本实用新型专利技术公开了一种用于生产高纯砷的氢化还原装置，包括还原管、冷凝管和进料管，所述还原管的一端封闭，另一端与冷凝管对接连通；所述进料管伸入还原管且其位于还原管内的节段呈螺旋状布置。采用本申请的用于生产高纯砷的氢化还原装置，进料管呈螺旋状布置，三氯化砷和氢气沿螺旋向通入还原管，延长了二者的接触时间以及在还原管内的反应时间，从而提高了产品的纯度和收率。了产品的纯度和收率。了产品的纯度和收率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于生产高纯砷的氢化还原装置
[0001]本技术涉及高纯砷制备
，具体涉及一种用于生产高纯砷的氢化还原装置。
技术介绍
[0002]高纯砷是合成砷化镓、砷化铟、硒化砷等Ⅲ—V族化合物半导体材料的主要原料，也用于制备As2Se3(红外线透射玻璃、激光印刷机等)等，同时也用于硅、锗单晶掺杂剂。高纯砷广泛应用于集成电路、光伏太阳能发电技术、红外成像等领域。近年来随着高新技术产业的发展，高纯砷的应用领域日益广泛。
[0003]高纯砷是指杂质总量<10ppm的金属砷，随着纯度的不断提高，它的性能也越来越好，按照纯度的不同，高纯砷可分为5N、6N、7N等。
[0004]目前，高纯砷的生产方法主要有氯化还原法、铅合金升华法、热分解法、硫化还原法、蒸汽区域精制和单结晶法等，其中最常见的是氯化还原法。氯化还原法是先将粗砷氯化生成三氯化砷，再将三氯化砷氢化还原得到高纯砷。该方法中，氢化还原过程对于产品的纯度和收率有较大影响，因此在生产过程中优化氢化还原过程是提高高纯砷产品纯度和收率的关键。
[0005]申请号为201510425035.4的中国专利公开了一种用于高纯砷生产的氢化还原装置，其通过在氢化还原管的反应段设置回流管，延长三氯化砷与氢气的接触时间，提高了产品的纯度和收率；存在的不足之处在于：三氯化砷和氢气通过进料管的出料端进入氢化还原管的反应段，然后依次流经进料管外壁和回流管内壁构成的通道以及回流管外壁和氢化还原管内壁构成的通道......反应物料直向流经各通道，导致三氯化砷与氢气的接触时间以及在反应段内的停留时间仍相对有限，这一定程度上制约了产品的纯度和收率。
技术实现思路
[0006]本技术要解决的技术问题是提供一种用于生产高纯砷的氢化还原装置，以便提高产品的纯度和收率。
[0007]本技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0008]一种用于生产高纯砷的氢化还原装置，包括还原管、冷凝管和进料管，所述还原管的一端封闭，另一端与冷凝管对接连通，所述进料管伸入还原管且其位于还原管内的节段呈螺旋状布置。
[0009]进一步，所述还原管的外侧设置有内保温层，所述内保温层的外侧设置有加热层，所述加热层的外侧设置有外保温层。
[0010]进一步，所述内保温层的内部设置有热电偶，所述热电偶与加热层形成控制反馈。
[0011]进一步，所述加热层包括间隔布置的多个加热体。
[0012]进一步，所述外保温层、加热层和内保温层通过框架集成固定在一起。
[0013]进一步，所述还原管、冷凝管和进料管的材质为石英，所述内保温层和外保温层的
材质均为保温棉，所述框架的材质为不锈钢。
[0014]本技术的有益效果：
[0015]本申请的用于生产高纯砷的氢化还原装置，包括还原管、冷凝管和进料管，所述还原管的一端封闭，另一端与冷凝管对接连通；所述进料管伸入还原管且其位于还原管内的节段呈螺旋状布置。采用本申请的用于生产高纯砷的氢化还原装置，进料管呈螺旋状布置，三氯化砷和氢气沿螺旋向通入还原管，延长了二者的接触时间以及在还原管内的反应时间，从而提高了产品的纯度和收率。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。
[0017]图1为本技术优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。显然,所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0019]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0020]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0021]如图1所示，本实施例公开了一种用于生产高纯砷的氢化还原装置，包括还原管2、冷凝管3和进料管1，所述还原管的一端封闭，另一端与冷凝管对接连通，所述进料管伸入还原管且其位于还原管内的节段呈螺旋状布置；所述还原管、冷凝管和进料管的材质为石英。工作时，三氯化砷和氢气经进料管通入还原管，在还原管内发生氢化还原反应，反应后得到的砷蒸汽进入冷凝管沉积，得到固态的高纯砷产品。
[0022]作为对上述技术方案的进一步改进，所述还原管的外侧设置有内保温层4，所述内保温层的外侧设置有加热层5，所述加热层的外侧设置有外保温层6，所述外保温层、加热层和内保温层通过框架8集成固定在一起，所述内保温层和外保温层的材质均为保温棉，所述框架的材质为不锈钢；采用内、外保温层实现保温加热，有利于保证氢化还原的均温热场。
[0023]作为对上述技术方案的进一步改进，所述加热层5包括间隔布置的多个加热体，加热体为电加热体，各加热体可分别进行加温控制，以便适应氢化还原反应的多元化温控需求。
[0024]作为对上述技术方案的进一步改进，所述内保温层的内部设置有热电偶7，所述热
电偶与加热层形成控制反馈；热电偶采集温度数据，与加热层形成温控反馈，以便实现氢化还原反应的精准控温，确保产品品质。
[0025]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于生产高纯砷的氢化还原装置，包括还原管(2)、冷凝管(3)和进料管(1)，所述还原管的一端封闭，另一端与冷凝管对接连通；其特征在于：所述进料管伸入还原管且其位于还原管内的节段呈螺旋状布置。2.根据权利要求1所述的用于生产高纯砷的氢化还原装置，其特征在于：所述还原管的外侧设置有内保温层(4)，所述内保温层的外侧设置有加热层(5)，所述加热层的外侧设置有外保温层(6)。3.根据权利要求2所述的用于生产高纯砷的氢化还原装置，其特征在于：所述内保温层的内部设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵科湘，陈飞，
申请(专利权)人：浙江能鹏半导体材料有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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