硝酸精餾裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種硝酸提純領域，尤其是一種硝酸精餾裝置。
【背景技術】
[0002]近幾年，隨著電子產業飛速發展，芯片制造行業也在突飛猛進的發展，芯片的氧化膜越來越薄。制造芯片時，需要用硝酸對其進行清洗和腐蝕，硝酸純度的高低對芯片的成品率起著關鍵性的作用。即，硝酸純度越高，芯片的成品率越高。因此，人們非常渴望得到高純度的硝酸。
[0003]目前，高純度的硝酸主要是通過硝酸精餾裝置來制造。現有硝酸精餾裝置包括精餾釜、為精餾釜加熱的加熱單元、設于精餾釜下方的輸入管、設于精餾釜上方輸出管、及串接于輸出管處的冷凝管。冷凝管包括有內管、及套設于內管外的外管，內管處帶有內管進口和內管出口，外管處帶有外管進口和外管出口。內管通入待冷卻流體，外管通入用于對待冷卻流體進行冷卻的冷卻介質。硝酸精餾實質上是蒸餾，即利用硝酸各組分的沸點或飽和蒸汽壓不同，通過加熱單元對精餾釜內硝酸原料進行加熱，使硝酸氣化并從輸出管處排出，輸出管處排出的硝酸經冷凝管后冷卻，使輕組分(沸點較低或飽和蒸汽壓較高的組分)汽化，及經過多次部分液相汽化和部分冷凝，使氣相中的輕組分和液相中的重組分逐漸實現分離，從而得到純度比較高的硝酸。其中，在硝酸精餾過程中，硝酸需要從常溫加熱至高于86°C的溫度(實際溫度將近316°C )，之后還要將高溫狀態的硝酸蒸汽冷卻至常溫狀態，升溫過程需要消耗大量熱量，而降溫過程則浪費了大量熱量。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種結構簡單，操作方便，能有效利用熱能，降低精餾過程的能耗，節省成本的硝酸精餾裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種硝酸精餾裝置，包括精餾釜、及用于為精餾釜加熱的加熱單元，所述精餾釜底部設有精餾進口、頂部設有精餾出口，該硝酸精餾裝置還包括有:
[0006]預熱冷凝管，該預熱冷凝管包括有預熱內管、及套設于預熱內管外的預熱外管，其中預熱內管進口與精餾出口相連通，預熱外管出口與精餾釜底部通過管路相連通；
[0007]成品冷凝管，該成品冷凝管包括有成品內管、及套設于成品內管外的成品外管，其中成品內管進口與預熱內管出口相連通。
[0008]本實用新型的有益效果是:硝酸蒸汽依次通過預熱冷凝管和成品冷凝管，通過兩者的相互作用，最后冷卻至接近常溫的高濃度硝酸。其中，預熱冷凝管處，常溫下的原料硝酸從預熱外管進口進入，由預熱外管出口排出并進入精餾釜底部，該過程中，原料硝酸吸收硝酸蒸汽的熱量并升溫至40?50°C，實現原來硝酸的預熱，從而節省了加熱單元為精饋爸中硝酸加熱的能耗。緊接著，由預熱內管排出的預冷卻硝酸進入成品內管，成品外管處通入普通冷卻水，最終在成品內管出口處獲得液體的成品硝酸，此時成品硝酸的濃度已經達到所需水平，且大大節省了冷卻所需水量。本實用新型不僅結構簡單，操作方便，而且能有效利用熱能，降低精餾過程的能耗，節省生產成本。
[0009]其中，精餾釜的精餾出口處串接有防爆球。
[0010]在防爆球出口處串接有填料管，該填料管內填充有石英填料。
