一种高纯电子级硫酸提纯用过滤装置及方法与流程

本发明涉及分离，具体是一种高纯电子级硫酸提纯用过滤装置及方法。

背景技术：

1、电子级硫酸是微电子工业中不可或缺的湿电子化学品，广泛应用于半导体工艺，其纯度直接影响集成电路的良品率，在电子级硫酸的生产过程中，需要利用过滤装置对酸液进行提纯以去除颗粒杂质，然而，现有技术中的电子级硫酸过滤装置普遍存在维护困难的问题。

2、例如，专利“cn224345528u一种电子级硫酸生产用过滤装置”和“cn216259437u一种用于生产电子级硫酸的过滤装置”，便分别公开了一种通过多级过滤结构来提升过滤效率的技术方案，但在对内部滤芯进行检修更换时，往往需拆卸壳体破坏原有密封结构，不仅拆装过程烦琐、停机时间长，还会因反复拆卸导致密封件磨损，存在强酸泄漏的安全隐患，虽然，为缩短维护时间，部分现有技术尝试在罐体上开设多个独立的维修口，以便分段接触不同区域的滤芯，然而，开设多个维修口也意味着罐体上存在多个密封结合面，在实际工况下，密封面的数量越多，其整体的密封性能就越难以统一控制，任何一个密封面的失效都可能导致未过滤的粗酸液渗漏，从而直接影响高纯产品的品质稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高纯电子级硫酸提纯用过滤装置及方法，以解决现有技术中存在的过滤结构定时检修会影响罐体整体密封性的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纯电子级硫酸提纯用过滤装置，包括罐体，罐体内设置有进料室、过滤室和废料室，进料室上设置有进料阀门，待提纯的硫酸通过进料阀门进入进料室内，过滤室底端设置有出液口，过滤室顶端设置有维修口，维修口上设置有密封盖，以确保罐体的密封性，过滤室内设置有过滤机构，过滤机构的进口端与进料室相连通，废料室内设置有旋转驱动件（旋转驱动件可选用电机等设备），旋转驱动件的工作端与过滤机构连接，过滤机构包括中心支架和安装框架，安装框架为锥形结构，安装框架设置在中心支架侧端，安装框架上设置有若干个安装孔，每个安装孔内均设置有过滤元件，过滤元件可拆卸式安装在安装孔内，安装框架靠近维修口的一端设置有清理模组，清理模组通过排液组件与废料室连接。

3、工作时，通过进料阀门将待提纯的硫酸引入罐体内的进料室，随后硫酸沿着罐体的轴线进入过滤机构内，由于安装框架设置为锥形结构，且其安装孔内设置有过滤元件，待提纯硫酸在流经锥形过滤机构时，酸液穿过过滤元件，而杂质被截留在若干个过滤元件上，另外，在过滤过程中，废料室内的旋转驱动件直接驱动过滤机构在过滤室内旋转，与现有技术中滤芯长期静止、容易造成局部堵塞相比，本发明利用过滤机构旋转产生的离心力不仅能够使杂质更加均匀地分布在若干个过滤元件上，还能防止杂质因局部堆积过厚而直接导致过滤效率骤降，极大地提升了过滤机构的过滤提纯效果，最后，当需要检修或清理过滤元件时，操作人员只需打开过滤室顶端的维修口即可，此时，旋转驱动件继续工作，带动安装框架旋转，直至待检修或清理的过滤元件转动至清理模组内，然后，操作人员可通过斜向抽拔的方式，取出待检修或清理的过滤元件，相比于目前检修或更换过滤装置内部滤芯的技术方案，本发明通过单一开设于罐体顶部的维修口，即可在不停机、不拆卸整体罐体的情况下，利用旋转动作依次对不同位置、不同锥形层面的过滤元件进行定向检护，其不仅大幅减少了罐体的密封面数量，提升了过滤装置在酸性环境下的运行可靠性，更显著缩短了过滤元件清理与检修的停机时间。

