氟氣化學(xué)性質(zhì)十分活潑，具有很強(qiáng)的氧化性和強(qiáng)腐蝕性，按相關(guān)法規(guī)規(guī)定，氟氣不能純單質(zhì)充裝、運(yùn)輸和使用，必須混入惰性氣體形成氟氮（惰）混合氣充裝以降低風(fēng)險后才能運(yùn)輸和使用，以確保安全。氟氮混合氣被廣泛應(yīng)用于原子能工業(yè)、半導(dǎo)體CVD腔室的清洗、氟化石墨、多種氟化物、醫(yī)藥中間體，極具市場前景。
我國現(xiàn)有電解制氟裝備技術(shù)多以3000-5000安培為主，國際上電解裝備為8000安培。目前氟氣及氟氮混合配氣制備存在：一是電解槽結(jié)構(gòu)不合理，電解過程極易極化，運(yùn)行和控制難度大；二是氟氣純度和產(chǎn)量低；三是電解槽液位和電解質(zhì)酸度控制難度大；四是氟氮采用管道或混合罐靜態(tài)直接混合，不僅存在安全隱患，而且混合效率低。
針對高純氟氣制備及氟氮混合配氣存在的技術(shù)局限，項目組攻克了新型中溫大電流現(xiàn)場制氟電解槽、碳陽極材料、電解槽液位及電解質(zhì)酸度自適應(yīng)控制、關(guān)鍵雜質(zhì)HF和CF4去除，氟氮在線自動混合配氣等關(guān)鍵技術(shù)，建立了大電流高純氟氣及氟氮混合氣生產(chǎn)線，主要創(chuàng)新成果如下：
1.發(fā)明了新型中溫大電流制氟電解槽，采用小蓋板帶倒U型的隔膜組取代傳統(tǒng)的整體隔膜，槽體外設(shè)置降溫管路取代槽體內(nèi)換熱管，陽極碳板表面鍍鎳處理和碳纖維夾板取代銅夾板等創(chuàng)新技術(shù)，解決了分解產(chǎn)物難以安全收集、槽體容易被腐蝕和漏水的難題，實現(xiàn)制氟電流高達(dá)10000A，為高純氟氣工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.針對HF和CF4等有害組分，自主設(shè)計開發(fā)了氟氣純化新工藝，采用三層漢堡式一級高效冷凝器、二級低溫深冷凝器、純金屬密封，結(jié)合多級吸附和過濾工藝，實現(xiàn)氟氣純度高于99.95%，其中關(guān)鍵雜質(zhì)HF降低至≦0.02%，雜質(zhì)CF4含量降低到≦0.005%。
3.發(fā)明了氟氮在線自動混合配氣裝置及系統(tǒng)，通過氟氣安全供給裝置、混合配氣裝置、緩沖罐體及自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)氮?dú)夂头鷼庠诰€采集計量、混合配氣、純度分析、數(shù)據(jù)顯示、存儲和生成曲線圖等功能。
項目獲國家授權(quán)發(fā)明專利3件，受理發(fā)明專利4件，授權(quán)新型專利10件，計算機(jī)軟著6件。制定發(fā)布了《高純氟及氟氮混合氣》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/FJDR·008-2022）。經(jīng)權(quán)威專家組評價，該成果整體技術(shù)居于國際先進(jìn)水平，所研制生產(chǎn)的高純氟氣及氟氮混合氣推向了市場，得到用戶高度肯定，取得了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
1.林百志 2.劉志強(qiáng) 3.張朝春 4.張 奎 5.曹素英 6.華 輝 7.周文平 8.邱 玲 9.賴甜華 10.賴金香 11.王鳳俠 12.傅鐘盛 13.李衛(wèi)國 14.胡進(jìn)軍
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評價單位： |
中國民營科技促進(jìn)會 |
報告編號： |
202201003048 |
評價日期： |
2022-09-13 |
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組織單位： |
中國民營科技促進(jìn)會科技成果轉(zhuǎn)化辦公室 |
項目負(fù)責(zé)： |
雷智旺、李育春 |
成果管理： |
13681439210 |
一、提供的資料齊全，符合評價要求。
二、項目取得以下創(chuàng)新性成果：
1、發(fā)明了新型中溫大電流制氟電解槽，采用小蓋板帶倒U型的隔膜組取代傳統(tǒng)的整體隔膜，槽體外設(shè)置降溫管路取代槽體內(nèi)換熱管，陽極碳板表面鍍鎳處理和碳纖維夾板取代銅夾板等創(chuàng)新技術(shù)，解決了分解產(chǎn)物難以安全收集、槽體容易被腐蝕和漏水的難題，實現(xiàn)制氟電流高達(dá)10000A，為高純氟氣工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
2、針對HF和CF4等有害組分，自主設(shè)計開發(fā)了氟氣純化新工藝，采用三層漢堡式一級高效冷凝器、二級低溫深冷凝器、純金屬密封，結(jié)合多級吸附和過濾工藝，實現(xiàn)氟氣純度高于99.95%，其中關(guān)鍵雜質(zhì)HF降低至≦0.02%，雜質(zhì)CF4含量降低到≦0.005%。
3、發(fā)明了氟氮在線自動混合配氣裝置及系統(tǒng)，通過氟氣安全供給裝置、混合配氣裝置、緩沖罐體及自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)氮?dú)夂头鷼庠诰€采集計量、混合配氣、純度分析、數(shù)據(jù)顯示、存儲和生成曲線圖等功能。
三、項目獲國家授權(quán)發(fā)明專利3件，受理發(fā)明專利3件，授權(quán)實用新型專利5件，計算機(jī)軟件著作權(quán)6件。制定發(fā)布了《高純氟及氟氮混合氣》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/FJDR 008-2022）。
四、產(chǎn)品經(jīng)用戶使用表明，具有高純、安全和環(huán)保等優(yōu)勢，完全滿足市場需求。
評價委員會一致認(rèn)為，該成果整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，建議擴(kuò)大高純氟氣與其他惰性氣體的混合配氣，進(jìn)一步滿足市場需要。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業(yè) |
| 潘傳紅 |
核工業(yè)西南物理研究院 |
正高 | 氟化工 |
| 葉龍武 |
廈門大學(xué) |
正高 | 含氟電子化學(xué)品 |
| 陳國華 |
華僑大學(xué) |
正高 | 電子化工材料 |
| 劉菊東 |
集美大學(xué) |
正高 | 化工過程機(jī)械 |
| 陳建華 |
閩南師范大學(xué) |
正高 | 化學(xué)反應(yīng)工程 |
| 王偉林 |
福建省化工設(shè)計院 |
正高 | 化工材料 |
| 張夏紅 |
龍巖學(xué)院 |
正高 | 合成與制備技術(shù) |
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