一种溴化氢电子气用精馏脱水设备的制作方法

1.本发明溴化氢生产技术领域，具体涉及一种溴化氢电子气用精馏脱水设备。


背景技术：

2.溴化氢是制造各种无机溴化物和某些烷基溴化物的基本原料，溴化氢属于腐蚀性气体，在潮湿空气中会剧烈发烟，其烟雾能强烈刺激眼睛和呼吸道，皮肤与液溴的接触能引起严重的伤害，因此除去溴化氢中的水分至关重要。
3.现有的技术中，分子筛在气体的干燥过程中得到了广泛的应用，但是使用的设备较大，吸附剂的再生过程造成物料损失而影响收率，对于酸性气体的脱水，由于气体的腐蚀性将严重缩短吸附剂的寿命，气体中的颗粒杂质过多，容易对设备产生损伤，而且容器中存在的其他气体杂质沸点高低不同，因此精馏设备也无法做到彻底的清除其他气体，储存气体的钢瓶仅以固定架进行安置，工作人员容易触碰瓶身，具有一定的安全隐患，为此，需要设计一种溴化氢电子气用精馏脱水设备来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种溴化氢电子气用精馏脱水设备，该装置结构设计科学合理，各机构功能分配合理，依次通过除尘、搅拌、过滤和冷凝精馏实现溴化氢的高效脱水，能够得到电子级溴化氢，装置使用安全，使用效果好，能大幅度提高溴化氢的质量。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种溴化氢电子气用精馏脱水设备，其特征在于，包括依次连接的除尘机构、搅拌机构、过滤机构、精馏机构和防护机构，所述除尘机构的一侧连接第一管道，除尘机构的另一侧通过第二管道连接搅拌机构，所述搅拌机构上连接第三管道，所述搅拌机构通过第四管道连接输送机构，所述输送机构通过第五管道连接过滤机构，所述过滤机构通过第六管道连接精馏机构，所述精馏机构通过第八管道连接防护机构，所述防护机构安装在底座上，所述除尘机构、搅拌机构、输送机构、过滤机构和精馏机构上均设置有支撑腿，所述第二管道、第三管道、第四管道和第八管道上均安装有调节阀。
6.优选地，所述除尘机构包括第一过滤器和封盖，所述第一过滤器与所述第一管道连接，所述第一过滤器上端设置封盖，所述第一过滤器内顶面固定连接有呈柱状的第一滤网，第一滤网竖直设置，第一滤网的内壁上水平设置有第二滤网，所述第一滤网上均匀开设有多个第一滤孔，所述第二滤网上均匀开设有多个第二滤孔，第二滤孔的孔径小于第一滤孔，第一滤网上位于第二滤网上方的位置不开设第一滤孔，防止气体只进行一次过滤，所述第一过滤器的内顶部设置有除尘进气口和除尘出气口，所述除尘进气口和除尘出气口通过第一滤网分隔，除尘进气口与第一管道连接向第一过滤器内输送气源，除尘进气口位于第一滤网的外侧，除尘出气口位于第一滤网内通过封盖连接第二管道向第二管道输送过滤后的气体，封盖设置在第二管道上。
7.优选地，所述搅拌机构包括混合箱、伺服电机和搅拌板，所述混合箱与所述第二管道连接，所述伺服电机安装在混合箱的外侧壁上，所述伺服电机的输出轴穿过混合箱的侧壁连接固定头，所述固定头的周侧均匀连接四张搅拌板，所述混合箱上连接第三管道，所述混合箱通过第四管道连接输送机构。
8.优选地，所述过滤机构包括第二过滤器，所述第二过滤器的顶部通过第五管道连接输送机构，所述第二过滤器内水平设置第三过滤网，所述第三过滤网下方水平设置分子筛，所述第二过滤器的底部通过第六管道连接精馏机构。通过第三过滤网将产生的固体杂质过滤，分子筛将剩余的水分进行脱水。
9.优选地，所述精馏机构包括第一冷凝器、第一精馏塔、第二冷凝器和第二精馏塔，所述第一冷凝器通过第六管道连接第二过滤器，所述第一冷凝器通过第一冷凝管和第二冷凝管连接第一精馏塔，所述第一精馏塔通过第七管道连接第二冷凝器，所述第二冷凝器通过第三冷凝管和第四冷凝管连接第二精馏塔，所述第二冷凝管和第四冷凝管上设有压力阀，所述第二精馏塔通过第八管道连接防护机构。第一精馏塔进行低沸点精馏，第二精馏塔进行高沸点精馏，务求将气体内的不同沸点的杂质充分去除。
10.优选地，混合箱通过第三管道连接四溴化硅存储容器，通过四溴化硅遇水反应的原理对溴化氢进行脱水处理，混合箱上设置有plc控制器，plc控制器与多个调节阀和伺服电机连接，控制四溴化硅和溴化氢的搅拌混合时长，并开启相应调节阀控制混合箱内的气体进出。