4、进一步的，清理模组包括进水管、上隔板和下隔板，上隔板和下隔板均固定安装在过滤室内，上隔板与安装框架的外侧轮廓面相贴合，下隔板与安装框架的内侧轮廓面相贴合，上隔板通过进水管与外设清洗系统连接，下隔板与排液组件连接，当待清理的过滤元件移动至上隔板和下隔板组成的型腔内时，操作人员可根据实际需要选择清理方式，其一为离线清理模式，操作人员可直接从维修口处将待清理的过滤元件斜向抽拉取出，并在外界环境中对过滤元件进行彻底清理和检修，其二为在线清理模式，即，操作人员直接开启外设清洗系统，高压水通过进水管进入上隔板和下隔板组成的型腔，通过高压水对过滤元件表面进行反冲洗，冲洗产生的废液沿着排液组件引导至废料室中集中排走，通过上述技术方案，本发明确保了过滤机构长时间处于高效、稳定的过滤状态，适用于连续化生产工况。

5、进一步的，上隔板内设置有分流腔，分流腔靠近安装框架外侧轮廓面的一端设置有若干个喷液孔，若干个喷液孔呈扇形排布，当选用在线清理模式对位于清理模组内的过滤元件进行清理时，外设清洗系统的高压水经进水管进入分流腔后，水流在腔体内充分扩压，随后通过若干个喷液孔呈扇形喷出，通过若干个喷液孔喷出的水流对过滤元件进行全方位冲洗清理，不仅有效避免了因局部水压过大造成过滤元件损伤，同时也消除了因清洗盲区导致的局部杂质残留，从而大幅提高了在线清洗的效率。

6、进一步的，排液组件包括旋转管和固定管，固定管的一端通过固定架与过滤室内壁连接，固定管的另一端插入旋转管内，固定管通过连接管与下隔板连接，旋转管的一端与旋转驱动件连接，旋转管的另一端与过滤机构连接，旋转管位于废料室内的一端设置有通孔，在过滤工作时，固定管处于固定不动状态，旋转驱动件通过驱动旋转管转动，进而带动过滤机构在过滤室内旋转，当选用在线清理模式对位于清理模组内的过滤元件进行清理时，清理过滤元件所产生的废液会沿着连接管进入固定管内，然后顺着固定管的内腔轴向流动到旋转管内，最后废液从旋转管端部的通孔内排至废料室，相较于现有技术中在线清理滤芯的技术方案，本发明中的排液组件与清理模组固定连接，有效规避了动态密封节点，显著减少了清洗液和废液泄漏风险。

7、进一步的，安装框架设置有两个，两个安装框架相对设置在中心支架的两端，其中一个安装框架与进料室连通，另外一个安装框架与旋转管连接，工作时，待提纯的硫酸从进料室进入与之连通的安装框架内部，由于两个安装框架相对设置在中心支架的两端，且均为锥形结构，因此待提纯的硫酸会沿着过滤机构内腔的轴向路径流动，并透过两个安装框架上的过滤元件汇聚至出液口排出，通过两个安装框架的设置有效扩大了过滤面积，与此同时，旋转驱动件通过旋转管驱动与之相连的安装框架，进而带动整个过滤机构同步旋转，在旋转过程中，通过两个对称设置的安装框架，一方面保证了过滤机构运行的平稳性，另一方面能够迫使截留的颗粒杂质沿锥形内壁面不断向中心支架的位置移动，有效降低两个安装框架上过滤元件的堵塞时间。

8、进一步的，中心支架上设置有若干个排污孔，中心支架的外壁面上设置有密封组件，过滤室的底端中间位置处设置有排污口，在正常过滤作业状态下，密封组件紧密抵接在中心支架的外壁上，将排污孔完全封死，确保待提纯硫酸只从两个安装框架上的过滤元件穿过，有效防止未过滤的粗酸液从排污孔中发生泄漏，当过滤工作结束，需要对整机进行冲洗清理时，操作人员可驱动密封组件远离排污孔，此时排污孔处于打开状态，由于中心支架位于两个安装框架中间，因此杂质在重力作用下会自然沉降在中心支架内，此时开启的排污孔，清洗液会携带着杂质穿过排污孔和排污口快速排出罐体外，相比于传统卧室过滤器水平设置的滤芯，本发明利用锥面的导流和重力沉降效应，使杂质在过滤结束后能够自动聚拢至中心支架内排出，大幅缩短了清洗排污时间。

