一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，在吸收塔設(shè)有上下兩層填料層，三氧化硫氣體從吸收塔底部上方并位于下層的填料層下方進(jìn)入吸收塔內(nèi)，超純水從吸收塔中部并兩層填料層之間進(jìn)入吸收塔內(nèi)，吸收塔頂部并位于上層的填料層上方位置經(jīng)由管路連接冷卻器的硫酸溶液回流出口，吸收塔內(nèi)形成的硫酸溶液出吸收塔底部后經(jīng)由傳輸泵被送入冷卻器內(nèi)，硫酸溶液在冷卻器內(nèi)別流入其內(nèi)的冷媒冷卻后經(jīng)由硫酸溶液回流出口通過管路或回流至吸收塔，或出管路形成硫酸成品。本實(shí)用新型通過超純水吸收三氧化硫氣體來生產(chǎn)電子級硫酸，所采用的設(shè)備材質(zhì)也是潔凈的聚四氟乙烯系統(tǒng)，因此產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠，工藝運(yùn)行安全穩(wěn)定。
【專利說明】—種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超純水吸收三氧化硫的裝置，用于生產(chǎn)應(yīng)用于集成電路行業(yè)的電子級硫酸。
【背景技術(shù)】
[0002]硫酸，化學(xué)式為H2S04，相對分子質(zhì)量為98.08。是一種無色無味油狀液體，是一種高沸點(diǎn)難揮發(fā)的強(qiáng)酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。硫酸是基本化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一。它不僅作為許多化工產(chǎn)品的原料，而且還廣泛地應(yīng)用于其他的國民經(jīng)濟(jì)部門。
[0003]電子級硫酸目前廣泛應(yīng)用于集成電路制作工藝，用作抗蝕劑剝離，最常用的硫酸的濃度在96%左右。殘留在基片及相關(guān)設(shè)備上的有機(jī)污染物會(huì)對正常生產(chǎn)產(chǎn)生不良的影響，硫酸結(jié)合過的過氧化氫或臭氧可在沉積金屬前去除基片表面上的有機(jī)污染物。
[0004]電子級硫酸的制備工藝主要有精餾法等。目前應(yīng)用比較多的是采用濃度98 %的工業(yè)級濃硫酸經(jīng)過高溫精餾后得到98 %左右的電子級硫酸產(chǎn)品。由于硫酸的沸點(diǎn)很高，98 %的硫酸在常壓下的沸點(diǎn)為338°C，因此必須使用電加熱絲對硫酸溶液在石英玻璃容器中進(jìn)行加熱蒸餾，在如此高溫下操作，不僅能耗高，也帶來一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，另外，由于濃硫酸的強(qiáng)腐蝕性，高溫蒸餾出的硫酸會(huì)溶解玻璃設(shè)備中的部分不純物，造成了用此方法生產(chǎn)的硫酸很難達(dá)到真正符合集成電路要求的電子級標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能安全可靠地生產(chǎn)出電子級硫酸的裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，至少包括吸收塔、傳輸泵及冷卻器，在吸收塔設(shè)有上下兩層填料層，三氧化硫氣體從吸收塔底部上方并位于下層的填料層下方進(jìn)入吸收塔內(nèi)，超純水從吸收塔中部并兩層填料層之間進(jìn)入吸收塔內(nèi)，吸收塔頂部并位于上層的填料層上方位置經(jīng)由管路連接冷卻器的硫酸溶液回流出口，吸收塔內(nèi)形成的硫酸溶液出吸收塔底部后經(jīng)由傳輸泵被送入冷卻器內(nèi)，硫酸溶液在冷卻器內(nèi)別流入其內(nèi)的冷媒冷卻后經(jīng)由硫酸溶液回流出口通過管路或回流至吸收塔，或出管路形成硫酸成品。
[0007]優(yōu)選地，在所述吸收塔的塔釜設(shè)有用以控制吸收塔內(nèi)液位的液位計(jì)。
[0008]優(yōu)選地，所述液位計(jì)為超聲波式液位計(jì)、電容式液位計(jì)、或浮球式液位計(jì)中的一種。
[0009]優(yōu)選地，在所述傳輸泵的出口設(shè)有用以控制所述吸收塔出口硫酸溶液濃度的濃度計(jì)。
[0010]優(yōu)選地，所述濃度計(jì)為在線式濃度儀。
[0011]優(yōu)選地，在與所述冷卻器的硫酸溶液回流出口相連的管路上設(shè)有用來控制所述冷卻器冷媒添加量的溫度傳感器。[0012]優(yōu)選地，所述吸收塔為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)。
[0013]優(yōu)選地，所述傳輸泵為離心泵，其膜片為聚四氟乙烯材質(zhì)，腔體為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)。
[0014]優(yōu)選地，所述冷卻器為內(nèi)盤管冷卻結(jié)構(gòu)或外盤管冷卻結(jié)構(gòu)，冷卻盤管為聚四氟乙烯材質(zhì)，所述冷卻器的材質(zhì)為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)。
[0015]優(yōu)選地，所述冷媒為冷凍水、冷卻水、或冰鹽水中的一種。
