專利名稱：氟氣生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氟氣生成裝置。
背景技術(shù)：
作為以往的氟氣生成裝置，公知使用電解槽并利用電解生成氟氣的裝置。在JP2004-43885A中公開了包括電解槽和原料配管的氟氣生成裝置，該電解槽用于在陽極側(cè)的第1氣相部分中產(chǎn)生以氟氣作為主成分的產(chǎn)品氣體且在陰極側(cè)的第2氣相部分中產(chǎn)生以氫氣作為主成分的副生成氣體，該原料配管用于向電解槽的熔融鹽中供給作為原料的氟化氫。發(fā)明要解決的問題在記載于JP2004-43885A的氟氣生成裝置中，向用于供給氟化氫的原料配管供給用于將氟化氫引導(dǎo)到電解槽的熔融鹽中的載氣。在記載于JP2004-43885A的氟氣生成裝置中，使用氮氣作為載氣。因此，在作為原料的氟化氫的供給源之外，還需要氮氣的供給源，從而使設(shè)備變得大規(guī)?；４送?，載氣需要在氟氣生成裝置運轉(zhuǎn)時始終供給到電解槽的熔融鹽中，因此，氮氣的使用量較多，從而產(chǎn)生運行成本較高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問題做成的，其目的在于提供一種作為使用簡便的設(shè)備且能夠降低運行成本的氟氣生成裝置。用于解決問題的方案本發(fā)明提供一種通過電解熔融鹽中的氟化氫從而生成氟氣的氟氣生成裝置，其包括電解槽，其存儲有熔融鹽，在熔融鹽液面上分離而區(qū)劃有第1氣室和第2氣室，該第1氣室用于引導(dǎo)在浸漬于熔融鹽中的陽極處生成的以氟氣作為主成分的主生成氣體，該第2氣室用于引導(dǎo)在浸漬于熔融鹽中的陰極處生成的以氫氣作為主成分的副生成氣體；原料供給通路，其與上述電解槽相連接，用于向熔融鹽中引導(dǎo)氟化氫；載氣供給通路，其與上述原料供給通路相連接，且用于將載氣引導(dǎo)到上述原料供給通路中，該載氣用于將氟化氫引導(dǎo)到熔融鹽中，作為載氣，使用在上述電解槽的上述陽極處生成的氟氣或者在上述陰極處生成的氫氣。發(fā)明的效果若采用本發(fā)明，則使用在電解槽的陽極處生成的氟氣及在陰極處生成的氫氣的任一種作為載氣，因此，不需要設(shè)置載氣專用的供給源，從而能夠簡便地構(gòu)成設(shè)備。此外，使用在電解槽中生成的氣體作為載氣而不是使用專用的氣體，因此也能夠降低運行成本。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式的氟氣生成裝置的系統(tǒng)圖。
圖2是本發(fā)明的第2實施方式的氟氣生成裝置的系統(tǒng)圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。第1實施方式參照圖1對本發(fā)明的第1實施方式的氟氣生成裝置100進行說明。氟氣生成裝置100是利用電解生成氟氣且將生成的氟氣向外部裝置4供給的裝置。作為外部裝置4例如可以是半導(dǎo)體制造裝置。在上述情況下，將氟氣例如作為半導(dǎo)體的制造工序中的清潔氣體使用。氟氣生成裝置100包括利用電解生成氟氣的電解槽1、用于將自電解槽1生成的氟氣向外部裝置4供給的氟氣供給系統(tǒng)2、用于處理伴隨著氟氣的生成而生成的副生成氣體的副生成氣體處理系統(tǒng)3。首先，對電解槽1進行說明。在電解槽1中存儲有包含氟化氫(HF)的熔融鹽。在本實施方式中，作為熔融鹽使用氟化氫和氟化鉀(KF)的混合物(KF · 2HF)。電解槽1的內(nèi)部被浸漬在熔融鹽中的區(qū)劃壁6區(qū)劃成陽極室11和陰極室12。在陽極室11及陰極室12的熔融鹽中分別浸漬有陽極7及陰極8。通過從電源9向陽極7和陰極8之間供給電流，從而在陽極7處生成以氟氣(F2)作為主成分的主生成氣體，在陰極8 處生成以氫氣(H2)作為主成分的副生成氣體。