一種六氟化鎢冷凍捕集器及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種六氟化鎢冷凍捕集器及其使用方法，包括筒體、控溫夾套、圓形隔板、中心冷液管、進(jìn)氣口、出氣口、產(chǎn)品出口、中心管冷液進(jìn)口、中心管冷液出口；進(jìn)氣口、出氣口設(shè)于筒體頂部，分別位于兩端，產(chǎn)品出口設(shè)在筒體底部，位于進(jìn)氣口下方；控溫夾套在筒體外部，圓形隔板在筒體內(nèi)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(cuò)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(jìn)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(dǎo)流槽。
【專利說明】一種六氟化鎢冷凍捕集器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]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(yīng)制備。反應(yīng)器采用固定床、流化床及立式氟化反應(yīng)爐等形式。由于反應(yīng)熱的存在，生成的六氟化鎢通常在500度以上，由反應(yīng)器出口進(jìn)入產(chǎn)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。
[0003]由于六氟化鎢的熔點(diǎn)2.3°C，沸點(diǎn)17.2V，三相點(diǎn)2.(TC，其液相區(qū)間較窄(2.3~17.2V )，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(dǎo)致設(shè)備造價(jià)昂貴，操作復(fù)雜。
[0004]冷凝液化方式收集六氟化鎢,存在氣液共存狀態(tài),導(dǎo)致部分未液化的六氟化鎢氣體隨氣流排出，難以達(dá)到較高的收集效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種六氟化鎢冷凍捕集器，克服現(xiàn)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(shí)減少污染性氣體六氟化鎢的排放，降低環(huán)境污染。
[0006]本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種該冷凍捕集器的使用方法。
[0007] 為解決本發(fā)明第一個(gè)技術(shù)問題，采用以下技術(shù)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(jìn)氣口、出氣口、產(chǎn)品出口、中心管冷液進(jìn)口、中心管冷液出口 ；進(jìn)氣口、出氣口設(shè)于筒體頂部，分別位于兩端，產(chǎn)品出口設(shè)在筒體底部，位于進(jìn)氣口下方；控溫夾套在筒體外部，圓形隔板在筒體內(nèi)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(cuò)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(jìn)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(dǎo)流槽。
[0008]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(shè)計(jì)有孔，稱為邊孔，用于氣體穿越，依據(jù)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(yuǎn)者稱為中孔隔板，如圖2(a)所示，邊孔邊距離中心孔較遠(yuǎn)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(dǎo)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(gè)數(shù)不做特別限定。
[0009]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(shè)計(jì)溫度表、壓力顯示表。
[0010]前述依次交錯(cuò)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(shù)可以有以下關(guān)系但不限于此關(guān)系:
[0011]如以L表示筒體長度，單位毫米，η表示隔板序數(shù)，則第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為kL-2n毫米，k為由設(shè)備尺寸系數(shù)，當(dāng)筒體長度為I米時(shí)，k可取0.1，即第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為100-2η毫米；當(dāng)筒體長度為3米時(shí)，k可取0.05，即第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為150-2η毫米；當(dāng)筒體長度為10米時(shí)，k可取0.03，即第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為300-2η毫米。
[0012]本發(fā)明的設(shè)備還可以采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)；為拆卸方便，所述筒體兩端兩端以帶中心孔的法蘭進(jìn)行密封，中心冷液管兩端設(shè)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。
[0013]本發(fā)明六氟化鎢冷凍捕集器的使用方法是:
[0014]將六氟化鎢通過進(jìn)氣口通入六氟化鎢冷凍捕集器，控溫夾套及中心冷液管內(nèi)走冷液，冷液溫度控制在-15~_85°C ;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(huán)流動，使六氟化鎢冷凍捕集器自然升溫，當(dāng)固體六氟化鎢產(chǎn)品熔化為液態(tài)時(shí)，由產(chǎn)品出口將產(chǎn)品排出。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016](I)本發(fā)明設(shè)計(jì)的捕集器顯著提高了六氟化鎢冷凍捕集率，捕集收率可達(dá)98%以上，獨(dú)特的隔板形式及合理的排列方式避免了捕集器堵塞；
[0017](2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的捕集 器所有隔板對于筒體來說是內(nèi)翅片、對于中心冷液管來說是外翅片，這樣使得較小的設(shè)備擁有較大的換熱面積，極大提高了換熱效果；
