三氟化氮制备装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种三氟化氮制备装置，属于三氟化氮生产设备领域。


背景技术：

2.三氟化氮化学式为nf3，在常温下是一种无色、无臭、性质稳定的气体，是一种强氧化剂，广泛应用于高能激光、半导体技术及化学气相沉积等领域，应用前景非常广泛。
3.目前，三氟化氮的制备方法通常有两种：一种是以nh3与f2为原料制备三氟化氮的化学合成法，由于f2反应性非常高，且有较强的毒性和腐蚀性，因此该方法危险性较大，且反应副产物较多；另一种是以nh4f-xhf为原料的电解槽电解制备法，这种方法生产成本较高。


技术实现要素：

4.根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种生产成本较低、安全性较高、副产物较少的三氟化氮制备装置。
5.本实用新型所述的三氟化氮制备装置，包括等离子体发生器、等离子体反应器、布袋除尘器、引风机与气体收集罐，等离子体发生器连接等离子体反应器，等离子体反应器的顶部设有顶盖，顶盖上贯穿有四氟化硅进口与氮气进口，等离子体反应器的外侧壁上设有冷凝套，冷凝套上设有冷介质进口与冷介质出口，等离子体反应器的底部设有出料口，出料口上设有出料阀，出料口与布袋除尘器的进气口之间连接有输料管，布袋除尘器的出气口与引风机的进气口之间连接有吸气管，引风机的出气口与气体收集罐之间通过排气管连接。
6.上述的顶盖上设有抽真空口，可对系统进行抽真空，防止空气干扰，有效提高三氟化氮纯度。
7.上述的冷介质进口位于冷凝套的下端，冷介质出口位于冷凝套的上端，冷却效果更佳。
8.本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：
9.本实用新型所述的三氟化氮制备装置，利用四氟化硅和氮气反应生成氮化硅固体和三氟化氮气体，四氟化硅可来自磷肥生产企业的副产品，便于获取，生产成本较低；而且反应平稳，安全性较高；并且，产物只有氮化硅固体和三氟化氮气体，副产物较少。
附图说明
10.图1是本实用新型的结构示意图。
11.图中：1、等离子体发生器；2、抽真空口；3、四氟化硅进口；4、氮气进口；5、顶盖；6、冷介质出口；7、等离子体反应器；8、出料阀；9、出料口；10、冷凝套；11、冷介质进口；12、输料管；13、布袋除尘器；14、吸气管；15、引风机；16、排气管；17、气体收集罐。
具体实施方式
12.下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
13.如图1所示，本实用新型所述的三氟化氮制备装置，包括等离子体发生器1、等离子体反应器7、布袋除尘器13、引风机15与气体收集罐17，等离子体发生器1连接等离子体反应器7，等离子体反应器7的顶部设有顶盖5，顶盖5上贯穿有四氟化硅进口3与氮气进口4，等离子体反应器7的外侧壁上设有冷凝套10，冷凝套10上设有冷介质进口11与冷介质出口6，等离子体反应器7的底部设有出料口9，出料口9上设有出料阀8，出料口9与布袋除尘器13的进气口之间连接有输料管12，布袋除尘器13的出气口与引风机15的进气口之间连接有吸气管14，引风机15的出气口与气体收集罐17之间通过排气管16连接。
14.优选实施例中：上述的顶盖5上设有抽真空口2，可对系统进行抽真空，防止空气干扰，有效提高三氟化氮纯度；上述的冷介质进口11位于冷凝套10的下端，冷介质出口6位于冷凝套10的上端，冷却效果更佳。
15.使用时，四氟化硅气体与氮气分别通过四氟化硅进口3与氮气进口4加入等离子体反应器7内，等离子体发生器1使等离子体反应器7内充满氮等离子体，氮等离子体与通入的四氟化硅气体进行反应，即可生成氮化硅固体和三氟化氮气体，冷凝套10可对等离子体反应器7快速降温，防止生成的三氟化氮与氮化硅在高温下彼此反应，重新生成四氟化硅，打开出料阀8，在引风机15的作用下，氮化硅固体与三氟化氮气体通过输料管12进入布袋除尘器13内，氮化硅固体从布袋除尘器13的固体出口排出，三氟化氮气体经吸气管14与排气管16被输送至气体收集罐17内完成收集。
16.本实用新型所述的三氟化氮制备装置，利用四氟化硅和氮气反应生成氮化硅固体和三氟化氮气体，四氟化硅可来自磷肥生产企业的副产品，便于获取，生产成本较低；而且反应平稳，安全性较高；并且，产物只有氮化硅固体和三氟化氮气体，副产物较少。


技术特征：
1.一种三氟化氮制备装置，其特征在于：包括等离子体发生器(1)、等离子体反应器(7)、布袋除尘器(13)、引风机(15)与气体收集罐(17)，等离子体发生器(1)连接等离子体反应器(7)，等离子体反应器(7)的顶部设有顶盖(5)，顶盖(5)上贯穿有四氟化硅进口(3)与氮气进口(4)，等离子体反应器(7)的外侧壁上设有冷凝套(10)，冷凝套(10)上设有冷介质进口(11)与冷介质出口(6)，等离子体反应器(7)的底部设有出料口(9)，出料口(9)上设有出料阀(8)，出料口(9)与布袋除尘器(13)的进气口之间连接有输料管(12)，布袋除尘器(13)的出气口与引风机(15)的进气口之间连接有吸气管(14)，引风机(15)的出气口与气体收集罐(17)之间通过排气管(16)连接。2.根据权利要求1所述的三氟化氮制备装置，其特征在于：所述的顶盖(5)上设有抽真空口(2)。3.根据权利要求1或2所述的三氟化氮制备装置，其特征在于：所述的冷介质进口(11)位于冷凝套(10)的下端，冷介质出口(6)位于冷凝套(10)的上端。

技术总结
本实用新型属于三氟化氮生产设备领域，具体涉及一种三氟化氮制备装置，包括等离子体发生器、等离子体反应器、布袋除尘器、引风机与气体收集罐，等离子体发生器连接等离子体反应器，等离子体反应器的顶部设有顶盖，顶盖上贯穿有四氟化硅进口与氮气进口，等离子体反应器的外侧壁上设有冷凝套，冷凝套上设有冷介质进口与冷介质出口，等离子体反应器的底部设有出料口，出料口上设有出料阀，出料口与布袋除尘器之间连接有输料管，布袋除尘器与引风机之间连接有吸气管，引风机与气体收集罐之间通过排气管连接。本实用新型生产成本较低、安全性较高、副产物较少。副产物较少。副产物较少。


技术研发人员：崔同超 达布力干 郭宏 窦兆丁 吴凯 潘波 马雷
受保护的技术使用者：乌兰察布南大微电子材料有限公司
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2022/7/12