[實用新型]柱孔式精餾塔

無效

• 申請號: 200620036160.2
• 申請日: 2006-11-07
• 公開（公告）號: CN201058245Y
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 宋成國;張獻榮;張躍輝;徐建文
• 申請（專利權）人: 峨眉山嘉美高純材料有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;C22B30/04
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司
• 代理人: 馮忠亮

技術領域：

本實用新型與提純三氯化砷的裝置有關。

背景技術：

隨著世界信息技術、航空、航天、光電子產品等技術的飛速發展，對半導體基礎材料的質量提出了更高的要求。高純砷是研制半導體器件的基礎材料之一，器件性能的好壞與所用砷的純度有直接關系。如何提高高純砷的產品質量，降低雜質含量，是目前急待解決的問題。

而在高純砷生產中，三氯化砷的純度直接關系到高純砷的產品質量。過去三氯化砷的提純一般采用石英塔，石英塔高度為2.5～3m，由塔釜、塔柱、冷凝器三個部分組成；塔釜上有測溫孔、進料孔和清洗孔；塔柱底部有一個篩孔板，用以支撐填料，填料采用φ6×10mm的石英環，高度為塔柱的1/3，塔柱上方有一個出料口和尾氣口，用以分流液體產品和尾氣排放；冷凝器上有一個進水口和出水口，用于通冷卻水進行產品冷卻。

石英塔的工作原理是根據各種氯化物揮發性的差異，同時并多次運用部分汽化和部分冷凝的方法，使液體物質得到分離。基本原理是氣、液兩相的組份以相反方向擴散和接觸的分離過程，這種過程，是借不平衡的蒸汽、液體的流動而進行多次接觸，從而發生相互物質交換，使混合物的組份沿著氣、液流動的方向進行重新分布而得到分離。

由于受到石英玻璃加工工藝的限制，要再提高石英塔的尺寸、增加三氯化砷的產量空間有限，單套塔的月產能只能達到100kg高純砷。由于石英塔內的石英環采用亂堆方式填充，容易產生阻塞及溝流現象，從而影響了三氯化砷的精餾效果，一般需要經過三次精餾才能達到要求。

石英塔的各個部件由焊接制成，并通過軟管與其它組件連接，接口和組件的更換維修困難，加上手工操作，容易造成沾污，使產品的合格率降低到不足20％；此外“跳釜”還可能引起石英釜的破裂。因此石英精餾塔不能滿足規模化制備高純砷的要求。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種結構簡單，維護成本低，使用壽命長，生產效率高，生產規模大，產品質量好，合格率高的柱孔式精餾塔。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型柱孔式精餾塔，包括塔釜1、塔柱2和冷凝器3，塔柱的頂部與冷凝器3連接，底部與塔釜1連接，其特征在于豎向塔柱1由若干個塔節4連接組成，每個塔節內有多個水平塔板5與塔節壁連接，每個塔板上有若干個孔柱6和一個溢流管8，孔柱6的頂端封閉，柱壁上有至少一層氣孔9，相鄰塔板5的豎向溢流管8錯開布置，塔柱2的最低的一個塔板5的溢流管8下裝有一個液封杯10。

冷凝器3有出料口13、尾氣口14、進水口15和出水口16。

塔柱的每個塔節4內有三個塔板5，兩個塔板5位于塔節內壁臺階上通過雙頭螺栓17連接，另一個塔板固定在兩個塔節的法蘭連接處。

每個塔板上有12個孔柱6，中間4個孔柱位于正方形四個頂點，四方形的左側為溢流管8，右側為不開孔的安全區18，上、下側各有4個孔柱6，每個孔柱上有兩層氣孔，每層有6個氣孔9，互成60°分布，兩層孔位錯開30°夾角，每個塔板上有一個直徑2mm的淚孔7。

塔柱由13個塔節4組成，每個塔節長450mm，塔柱內徑為106mm，塔釜容積為0.36m³，溢液管徑22-24mm。

冷凝器3由8根冷凝管組成，每根冷凝管由直徑為16.4mm的GH182管外包銅肢片制成，冷凝面積為0.56m².

塔釜、塔柱、冷凝器由GH182鎳基合金制成。

本實用新型選用特別耐腐蝕的GH182鎳基合金代替石英玻璃制成三氯化砷精餾塔，這種塔克服了石英塔的主要弊端。GH182鎳基合金是撫順鋼鐵公司生產的，其耐蝕性達到美國同類產品的要求。

與石英塔相比，GH182鎳基合金塔的使用性能有較大幅度的改進。GH182精餾塔的釜容積是石英塔的16倍多，每月精餾的三氯化砷可制得1噸的高純砷，產量比石英塔提高了約10倍，GH182精餾塔內的40個柱孔式塔板有序排列，克服了石英塔易發生堵塞、溝流的現象，塔的控制穩定，精餾后的三氯化砷質量高，還原后高純砷的產品質量比石英塔還有所提高，且只需一次精餾，精餾時間比石英塔縮短了近2～3倍；精餾后的三氯化砷經還原制得的7N高純砷的合格率90％以上，比石英塔提高了4～5倍；GH182精餾塔采用管件和閥門連接，不需焊接，減少維修時間，提高了連續作業的效率，且操作安全性得到了大大地提高。

本實用新型柱孔式精餾塔和石英塔主要性能對比：

主要性能對比表