CN201089722Y - 一种制备六氟化硫的装置 - Google Patents

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CN201089722Y CNU2007200968249U CN200720096824U CN201089722Y CN 201089722 Y CN201089722 Y CN 201089722Y CN U2007200968249 U CNU2007200968249 U CN U2007200968249U CN 200720096824 U CN200720096824 U CN 200720096824U CN 201089722 Y CN201089722 Y CN 201089722Y
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李于教
倪志强
贺邓
张春芳
王筠
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Huahe New-Technology Development Company, Research Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry
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Huahe New Technology Development Co Research Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry
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Abstract

本实用新型公开了一种制备六氟化硫的装置，包括熔硫器，在熔硫器的上端设置有硫磺入口，在熔硫器的下端设置有排出口，熔硫器和反应器分开设置、并通过管道相通，在反应器壳体上分别设置有氟气入口、六氟化硫出口，在反应器内部设置有两块隔板。在熔硫器壳体和管道的周围以及反应器的下部设置有加热装置。在反应器的上部设置有冷却水套。用本实用新型制备六氟化硫，加料操作方便、反应平稳、氟气转化率大于95％，反应器能够承受较大的压力波动，并且管道不易堵塞等。

Description

一种制备六氟化硫的装置
技术领域
本实用新型属于一种氟气与硫磺气液反应生成六氟化硫的反应装置，具体涉及一种制备六氟化硫的装置。
背景技术
六氟化硫广泛应用于半导体工业、各种高压电器和电子设备中的绝缘介质。六氟化硫的制备方法有多种，但用于工业化生产的基本上只有元素氟与单质硫反应的方法。现有技术的制备六氟化硫的反应装置形式有多种，目前大多数厂家采用典型的反应装置。
如图1所示，现有技术的制备六氟化硫的反应装置包括熔硫器1，在熔硫器1的内部设置有液体挡板6和气体挡板10，在熔硫器1的一端、液体挡板6的一侧设置有硫加入口2，在液体挡隔板6的另一侧设置有氟气入口7，在熔硫器1的另一端设置有六氟化硫出口11。在熔硫器1的下部设置有加热装置4，在熔硫器1的底部两端各设置有一个温度计5，在熔硫器1的上部设置有冷却水套9。熔硫器1的底部与液体挡板6之间形成通道3。
现有技术的制备六氟化硫的反应过程是：硫磺(S)通过硫加入口1进入熔硫区A，液化后的硫磺通过通道3进入反应区B，加热装置4维持硫磺液化，并通过温度计5进行控制，氟气(F2)通过氟气入口7进入反应区B内与硫磺进行反应，冷却水套9进行冷却，气体挡板10使氟气尽量反应完全，生成的六氟化硫从出口11进入下段工序。
上述反应装置，虽然结构简单、操作方便，但反应时波动较大，反应装置的平衡性差，且氟气反应不完全，单台反应器氟气容量小，并且反应装置后面的管道中往往发生硫磺堵塞。
发明内容
本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种生产六氟化硫的反应装置。本实用新型的技术方案是：一种制备六氟化硫的装置包括熔硫器，在熔硫器的上端设置有硫磺入口，在熔硫器的下端设置有排出口，熔硫器通过管道和反应器相通，在反应器壳体上分别设置有氟气入口、六氟化硫出口，在反应器内部设置有两块隔板。
氟气入口深入到反应器的一端向下倾斜，与水平线夹角α不大于30°。
在熔硫器壳体和管道的周围以及反应器的下部设置有加热装置。
在反应器的上部设置有冷却水套。反应器采用普通碳钢。
利用本实用新型制备六氟化硫，加料操作方便、反应平稳、氟气转化率大于95％，反应器能够承受较大的压力波动，并且管道不易堵塞等。
附图说明
图1是现有技术的制备六氟化硫的装置示意图；
图2是本实用新型的制备六氟化硫的装置示意图。
其中：
1熔硫器           2硫加入口
3通道             4加热装置
5温度计           6液体挡板
7氟气入口         9冷却水套
10气体挡板        11六氟化硫出口
12硫磺入口        13熔硫器
14管道            15反应器
16氟气入口        17隔板
18六氟化硫出口    19加热装置
20温度计          21冷却水套
22冷水入口        23冷水进口
24排出口
A、C熔硫区        B、D反应区
具体实施方式
下面参照附图和实施例对本实用新型的制备六氟化硫的装置进行详细说明：
如图2所示，本实用新型的一种制备六氟化硫装置包括熔硫器12，在熔硫器12的上端设置有硫磺入口13，在熔硫器12的中部设置有温度计20，在熔硫器12的下端设置有排出24。熔硫器12和反应器15分开设置、并通过管道14相通，在反应器15壳体上分别设置有氟气入口16、六氟化硫出口18，在反应器15内部分别设置有隔板17、温度计20。其中氟气入口16深入到反应器15的一端向下倾斜，与水平线夹角α不大于30°。在熔硫器12壳体和管道14的周围以及反应器15的下部设置有加热装置19，加热装置19可采用商用加热瓦。在反应器15的上部设置有冷却水套21，在冷却水套21上设置有冷水进口22和冷水出口23。
反应器15置采用普通碳钢。
本实用新型制备六氟化硫的反应过程是：固态硫磺(S)通过入口12进入熔硫区C，熔融的硫通过管道14进入反应区D。在熔硫区C，温度控制在120～160℃，最佳温度控制在125～135℃；流通管道14的温度控制在120～150℃，最佳控制在125～135℃；反应区D内部温度为120～150℃，最佳控制在125～140℃。
氟气(F2)通过入口16进入反应区D内，硫磺(S)与氟气(F2)进行化学反应，生成的六氟化硫(SF6)从出口管道18进入下段工序。
反应区D的入口压力为常压至负压10kpa(通常电解氟气的压力为负压)。在反应进行中，反应区D的液面根据氟气入口管16或者六氟化硫出口管道18的压力控制。根据液面高低和反应器15入口或者出口压力添加硫磺。
利用本实用新型制备的六氟化硫(SF6)，各组分含量见表1
表1反应器出口六氟化硫及其它组分含量
  组分   SF6(六氟化硫)   HF(氟化氢)   O2(氧气)   N2(氮气)   F2(氟气)   SOF2(亚硫酰氟)   SO2F2(硫酰氟)
  含量 ＞95％ ＜0.5％ ＜1％ ＜2％ ＜1％ ＜300ppm ＜100ppm
利用本实用新型制备六氟化硫，加料操作方便、反应平稳、氟气转化率大于95％，反应器能够承受较大的压力波动，并且管道不易堵塞等。

Claims (5)

1.一种制备六氟化硫的装置，包括熔硫器(12)和反应器(15)，其特征在于：在熔硫器(12)的上端设置有硫磺入口(13)，在熔硫器(12)的下端设置有排出口(24)，熔硫器(12)和反应器(15)分开设置、并通过管道(14)相通，在反应器(15)壳体上分别设置有氟气入口(16)、六氟化硫出口(18)，在反应器(15)内部设置有两块隔板(17)。
2.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫的装置，其特征在于：氟气入口(16)深入到反应器(15)的一端向下倾斜，与水平线夹角α不大于30°。
3.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫的装置，其特征在于：在熔硫器(12)壳体和管道(14)的周围以及反应器(15)的下部设置有加热装置(19)。
4.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫的装置，其特征在于：在反应器(15)的上部设置有冷却水套(21)。
5.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫的装置，其特征在于：反应器(15)采用普通碳钢。
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