在陽極7處使用碳電極，在陰極8處使用熟鐵、蒙乃爾合金或者鎳。在電解槽1內(nèi)的熔融鹽液面上，利用區(qū)劃壁6以彼此的氣體不能來往的方式區(qū)劃有用于引導(dǎo)在陽極7處生成的氟氣的第1氣室Ila和用于引導(dǎo)在陰極8處生成的氫氣的第 2氣室12a。如上所述，為了防止由氟氣和氫氣的混合接觸而產(chǎn)生的反應(yīng)，利用區(qū)劃壁6完全地分離第1氣室Ila和第2氣室12a。與此相對，陽極室11和陰極室12的熔融鹽沒有被區(qū)劃壁6分離，經(jīng)由區(qū)劃壁6的下方相連通。KF · 2HF的熔點為71. 7°C，因此將熔融鹽的溫度調(diào)節(jié)到90°C 100°C。氟化氫自熔融鹽氣化與蒸氣壓量相當(dāng)?shù)牧慷謩e混入到從電解槽1的陽極7生成的氟氣及從電解槽 1的陰極8生成的氫氣中。如上所述，在生成于陽極7且被引導(dǎo)到第1氣室Ila的氟氣、及生成于陰極8且被引導(dǎo)到第2氣室12a的氫氣中分別含有氟化氫氣體。在電解槽1中，設(shè)有用于檢測第1氣室Ila的壓力的第1壓力計13和用于檢測第 2氣室12a的壓力的第2壓力計14。第1壓力計13及第2壓力計14的檢測結(jié)果輸出到控制器10a、控制器10b。接下來，對氟氣供給系統(tǒng)2進行說明。在第1氣室Ila中連接有用于向外部裝置4供給氟氣的第1主通路15。在第1主通路15上設(shè)有用于從第1氣室Ila導(dǎo)出而輸送氟氣的第1泵17。第1 泵17使用波紋管泵、隔膜泵等容積式泵。在第1主通路15上連接有用于連接第1泵17的噴出側(cè)和吸入側(cè)的第1回流通路18。在第1回流通路18中設(shè)有用于使從第1泵17噴出的氟氣返回到第1泵17的吸入側(cè)的第1壓力調(diào)整閥19。第1壓力調(diào)整閥19利用從控制器IOa輸出的信號控制開度。具體來說，控制器IOa基于第1壓力計13的檢測結(jié)果，以使第1氣室Ila的壓力成為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值的方式控制第1壓力調(diào)整閥19的開度。此外，雖然在圖1中第1回流通路18的下游端與第1主通路15中的第1泵17附近相連接，但是也可以使第1回流通路18的下游端與第1氣室Ila相連接。也就是說，也可以使從第1泵17噴出的氟氣返回到第1氣室Ila內(nèi)。在第1主通路15中的第1泵17的上游處，設(shè)有用于收集混入到主生成氣體的氟化氫氣體而對氟氣進行精制的精制裝置16。精制裝置16包括供氟氣通過的濾筒 (cartridge) 16a，在濾筒16a中容納有用于吸附氟化氫的吸附劑。吸附劑使用由氟化鈉 (NaF)構(gòu)成的許多的多孔質(zhì)球。氟化鈉的吸附能力隨溫度變化，因此，在濾筒16a的周圍設(shè)有用于調(diào)整濾筒16a內(nèi)的溫度的加熱器16b。如上所述，精制裝置16設(shè)在第1泵17的上游側(cè)，因此能夠向第1泵17引導(dǎo)除去了氟化氫氣體的氟氣。此外，作為精制裝置16，也可以使用利用氟和氟化氫的沸點的不同而從氟氣中分離并除掉氟化氫氣體的深冷精制裝置。在第1主通路15中的第1泵17的下游處設(shè)有用于存儲被第1泵17輸送的氟氣的第1緩沖罐21。將存儲在第1緩沖罐21中的氟氣向外部裝置4供給。在第1緩沖罐21 的下游處設(shè)有用于檢測向外部裝置4供給的氟氣的流量的流量計26。流量計沈的檢測結(jié)果輸出到控制器10c。控制器10基于流量器26的檢測結(jié)果對從電源9供給到陽極7和陰極8之間的電流值進行控制。具體來說，控制陽極7中的氟氣的生成量，以向第1緩沖罐21 補充從第1緩沖罐21向外部裝置4供給的氟氣量。