9、进一步的，密封组件包括密封环，中心支架外壁上设置有滑槽，滑槽内设置有滑块，密封环与滑块固定连接，滑槽内设置有若干个螺纹孔，滑块上设置有定位螺栓，正常过滤作业状态下，密封环封堵住若干个排污孔，通过定位螺栓和螺纹孔，将滑块和密封环固定在中心支架外壁上，以避免过滤工作过程中过滤机构旋转，引发密封环位置晃动的现象，当需要打开排污孔时，操作人员可通过旋转驱动件驱动过滤机构旋转特定角度，直至滑槽与维修口相对齐，然后拧松定位螺栓，解除滑块与滑槽的固定连接，随后沿滑槽滑动滑块，带动与之固定连接的密封环同步运动，直至密封环完全离开排污孔的覆盖区域，接着重新拧紧定位螺栓，使得滑块和密封环固定在中心支架外壁上，以便后续排污工作的进行，排污工作结束后，反向推动滑块即可令密封环复位，以便下次下一批次的硫酸进行提纯过滤。

10、进一步的，过滤元件包括过滤架和滤网，滤网设置在过滤架内，滤网的厚度小于过滤架的厚度，当操作人员需要从维修口处将过滤元件从罐体内斜向抽拉取出或将其重新插回安装孔时，利用过滤架的厚度差，有效避免了滤网因磕碰和摩擦所引发的破损风险。

11、进一步的，旋转驱动件为液压马达，相比于现有技术中通常采用电机等元件驱动过滤装置内的滤芯等结构运动，本发明极大地降低了电路被腐蚀的风险，有效规避了酸性环境下电气老化带来的安全隐患，最后，本发明在进料室和废料室的底端均设置有废液口，以便在过滤工作结束后集中排放进料室和废料室内的未提纯或掺有清理液的废液，方便后续二次处理。

12、一种高纯电子级硫酸提纯用过滤方法，包括如下步骤：

13、s1：硫酸由进料阀门进入进料室内，并沿着罐体的轴线向过滤机构内流动；

14、s2：硫酸经过滤元件的过滤提纯后，流入过滤室，并从出液口排出；

15、s3：在过滤过程中，启动旋转驱动件，以驱动过滤机构整体旋转，使得硫酸内的杂物均匀分布在若干个过滤元件上；

16、s4：当需要清理或检修某个过滤元件，通过旋转驱动件驱动目标过滤元件移动至清理模组内部，通过斜向抽拔的方式，取出过滤元件。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相比于目前的过滤装置设置有双锥形结构的过滤机构，在旋转驱动件带动下同步旋转，利用离心力和重力迫使杂质沿锥面动态迁移，彻底克服了现有技术中滤芯长期静止导致杂质局部堆积过厚、过滤效率骤降的缺陷，显著延长了过滤元件的使用寿命，同时，通过在单一维修口处设置与安装框架轮廓相适配的清理模组，利用过滤机构的自身旋转即可精准将不同区域的过滤元件定点移送至该清理模组内，从而方便操作人员对不同过滤元件进行检修清理，相比于现有技术中需要破坏罐体结构、拆卸整体外壳或在罐体上设置多个维修口的技术方案，本发明大幅减少了罐体密封面数量，有效提升了过滤装置在酸性环境下的运行可靠性，显著缩短了停机维护周期，此外，本发明中清理模组与排液组件固定连接，通过固定管与旋转管的插接配合，有效规避了动态密封节点，显著减少了清洗液和废液泄漏风险，最后，本发明采用纯机械、纯流体的液压马达作为驱动源，彻底避免了电性部件在强酸腐蚀环境下的老化与短路问题，极大提升了装置的本安防爆等级与极端工况下的运行可靠性。