一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器的制作方法

1.本实用新型属于电子级硫酸生产设备领域，具体涉及一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器。


背景技术：

2.电子级硫酸又称高纯硫酸、超纯硫酸，属于超净高纯试剂，是一种微电子技术发展过程中不可缺少的关键基础化学试剂，目前广泛应用于大规模集成电路(ic)、半导体等微电子工业，用作清洗和蚀刻剂，随着微电子工业的高速发展，目前电子级硫酸需求量日益增加，出现供不应求的现象，使得市场上电子级硫酸有着良好的应用前景。
3.由于电子级硫酸产品纯度高，而作为电子级硫酸的生产原料，液体三氧化硫的纯化工艺尤为关键，通常是液体三氧化硫经过气化提纯，以气体状态进入后续反应生产工序，状态要求为干燥状态，纯度要求在99.999％以上。
4.传统的三氧化硫气化器一般为卧式或者立式的下进液型式，就卧式型三氧化硫气化器存在以下缺点：1、占地面积大；同样气化量的气化器卧式占地面积比立式占地面积大2/3。2、卧式气化器一般为满液操作，当整个气化器体内充满三氧化硫；气化过程中这部分三氧化硫需要整体达到气化温度，消耗的热量比较大，造成能源浪费。3、因为存在上述消耗热量大的问题，所以低热力值的热源不适用，所以卧式气化器一般选择蒸汽此类热力值较高的能源作为加热源，甚至是高压蒸汽，而液体三氧化硫的沸点较低(44.8℃)，用蒸汽作为加热源时，气化过程非常不稳定。4、不论卧式气化器还是立式气化器，均存在气化器中存在大量的液体三氧化硫的情况，当气化器列管存在泄漏时，三氧化硫与水或蒸汽接触时会反应放出大量的热，这无疑时十分危险的。
5.综上所述，如何提供一种三氧化硫气化器用以解决占地面积大、耗能高、气化过程不稳定和存液过多的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本实用新型提供一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器。
7.本实用新型的技术方案是：一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，包括立式气化器主体，在气化器主体内设置多组固定板，多组固定板沿气化器竖直方向并列设置，在气化器主体内还设置多个换热列管和多个排气列管，所述换热列管和排气列管均沿竖直方向贯穿设置在固定板上，在气化器主体内还设有除沫器和二次加热盘管，所述除沫器设置在气化器内顶部，所述二次加热盘管设置在气化器内下部；
8.在气化器外侧上部设有进液口，三氧化硫液体通过进液口进入到换热列管中，经过换热列管外壁的热水加热后，三氧化硫液体气化由换热列管内由下而上进入到除沫器，除杂后的气体经过气化器顶部排气口排出；除沫器将杂质拦下并逐渐落在气化器下部，通过二次加热盘管对杂质进行加热，加热后的气体通过排气列管进入除沫器并最终通过排气
口排出。
9.进一步，在所述气化器主体内临近进液口处设置液体挡板，所述液体挡板呈倒“l”型，液体挡板一端固定在气化器内部上，液体挡板另一端与所述固定板之间形成三氧化硫进液通道。
10.进一步，所述固定板为两处，在竖直方向上分别沿气化器的径向设置，通过两个固定板，分别将所述换热列管的两端固定；所述排气列管的两端也分别固定在两个固定板上，所述排气列管的高度高于换热列管高度。
11.进一步，每根所述换热列管顶端管口处均设有三角型的凹槽。换热列管顶端管口处三角型的凹槽，便于三氧化硫液体流入。
12.进一步，所述除沫器为多个不锈钢丝网组成的多层结构，除沫器将含杂质的三氧化硫气体进行拦截；不锈钢丝网的除沫器的密度为128kg/m3，孔隙率设置在98.32％，比表面积403
㎡
/m3，高度为100-150mm。
13.进一步，所述气化器主体外侧上部设有温度传感器a和压力传感器a,所述温度传感器a和压力传感器a分别设置除沫器上部。
14.进一步，在气化器主体外侧下部设有温度传感器b，所述温度传感器b设置在临近所述二次加热盘管处，所述二次加热盘管呈“s”型设置，二次加热盘管外侧还设有调节阀，所述调节阀与温度传感器b联锁，通过温度传感b控制二次加热的温度，实现温度自动调节。
15.进一步，所述气化器主体内底部为残液收集处，在所述气化器主体底端设置残液排放口，所述残液排放口连接气化器主体外侧残液管路，在残液管路上设有开关阀，临近残液收集处设置液位计，所述开关阀与所述液位计联锁，当液位计检测到设置液位时，通过联锁的控制系统将开关阀开启，排放残液至残液管路下设置的收集罐中，当残液排放完毕后，关闭开关阀。
16.进一步，在所述气化器主体外侧上部还设有紧急排空口，所述紧急排空口设置在除沫器与换热列管顶端之间，所述紧急排空口连接紧急排空阀后通过管路连接所述收集罐。
17.本实用新型的有益效果为：本实用新型通过将气化器立式设置，解决了卧式气化器占地面积大的问题；
18.气化器内加热热水控制在45℃，不需要高温、高压加热源，热力能耗低，而且采用热水加热，三氧化硫液体通过贴近换热列管换热，换热效率高，整体气化过程非常稳定，不存在高温、高压加热源影响三氧化硫气化效果的问题。
19.本实用新型的进液口设置在气化器上部，在三氧化硫经过进液通道后，由重力作用自上而下进入气化器换热列管，在换热列管内液体贴管壁与管外侧热源换热气化，换热管始终保持中空状态，不存在存液问题。