如上所述，陽極7中的氟氣的生成量是以補充向外部裝置4供給的氟氣量的方式被控制的，因此，將第1緩沖罐21的內(nèi)部壓力維持在高于大氣壓的壓力。與此相對，使用氟氣的外部裝置4側(cè)的壓力為大氣壓，因此，若打開設(shè)于外部裝置4的閥，則利用第1緩沖罐 21和外部裝置4之間的壓力差，從第1緩沖罐21向外部裝置4供給氟氣。在第1緩沖罐21上連接有分支通路22，在分支通路22上設(shè)有用于控制第1緩沖罐21的內(nèi)部壓力的壓力調(diào)整閥23。此外，在第1緩沖罐21上設(shè)有用于檢測該第1緩沖罐 21的內(nèi)部壓力的壓力計M。壓力計M的檢測結(jié)果輸出到控制器10d。控制器IOd在第1 緩沖罐21的內(nèi)部壓力超過預(yù)先確定的設(shè)定值、具體來說超過0. 9MPa的情況下使壓力調(diào)整閥23開閥，排出第1緩沖罐21內(nèi)的氟氣。如上所述，壓力調(diào)整閥23以不使第1緩沖罐21 內(nèi)的內(nèi)部壓力超過規(guī)定壓力的方式控制該第1緩沖罐21內(nèi)的內(nèi)部壓力。在分支通路22中的壓力調(diào)整閥23的下游處設(shè)有用于存儲自第1緩沖罐21排出的氟氣的第2緩沖罐50。也就是說，在第1緩沖罐21的內(nèi)部壓力超過規(guī)定壓力的情況下， 經(jīng)由壓力調(diào)整閥23排出第1緩沖罐21內(nèi)的氟氣，將該排出的氟氣引導(dǎo)到第2緩沖罐50。 第2緩沖罐50與第1緩沖罐21相比容積較小。在分支通路22中的第2緩沖罐50的下游處設(shè)有用于控制第2緩沖罐50的內(nèi)部壓力的壓力調(diào)整閥51。此外，在第2緩沖罐50上設(shè)有用于檢測內(nèi)部壓力的壓力計52。壓力計52的檢測結(jié)果輸出到控制器10f。控制器IOf 以使第2緩沖罐50的內(nèi)部壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定值的方式控制壓力調(diào)整閥51的開度。 從第2緩沖罐50經(jīng)由壓力調(diào)整閥51排出的氟氣在除害部53處進行無害化處理后被放出。 如上所述，壓力調(diào)整閥5以使第2緩沖罐50的內(nèi)部壓力成為設(shè)定值的方式控制第2緩沖罐 50的內(nèi)部壓力。在第2緩沖罐50上連接有后述的載氣供給通路46。接下來，對副生成氣體處理系統(tǒng)3進行說明。
在第2氣室12a上連接有用于向外部排出氫氣的第2主通路30。在第2主通路30上設(shè)有用于從第2氣室1 導(dǎo)出而輸送氫氣的第2泵31。此外， 在第2主通路30中連接有用于連接第2泵31的噴出側(cè)和吸入側(cè)的第2回流通路32。在第 2回流通路32上設(shè)有用于使從第2泵31噴出的氫氣返回到第2泵31的吸入側(cè)的第2壓力調(diào)整閥33。第2壓力調(diào)整閥33利用從控制器IOb輸出的信號控制開度。具體來說，控制器 IOb基于第2壓力計14的檢測結(jié)果，以使第2氣室12a的壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定值的方式控制第2壓力調(diào)整閥33的開度。如上所述，第1氣室Ila及第2氣室12a的壓力分別被第1壓力調(diào)整閥19及第2 壓力調(diào)整閥33所控制，使得第1氣室Ila及第2氣室12a的壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定值。 為了不在第1氣室Ila的熔融鹽的液面和第2氣室12a的熔融鹽的液面之間產(chǎn)生液面差， 優(yōu)選將第1氣室Ila及第2氣室12a的設(shè)定壓力控制為相等的壓力。