11.优选地，所述防护机构包括钢瓶、第一防护壳和第二防护壳，所述底座上开设有呈环形的滑槽，所述底座上开设有放置钢瓶的放置槽，所述第一防护壳和第二防护壳的截面均为半圆形，所述第一防护壳滑动连接在所述滑槽中，所述第二防护壳的截面直径小于第一防护壳的截面直径，所述第二防护壳固定在底座上，所述第一防护壳和第二防护壳均包裹设置在钢瓶的外周侧，所述钢瓶通过第八管道连接第二精馏塔，所述第一防护壳上开设有供第八管道穿过的弧形开口，通过第一防护壳和第二防护壳来保护承载气体的钢瓶，避免误碰误触，减少安全隐患。通过滑动第一防护壳能取出钢瓶。
12.优选地，所述输送机构包括抽气泵，所述抽气泵固定安装在混合箱的顶部，所述抽气泵通过第四管道连接混合箱，抽气泵通过第五管道连接第二过滤器。
13.本发明与现有技术相比具有以下优点：
14.1、本发明能免受颗粒物的污染，提高气体提纯效率，将原料进行充分且快速的混合，促进气体加速脱水，提高效率，对储存气体的钢瓶起到充分保护，利于提取电子级溴化氢，结构设计科学合理，使用效果好。
15.2、本发明结构设计科学合理，各机构功能分配合理，依次通过除尘、搅拌、过滤和冷凝精馏实现溴化氢的高效脱水，能够得到电子级溴化氢，装置使用安全，使用效果好，能大幅度提高溴化氢的质量。
16.3、本发明通过除尘机构将气体中存在的颗粒杂质去除掉，对于气体的提纯起到辅助的作用，使设备免受颗粒物的污染，也可以提高后续气体提纯效率。通过搅拌机构，将注入混合箱的气体以及四溴化硅进行充分且快速的混合，促使气体加速脱水，提高脱水效率。通过低沸点精馏和高沸点精馏两次冷凝精馏过程，将比溴化氢沸点低和沸点高的气体分别去除，最终获得电子级溴化氢。通过防护机构，将储存气体的钢瓶进行保护，降低安全风险。
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
18.图1是本发明的整体结构示意图。
19.图2是本发明中搅拌机构的侧视结构示意图。
20.图3是本发明中混合箱的主视结构示意图。
21.图4是本发明图1中a处的局部放大结构示意图。
22.图5是本发明中防护机构的结构示意图。
23.图6是本发明中底座的立体结构示意图。
24.图7是本发明中第一防护壳和第二防护壳的俯视结构示意图。
25.附图标记说明：
26.1—第一管道；
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2—第一过滤器；
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3—分子筛；
27.4—伺服电机；
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5—支撑腿；
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6—第一冷凝器；
28.7—封盖；
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8—混合箱；
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9—搅拌板；
29.10—固定头；
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11—第一防护壳；
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12—第一精馏塔；
30.13—第二冷凝器；
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14—第二精馏塔；
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15—底座；
31.16—调节阀；
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17—第二滤孔；
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18—第二滤网；
32.19—第一滤网；
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20—抽气泵；