[0018](3)本發(fā)明設(shè)計(jì)的捕集器通過端頭改進(jìn)，解決了常規(guī)捕集器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆檢困難等問題，該設(shè)備內(nèi)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(shè)備拆檢維修及安裝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明六氟化鎢冷凍捕集器剖視圖
[0020]圖2(a)為本發(fā)明中孔隔板示意圖
[0021]圖2(b)為本發(fā)明邊孔隔板示意圖
[0022]圖3為圖1法蘭緊固部位局部放大示意圖
[0023]其中:1-控溫夾套；2-筒體；3_圓形隔板；4_中心孔；5_聚四氟乙烯墊片；6_緊固螺母；7-進(jìn)氣口 ；8-出氣口 ；9-中心管冷液進(jìn)口 ；10_中心管冷液出口 ；11_產(chǎn)品出口 ；12-中心孔法蘭；13-導(dǎo)流槽；14_邊孔；15_中孔；16-中心冷液管；17-控溫夾套冷液進(jìn)口 ；18-控溫夾套冷液出口。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1所示的一種六氟化鎢冷凍捕集器，包括筒體2、控溫夾套1、圓形隔板3、中心冷液管16、進(jìn)氣口 7、出氣口 8、產(chǎn)品出口 11、中心管冷液進(jìn)口 9、中心管冷液出口 10 ;進(jìn)氣口 7、出氣口 8設(shè)于筒體2頂部，分別位于兩端；產(chǎn)品出口 11設(shè)在筒體底部，位于進(jìn)氣口 7正下方；控溫夾套在筒體外部，圓形隔板在筒體內(nèi)部，隔板外緣與筒體內(nèi)壁緊密配合；中心冷液管穿過筒體和圓形隔板中心，中孔隔板和邊孔隔板，依次交錯(cuò)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，圓形隔板采用焊接方式固定在中心冷液管上；筒體長I米，中孔隔板與邊孔隔板的邊孔直徑均為25毫米；中心冷液管16外徑與隔板中心孔4直徑相同，均為32毫米；中孔隔板與邊孔隔板底部均有圓缺形導(dǎo)流槽，圓缺高度等于中心孔半徑，即為16毫米；圓形隔板片數(shù)為38片，第一片距端頭距離100毫米，從冷液出口 10到出氣口 8方向，圓形隔板間距依次遞減，相鄰兩隔板間距依次為98、96、94......28、26、24毫米。
[0026]中心冷液管16與中心孔法蘭12連接處兩端設(shè)有外螺紋(如圖3所示)，螺紋處安裝有聚四氟乙烯臺階墊5，采用緊固螺母6壓緊密封。
[0027]六氟化鎢冷凍捕集器操作過程是:
[0028]冷液由控溫夾套冷液進(jìn)口 17及中心冷液管冷液進(jìn)口 9進(jìn)入，由控溫夾套冷液出口18及中心冷液管冷液出口 10排出。筒內(nèi)溫度達(dá)到-10°C時(shí)，打開進(jìn)氣口 7和出氣口 8，通入六氟化鎢氣體，六氟化鎢氣體在筒內(nèi)冷凍固化，待捕集器捕集飽和后，關(guān)閉進(jìn)氣口 7和出氣口 8，停止冷液的循環(huán)流動，設(shè)備自然升溫，當(dāng)筒內(nèi)溫度達(dá)到5°C以上時(shí)，產(chǎn)品通過導(dǎo)流槽13由產(chǎn)品出口 11將液體產(chǎn)品排出。
【權(quán)利要求】
1.一種六氟化鎢冷凍捕集器，包括筒體(2)、控溫夾套(I)、圓形隔板(3)、中心冷液管(16)、進(jìn)氣口(7)、出氣口(8)、產(chǎn)品出口(11)、中心管冷液進(jìn)口(9)、中心管冷液出口(10)；進(jìn)氣口、出氣口設(shè)于筒體頂部，分別位于兩端，產(chǎn)品出口設(shè)在筒體底部，位于進(jìn)氣口下方；控溫夾套在筒體外部，圓形隔板在筒體內(nèi)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(cuò)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(jìn)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(dǎo)流槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是在筒體頂部靠近出氣口一端分別設(shè)計(jì)溫度表和壓力顯示表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是所述依次交錯(cuò)穿入若干兩種形式的圓形隔板，隔板間距為不均勻遞減。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是所述依次交錯(cuò)穿入若干兩種形式的圓形隔板，隔板間距為均勻遞減。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是當(dāng)筒體長度為I米時(shí)，第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為100-2η毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是當(dāng)筒體長度為3米時(shí)，第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為150-2η毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是當(dāng)筒體長度為10米時(shí)，第η片與第η+1片圓形隔板間距依次為300-2η毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是所述導(dǎo)流槽為圓缺形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的六氟化鎢冷凍捕集器，其特征是所述筒體兩端兩端以帶中心孔的法蘭進(jìn)行密封，中心冷液管兩端設(shè)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。
10.一種權(quán)利要求1~9之一所述的六氟化鎢冷凍捕集器的使用方法，將六氟化鎢通過進(jìn)氣口(7)通入六氟化鎢冷凍捕集器，控溫夾套(I)及中心冷液管(16)內(nèi)走冷液，冷液溫度控制在-15~-85°C ;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(huán)流動，使六氟化鎢冷凍捕集器自然升溫，當(dāng)固體六氟化鎢產(chǎn)品熔化為液態(tài)時(shí)，由產(chǎn)品出口(11)將產(chǎn)品排出。
【文檔編號】C01G41/04GK104016412SQ201410203212
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】周憲峰, 張景利, 許福勝, 黃曉磊, 袁勝芳, 付夢月, 鮑金強(qiáng) 申請人:黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司