一种氢氟酸预处理反应装置的制作方法

1.本发明涉及氢氟酸预处理技术领域，具体为一种氢氟酸预处理反应装置。


背景技术：

2.氢氟酸是工业生产中的一种重要试剂，无水氢氟酸中常含有si、p、n、s、as、b、碱金属及其他金属元素等形成的离子杂质。其中金属元素可以通过精馏和水洗进行脱除，而砷等，非金属元素则难以通过简单的直接精馏的方式脱除。砷的去除方法是电子级氢氟酸制备工艺的研究重点。
3.无水氢氟酸即无水氟化氢，无水氟化氢通过负压吸料进入除砷装置，因ahf含有与其沸点较为接近的asf3，通过投加高锰酸钾溶液(氧化剂)进行化学预处理，将asf3氧化成asf5，asf5与hf沸点相差较大，可以在后续精馏过程中除去。
4.现有操作时，直接将高猛酸钾溶液倒入无水氟化氢内部，这样导致无水氟化氢内部的砷元素不能充分发与高锰酸钾溶液反应，除砷装置无法实现间隙交替的加液工作，为此，上述问题急需解决。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种氢氟酸预处理反应装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氢氟酸预处理反应装置，包括除砷反应筒、位于除砷反应筒两侧的原料筒，所述原料筒与除砷反应筒之间固定连接有连通管，所述除砷反应筒上方设有气泵，所述气泵进气端固定连接有导气管，所述导气管下端与除砷反应筒顶部连通设置，所述除砷反应筒内壁固定连接有两个对称分布的连接条，所述连接条之间活动插设有插杆，所述插杆两端分别固定连接有用于对连通管封堵的第一密封塞，所述插杆中部固定连接有齿条，所述除砷反应筒顶部设置有带动齿条往复运动的驱动件。
9.优选的，所述驱动件包括固定于除砷反应筒顶部第一电机，所述第一电机输出端贯穿至除砷反应筒内部并固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合。
10.优选的，所述连通管内设置有密封组件，所述密封组件包括固定于连通管内壁的定位盘，所述定位盘中部开设有通孔，所述定位盘一侧设有连接盘，所述连接盘靠近定位盘一侧固定连接有第二密封塞，所述第二密封塞插设于所述通孔内部，所述连接盘一侧固定连接有插导杆，所述导杆另一端活动贯穿定位盘设置，所述导杆上套设有弹簧，所述弹簧两端分别与连接盘、定位盘固定连接。
11.优选的，所述除砷反应筒底部固定安装有第二电机，所述第二电机输出轴贯穿至除砷反应筒内部并固定连接有转杆，所述转杆上固定连接有多个均匀分布的叶片。
12.优选的，所述除砷反应筒侧壁嵌设有导热棒。
13.优选的，所述除砷反应筒侧壁连通设置有排液管，所述排液管上设置有排液阀。
14.优选的，所述原料筒顶部连通设置有加料管，所述加料管上设置有加料阀。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种氢氟酸预处理反应装置，具备以下有益效果：
17.1、本发明中，通过启动第一电机，带动齿轮旋转一定的角度，齿轮带动齿条直线移动，使得第一密封塞进入至对应的连通管内部，此时气泵吸气产生负压，只能将另一个原料筒内部的无水氟化氢进入除砷反应筒内；再次反向启动第一电机，带动齿轮反向转动一定角度，使得另一侧的第一密封塞进入对应的连通管内部，此时气泵吸气产生负压，只能将高锰酸钾溶液吸入除砷反应筒，如此交替进行，使得高猛酸钾溶液能够充分的与无水氟化氢中的砷元素反应，将asf3氧化成asf5。
18.2、本发明中，气泵工作时，会使得连接管内产生负压，使得第二密封塞从通孔内移出，此时原料溶剂可以通过原料筒进入除砷反应筒；在加料完成后，再次启动第一电机，带动齿轮位于初始位置，此时两个第一密封塞均不位于连通管内，此时关闭气泵，负压逐渐消失，弹簧释放弹力，拉动连接盘，使得第二密封塞进入至通孔内部，避免原料挥发至除砷反应筒内。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种氢氟酸预处理反应装置的前视立体结构图；
20.图2为本发明提出的一种氢氟酸预处理反应装置的后视立体结构图；
