一种高纯氟气分离纯化设备的制作方法

allin2025-04-22  17


本发明涉及氟气分离纯化的,特别是涉及一种高纯氟气分离纯化设备。


背景技术:

1、氟气作为一种重要的基础化工原料,在工业生产、科研实验以及特定工艺过程中扮演着不可或缺的角色,氟气的制备通常采用电解法,以氟氢化钾、氢氟酸为原料,混合置入电解槽,通过电解产生氟气,但这种方法得到的氟气纯度有限,需要进一步提纯。

2、目前在现有的氟气分离提纯设备中,如授权公告号为cn114213239b的专利,该发明涉及一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺及装置,所述工艺包括如下步骤:分子氧液相氧化法制备六氟环氧丙烷所得反应产物先冷凝分离,低沸点组分经加压后输入到精馏装置进行两级精馏,第一级精馏后再经膜分离可得高纯度碳酰氟,第二级精馏后再经膜分离可得高纯度三氟乙酰氟;冷凝分离后的高沸点组分经膜分离后依次输入至萃取精馏塔、溶剂回收塔,可得到高纯六氟环氧丙烷和原料气六氟丙烯。

3、但该精馏设备用中发现,由于该设备的能耗极大、成本极高,除极个别特种用途之外,工业上难以推广,增加了使用的局限性,增加了氟气提纯成本,降低了加工效率。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明提供一种提高对氟气的分离纯化效果,提高吸附剂循环使用的便利性,降低氟气纯化加工成本的高纯氟气分离纯化设备。

2、本发明的一种高纯氟气分离纯化设备,包括第一罐体和提升筒,提升筒安装在第一罐体内侧壁上,提升筒下部设置有进料口,进料口与第一罐体内相通;还包括加热装置、降温装置、收集装置、提升装置、第一阀门、第一输送管、第二输送管、第二阀门和过滤网,多组第一阀门均连通设置在提升筒外侧壁上部,并且多组第一阀门输出端与第一罐体内相通,第一输送管输出端连通设置在提升筒上部,第二输送管连通设置在提升筒外侧壁上部,第二阀门连通设置在第二输送管上,第二输送管输出端与加热装置连通,加热装置用于将吸附剂加热,并且加热装置用于将氟气预热处理,第一输送管输入端与加热装置连通,降温装置与加热装置连通,降温装置用于将氟气降温,过滤网设置在提升筒内底部,提升筒底部与收集装置连通,收集装置用于将提纯后的氟气收集,提升装置设置在提升筒内部;将吸附剂放入第一罐体内部,进入第一罐体内的吸附剂通过进料口流动进入提升筒内部,通过提升装置将提升筒内的吸附剂向上输送,使吸附剂填充在提升筒内部,通过降温装置将电解产生的氟气降温到-50℃以下,氟气夹杂的氟化氢气体在此温度下绝大部分以液相形式存在,而氟气仍为气态,从而将两者分离,之后将低温分离的氟气通过加热装置加热处理后转化为常温气体并通过第一输送管输送至提升筒内部,进入提升筒内的氟气从上向下流动,流动过程中通过吸附剂将其中混合的氟化氢气吸收,从而使氟气进行纯化分离,同时通过提升装置将提升筒内的吸附剂不断向上输送,使吸附剂与氟气形成对流,同时使吸附通过多组第一阀门排出后在提升筒和第一罐体内循环输送,提高吸附剂对氟气的分离纯化效果,提纯后的氟气通过提升筒底部排出收集,当吸附剂饱和后,通过将多组第一阀门关闭并将第二阀门开启,从而使提升筒将第一罐体内的吸附剂通过第二输送管输送至加热装置,加热装置将吸附剂加热后使其吸附的氟化氢气体释放,从而提高吸附剂循环使用的便利性,降低设备的对氟气纯化加工成本。

3、优选的,所述加热装置包括换热装置、储存装置、输送装置、箱体、第二罐体、第三阀门、导热内胆、加热管、第四阀门和第一泵体,第二罐体设置在箱体顶端,第三阀门连通设置在第二罐体顶端,导热内胆安装在第二罐体内侧壁上,加热管安装在导热内胆内侧壁上,第四阀门顶端与第二罐体连通,第四阀门底端与箱体连通,箱体内设置有换热装置,换热装置用于将氟气预热,第一泵体输入端与降温装置连通,第一泵体输出端与换热装置连通,换热装置通过储存装置与第一输送管输入端连通,储存装置用于将需要纯化的氟气储存,箱体通过输送装置与第一罐体连通,输送装置用于将吸附剂输送;当第二输送管将饱和的吸附剂输送至第二罐体内部后,通过加热管将导热内胆加热,使导热内胆通过热传导将第二罐体内的吸附剂加热,吸附剂加热后将吸收的氟化氢气体解吸,从而使解吸的氟化氢气体通过第三阀门向外排出,当吸附剂解吸完成后,通过第四阀门将吸附剂输送至箱体内部,使高温的吸附剂将换热装置进行加热,此时通过第一泵体将低温的氟气输送至换热装置内,从而使换热装置利用吸附剂的热量将低温的氟气预热至常温状态,同时使吸附剂进行降温,提高热量利用率,降温后的吸附剂通过输送装置回流至第一罐体内循环使用,常温的氟气输送至储存装置内,提高设备使用便利。