[0011]另外，預熱冷凝管和成品冷凝管為球形冷凝管。球形冷凝管可以在不影響生產效率的情況下降低生產成本，而且達到較為優化的冷卻效果。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0014]如圖1所示，本實施例包括精餾釜1、及用于為精餾釜1加熱的加熱單元2、預熱冷凝管3和成品冷凝管4，精餾釜1底部設有精餾進口 11、頂部設有精餾出口 12。預熱冷凝管3包括有預熱內管31、及套設于預熱內管31外的預熱外管32，其中預熱內管31進口 311與精餾出口 12相連通，預熱內管31出口 312連接至成品冷凝管4，預熱外管32進口 321通入常溫狀態的原料硝酸，預熱外管32出口 322與精餾釜1底部相連通。成品冷凝管4包括有成品內管41、及套設于成品內管41外的成品外管42，其中成品內管41進口 411與預熱內管31出口 312相連通，成品內管41出口 412處排出的液體為成品高濃度硝酸，成品外管42進口 421處通入常溫冷卻水，成品外管42出口 422處排出吸熱后的冷卻水。其中，精餾釜1的精餾出口 12處串接有防爆球5，在防爆球5出口處串接有填料管6，該填料管6內填充有石英填料61。另外，預熱冷凝管3和成品冷凝管4為球形冷凝管。球形冷凝管可以在不影響生產效率的情況下降低生產成本，而且達到較為優化的冷卻效果。
[0015]加熱單元2可以為火焰加熱或電熱絲加熱。
[0016]本實用新型中，硝酸蒸汽依次通過預熱冷凝管3和成品冷凝管4，通過兩者的相互作用，最后冷卻至接近常溫的高濃度硝酸。其中，預熱冷凝管3處，常溫下的原料硝酸從預熱外管32進口 321進入，由預熱外管32出口 322排出并進入精餾釜1底部，該過程中，原料硝酸吸收硝酸蒸汽的熱量并升溫至40?50°C，實現原來硝酸的預熱，從而節省了加熱單元2為精餾釜1中硝酸加熱的能耗。緊接著，由預熱內管31排出的預冷卻硝酸進入成品內管41，成品外管42進口 421處通入普通冷卻水，最終在成品內管42出口 422處獲得液體的成品硝酸，此時成品硝酸的濃度已經達到所需水平，且大大節省了冷卻所需水量。本實用新型不僅結構簡單，操作方便，而且能有效利用熱能，降低精餾過程的能耗，節省生產成本。
【主權項】
1.一種硝酸精餾裝置，包括精餾釜、及用于為精餾釜加熱的加熱單元，其特征是，所述精餾釜底部設有精餾進口、頂部設有精餾出口，該硝酸精餾裝置還包括有: 預熱冷凝管，該預熱冷凝管包括有預熱內管、及套設于預熱內管外的預熱外管，其中預熱內管進口與精餾出口相連通，預熱外管出口與精餾釜底部通過管路相連通； 成品冷凝管，該成品冷凝管包括有成品內管、及套設于成品內管外的成品外管，其中成品內管進口與預熱內管出口相連通。2.根據權利要求1所述的硝酸精餾裝置，其特征是:所述精餾釜的精餾出口處串接有防爆球。3.根據權利要求2所述的硝酸精餾裝置，其特征是:所述防爆球出口處串接有填料管，該填料管內填充有石英填料。4.根據權利要求1所述的硝酸精餾裝置，其特征是:所述預熱冷凝管和成品冷凝管為球形冷凝管。
【專利摘要】本實用新型公開了一種硝酸精餾裝置，包括精餾釜、及用于為精餾釜加熱的加熱單元，所述精餾釜底部設有精餾進口、頂部設有精餾出口，該硝酸精餾裝置還包括有：預熱冷凝管，該預熱冷凝管包括有預熱內管、及套設于預熱內管外的預熱外管，其中預熱內管進口與精餾出口相連通，預熱外管出口與精餾釜底部通過管路相連通；成品冷凝管，該成品冷凝管包括有成品內管、及套設于成品內管外的成品外管，其中成品內管進口與預熱內管出口相連通。原料硝酸經預熱冷凝管吸收硝酸蒸汽的熱量，實現原來硝酸的預熱，節省能耗。本實用新型不僅結構簡單，操作方便，而且能有效利用熱能，降低精餾過程的能耗，節省生產成本。
【IPC分類】B01D3/02, C01B21/46
【公開號】CN204952320
【申請號】CN201520598706
【發明人】阮岳峰
【申請人】浙江尚能電子材料有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月11日