【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三氟化氮生产，尤其涉及一种三氟化氮电解槽补料装置和方法。
技术介绍
1、三氟化氮(nitrogen trifluoride，简称nf3)作为一种电子特种气体在半导体和液晶面板行业有很广泛重要的应用。在常温下是一种无色、无臭、性质稳定的气体，是一种强氧化剂。
2、三氟化氮的制备通常采用电解的方式，在电解过程中需要频繁的制备电解液，并将电解液以人工的方式添加到电解槽中，在人工加料时，还必须停止电解，使工艺不能连续生产，不仅占用了大量的人力资源，而且严重的影响了生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种三氟化氮电解槽补料装置和方法，以解决三氟化氮不能连续生产且需要人工频繁加料的技术问题。
2、本专利技术的一种三氟化氮电解槽补料装置和方法的具体技术方案如下：
3、一种三氟化氮电解槽补料装置，包括储料单元、预混反应釜、电解槽和缓冲室，所述储料单元设置在预混反应釜的一侧，预混反应釜的另一侧设置有电解槽；储料单元包括氟化氢罐、纯水罐、液氨罐和氮气罐，所述氟化氢罐、纯水罐和液氨罐与预混反应釜顶部连通，预混反应釜底部的液体出口与电解槽连接，电解槽与缓冲室通过管道连通，所述氮气罐与缓冲室连通，所述缓冲室上设置有气体出口。
4、优选的，所述预混反应釜包括釜体和搅拌组件，所述釜体上方以螺旋方式密封安装有釜盖，所述釜盖中心设有通孔，所述搅拌组件包括搅拌杆，所述搅拌杆穿过通孔，延伸至釜体底部，所述搅拌杆下端连接有搅拌叶，上端设置有驱动
5、优选的，所述氟化氢罐通过第一管道与所述釜盖连通，所述第一管道上设置有控制阀一；所述纯水罐通过第二管道与所述釜盖连通，所述第二管道上设置有控制阀二；所述液氨罐通过第三管道与所述釜盖连通，所述第三管道上设置有控制阀三，釜盖上还设置有液位计一，液位计一穿过釜盖，延伸至预混反应釜底部，所述液位计一与控制阀一、控制阀二和控制阀三电连接。
6、优选的，所述电解槽包括电解室和顶盖，所述电解室的内部下方位设置有隔膜，所述隔膜将所述电解室内部平分，所述隔膜两侧分别设置有阳极电极和阴极电极，所述阴极电极和阳极电极的底部分别具有伸出至所述电解室下方的阳极接线柱33和阴极接线柱，所述顶盖安装于电解室的上端顶部，所述顶盖上设置有阳极出气口和阴极出气口
7、优选的，所述预混反应釜的底部设置有液体出口，所述液体出口与所述顶盖管道连接，所述管道上设置有控制阀四
8、优选的，所述顶盖上还设置有液位计二，液位计二穿过顶盖，延伸至电解室底部，所述液位计二与控制阀四电连接
9、优选的，所述电解槽与缓冲室之间的连通管路设置有保温层和加热装置。
10、本专利技术还提供了一种三氟化氮电解槽补料方法，包括以下步骤：
11、s1、将所述氟化氢罐中的液态氟化氢通入所述预混反应釜，打开搅拌，将纯水罐和液氨罐中的纯水和液氨通入预混反应釜中，与所述氟化氢液体反应，形成氟化氢铵和氟化氢混合电解液；
12、s2、将s1得到的氟化氢铵和氟化氢混合电解液通入电解槽中，进行电解，收集电解阳极生成的混合气，通入缓冲室；
13、s3、将氮气罐的氮气通入缓冲室，对混合气进行稀释，混合气：氮气按照体积比1:5进行稀释。
14、优选的，所述液位计一检测预混反应釜中液体的体积含量，当预混反应釜中液体到达预警位时，氟化氢罐、纯水罐和液氨罐，向预混反应釜中按比例通入氟化氢、纯水和液氨，液态氟化氢和液氨的摩尔比为1:1，纯水的质量为液态氟化氢和液氨总质量的1％-3％。
15、优选的，所述液位计二检测电解槽中电解液的体积含量，当电解槽中液体到达预警位时，预混反应釜向电解槽中通入混合电解液。
16、本专利技术的一种三氟化氮电解槽补料装置和方法，具有以下优点：本专利技术中将氟化氢罐中的液态氟化氢通入所述预混反应釜，并将纯水和液氨通入预混反应釜中，完成反应生成混合电解液，混合电解液通入电解槽中，完成电解反应，通过液位计检测预混反应釜和电解槽中的液位，当液位不足时，控制阀控制原料进入预混反应釜，控制原料比例生成合适生成三氟化氮的混合电解液，控制阀再控制混合电解液进入电解槽，电解槽的阴极气体经处理后排放，阳极生成三氟化氮混合气通入缓冲室，在缓冲室中经氮气稀释，利于后续去除三氟化氮混合气中的杂质，本专利技术实现了电解法制三氟化氮生产中自动化补料，连续生产，工艺简单实用，同时降低了原料成本，提高了工作效率。
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1.一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，包括储料单元(1)、预混反应釜(2)、电解槽(3)和缓冲室(4)，所述储料单元(1)设置在预混反应釜(2)的一侧，预混反应釜(2)的另一侧设置有电解槽(3)；储料单元(1)包括氟化氢罐(11)、纯水罐(12)、液氨罐(13)和氮气罐(14)，所述氟化氢罐(11)、纯水罐(12)和液氨罐(13)与预混反应釜(2)顶部连通，预混反应釜(2)底部的液体出口与电解槽(3)连接，电解槽(3)与缓冲室(4)通过管道连通，所述氮气罐(14)与缓冲室(4)连通，所述缓冲室(4)上设置有气体出口。