[0016]本實(shí)用新型通過超純水吸收三氧化硫氣體來生產(chǎn)電子級硫酸，所采用的設(shè)備材質(zhì)也是潔凈的聚四氟乙烯系統(tǒng)，因此產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠，工藝運(yùn)行安全穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種用于電子級硫酸生產(chǎn)的裝置，包括由不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材料制成的吸收塔1，塔內(nèi)填料為聚四氟乙烯材質(zhì)，聚四氟乙烯能耐酸堿和耐溫，是很好的潔凈材料。在吸收塔1的塔釜設(shè)有液位計(jì)4，用以顯示吸收塔1內(nèi)的液位，控制吸收塔1的回流比。蒸發(fā)出來的三氧化硫氣體從吸收塔1底部上方位置進(jìn)入吸收塔1，超純水從吸收塔1中部進(jìn)入塔內(nèi)，超純水為25°C時(shí)，電阻率達(dá)到18ΜΩ.cm的超純水，回流的硫酸溶液則從吸收塔1的頂部進(jìn)入塔內(nèi)，因?yàn)槿趸蚝退磻?yīng)很劇烈，產(chǎn)生大量的熱，且如果僅使用超純水對三氧化硫氣體進(jìn)行吸收，想要得到濃度為96-98%的硫酸溶液需要一個(gè)極其漫長的過程，鑒于以上兩點(diǎn)，回流的硫酸溶液可以將三氧化硫和水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶走，另外，回流的硫酸溶液是96_98 %的成品，與中部少量的超純水混合后可以很快地將三氧化硫氣體吸收成96-98%的成品酸。
[0020]傳輸泵2為離心泵，膜片為聚四氟乙烯材質(zhì)，腔體為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)，采用以上材質(zhì)同樣是為了營造一個(gè)潔凈的設(shè)備環(huán)境，傳輸泵2出口設(shè)有濃度計(jì)5，在線顯示硫酸成品的濃度，用以控制吸收塔1超純水的添加量。
[0021]由于超純水吸收三氧化硫氣體的吸收過程會(huì)放出熱量，所以冷卻器3來對吸收下來的硫酸溶液進(jìn)行冷卻，冷卻器3的結(jié)構(gòu)包括但不限于內(nèi)盤管冷卻結(jié)構(gòu)、外盤管冷卻結(jié)構(gòu)，冷卻器3的材質(zhì)為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)，冷卻盤管為聚四氟乙烯材質(zhì)。冷卻器3出口管路上裝有溫度傳感器6，可以用來控制冷卻器冷媒的添加量，冷卻器3的冷媒包括但不限于冷凍水、冷卻水、冰鹽水等。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，至少包括吸收塔(1)、傳輸泵(2)及冷卻器(3)，在吸收塔(1)設(shè)有上下兩層填料層，三氧化硫氣體從吸收塔(1)底部上方并位于下層的填料層下方進(jìn)入吸收塔(1)內(nèi)，超純水從吸收塔(1)中部并兩層填料層之間進(jìn)入吸收塔(1)內(nèi)，吸收塔(1)頂部并位于上層的填料層上方位置經(jīng)由管路連接冷卻器(3)的硫酸溶液回流出口，吸收塔(1)內(nèi)形成的硫酸溶液出吸收塔(1)底部后經(jīng)由傳輸泵(2)被送入冷卻器(3)內(nèi)，硫酸溶液在冷卻器(3)內(nèi)別流入其內(nèi)的冷媒冷卻后經(jīng)由硫酸溶液回流出口通過管路或回流至吸收塔(1)，或出管路形成硫酸成品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，在所述吸收塔(1)的塔釜設(shè)有用以控制吸收塔⑴內(nèi)液位的液位計(jì)(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于電子級硫酸生產(chǎn)的裝置，其特征在于:所述液位計(jì)(4)為超聲波式液位計(jì)、電容式液位計(jì)、或浮球式液位計(jì)中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，在所述傳輸泵(2)的出口設(shè)有用以控制所述吸收塔⑴出口硫酸溶液濃度的濃度計(jì)(5)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，所述濃度計(jì)(5)為在線式濃度儀。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，在與所述冷卻器(3)的硫酸溶液回流出口相連的管路上設(shè)有用來控制所述冷卻器(3)冷媒添加量的溫度傳感器(6)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，所述吸收塔(1)為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，所述傳輸泵(2)為離心泵，其膜片為聚四氟乙烯材質(zhì)，腔體為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，所述冷卻器(3)為內(nèi)盤管冷卻結(jié)構(gòu)或外盤管冷卻結(jié)構(gòu)，冷卻盤管為聚四氟乙烯材質(zhì)，所述冷卻器(1)的材質(zhì)為不銹鋼或碳鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯材質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)電子級硫酸的裝置，其特征在于，所述冷媒為冷凍水、冷卻水、或冰鹽水中的一種。
【文檔編號】C01B17/775GK203498086SQ201320479306
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】湯劍波 申請人:上海正帆科技有限公司, 合肥正帆電子材料有限公司