过螺栓紧固，固定板(3)上设有与换热管(4)数量相当的焊接孔，焊接孔的内径与换热管(4)的外径相匹配；/n所述换热管(4)采用聚四氟乙烯材料，所述换热管(4)一端的进酸口(4-1)穿出圆孔、穿入焊接孔并焊接在固定板(3)表面，所述换热管(4)另一端的出酸口(4-2)多次规整有序的缠绕支撑架(5)后穿出另一个圆孔、穿入焊接孔并焊接在另一个固定板(3)的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器，其特征在于：包括冷却器壳体(1)、位于所述冷却器壳体(1)上部用于固定换热管(4)的固定板(3)、所述冷却器壳体(1)内的换热管(4)及支撑架(5)；
所述冷却器壳体(1)分为两层，分别为外层和内层，外层为304不锈钢层(1-1)，内层为聚四氟乙烯层(1-2)；
冷却器壳体(1)顶部设有两个供换热管(4)穿出的圆孔；进一步，两个法兰Ⅰ(2)均固定在冷却器壳体(1)的顶部并分别罩在两个圆孔上；法兰Ⅰ(2)的中心孔与圆孔相对，两个法兰Ⅰ(2)的顶部均设有固定板(3)、法兰Ⅱ(6)，法兰Ⅰ(2)、固定板(3)、法兰Ⅱ(6)三者通过螺栓紧固，固定板(3)上设有与换热管(4)数量相当的焊接孔，焊接孔的内径与换热管(4)的外径相匹配；
所述换热管(4)采用聚四氟乙烯材料，所述换热管(4)一端的进酸口(4-1)穿出圆孔、穿入焊接孔并焊接在固定板(3)表面，所述换热管(4)另一端的出酸口(4-2)多次规整有序的缠绕支撑架(5)后穿出另一个圆孔、穿入焊接孔并焊接在另一个固定板(3)的表面。


2.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产系统中用硫酸冷却器，其特征在于：所述支撑架(5)的结构为：所述支撑架(5)包括2个大小不同U型支撑杆(5-1)、2个长度相同的竖支撑杆(5-2)及1个横支撑杆(5-3)，2个所述U型支撑杆(5-1)的顶端均穿出冷却器壳体(1)的顶面一段距离，所述支撑杆与冷却器壳体(1)的顶面交接部分焊接进一步使U型支撑杆(5-1)的位置固定，大的所述U型支撑杆(5-1)套在小的U型支撑杆(5-1)外部；
所述U型支撑杆(5-1)均分为两侧的竖杆与两个竖杆之间的横杆；大的所述U型支撑杆(5-1)上的竖杆为竖杆Ⅰ(5-1-1)，横杆为横杆Ⅰ(5-1-2)；小的所述U型支撑杆(5-1)上的竖杆为竖杆Ⅱ(5-1-3)，横杆为横杆Ⅱ(5-1-4)；
2个所述竖支撑杆(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，尚小科，
申请(专利权)人：天津渤大硫酸工业有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12