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21—第一滤孔；
33.22—开口；
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23—第二过滤器；
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24—第三过滤网；
34.25—滑槽；
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26—钢瓶；
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27—第二防护壳；
35.28—第二管道；
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29—第三管道；
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30—第四管道；
36.31—第五管道；
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32—第六管道；
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33—第七管道；
37.34—第八管道；
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35—第一冷凝管；
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36—第二冷凝管；
38.37—第三冷凝管；
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38—第四冷凝管；
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39—压力阀。
具体实施方式
39.如图1至图7所示，本发明包括依次连接的除尘机构、搅拌机构、过滤机构、精馏机构和防护机构，所述除尘机构的一侧连接第一管道1，除尘机构的另一侧通过第二管道28连接搅拌机构，所述搅拌机构上连接第三管道29，所述搅拌机构通过第四管道30连接输送机构，所述输送机构通过第五管道31连接过滤机构，所述过滤机构通过第六管道连接精馏机构，所述精馏机构通过第八管道34连接防护机构，所述防护机构安装在底座15上，所述除尘机构、搅拌机构、输送机构、过滤机构和精馏机构上均设置有支撑腿5，所述第二管道28、第三管道29、第四管道30和第八管道34上均安装有调节阀16。除尘机构将气体中存在的一些杂质初步过滤。搅拌机构将气体和亲水性化学品如四溴化硅进行快速且充分的加速融合，起到节约时间、加速反应的作用。
40.本实施例中，所述除尘机构包括第一过滤器2和封盖7，所述第一过滤器2与所述第一管道1连接，所述第一过滤器2上端设置封盖7，所述第一过滤器2内顶面固定连接有呈柱状的第一滤网19，第一滤网19竖直设置，第一滤网19的内壁上水平设置有第二滤网18，所述第一滤网19上均匀开设有多个第一滤孔21，所述第二滤网18上均匀开设有多个第二滤孔
17，第二滤孔17的孔径小于第一滤孔21，第一滤网19上位于第二滤网18上方的位置不开设第一滤孔21，防止气体只进行一次过滤，所述第一过滤器2的内顶部设置有除尘进气口和除尘出气口，所述除尘进气口和除尘出气口通过第一滤网19分隔，除尘进气口与第一管道1连接向第一过滤器2内输送气源，除尘进气口位于第一滤网19的外侧，除尘出气口位于第一滤网19内通过封盖连接第二管道28向第二管道28输送过滤后的气体，封盖7设置在第二管道28上。
41.本实施例中，所述搅拌机构包括混合箱8、伺服电机4和搅拌板9，所述混合箱8与所述第二管道28连接，所述伺服电机4安装在混合箱8的外侧壁上，所述伺服电机4的输出轴穿过混合箱8的侧壁连接固定头10，所述固定头10的周侧均匀连接多张搅拌板9，所述混合箱8上连接第三管道29，所述混合箱8通过第四管道30连接输送机构。
42.本实施例中，所述过滤机构包括第二过滤器23，所述第二过滤器23的顶部通过第五管道31连接输送机构，所述第二过滤器23内水平设置第三过滤网24，所述第三过滤网24下方水平设置分子筛3，所述第二过滤器23的底部通过第六管道32连接精馏机构。
