[发明专利]一种电子级氯化氢的纯化和实时检测系统及方法

说明书

本发明提供一种电子级氯化氢的纯化和实时检测系统及方法，该检测系统包括通过管道依次连接的氯化氢储存装置、干燥纯化器、吸气塔以及检测装置，干燥纯化器中设有吸附剂，检测装置包括气体分析仪和氦离子色谱仪，氯化氢经检测装置检测后汇集至尾气吸收管路。该检测系统及方法可有效去除工业氯化氢中的Hsubgt;2/subgt;O、Osubgt;2/subgt;、CO、COsubgt;2/subgt;、Hsubgt;2/subgt;、Nsubgt;2/subgt;等杂质得到电子级氯化氢，并对纯化后的氯化氢实时检测。

技术领域

本发明涉及电子级特种气体提纯和检测技术领域，特别涉及一种电子级氯化氢的纯化和实时检测系统及方法。

背景技术

近几年随着我国超大规模集成电路、平板显示器、光伏发电等产业的迅速发展，高纯电子气体市场需求量明显增长。在半导体材料领域，高纯电子气体作为集成电路制造的“血液”，是国产代替重要环节，也是必将国产化的产品。高纯氯化氢气体是电子工业中用量较大的一种化学气体，其中纯度为99.999％的电子级氯化氢主要用于半导体器件生产中单晶硅片的气相抛光、外延基座腐蚀及硬质合金制造，也可用于金属冶炼，光导通讯和科学研究领域。受限于国内技术、工艺、设备等多方面的不足，积极展开电子级氯化氢提纯技术的研究有助于突破高纯电子气体生产技术壁垒，响应国家电子化学品的产业布局。

CN115367707A公开一种超高纯电子级氯化氢及电子级盐酸的生产方法，进行电子级氯化氢以及盐酸的制备，但该生产方法不能进行实时检测，不利于电子级氯化氢的质量监控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电子级氯化氢的纯化和实时检测系统及方法，可有效去除工业氯化氢中的H₂O、O₂、CO、CO₂、H₂、N₂等杂质得到电子级氯化氢，并对纯化后的氯化氢实时检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电子级氯化氢的纯化和实时检测系统，包括通过管道依次连接的氯化氢储存装置、干燥纯化器、吸气塔以及检测装置，干燥纯化器中设有吸附剂，检测装置包括气体分析仪和氦离子色谱仪，氯化氢经检测装置检测后汇集至尾气吸收管路。

优选的方案中，还包括碱洗塔，尾气吸收管路与碱洗塔的进气口连接，碱洗塔的碱液通过循环管路和碱液循环泵进行循环输送。

优选的方案中，所述循环管路上连接碱液冷却器，碱液冷却器设有循环冷却水进口N1和循环冷却水出口N2。

优选的方案中，所述吸气塔设置尾气支管和检测管，尾气支管和检测管上均设有阀门，尾气支管与碱洗塔连通，检测管与检测装置连通。

优选的方案中，所述氯化氢储存装置包括工业氯化氢储柜，工业氯化氢储柜中设有若干工业氯化氢气瓶，工业氯化氢气瓶的排气管设有减压阀和流量计，工业氯化氢气瓶的排气管通过整体式出气阀与管道连接进行整体排气。

优选的方案中，所述吸附剂选用硅铝酸盐化合物。

优选的方案中，所述吸气塔包括依次连通的加热装置和纯化反应装置，纯化反应装置的反应材料为Zr合金。

优选的方案中，所述纯化反应装置的主要反应如下：

2Zr+O₂→2ZrO      (1)

2Zr+N₂→2ZrN      (2)

2Zr+H₂O→Zr(H₂)+ZrO     (3)

Zr+H₂→Zr(H)      (4)

3Zr+CO₂→2ZrO+ZrC     (5)

2Zr+CO→ZrO+ZrC       (6)。