2.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述预混反应釜(2)包括釜体(21)和搅拌组件(23)，所述釜体(21)上方以螺旋方式密封安装有釜盖(22)，所述釜盖(22)中心设有通孔，所述搅拌组件(23)包括搅拌杆，所述搅拌杆穿过通孔，延伸至釜体(21)底部，所述搅拌杆下端连接有搅拌叶，上端设置有驱动电机。
3.根据权利要求2所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述氟化氢罐(11)通过第一管道与所述釜盖(2
4.根据权利要求3所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述电解槽(3)包括电解室(31)和顶盖(32)，所述电解室(31)的内部下方位设置有隔膜，所述隔膜将所述电解室(31)内部平分，所述隔膜两侧分别设置有阳极电极和阴极电极，所述阴极电极和阳极电极的底部分别具有伸出至所述电解室(31)下方的阳极接线柱(33)和阴极接线柱(34)，所述顶盖(32)安装于电解室(31)的上端顶部，所述顶盖(32)上设置有阳极出气口(35)和阴极出气口(36)。
5.根据权利要求4所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述预混反应釜(2)的底部设置有液体出口，所述液体出口与所述顶盖(32)管道连接，所述管道上设置有控制阀五(55)。
6.根据权利要求5所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述顶盖(32)上还设置有液位计二(37)，液位计二(37)穿过顶盖(32)，延伸至电解室(31)底部，所述液位计二(37)与控制阀五(55)电连接。
7.根据权利要求6所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述电解槽(3)与缓冲室(4)之间的连通管路设置有保温层和加热装置。
8.使用权利要求1-7任一项所述的三氟化氮电解槽补料装置进行补料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种三氟化氮电解槽补料方法，其特征在于，液位计一(24)检测预混反应釜(2)中液体的体积含量，当预混反应釜(2)中液体到达预警位时，氟化氢罐(11)、纯水罐(12)和液氨罐(13)，向预混反应釜(2)中按比例通入氟化氢、纯水和液氨，液态氟化氢和液氨的摩尔比为1:1，纯水的质量为液态氟化氢和液氨总质量的1％-3％。
10.根据权利要求8所述的一种三氟化氮电解槽补料方法，其特征在于，液位计二(37)检测电解槽(3)中电解液的体积含量，当电解槽(3)中液体到达预警位时，预混反应釜(2)向电解槽(3)中通入混合电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，包括储料单元(1)、预混反应釜(2)、电解槽(3)和缓冲室(4)，所述储料单元(1)设置在预混反应釜(2)的一侧，预混反应釜(2)的另一侧设置有电解槽(3)；储料单元(1)包括氟化氢罐(11)、纯水罐(12)、液氨罐(13)和氮气罐(14)，所述氟化氢罐(11)、纯水罐(12)和液氨罐(13)与预混反应釜(2)顶部连通，预混反应釜(2)底部的液体出口与电解槽(3)连接，电解槽(3)与缓冲室(4)通过管道连通，所述氮气罐(14)与缓冲室(4)连通，所述缓冲室(4)上设置有气体出口。
2.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述预混反应釜(2)包括釜体(21)和搅拌组件(23)，所述釜体(21)上方以螺旋方式密封安装有釜盖(22)，所述釜盖(22)中心设有通孔，所述搅拌组件(23)包括搅拌杆，所述搅拌杆穿过通孔，延伸至釜体(21)底部，所述搅拌杆下端连接有搅拌叶，上端设置有驱动电机。
3.根据权利要求2所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述氟化氢罐(11)通过第一管道与所述釜盖(22)连通，所述第一管道上设置有控制阀一(51)；所述纯水罐(12)通过第二管道与所述釜盖(22)连通，所述第二管道上设置有控制阀二(52)；所述液氨罐(13)通过第三管道与所述釜盖(22)连通，所述第三管道上设置有控制阀三(53)，釜盖(22)上还设置有液位计一(24)，液位计一(24)穿过釜盖(22)，延伸至预混反应釜(2)底部，所述液位计一(24)与控制阀一(51)、控制阀二(52)和控制阀三(53)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种三氟化氮电解槽补料装置，其特征在于，所述电解槽(3)包括电解室(31)和顶盖(32)，所述电解室(31)的内部...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑阳光，纪振红，张明杰，杨雷雷，张帅，张延远，耿思瑶，王赏照，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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