技术摘要:
本发明公开一种高纯度的电子级一氧化氮生产装置,包括硫酸储槽,所述硫酸储槽通过硫酸管路分别与结构相同的第一反应釜和第二反应釜并联,而在硫酸管路上还设置有硫酸计量泵,所述第一反应釜内设置有通过搅拌电机驱动的搅拌叶片,并且在第一反应釜上还设置有安全阀和压 全部
背景技术:
一氧化氮是一种广泛应用于医药、电子、科研、环保、精细化工等领域的特种气体, 在电子半导体行业是一种十分重要的气体,其主要用于硅的氧化膜形成、氧化、化学气相淀 积。 随着电子半导体工业快速发展,尤其是近些年电子半导体生产技术的提高和制 程、工艺的改进,集成电路差不多每三年就更新一代;大规模集成电路和计算机的大量生产 和使用,光纤通信、数字化通信、卫星通信技术的兴起,使电子半导体工业成为推动科技发 展的高新技术产业。 电子半导体工业快速发展也给气体行业带来了前所未有的发展。电子半导体生产 技术的提高和制程、工艺的改进对一氧化氮气体纯度的要求也大大的提升,需达到了 99.999%纯度的电子级一氧化氮才能满足工艺需求,而99.999%纯度的电子级一氧化氮其杂 质指标中,各项杂质的参数需要满足以下要求:小于N2O/1ppm ,NO2/1PPM ,CO2/1PPM ,H2O/ 0.5ppm,N2/3ppm,O2/0.5ppm。而传统的一氧化氮生产方法和设备所生产的一氧化氮则无法 满足当前电子半导体发展的需求。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
技术实现要素:
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足,提出一种结构简单,设计巧,可经 过多级处理后获得高纯度一氧化氮气体的装置。 本发明的技术解决方案是:一种高纯度的电子级一氧化氮生产装置,其特征在于: 所述的装置包括硫酸储槽1,所述硫酸储槽1通过硫酸管路分别与结构相同的第一反应釜2 和第二反应釜3并联,而在硫酸管路上还设置有硫酸计量泵4,所述第一反应釜2内设置有通 过搅拌电机驱动的搅拌叶片,并且在第一反应釜2上还设置有安全阀和压力表,所述第一反 应釜2和第二反应釜3的出口端还分别通过反应釜管路与脱水吸收塔5的入口端相连,而脱 水吸收塔5的出口端则通过吸收塔管路与低温动态吸附纯化装置6的入口相连,低温动态吸 附纯化装置6的出口端通过管路依次与氯化钙脱水槽7、硅胶脱水槽8相连,而硅胶脱水槽8 的出口端则通过管路分别与两个结构相同的成品瓶组相连,所述的成品瓶组包括成品气钢 瓶9和成品气铝合金瓶10,所述的成品气铝合金瓶10置于装有液氮的液氮浴槽11中,同时成 品瓶组还包括能够检测成品气钢瓶9和成品气铝合金瓶10中压力的压力表12, 所述的装置还包括与第一反应釜2、第二反应釜3、脱水吸收塔5、低温动态吸附纯化装 置6、氯化钙脱水槽7、硅胶脱水槽8、成品气钢瓶9和成品气铝合金瓶10相连通的排空真空管 路,所述排空真空管路的末端并联有带有排空管路13和带有真空泵14的真空管路15, 所述的硫酸管路,反应釜管路,吸收塔管路,低温动态吸附纯化装置6与氯化钙脱水槽 7、硅胶脱水槽8之间的管路,硅胶脱水槽8与成品瓶组之间的管路,排空真空管路与各装置 4 CN 111547690 A 说 明 书 2/6 页 之间的管路,排空管路13和真空管路15上均设置有气动阀, 所述脱水吸收塔包括支架5-1,所述支架5-1的顶部支撑有罐体5-2,所述罐体5-2的底 端连接有带有卸料阀5-3的卸料管路5-4,在罐体5-2的底部连接有带有阀的进气管5-5,所 述进气管5-5位于罐体5-2内腔的部分为环形,在该环形部分上均匀分布有多个进气孔,且 进气孔的方向向下,在罐体5-2的中部连接有带有阀的碱液管5-6,在罐体5-2的顶部则开设 有加料口管路5-7,所述加料口管路5-7的末端还配有法兰盲板5-8,所述罐体5-2内盛装有 碱液,碱液上方的腔体中则填充有PP多面空心球5-9,所述罐体5-2的顶部出口通过法兰结 