电子级磷酸生产过程热能回收利用的装置的制作方法

本技术属于电子化学品制造领域，具体涉及一种电子级磷酸生产过程热能回收利用的装置。

背景技术：

1、电子级磷酸属于微电子化学品产品之一，电子化学品一般指与电子工业配套的专用化学品。广泛地用于超大规模集成电路、大屏幕液晶显示器等微电子工业，被称为“磷化工皇冠上的明珠”，主要用于芯片的湿法清洗和湿法蚀刻。伴随着国际半导体芯片（ic）和液晶制造业迅速向中国转移，电子级磷酸的需求量也在稳步增长。

2、目前，电子级磷酸生产仍以热法磷酸为主流，利用硅石和焦炭的混合物在高温下将磷矿还原并产生黄磷，再经过氧化和水合制得高浓度磷酸。其中，黄磷进入五氧化二磷反应塔与空气发生氧化反应生成五氧化二磷，同时放出大量的热能，这些热能通过辐射换热的形式被设置于五氧化二磷反应塔壁面的一系列上升管内的水所吸收，上升管内的水因吸收能量而汽化，形成汽水混合的两相流体。上升管内由于水受热汽化所产生的水蒸汽进入汽包，经汽水分离后产生饱和蒸汽，蒸汽经汽包导出进入分汽缸输出。在水蒸气输出过程中实现了热法磷酸在黄磷燃烧时热能的回收，并产生蒸汽。蒸汽可通过管道对外输送销售，产生经济效益。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种三氧化硫汽化的装置与方法，该装置能够分类利用热能，回收效果好。

2、本实用新型的技术方案是，一种电子级磷酸生产过程热能回收利用的装置，包括五氧化二磷反应塔，其顶部设有上封头夹套和导气管夹套，下部设有环喷枪冷却夹套，底部设下封头夹套，反应塔顶部还连接有汽包，该装置还包括软水槽；软水槽分别对上封头夹套、导气管夹套、环喷枪冷却夹套和下封头夹套供水，环喷枪冷却夹套和下封头夹套回水至汽包；上封头夹套和导气管夹套回水至软水槽。

3、进一步地，软水槽出水口经软水泵、换热器后分别连接至上封头夹套、导气管夹套、环喷枪冷却夹套和下封头夹套。

4、进一步地，所述换热器为板式换热器。

5、进一步地，该装置还设有热水槽，环喷枪冷却夹套和下封头夹套的回水先进入热水槽，再经热水泵输送至汽包。

6、进一步地，汽包内设有液位计，液位计的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接热水泵开关。

7、进一步地，该装置还设有给水槽，上封头夹套和导气管夹套先回水至给水槽，给水槽溢流连接至软水槽。

8、本实用新型具有以下有益效果：

9、黄磷在五氧化二磷反应塔下部空间与空气发生燃烧放热反应，具体是液态黄磷进入五氧化二磷反应塔，经过空气雾化成小颗粒，同时与压缩空气混合后迅速燃烧。燃烧生成的高温五氧化二磷气体，首先与下封头以及火焰周围的膜式水冷壁进行强烈的辐射换热，然后一边向上流动，一边继续与四周的膜式水冷壁进行辐射换热，温度逐步降低后从上封头经导气管夹套排出，进入水合塔。通常五氧化二磷反应塔上部称为低温区，下部称为高温区。如果直接将上部和下部混合后进行热能回收，五氧化二磷反应塔上部和下部回水收集的热量，混合后循环软水槽水温升高，需要更低温度或更大流量的冷却水来换热才能满足五氧化二磷反应塔中黄磷燃烧产生热量的换热。黄磷燃烧过程中含氧混合气体带有水分将生产磷酸聚合物，在五氧化二磷反应塔内金属材质表面上形成一层腐蚀性较小的超磷酸保护膜，从而有效地保护金属材质被高温磷蒸汽的腐蚀，从而保证电子级磷酸的金属含量处于较低的水平。五氧化二磷反应塔夹套内循环水温度直接会影响保护膜的附着，从而影响五氧化二磷烟气金属杂质含量。

10、本实用新型将反应塔上部和下部的冷却水进行分流，上部收集的低温水继续作为循环冷却水，下部收集的高温水用作汽包补水，这样可充分回收热能，实现高效利用。

技术特征：

1.一种电子级磷酸生产过程热能回收利用的装置，其特征在于，包括五氧化二磷反应塔（1），其顶部设有上封头夹套（9）和导气管夹套（8），下部设有环喷枪冷却夹套（12），底部设下封头夹套（13），反应塔顶部还连接有汽包（7），该装置还包括软水槽（4）；软水槽分别对上封头夹套（9）、导气管夹套（8）、环喷枪冷却夹套（12）和下封头夹套（13）供水，环喷枪冷却夹套（12）和下封头夹套（13）回水至汽包（7）；上封头夹套（9）和导气管夹套（8）回水至软水槽（4）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：软水槽（4）出水口经软水泵（3）、换热器（2）后分别连接至上封头夹套（9）、导气管夹套（8）、环喷枪冷却夹套（12）和下封头夹套（13）。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述换热器（2）为板式换热器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置还设有热水槽（5），环喷枪冷却夹套（12）和下封头夹套（13）的回水先进入热水槽，再经热水泵（6）输送至汽包（7）。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：汽包内设有液位计，液位计的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接热水泵（6）开关。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置还设有给水槽（10），上封头夹套（9）和导气管夹套（8）先回水至给水槽（10），给水槽溢流连接至软水槽（4）。

技术总结本技术提供了一种电子级磷酸生产过程热能回收利用的装置；该装置包括五氧化二磷反应塔，其顶部设有上封头夹套和导气管夹套，下部设有环喷枪冷却夹套，底部设下封头夹套，反应塔顶部还连接有汽包，该装置还包括软水槽；软水槽分别对上封头夹套、导气管夹套、环喷枪冷却夹套和下封头夹套供水，环喷枪冷却夹套和下封头夹套回水至汽包；上封头夹套和导气管夹套回水至软水槽。本技术将反应塔上部和下部的冷却水进行分流，上部收集的低温水继续作为循环冷却水，下部收集的高温水用作汽包补水，这样可充分回收热能，实现高效利用。技术研发人员：段昌圣,郑智宸,程韩明阳,廖义,杜林,汪鹏,甘磊,王宗宝,乔云洲,阮景京,徐远国,占平,屈萌萌,屈波,马君翰,张燕华,刘晶玲受保护的技术使用者：湖北兴福电子材料股份有限公司技术研发日：20221111技术公布日：2024/1/12