4、优选的,所述换热装置包括两组第一输送箱、两组第二输送箱、多组第一换热管、第一电机、两组连接管和第三输送管,两组第一输送箱分别安装在箱体左右两端,两组第二输送箱分别旋转安装在箱体内侧壁左右两部,多组第一换热管的两端分别与两组第二输送箱连通,第一电机安装在右部第一输送箱外侧壁上,两组连接管分别旋转安装在两组第一输送箱内侧壁上,并且两组连接管的端部分别与两组第二输送箱连通,两组第一输送箱分别与两组连接管连通,第一电机输出端与右部连接管连接,第三输送管输入端与左部第一输送箱连通,第三输送管输出端与储存装置连通,第一泵体输出端与右部第一输送箱连通;进入箱体内的吸附剂将多组第一换热管加热,第一泵体将低温的氟气通过左部第一输送箱、连接管和第二输送箱输送至多组第一换热管内部,通过多组第一换热管换热将氟气进行预热,同时使多组第一换热管将吸附剂降温,通过第一电机带动右部连接管旋转,使连接管通过第二输送箱带动多组第一换热管周向移动,从而提高多组第一换热管与吸附剂的均匀接触换热效果,预热后的氟气通过左部第一输送箱和第三输送管输送至储存装置内,提高设备使用便利性。

5、优选的,所述收集装置包括第三罐体、第四输送管、第五阀门、第二泵体、排气箱、气体检测仪和第六阀门,第四输送管输入端与提升筒连通,第四输送管输出端与第三罐体连通,第五阀门和第二泵体分别连通设置在第四输送管上,排气箱安装在第三罐体顶端,排气箱外侧壁设置有排气口,气体检测仪连通设置在排气箱外侧壁上,第六阀门底端与第三罐体连通,第六阀门顶端与排气箱连通;通过将第二泵体开启,使第二泵体通过第四输送管将提升筒内纯化后的氟气输送至第三罐体内部,当氟气进入第三罐体内时,通过将第六阀门开启,使第三罐体内的原始空气通过第六阀门输送至排气箱内部,之后通过排气箱将空气排出室外,从而使氟气将第三罐体内的空气替换,提高第三罐体内氟气储存的纯度,通过气体检测仪对排气箱内流动的气体进行检测,当气体检测仪检测到氟气浓度较高后,通过将第六阀门关闭,从而使氟气在第三罐体内进行储存。

6、优选的,所述储存装置包括第四罐体、第七阀门和第八阀门,第三输送管输出端与第四罐体连通,第七阀门连通设置在第三输送管上,第一输送管输入端与第四罐体连通,第八阀门连通设置在第一输送管上;第一输送箱排出的氟气通过第三输送管输送至第四罐体内压缩储存,通过将第八阀门开启,从而使第四罐体内的氟气通过第一输送管输送至提升筒内部,提高设备对氟气提纯的便利性。

7、优选的,还包括第三输送箱、第二换热管、第三泵体和排气罩,第三输送箱安装在第四罐体内侧壁上,多组第二换热管底端均与第三输送箱连通,多组第二换热管顶端均穿过第四罐体内部与室外相通,第三泵体输出端与第三输送箱内连通,排气罩安装在第四罐体顶端,并且排气罩罩装在多组第二换热管顶部;当氟气在第四罐体内储存时,通过第三泵体对第三输送箱内吹气,使第三输送箱通过多组第二换热管将空气排出,空气在多组第二换热管内流动时,使多组第二换热管与第四罐体内的氟气换热,提高氟气储存的常温恒温效果,提高氟气纯化处理的便利性。

8、优选的,所述降温装置包括制冷箱、单向进气阀、第九阀门和第十阀门,第一泵体输入端与制冷箱上部连通,单向进气阀连通设置在制冷箱顶端,第九阀门和第十阀门分别连通设置在制冷箱外侧壁上;通过第九阀门将电解产生的氟气输送至制冷箱内部,通过制冷箱将氟气降温,使氟气中的氟化氢气体变为液体储存在制冷箱内底部,之后通过第一泵体对制冷箱上部吸气,使制冷箱内的氟气输送至多组第一换热管内部,之后通过第十阀门将制冷箱内的液体排出,提高设备使用便利性。