21.图3为本发明提出的一种氢氟酸预处理反应装置的前视剖面结构图；
22.图4为本发明提出的一种氢氟酸预处理反应装置的俯视剖面结构图；
23.图5为图4的a处放大结构图；
24.图6为图3的b处放大结构图；
25.图7为图6的c处放大结构图。
26.图中：1、除砷反应筒；2、原料筒；3、连通管；4、气泵；5、导气管；6、第一电机；7、齿轮；8、连接条；9、插杆；10、齿条；11、第一密封塞；12、密封组件；121、定位盘；1211、通孔；122、连接盘；123、第二密封塞；124、导杆；125、弹簧；13、第二电机；14、转杆；15、叶片；16、导热棒；17、排液管；18、加料管。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种氢氟酸预处理反应装置，包括除砷反应筒1、位于除砷反应筒1两侧的原料筒2，原料筒2与除砷反应筒1之间固定连接有连通管3，除砷反应筒1上方设有气泵4，气泵4进气端固定连接有导气管5，导气管5下端与除砷反应筒1顶部连通设置，除砷反应筒1内壁固定连接有两个对称分布的连接条8，连接条8之间活动插设有插杆9，插杆9两端分别固定连接有用于对连通管3封堵的第一密封塞11，插杆9中部固定连接有齿条10，除砷反应筒1顶部设置有带动齿条10往复运动的驱动件。
29.本方案中，驱动件包括固定于除砷反应筒1顶部第一电机6，第一电机6输出端贯穿至除砷反应筒1内部并固定连接有齿轮7，齿轮7与齿条10相啮合。
30.运行本装置时，首先开启气泵4，使得两侧的连通管3处产生负压，通过启动第一电机6，带动齿轮7旋转一定的角度，齿轮7带动齿条10直线移动，使得第一密封塞11进入至对应的连通管3内部，此时气泵4吸气产生负压，只能将另一个原料筒2内部的无水氟化氢进入除砷反应筒1内；再次反向启动第一电机6，带动齿轮7反向转动一定角度，使得另一侧的第一密封塞11进入对应的连通管3内部，此时气泵4吸气继续产生负压，只能将另一个原料筒2内的高锰酸钾溶液吸入除砷反应筒1，如此交替进行，使得高猛酸钾溶液能够充分的与无水氟化氢中的砷元素反应，将asf3氧化成asf5。
31.在本方案中，连通管3内设置有密封组件12，密封组件12包括固定于连通管3内壁的定位盘121，定位盘121中部开设有通孔1211，定位盘121一侧设有连接盘122，连接盘122靠近定位盘121一侧固定连接有第二密封塞123，第二密封塞123插设于通孔1211内部，连接盘122一侧固定连接有插导杆124，导杆124另一端活动贯穿定位盘121设置，导杆124上套设有弹簧125，弹簧125两端分别与连接盘122、定位盘121固定连接。
32.气泵4工作时，会使得连通管3内产生负压，使得连接盘122和第二密封塞123在连通管3内部滑动，使得第二密封塞123端部从通孔1211内移出，此时高猛酸钾溶液或者无水氟化氢可以通过原料筒2进入除砷反应筒1；
33.此外，在进料时，第一密封塞11依次交替将对应的连通管3堵塞，在加料完成后，再次启动第一电机6，带动齿轮7位于初始位置，此时两个第一密封塞11均不位于连通管3内，并且需要关闭气泵4，负压逐渐消失，弹簧125释放弹力，拉动连接盘122，使得第二密封塞123进入至通孔1211内部，避免原料挥发至除砷反应筒1内。
34.此外，为了进一步混合，加速反应，在除砷反应筒1底部固定安装有第二电机13，第二电机13输出轴贯穿至除砷反应筒1内部并固定连接有转杆14，转杆14上固定连接有多个均匀分布的叶片15。
35.启动第二电机13，带动转杆14转动，转杆14带动叶片15转动，叶片15对除砷反应筒1内部的混合溶液进行搅拌，使得高猛酸钾溶液与无水氢氟酸内部的砷元素充分反应，将asf3氧化成asf5。
36.由于除砷反应为放热反应，过高的温度可能会对除砷反应筒1造成影响，除砷反应筒1侧壁嵌设有导热棒16，热量通过导热棒16传输至除砷反应筒1外部。
37.除砷反应筒1侧壁连通设置有排液管17，排液管17上设置有排液阀，在完成反应后，打开排液阀，将反应物通过排液管17排出。
