[发明专利]一种电子级硫酸加热装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子化学品领域，特别涉及一种电子级硫酸加热装置及方法。

背景技术

目前，电子级硫酸生产过程中是将吸收配置好的电子级硫酸溶液冷却至室温之后进入成品槽，然后从成品槽进行颗粒的循环过滤。如CN102530885B公开了一种高纯硫酸的工业化生产方法，包括以下步骤：a、用烟酸发生器将40％烟酸蒸发出高纯SO₃气体；b、用AR硫酸吸收塔吸收SO₃；c、由AR硫酸泵槽冷却和分流，在AR硫酸吸收塔和AR硫酸泵槽之间的管道上加入脱盐水或超纯水，控制硫酸浓度在98.5％，从AR硫酸泵槽出来的酸一部分打到AR硫酸吸收塔的分酸器作为循环酸吸收SO₃烟气，另一部分酸进入成品酸泵槽；d、成品酸泵槽中的AR硫酸冷却器将进入的酸进行冷却；e、由过滤器过滤后成为成品。

但硫酸溶液在常温下粘度较大，利用化学品过滤器进行循环过滤时(物理过滤过程)，因粘度太大而导致过滤效果和过滤时间都受到影响。为了解决这一问题，CN206064166U公开了一种用于MOS级电子硫酸生产系统的过滤系统，包括硫酸过滤器和SO₃气体过滤器，SO₃气体过滤器侧壁上包裹了一层加热系统。该专利加热系统本质上是为解决SO₃加热汽化的问题，因为SO₃常温为固体，仍然没有解决电子级硫酸粘度大过滤难的问题。

另一方面，虽然硫酸的沸点及粘度较高，一般不易分解，但硫酸加热到290℃时会开始分解放出三氧化硫，而且温度过高也会挥发水分，所以电子级硫酸加热系统必须考虑不能使硫酸液体局部温度过高，现有技术针对这一技术问题也未提出解决方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提供了一种结构简单、操作方便、加热效率高的电子级硫酸加热装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种电子级硫酸加热装置，包括耐酸壳体和至少一个加热器，所述加热器固定于所述耐酸壳体内下部，所述耐酸壳体内设置有搅拌装置，所述耐酸壳体的上端设置有液体进口，所述耐酸壳体底部设置有液体出口。

进一步的：

所述搅拌装置包括搅拌轴和设置在所述搅拌轴上的搅拌浆。

所述加热器的加热管材质优选为PTFE。

所述耐酸壳体包括外壳和内壳，所述外壳材质优选为碳钢，所述耐酸壳体内壳材质优选为PTFE。

所述搅拌浆半径优选为所述搅拌轴与所述加热器距离的0.3～0.8倍。

本发明还提供使用上述装置加热电子级硫酸的方法，包括以下步骤：

(1)通过液体进口向耐酸壳体中加入吸收配置好的电子级硫酸，启动加热器开始对电子级硫酸进行加热；

(2)当电子级硫酸温度升至20～30℃时，启动搅拌装置对电子级硫酸进行搅拌；

(3)当电子级硫酸温度达到45-65℃时，将电子级硫酸通过液体出口5进入过滤系统。

98％电子级硫酸会随着温度升高其腐蚀性增强，不能采用传统碳钢材质容器，所以本发明中所有与98％电子级硫酸介质接触的部件全部采用PTFE。另外98％电子级硫酸的粘度大小对过滤膜产生的阻力有很大影响，如果电子级硫酸粘度过高，会增加输送泵的动力消耗，又会降低过滤效果。而且过滤压力过大，过滤孔直径会有一定的增加，导致大颗粒可能进入过滤后的电子级硫酸液体中。

为了降低电子级硫酸液体的粘度，本发明在不污染配置好的电子级硫酸溶液条件下，采用将电子级硫酸液体的温度提高到45-65℃，这样电子级硫酸液体粘度会大幅下降，电子级硫酸液体粘度从20cp左右下降至10cp左右，从而大大改善了过滤效果，缩短了过滤时间，且有效防止了加热温度过高导致的电子级硫酸液体分解放出三氧化硫和水分挥发问题。另一方面电子级硫酸液体的加热温度保持在45-65℃，不仅可以极大改善过滤效果，而且可防止电子级硫酸液体温度过高导致PTFE过滤膜孔径变化。

为了防止加热器附近的电子级硫酸液体温度过高，防止硫酸发生分解，本发明在储酸壳体中设置了一个搅拌装置，通过搅拌装置的搅动，可以使电子级硫酸液体均匀受热。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、结构简单，操作方便，本发明的电子级硫酸加热装置结构简单，大大简化了操作流程；

2、加热效率高，通过本发明的电子级硫酸加热装置加热电子级硫酸时，电子级硫酸受热均匀，防止了硫酸发生分解，提高了加热效率；