[实用新型]一种超净高纯硫酸高效生产装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超净高纯硫酸高效生产装置，特别适用于规模化超净高纯硫酸的生产。

背景技术

硫酸作为一种具有氧化性的强酸，可以去除大部分金属、金属氧化物以及有机物，大量用于集成电路的清洗和蚀刻。随着IC行业的蓬勃发展，工艺技术水平逐步提升，对湿化学品的质量要求更加苛刻，控制粒径≥0.2μm颗粒，由于浓硫酸粘度大，通过孔径较小的滤芯时速率慢，严重影响生产效率。工业生产中，采用提高硫酸流动压力来提升过滤流速，不仅会损坏过滤设备，同时影响过滤效率。

目前，国内高纯硫酸生产厂商多以工业硫酸为原料，采用精馏法提升硫酸品质；或以发烟硫酸作为原料，用纯水吸收SO₃制备高纯硫酸。采用上述生产工艺，生产条件难以控制，产品品质不稳定，且硫酸沸点高达338℃，需要消耗大量能源用于加热原料，同时消耗大量冷却水用于冷凝硫酸成品。

中国专利CN102424369B 公开了一种试剂级高纯硫酸生产工艺，将含20~22% SO₃发烟硫酸加热，用经过渗透膜处理的高纯水吸收SO₃制取高纯硫酸，通过循环吸收SO₃，保证高纯硫酸含量达到98%；同时将纯净空气鼓入浓硫酸循环槽中，去除SO₂及少量SO₃等杂质。将成品冷却后即得到试剂级高纯硫酸。

中国专利CN202558630U公开了一种超净高纯硫酸电子级的提纯设备，以工业级硫酸作为冷却工作液，节约冷却水同时对硫酸原料进行预热处理，该装置采用自动化控制，充分利用硫酸成品余热，降低生产成本，该发明未对热过滤进行讨论，所制备高纯硫酸金属离子含量大于1 ppb。

综上，由于硫酸具有较大粘度，无法进行有效过滤，现有技术所制备高纯硫酸品质难以满足SEMI C8标准，提供一种超净高纯硫酸的高效生产装置意义重大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单的超净高纯硫酸高效生产装置，利用该装置可以获得高效过滤且稳定地控制颗粒含量的高纯硫酸产品。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种超净高纯硫酸高效生产装置，所述生产装置包括依次设置和通过连接管道连通的精馏塔、中间储罐、热交换设备、过滤装置、冷却系统和成品储罐，其中，所述精馏塔用于将工业级硫酸进行精馏处理得到硫酸半成品，所述热交换设备用于加热经所述精馏塔处理后得到的所述硫酸半成品，所述过滤装置用于将经所述热交换设备加热后的硫酸半成品进行过滤得到硫酸，所述冷却系统用于冷却经所述过滤装置过滤后的硫酸。

进一步地，所述热交换设备包括连接在所述中间储罐和过滤装置之间的热交换器及用于给所述热交换器提供热源的热水循环系统。所述热水循环系统提供的热源为恒温热水，所述热水温度为90~95℃，流量为2~3 m³/h。硫酸半成品经所述热交换器后的温度为70~80℃。

优选地，所述热交换器的材质为高纯石英。

进一步地，所述生产装置还包括设置在所述热交换设备和所述中间储罐之间的连接管道上的隔膜泵。

优选地，所述隔膜泵为具有内衬的气动隔膜泵，所述内衬的材质为PTFE。

进一步地，所述过滤装置包括由孔径为0.2μm和0.1μm的滤芯串联组成的过滤单元，所述过滤单元的所述滤芯的膜和骨架的材质分别为PTFE。

进一步地，所述生产装置还包括两端部分别与所述过滤装置的出口和所述中间储罐相连的循环管，所述循环管上设有球阀。

采取上述装置以及结合适当的工艺条件，既可以获得单项金属离子含量小于等于1ppb，大于等于0.2μm颗粒浓度小于25个/mL的超净高纯硫酸产品。

本实用新型中所述各种含量在没有特别说明时为质量含量。

由于上述技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：