[發明專利]一種六氟化鎢冷凍捕集器及其使用方法

有效

• 申請號: 201410203212.X
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104016412A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 周憲峰;張景利;許福勝;黃曉磊;袁勝芳;付夢月;鮑金強
• 申請（專利權）人: 黎明化工研究設計院有限責任公司
• 主分類號: C01G41/04
• 分類號: C01G41/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種冷凍捕集器，具體涉及一種用于捕集六氟化鎢氣體的冷凍捕集器

背景技術

六氟化鎢(WF₆)氣體通常是以氟氣或三氟化氮作氟化劑，在高溫條件下與鎢粉反應制備。反應器采用固定床、流化床及立式氟化反應爐等形式。由于反應熱的存在，生成的六氟化鎢通常在500度以上，由反應器出口進入產品收集器。六氟化鎢收集大多采用冷凝液化方式收集，不采用低溫固化收集方式，其原因是冷凍固化收集容易造成捕集器堵塞。

由于六氟化鎢的熔點2.3℃，沸點17.2℃，三相點2.0℃，其液相區間較窄(2.3～17.2℃)，因此欲保證較高的冷凝收集率，在換熱推動力較小的情況下，需要很大的換熱面積，導致設備造價昂貴，操作復雜。

冷凝液化方式收集六氟化鎢，存在氣液共存狀態，導致部分未液化的六氟化鎢氣體隨氣流排出，難以達到較高的收集效率。

發明內容

本發明要解決第一個技術問題是提供一種六氟化鎢冷凍捕集器，克服現有捕集器的缺陷，提高六氟化鎢收集效率，避免捕集器堵塞，同時減少污染性氣體六氟化鎢的排放，降低環境污染。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種該冷凍捕集器的使用方法。

為解決本發明第一個技術問題，采用以下技術方案：一種六氟化鎢冷凍捕集器，包括筒體、控溫夾套、圓形隔板、中心冷液管、進氣口、出氣口、產品出口、中心管冷液進口、中心管冷液出口；進氣口、出氣口設于筒體頂部，分別位于兩端，產品出口設在筒體底部，位于進氣口下方；控溫夾套在筒體外部，圓形隔板在筒體內部；中心冷液管穿越筒體和圓形隔板中心；所述圓形隔板分為中孔隔板和邊孔隔板，依次交錯穿列在中心冷液管上，第一片先穿入邊孔隔板，第二片穿入中孔隔板，第三片穿入邊孔隔板，依次類推；第一片圓形隔板距端頭的距離大于第一片和第二片的間距，從進氣口到出氣口方向，圓形隔板間距依次遞減，隔板與中心冷液管間緊密配合，圓形隔板靠近筒體底部有導流槽。

所述圓形隔板中心有孔，用于穿插中心冷液管，中心孔周圍還有設計有孔，稱為邊孔，用于氣體穿越，依據邊孔距離中心孔的相對距離，圓形隔板分為中孔隔板和邊孔隔板兩種，邊孔距離中心孔較近而距邊緣較遠者稱為中孔隔板，如圖2(a)所示，邊孔邊距離中心孔較遠而距離邊緣較近者稱為邊孔隔板，如圖2(b)所示，圓形隔板底部開有導流槽，如圖1所示的圓缺形溝槽，以便液體流出。每片圓形隔板上邊孔個數不做特別限定。

為讀取溫度方便，前述的六氟化鎢冷凍捕集器，可在筒體頂部靠近出氣口一端分別設計溫度表、壓力顯示表。

前述依次交錯穿入若干兩種形式的圓形隔板，隔板間距可均勻遞減，也可不均勻遞減。對隔板間距不做限定。舉例說明筒體長度和隔板序數可以有以下關系但不限于此關系：

如以L表示筒體長度，單位毫米，n表示隔板序數，則第n片與第n+1片圓形隔板間距依次為kL-2n毫米，k為由設備尺寸系數，當筒體長度為1米時，k可取0.1，即第n片與第n+1片圓形隔板間距依次為100-2n毫米；當筒體長度為3米時，k可取0.05，即第n片與第n+1片圓形隔板間距依次為150-2n毫米；當筒體長度為10米時，k可取0.03，即第n片與第n+1片圓形隔板間距依次為300-2n毫米。

本發明的設備還可以采用以下技術措施進一步實現；為拆卸方便，所述筒體兩端兩端以帶中心孔的法蘭進行密封，中心冷液管兩端設置外螺紋，穿入法蘭中心孔，由緊固螺母壓緊聚四氟乙烯墊片密封。

本發明六氟化鎢冷凍捕集器的使用方法是：

將六氟化鎢通過進氣口通入六氟化鎢冷凍捕集器，控溫夾套及中心冷液管內走冷液，冷液溫度控制在-15～-85℃；六氟化鎢氣體在依次通過邊孔隔板、中孔隔板過程中冷凍固化；待捕集器捕集飽和，停止冷液的循環流動，使六氟化鎢冷凍捕集器自然升溫，當固體六氟化鎢產品熔化為液態時，由產品出口將產品排出。

本發明具有以下有益效果：

(1)本發明設計的捕集器顯著提高了六氟化鎢冷凍捕集率，捕集收率可達98％以上，獨特的隔板形式及合理的排列方式避免了捕集器堵塞；

(2)本發明設計的捕集器所有隔板對于筒體來說是內翅片、對于中心冷液管來說是外翅片，這樣使得較小的設備擁有較大的換熱面積，極大提高了換熱效果；

(3)本發明設計的捕集器通過端頭改進，解決了常規捕集器結構復雜，拆檢困難等問題，該設備內部所有隔板均固定在中心冷液管之上，中心冷液管與筒體之間采用活套法蘭連接，隔板連同中心冷液管可以整體抽出，便于設備拆檢維修及安裝。