9、优选的,还包括第二电机和搅拌叶,第二电机安装在第二罐体顶端,搅拌叶旋转安装在第二罐体内侧壁上,搅拌叶顶端与第二电机输出端连接;通过第二电机带动搅拌叶旋转,使搅拌叶将第二罐体内的吸附剂混合搅拌,提高第二罐体对吸附剂的加热均匀效果。

10、优选的,所述提升装置包括转轴、螺旋叶片和第三电机,转轴旋转安装在提升筒内侧壁上,螺旋叶片安装在转轴外侧壁上,第三电机安装在提升筒顶端,第三电机输出端与转轴连接;通过第三电机带动转轴旋转,使转轴带动螺旋叶片旋转,使螺旋叶片将吸附剂提升输送。

11、优选的,所述输送装置包括绞龙,绞龙输入端与箱体内连通,绞龙输出端与第一罐体内连通;通过将绞龙开启,使绞龙将箱体内降温后的吸附剂输送至第一罐体内循环使用。

12、与现有技术相比本发明的有益效果为:将吸附剂放入第一罐体内部,进入第一罐体内的吸附剂通过进料口流动进入提升筒内部,通过提升装置将提升筒内的吸附剂向上输送,使吸附剂填充在提升筒内部,通过降温装置将电解产生的氟气降温到-50℃以下,氟气夹杂的氟化氢气体在此温度下绝大部分以液相形式存在,而氟气仍为气态,从而将两者分离,之后将低温分离的氟气通过加热装置加热处理后转化为常温气体并通过第一输送管输送至提升筒内部,进入提升筒内的氟气从上向下流动,流动过程中通过吸附剂将其中混合的氟化氢气吸收,从而使氟气进行纯化分离,同时通过提升装置将提升筒内的吸附剂不断向上输送,使吸附剂与氟气形成对流,同时使吸附通过多组第一阀门排出后在提升筒和第一罐体内循环输送,提高吸附剂对氟气的分离纯化效果,提纯后的氟气通过提升筒底部排出收集,当吸附剂饱和后,通过将多组第一阀门关闭并将第二阀门开启,从而使提升筒将第一罐体内的吸附剂通过第二输送管输送至加热装置,加热装置将吸附剂加热后使其吸附的氟化氢气体释放,从而提高吸附剂循环使用的便利性,降低设备的对氟气纯化加工成本。


技术特征:

1.一种高纯氟气分离纯化设备,包括第一罐体(101)和提升筒(102),提升筒(102)安装在第一罐体(101)内侧壁上,提升筒(102)下部设置有进料口,进料口与第一罐体(101)内相通;其特征在于,还包括加热装置、降温装置、收集装置、提升装置、第一阀门(103)、第一输送管(104)、第二输送管(105)、第二阀门(106)和过滤网(107),多组第一阀门(103)均连通设置在提升筒(102)外侧壁上部,并且多组第一阀门(103)输出端与第一罐体(101)内相通,第一输送管(104)输出端连通设置在提升筒(102)上部,第二输送管(105)连通设置在提升筒(102)外侧壁上部,第二阀门(106)连通设置在第二输送管(105)上,第二输送管(105)输出端与加热装置连通,加热装置用于将吸附剂加热,并且加热装置用于将氟气预热处理,第一输送管(104)输入端与加热装置连通,降温装置与加热装置连通,降温装置用于将氟气降温,过滤网(107)设置在提升筒(102)内底部,提升筒(102)底部与收集装置连通,收集装置用于将提纯后的氟气收集,提升装置设置在提升筒(102)内部。

2.如权利要求1所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述加热装置包括换热装置、储存装置、输送装置、箱体(201)、第二罐体(202)、第三阀门(203)、导热内胆(204)、加热管(205)、第四阀门(206)和第一泵体(207),第二罐体(202)设置在箱体(201)顶端,第三阀门(203)连通设置在第二罐体(202)顶端,导热内胆(204)安装在第二罐体(202)内侧壁上,加热管(205)安装在导热内胆(204)内侧壁上,第四阀门(206)顶端与第二罐体(202)连通,第四阀门(206)底端与箱体(201)连通,箱体(201)内设置有换热装置,换热装置用于将氟气预热,第一泵体(207)输入端与降温装置连通,第一泵体(207)输出端与换热装置连通,换热装置通过储存装置与第一输送管(104)输入端连通,储存装置用于将需要纯化的氟气储存,箱体(201)通过输送装置与第一罐体(101)连通,输送装置用于将吸附剂输送。

