[发明专利]一种无水氟化氢气体的净化系统

说明书

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种无水氟化氢气体的净化系统。

背景技术

现有技术中，无水氟化氢气体主要通过无机氟化物与酸反应制取。因此，无机氟化物中所含有的各种杂质将导致无水氟化氢气体中携带大量粉尘颗粒，特别是含有亚微米及纳米级以下颗粒，这些粉尘颗粒的存在将直接影响以无水氟化氢气体为原料所生成的后续产品性能。

近年来，无水氟化氢气体的净化方法主要包括改进生产工艺和不断更新设备以及提高无机氟化物质量等途径。如国内相关企业采用粗洗塔和吸收塔(或精馏塔)相结合的生产工艺可以有效净化无水氟化氢气体中微米级以上的大颗粒粉尘；也有人采用多次浮选工艺或添加各种改性剂的方法用以除去无机氟化物中的多种杂质；专利CN201180092Y涉及氟化氢气体的净化工艺，其特点是在生产氟化氢气体的反应设备中，在输送硫酸管中的进气管末端，通过安装喷头，达到除杂效果，其缺点是容易造成进气管频繁堵塞，生产工艺难以控制。专利CN101139106A利用氟化氢气体与SiF₄气体冷凝点的不同，通过控制冷凝温度，达到脱硅效果。但是，该方法工艺复杂，能耗高，且只能除脱一种含硅的粉尘颗粒。

上述已公开的净化无水氟化氢气体的生产工艺或设备主要存在以下缺点：1、氟化氢气体中的粉尘颗粒脱除不干净，净化效果不理想，特别是对于亚微米及纳米级以下的小颗粒，显得无能为力；2、价格昂贵，生产工艺复杂；3、能耗很高，工艺参数波动较大，生产过程难以控制，同时容易造成环境污染。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明主要针对无水氟化氢气体中的粉尘颗粒，特别是针对亚微米及纳米级以下颗粒，提供了一种无水氟化氢气体的净化系统。

一种无水氟化氢气体的净化系统，其特征在于：该净化系统包括进气管道、出气管道、净化塔、粉尘收集装置以及反吹装置；进气管道位于净化塔的下半部，出气管道位于净化塔的上半部；净化塔中放置能耐温度：20-100℃和耐负压：1000-3000MPa的膜材料，膜材料孔径小于1μm，同时，该膜材料具有耐氢氟酸腐蚀，所有膜材料总比表面积大于180m²/g；收集装置上端与净化塔底部相连接；反吹装置位于净化塔上半部或顶部，一端与净化塔相连，另一端与空压机相连。

所述膜材料选自聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚砜，聚碳酸酯，聚醚砜或塑烧板。

该净化系统具有生产成本低，技术参数容易控制，工况操作方便，安全环保，可以规模化连续生产等优点。使用该净化系统后，无水氟化氢气体中所携带的粉尘颗粒可以基本被清除干净。经测，无水氟化氢气体中在常温常压下粉尘颗粒含量小于5g/m³，所脱除的粉尘颗粒尺寸在200nm-500nm之间，主要由氟，硅，磷，铁，硫，氧等组成。

附图说明：

图1为无水氟化氢的净化系统示意图

1，净化塔；2，进气管道；3，出气管道；4，反吹装置；5，膜材料；6，粉尘收集装置

具体实施方式

该净化系统包括进气管道、出气管道、净化塔、粉尘收集装置以及反吹装置。进气管道位于净化塔的下半部，一端与净化塔通过弯管连接，使用时，另一端与制备氟化氢气体的反应炉相连；出气管道位于净化塔的上半部，一端与净化塔通过直管相连，使用时，另一端与后续使用系统相连；净化塔中放置能够耐温度：20-100℃和耐负压：1000-3000MPa的膜材料，同时，该膜材料具有耐氢氟酸腐蚀，而且其孔径小于1μm，比表面积大于180m²/g，优选四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚砜，聚碳酸酯，聚醚砜和塑烧板膜材料；粉尘收集装置形状为喇叭口，其中喇叭口朝下，上端与净化塔底部相连接，主要用于收集粉尘颗粒；反吹装置位于净化塔上半部或顶部，一端与净化塔通过直管相连，另一端与空压机相连，主要用于吹洗净化塔内膜材料所吸附的粉尘颗粒。

采用无机氟化物和硫酸在制酸炉中反应得到携带粉尘颗粒的无水氟化氢气体(反应条件按常规工业方法进行)，经进气管导入净化塔后由出气口送出脱除了粉尘颗粒的无水氟化氢气体。每隔2小时由反吹装置吹洗一次，吹洗时间为2分钟，所吹洗下来的粉尘颗粒通过粉尘收集装置收集并从底部排出。经测，通过该净化系统所送出的无水氟化氢气体在常温常压下粉尘颗粒含量≤5g/m³，所滤除的粉尘颗粒尺寸在200-500nm范围内，主要由氟、硫、氧、硅、磷、铁等元素组成。

净化塔中膜材料性能参数：温度20-100℃，负压：1000-3000Mpa，耐氢氟酸腐蚀，孔径小于1μm，比表面积大于180m²/g。