43.本实施例中，所述精馏机构包括第一冷凝器6、第一精馏塔12、第二冷凝器13和第二精馏塔14，所述第一冷凝器6通过第六管道32连接第二过滤器23，所述第一冷凝器6通过第一冷凝管35和第二冷凝管36连接第一精馏塔12，所述第一精馏塔12通过第七管道33连接第二冷凝器13，所述第二冷凝器13通过第三冷凝管37和第四冷凝管38连接第二精馏塔14，所述第二冷凝管36和第四冷凝管38上设有压力阀39，所述第二精馏塔14通过第八管道34连接防护机构。控制第一冷凝器6的温度为
‑
61℃、压力为1.9mpa，剩余未冷凝的气体进入第二冷凝器13，控制第二冷凝器13的温度为
‑
61℃、压力为1.3mpa，第一精馏塔12进行低沸点精馏，第二精馏塔14进行高沸点精馏，务求将气体内的不同沸点的杂质充分去除。
44.本实施例中，混合箱8通过第三管道29连接四溴化硅存储容器，通过四溴化硅遇水反应的原理对溴化氢进行脱水处理，混合箱8上设置有plc控制器，plc控制器与多个调节阀16和伺服电机4连接，控制四溴化硅和溴化氢的搅拌混合时长，并开启相应调节阀16控制混合箱8内的气体进出。
45.本实施例中，所述防护机构包括钢瓶26、第一防护壳11和第二防护壳27，所述底座15上开设有呈环形的滑槽25，所述底座15上开设有放置钢瓶26的放置槽，所述第一防护壳11和第二防护壳27的截面均为半圆形，所述第一防护壳11滑动连接在所述滑槽25中，所述第二防护壳27的截面直径小于第一防护壳11的截面直径，所述第二防护壳27固定在底座15上，所述第一防护壳11和第二防护壳27均包裹设置在钢瓶26的外周侧，所述钢瓶26通过第八管道34连接第二精馏塔14，所述第一防护壳11上开设有供第八管道34穿过的弧形开口22，通过第一防护壳11和第二防护壳27来保护承载气体的钢瓶26，避免误碰误触，减少安全隐患。
46.本实施例中，所述输送机构包括抽气泵20，所述抽气泵20固定安装在混合箱8的顶部，所述抽气泵20通过第四管道30连接混合箱8，抽气泵20通过第五管道31连接第二过滤器23。
47.使用溴化氢电子气用精馏脱水设备进行溴化氢脱水的方法，包括以下步骤：
48.s1、将含有混合气体的容器连接在第一管道1上，开启抽气泵20，在吸力的作用下，气体通过第一管道1进入到第一过滤器2内，从而开始对气体进行过滤提纯；
49.s2、在吸力的作用下，气体经过第一过滤网19的过滤将大的颗粒过滤到第一过滤器2的底端，除杂后的气体再次进过第二过滤网18的筛选将气体送入第二管道28内，对气体进行两次过滤；
50.s3、气体通过第二管道28输送至混合箱8内，四溴化硅通过第三管道29进入到混合箱8内，此时第二管道28和第三管道29上的调节阀16呈打开状态，第五管道30上的调节阀16呈关闭状态，开启伺服电机4，伺服电机4的输出轴带动固定板10旋转，同时带动固定板10上的搅拌板9进行旋转，使得进入混合箱8的气体和四溴化硅进行加速融合，将两种物质进行混合，使四溴化硅与水进行化学反应，将气体中的水分清除掉，plc控制器待气体和四溴化硅在固定流量下输送某一时长且充满混合箱8后关闭第二管道28和第三管道29上的调节阀16，保证输出混合箱8的气体内的含水量小于0.5ppm；
51.s4、将气体通过第四管道30进入抽气泵20，再由第五管道31进入到第二过滤器23中；在第二过滤器23内经过第三过滤网24将四溴化硅与气体反应产生的颗粒杂质过滤，再由分子筛3将剩余的水分进行脱水处理，由第六管道32送至第一冷凝器6中，化学反应必定产生新的杂质，先将颗粒大的固体杂质进行清除，再将剩余含量小于0.5ppm的水分进行脱水处理；
52.s5、第一冷凝器6将气体冷凝后通过第二冷凝管36和第一冷凝管35输送至第一精馏塔12内，再由第七管道33输送至第二冷凝器13内，第二冷凝器13通过第四冷凝管38和第三冷凝管37输送至第二精馏塔14内，经过低沸点精馏和高沸点精馏，使得气体最终提取出电子级溴化氢；
53.s6、从第二精馏塔14内将气体通过第八管道34输送至钢瓶26内，电子级溴化氢保存在钢瓶26内，并由防护装置进行保护。
54.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。