3.如权利要求2所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述换热装置包括两组第一输送箱(301)、两组第二输送箱(302)、多组第一换热管(303)、第一电机(304)、两组连接管(305)和第三输送管(306),两组第一输送箱(301)分别安装在箱体(201)左右两端,两组第二输送箱(302)分别旋转安装在箱体(201)内侧壁左右两部,多组第一换热管(303)的两端分别与两组第二输送箱(302)连通,第一电机(304)安装在右部第一输送箱(301)外侧壁上,两组连接管(305)分别旋转安装在两组第一输送箱(301)内侧壁上,并且两组连接管(305)的端部分别与两组第二输送箱(302)连通,两组第一输送箱(301)分别与两组连接管(305)连通,第一电机(304)输出端与右部连接管(305)连接,第三输送管(306)输入端与左部第一输送箱(301)连通,第三输送管(306)输出端与储存装置连通,第一泵体(207)输出端与右部第一输送箱(301)连通。

4.如权利要求1所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述收集装置包括第三罐体(401)、第四输送管(402)、第五阀门(403)、第二泵体(404)、排气箱(405)、气体检测仪(406)和第六阀门(407),第四输送管(402)输入端与提升筒(102)连通,第四输送管(402)输出端与第三罐体(401)连通,第五阀门(403)和第二泵体(404)分别连通设置在第四输送管(402)上,排气箱(405)安装在第三罐体(401)顶端,排气箱(405)外侧壁设置有排气口,气体检测仪(406)连通设置在排气箱(405)外侧壁上,第六阀门(407)底端与第三罐体(401)连通,第六阀门(407)顶端与排气箱(405)连通。

5.如权利要求2所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述储存装置包括第四罐体(501)、第七阀门(502)和第八阀门(503),第三输送管(306)输出端与第四罐体(501)连通,第七阀门(502)连通设置在第三输送管(306)上,第一输送管(104)输入端与第四罐体(501)连通,第八阀门(503)连通设置在第一输送管(104)上。

6.如权利要求5所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,还包括第三输送箱(601)、第二换热管(602)、第三泵体(603)和排气罩(604),第三输送箱(601)安装在第四罐体(501)内侧壁上,多组第二换热管(602)底端均与第三输送箱(601)连通,多组第二换热管(602)顶端均穿过第四罐体(501)内部与室外相通,第三泵体(603)输出端与第三输送箱(601)内连通,排气罩(604)安装在第四罐体(501)顶端,并且排气罩(604)罩装在多组第二换热管(602)顶部。

7.如权利要求1所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述降温装置包括制冷箱(701)、单向进气阀(702)、第九阀门(703)和第十阀门(704),第一泵体(207)输入端与制冷箱(701)上部连通,单向进气阀(702)连通设置在制冷箱(701)顶端,第九阀门(703)和第十阀门(704)分别连通设置在制冷箱(701)外侧壁上。

8.如权利要求1所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,还包括第二电机(801)和搅拌叶(802),第二电机(801)安装在第二罐体(202)顶端,搅拌叶(802)旋转安装在第二罐体(202)内侧壁上,搅拌叶(802)顶端与第二电机(801)输出端连接。

9.如权利要求1所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述提升装置包括转轴(901)、螺旋叶片(902)和第三电机(903),转轴(901)旋转安装在提升筒(102)内侧壁上,螺旋叶片(902)安装在转轴(901)外侧壁上,第三电机(903)安装在提升筒(102)顶端,第三电机(903)输出端与转轴(901)连接。

10.如权利要求2所述的一种高纯氟气分离纯化设备,其特征在于,所述输送装置包括绞龙(1001),绞龙(1001)输入端与箱体(201)内连通,绞龙(1001)输出端与第一罐体(101)内连通。


技术总结
本发明涉及氟气分离纯化的技术领域,特别是涉及一种高纯氟气分离纯化设备,包括第一罐体和提升筒,提升筒安装在第一罐体内侧壁上,提升筒下部设置有进料口,进料口与第一罐体内相通;还包括加热装置、降温装置、收集装置、提升装置、第一阀门、第一输送管、第二输送管、第二阀门和过滤网,多组第一阀门均连通设置在提升筒外侧壁上部,并且多组第一阀门输出端与第一罐体内相通,第一输送管输出端连通设置在提升筒上部,第二输送管连通设置在提升筒外侧壁上部,第二阀门连通设置在第二输送管上,第二输送管输出端与加热装置连通;其提高对氟气的分离纯化效果,提高吸附剂循环使用的便利性,降低氟气纯化加工成本。

技术研发人员:曾庆贵
受保护的技术使用者:康盟特气电子科技(荆门)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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