20.在气化器上部分别设置的温度传感器a和压力传感器a，可以保证气化过程的各项工艺数值准确；其中，温度传感器a与进气化器的热水流量调节阀做联锁，当换热列管存在泄漏时，热水侧压力大于三氧化硫侧压力时，热水会进入三氧化硫换热列管内，二者发生放热反应；气化器的压力及温度均会高于正常工艺范围，气化器需要紧急停车；此时，可关闭液体的供料阀，液体三氧化硫紧急排空阀开启，将物料排放至收集罐中，进一步保证气化器内不存放物料；与此同时，设置在气化器外侧的热水排放阀也会开启，将热水排放干净，停
止气化器的热源供给，避免气化器超温超压，提高气化器设备的使用安全，也保证了三氧化硫的气化效果。
附图说明
21.图1是本实用新型的结构示意图；
22.图2是本实用新型的二次加热盘管结构示意图；
23.图3是本实用新型的进液口处放大示意图；
24.图4是本实用新型的换热列管管口顶端a处放大示意图；
25.图中：
26.1、进液口
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2、换热列管
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3、液体挡板
27.4、固定板
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5、除沫器
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6、排气口
28.7a、温度传感器a
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7b、压力传感器a
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8、残液收集处
29.9、二次加热盘
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10、排气列管
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11、温度传感器b
30.12、调节阀
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13、残液排放口
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14、开关阀
31.15、收集罐
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16、供料阀
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17、紧急排空阀
32.18、热水排放阀
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19、液位计
具体实施方式
33.一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，包括立式气化器主体，在气化器主体内设置两块固定板4，两块固定板4沿气化器竖直方向并列设置，在气化器主体内还设置多个换热列管2和多个排气列管10，换热列管2和排气列管10均沿竖直方向贯穿设置在固定板4上，在气化器主体内还设有除沫器5和二次加热盘管9，除沫器5设置在气化器内顶部，二次加热盘管9设置在气化器内下部；
34.在气化器外侧上部设有进液口1，三氧化硫液体通过进液口1进入到换热列管2中，经过换热列管2外壁的热水加热后，三氧化硫液体气化由换热列管2内由下而上进入到除沫器5，除杂后的气体经过气化器顶部排气口6排出；除沫器5将杂质拦下并逐渐落在气化器下部，通过二次加热盘管9对杂质进行加热，加热后的气体通过排气列管10进入除沫器5并最终通过排气口6排出。
35.进一步，在气化器主体内临近进液口1处设置液体挡板3，液体挡板3呈倒“l”型，液体挡板3一端固定在气化器内部上，另一端与固定板4之间形成三氧化硫进液通道。
36.进一步，固定板4在竖直方向上分别沿气化器的径向设置，通过两个固定板4，分别将换热列管2的两端固定；排气列管10的两端处也固定两个固定板4上，排气列管10的高度高于换热列管2高度；每根换热列管2顶端管口处均设有三角型的凹槽，便于三氧化硫液体流入。
37.进一步，除沫器5为多个不锈钢丝网组成的多层结构，多层的不锈钢丝网将含杂质的三氧化硫气体进行拦截；除沫器5的密度为128kg/m3，孔隙率设置在98.32％，比表面积403
㎡
/m3，高度为100-150mm。
38.进一步，气化器主体外侧上部分别设有温度传感器a7a和压力传感器a7b,在气化器主体外侧下部设有温度传感器b11，温度传感器b11设置在临近二次加热盘管9处，二次加
热盘9管呈“s”型设置，在二次加热盘管9外侧上还设有调节阀12，调节阀12与温度传感器b11联锁。
39.进一步，气化器主体内底部为残液收集处8，在气化器主体底端设置残液排放口13，残液排放口13连接气化器主体外侧残液管路，在残液管路上设有开关阀14，临近残液收集处8设置液位计19，开关阀14与液位计19联锁，当液位计19检测到设置液位时，通过联锁控制系统将开关阀14开启，排放残液至残液管路下设置的收集罐15中，当残液排放完毕后，关闭开关阀14。
40.进一步，在气化器主体外侧上部还设有紧急排空口，紧急排空口设置在除沫器5与换热列管2顶端之间，紧急排空口连接紧急排空阀17后通过管路连接收集罐15。