38.为了往原料筒2内加入无水氟化氢或者高锰酸钾溶液，原料筒2顶部连通设置有加料管18，加料管18上设置有加料阀，打开加料阀，通过加料管18加料。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：包括除砷反应筒(1)、位于除砷反应筒(1)两侧的原料筒(2)，所述原料筒(2)与除砷反应筒(1)之间固定连接有连通管(3)，所述除砷反应筒(1)上方设有气泵(4)，所述气泵(4)进气端固定连接有导气管(5)，所述导气管(5)下端与除砷反应筒(1)顶部连通设置，所述除砷反应筒(1)内壁固定连接有两个对称分布的连接条(8)，所述连接条(8)之间活动插设有插杆(9)，所述插杆(9)两端分别固定连接有用于对连通管(3)封堵的第一密封塞(11)，所述插杆(9)中部固定连接有齿条(10)，所述除砷反应筒(1)顶部设置有带动齿条(10)往复运动的驱动件。2.根据权利要求1所述的一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：所述驱动件包括固定于除砷反应筒(1)顶部第一电机(6)，所述第一电机(6)输出端贯穿至除砷反应筒(1)内部并固定连接有齿轮(7)，所述齿轮(7)与齿条(10)相啮合。3.根据权利要求1所述的一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：所述连通管(3)内设置有密封组件(12)，所述密封组件(12)包括固定于连通管(3)内壁的定位盘(121)，所述定位盘(121)中部开设有通孔(1211)，所述定位盘(121)一侧设有连接盘(122)，所述连接盘(122)靠近定位盘(121)一侧固定连接有第二密封塞(123)，所述第二密封塞(123)插设于所述通孔(1211)内部，所述连接盘(122)一侧固定连接有插导杆(124)，所述导杆(124)另一端活动贯穿定位盘(121)设置，所述导杆(124)上套设有弹簧(125)，所述弹簧(125)两端分别与连接盘(122)、定位盘(121)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：所述除砷反应筒(1)底部固定安装有第二电机(13)，所述第二电机(13)输出轴贯穿至除砷反应筒(1)内部并固定连接有转杆(14)，所述转杆(14)上固定连接有多个均匀分布的叶片(15)。5.根据权利要求1所述的一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：所述除砷反应筒(1)侧壁嵌设有导热棒(16)。6.根据权利要求1所述的一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：所述除砷反应筒(1)侧壁连通设置有排液管(17)，所述排液管(17)上设置有排液阀。7.根据权利要求1所述的一种氢氟酸预处理反应装置，其特征在于：所述原料筒(2)顶部连通设置有加料管(18)，所述加料管(18)上设置有加料阀。

技术总结
本发明公开了一种氢氟酸预处理反应装置，包括除砷反应筒、位于除砷反应筒两侧的原料筒，所述原料筒与除砷反应筒之间固定连接有连通管，所述除砷反应筒上方设有气泵，所述气泵进气端固定连接有导气管，所述导气管下端与除砷反应筒顶部连通设置，所述除砷反应筒内壁固定连接有两个对称分布的连接条，所述连接条之间活动插设有插杆，所述插杆两端分别固定连接有用于对连通管封堵的第一密封塞，所述插杆中部固定连接有齿条，所述除砷反应筒顶部设置有带动齿条往复运动的驱动件。本发明中，高锰酸钾溶液和无水氟化氢连续不断的交替进入除砷反应筒，使得高猛酸钾溶液能够充分的与无水氟化氢中的砷元素反应，将AsF3氧化成AsF5，反应充分，除砷效果好。除砷效果好。除砷效果好。


技术研发人员：江伟 胡洪峰 谢钺 金国军
受保护的技术使用者：宣城亨泰电子化学材料有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/8