构与延长部5-10的底端连接,并且在罐体5-2的顶部出口处还设置有筛网5-11,所述延长部 5-10的中心处设置有中心管5-12,所述中心管5-12的底端开口与罐体5-2的顶部出口相连 通,在中心管5-12外还设置有一个开口方向向下的套管5-13,所述套管5-13通过多个连接 件与延长部5-10的内壁相连,所述中心管5-12的顶端与套管5-13的顶部内壁之间留有间 隙,所述套管5-13的底端与延长部5-10的底板之间留有间隙,所述延长部5-10的顶端则连 接有带有出气阀5-14的出气管路5-15, 所述低温动态吸附纯化装置包括第一低温罐6-1和第二低温罐6-2,在第一低温罐6-1 和第二低温罐6-2的内壁处都设置有保温层6-3,所述第一低温罐6-1的内腔中设置有第一 纯化罐6-4,第一低温罐6-1上穿接有带有气动阀的第一进气管路6-5,第一进气管路6-5上 并联有同样带有气动阀的第一氮气管路6-6,所述第一进气管路6-5的底端与第一纯化罐6- 4的底部相连通,在第一纯化罐6-4内填充有陶瓷吸附剂6-7,第一纯化罐6-4的顶端连接有 带有在线式陶瓷气体过滤器6-8的第一排气管路6-9,在第一排气管路6-9上同样设置有气 动阀, 所述第二低温罐6-2上穿接有第二进气管路6-10,所述第二进气管路6-10通过带有气 动阀的连接管路与第一排气管路6-9相连通,并且第二进气管路6-10上还并联有同样带有 气动阀的第二氮气管路6-11,所述第二进气管路6-10的底端与位于第二低温罐6-2内的盘 管6-12的顶端开口相连通,而所述盘管6-12的底端出口位于第二纯化罐6-13内腔的底部, 而所述的第二纯化罐6-13设置在第二低温罐6-2内,第二纯化罐6-13内也填充有陶瓷吸附 剂6-7,在第二纯化罐6-13的顶端连接有带有在线式陶瓷气体过滤器6-8的第二排气管路6- 14,在第二排气管路6-14上同样设置有气动阀,并且与第二排气管路6-14相并联的设置有 带有气动阀的抽真空管路6-15, 所述的装置还包括低温恒温循环机组6-16,所述低温恒温循环机组6-16分别与第一低 温罐6-1和第二低温罐6-2的内腔相连,在低温恒温循环机组6-16、第一低温罐6-1和第二低 温罐6-2中循环有介质, 所述第一低温罐6-1和第二低温罐6-2上均设置有带有安全阀6-17的安全管路, 所述第一纯化罐6-4和第二纯化罐6-13的底端均连接有排水管路6-18,在排水管路6- 18上设置有排水阀6-19,且排水阀6-19和排水管路6-18的底端出口均位于第一低温罐6-1 或第二低温罐6-2的外部。 本发明同现有技术相比,具有如下优点: 本种结构形式的高纯度的电子级一氧化氮生产装置,它包括有两个反应釜,这样在生 产时就可以实现一个反应釜进行生产,另一个反应釜实现卸料填料,可大大节省时间;同时 它还包括有两套成品瓶组,每套成品瓶组都由成品气钢瓶和置于液氮浴槽中的成品气铝合 5 CN 111547690 A 说 明 书 3/6 页 金瓶,这样在充装时,一组进行气体的冷冻,另一组则可以升温并进行成品气钢瓶的充装, 做到不间断的充装操作;该装置采用撬装式设计,所有设备安装在一个底座上,可以模块化 供货、整体安装、移动,设计紧凑,占地面积小;而且装置中的真空泵可以将反应釜内真空度 抽到小于1Pa;同时采用液氮浴槽内放置成品气铝合金瓶冷冻一氧化氮气体,升温后反向地 向成品气钢瓶中充装气体特殊结构。该装置不需要使用传统的模压机进行充装,避免了模 压机可能产生的污染,且成本也相对低廉;它让生成后的一氧化氮气体经过特殊结构的脱 水吸收塔和低温动态吸附纯化装置进行纯化,再经过氯化钙脱水槽和硅胶脱水槽进行进一 步的脱水,最终可获得符合电子级要求的高纯度一氧化氮气体。综上所述,可以说该装置具 备了多种优点,特别适合于在本领域中推广应用,其市场前景十分广阔。 附图说明 图1是本发明实施例的整体结构示意图。 图2是本发明实施例中脱水吸收塔部分的结构示意图。 图3是本发明实施例中低温动态吸附纯化装置的结构示意图。