41.实际使用中，热水通过进水管进入到气化器中两个固定板4之间，三氧化硫液体也通过进液口1进入到进液通道中，当液体通道中的三氧化硫液体高度超过换热列管顶端时，三氧化硫液体流入到换热列管2中，换热列管2外侧的热水设置为45℃，并对换热列管2中的三氧化硫液体进行换热，此时三氧化硫气化，气化后的三氧化硫气体由换热列管2内由下而上逐渐进入到除沫器5中，采用不锈钢丝网的除沫器将液体三氧化硫中的其他高沸点杂质拦截，然后逐渐由液体状态通过重力作用流入气化器底部的残液收集处8，落入到残液收集处8的杂质液体通过二次加热盘管9进行加热，二次加热的温度稳定在45℃，当杂质液体气化后通过排气列管10经过除沫器5后进入到气化器顶部排气口6中。
42.当残液收集处8的液位到达液位计19设定数值后，需要及时排放，通过控制系统打开开关阀14，将残液排出至收集罐15中。
43.当换热列管2存在泄漏时，热水侧压力大于三氧化硫侧压力时，热水会进入三氧化硫换热列管2内，二者发生放热反应；气化器的压力及温度均会高于正常工艺数值范围，气化器需要紧急停车；此时，可关闭液体的供料阀16，液体三氧化硫紧急排空阀17开启，将三氧化硫液体排放至收集罐15中，保证气化器内不存放物料；同时，设置在气化器外侧的热水排放阀18也会开启，将热水排放干净，停止气化器的热源供给，避免气化器超温、超压，提高气化器设备的使用安全，也保证了三氧化硫的气化效果。
44.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：包括立式气化器主体，在气化器主体内设置多组固定板，多组固定板沿气化器竖直方向并列设置，在气化器主体内还设置多个换热列管和多个排气列管，所述换热列管和排气列管均沿竖直方向贯穿设置在固定板上，在气化器主体内还设有除沫器和二次加热盘管，所述除沫器设置在气化器内顶部，所述二次加热盘管设置在气化器内下部；在气化器外侧上部设有进液口，三氧化硫液体通过进液口进入到换热列管中，经过换热列管外壁的热水加热后，三氧化硫液体气化由换热列管内由下而上进入到除沫器，除杂后的气体经过气化器顶部排气口排出；除沫器将杂质拦下并逐渐落在气化器下部，通过二次加热盘管对杂质进行加热，加热后的气体通过排气列管进入除沫器并最终通过排气口排出。2.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：在所述气化器主体内临近进液口处设置液体挡板，所述液体挡板呈倒“l”型，液体挡板一端固定在气化器内部上，液体挡板另一端与所述固定板之间形成三氧化硫进液通道。3.根据权利要求2所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：所述固定板为两处，在竖直方向上分别沿气化器的径向设置，通过两个固定板，分别将所述换热列管的两端固定；所述排气列管的两端也分别固定在两个固定板上，所述排气列管的高度高于换热列管高度。4.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：每根所述换热列管顶端管口处均设有三角型的凹槽。5.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：所述除沫器为多个不锈钢丝网组成的多层结构，除沫器将含杂质的三氧化硫气体进行拦截；不锈钢丝网的除沫器的密度为128kg/m3，孔隙率设置在98.32％，比表面积403
㎡
/m3，高度为100-150mm。6.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：所述气化器主体外侧上部设有温度传感器a和压力传感器a,所述温度传感器a和压力传感器a分别设置除沫器上部。7.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：在气化器主体外侧下部设有温度传感器b，所述温度传感器b设置在临近所述二次加热盘管处，所述二次加热盘管呈“s”型设置，二次加热盘管外侧还设有调节阀，所述调节阀与温度传感器b联锁，通过温度传感b控制二次加热的温度，实现温度自动调节。8.根据权利要求1所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：所述气化器主体内底部为残液收集处，在所述气化器主体底端设置残液排放口，所述残液排放口连接气化器主体外侧残液管路，在残液管路上设有开关阀，临近残液收集处设置液位计，所述开关阀与所述液位计联锁，当液位计检测到设置液位时，通过联锁的控制系统将开关阀开启，排放残液至残液管路下设置的收集罐中。9.根据权利要求8所述的一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器，其特征在于：在所述气化器主体外侧上部还设有紧急排空口，所述紧急排空口设置在除沫器与换热列管顶端之间，所述紧急排空口连接紧急排空阀后通过管路连接所述收集罐。

技术总结
本实用新型属于电子级硫酸生产设备领域，具体涉及一种电子级硫酸生产用三氧化硫液体气化器；包括立式气化器主体，在气化器主体内设置两处固定板，在气化器主体内还设置多个换热列管和多个排气列管，换热列管和排气列管均沿竖直方向设置在固定板上，在气化器主体内还设有除沫器和二次加热盘管；在气化器外侧上部设有进液口，三氧化硫液体通过进液口进入到换热列管中，经过换热列管外壁的热水加热并气化，由换热列管内由下而上进入到除沫器，除杂后的气体经过气化器顶部排气口排出；除沫器将杂质拦下并逐渐落在气化器下部，通过二次加热气体通过排气列管进入除沫器并最终通过排气口排出。本实用新型的优点在于：占地小，低能耗，气化过程稳定。气化过程稳定。气化过程稳定。


技术研发人员：尚小科
受保护的技术使用者：天津环渤新材料有限公司
技术研发日：2022.12.31
技术公布日：2023/7/14