在第2主通路30中的第2泵31的下游處設(shè)有除害部34，被第2泵31輸送的氫氣在除害部34處進行無害化處理而被放出。氟氣生成裝置100還包括用于向電解槽1的熔融鹽中供給作為氟氣的原料的氟化氫的原料供給系統(tǒng)5。接下來對原料供給系統(tǒng)5進行說明。在電解槽1中連接有用于將從氟化氫供給源40供給的氟化氫引導(dǎo)到電解槽1的熔融鹽中的原料供給通路41。在原料供給通路41上設(shè)有用于控制氟化氫的供給流量的流量控制閥42。在電源9上安裝有用于累積供給到陽極7和陰極8之間的電流的安培小時計43。 在安培小時計43處累積的電流輸出到控制器10e?？刂破鱅Oe基于從電流累積器43輸入的信號使流量控制閥42開閉而控制被引導(dǎo)到熔融鹽中的氟化氫的供給流量。具體來說，控制氟化氫的供給流量，以補給在熔融鹽中被電解的氟化氫。進一步具體來說，控制氟化氫的供給流量，使得熔融鹽中的氟化氫的濃度處于規(guī)定的范圍內(nèi)。在原料供給通路41上連接有與第2緩沖罐50相連接的載氣供給通路46。載氣供給通路46是用于將存儲在第2緩沖罐50中的載氣引導(dǎo)到原料供給通路41內(nèi)的通路。載氣是用于將氟化氫引導(dǎo)到熔融鹽中的氣體，作為載氣使用在電解槽1的陽極7處生成的、存儲在第2緩沖罐50中的氟氣。在載氣供給通路46中設(shè)有用于切換載氣的供給狀態(tài)和阻斷狀態(tài)的阻斷閥47。在氟氣生成裝置100運轉(zhuǎn)時，阻斷閥47原則上處于開狀態(tài)，載氣經(jīng)由載氣供給通路46供給到原料供給通路41中。這里，在載氣供給到電解槽1的陰極室12的熔融鹽中的情況下，作為載氣的氟氣與在陰極8處生成的氫氣發(fā)生反應(yīng)。從而，原料供給通路41以不使作為載氣的氟氣和在電解槽1處生成的氫氣混合接觸地將氟化氫引導(dǎo)到陽極室11的熔融鹽中的方式與電解槽1相連接。被引導(dǎo)到陽極室11的熔融鹽中的作為載氣的氟氣，基本不溶于熔融鹽中，從第1氣室Ila再次被引導(dǎo)到第1主通路15。如上所述，向電解槽1的熔融鹽中供給氟氣，因此，可能會由于該氟氣而提升電解槽1的熔融鹽液面高度。因此，也可以在電解槽1中設(shè)置用于檢測液面高度的液面計，在此基礎(chǔ)上對電解槽1的熔融鹽液面高度設(shè)定可變動幅度，以使熔融鹽液面高度處于可變動幅度內(nèi)的方式對阻斷閥47進行開閉控制。也就是說，也可以在電解槽1的熔融鹽液面高度達(dá)到了可變動幅度的上限的情況下關(guān)閉阻斷閥47。此外，也可以代替阻斷閥47而設(shè)置能夠控制載氣的流量的流量控制閥，根據(jù)電解槽1的液面高度控制流量控制閥的開度。接下來，對以上述方式構(gòu)成的氟氣生成裝置100的動作進行說明。在外部裝置4處被使用的氟氣的流量被設(shè)在第1緩沖罐21和外部裝置4之間的流量計沈檢測?；谠摿髁坑嬌虻臋z測結(jié)果，控制施加到陽極7和陰極8之間的電壓，控制陽極7中的氟氣的生成量。從氟氣供給源40補給由于電解而減少的熔融鹽中的氟化氫。如上所述，熔融鹽中的氟化氫是以根據(jù)在外部裝置4處使用的氟氣量進行補給的方式被控制的，因此，通常熔融鹽的液面高度不發(fā)生較大變化。然而，在外部裝置4中的氟氣的使用量急劇變化的情況、在副生成氣體處理系統(tǒng)3處的氫氣的壓力急劇變化的情況下，第1氣室Ila及第2氣室12a的壓力發(fā)生較大變化，陽極室11及陰極室12的液面高度發(fā)生較大變動。在陽極室11及陰極室12的液面高度發(fā)生較大變動且在液面高度下降到比區(qū)劃壁6靠近下方的位置的情況下，導(dǎo)致第1氣室Ila和第2氣室1 相連通。在該情況下，氟氣和氫氣混合接觸而發(fā)生反應(yīng)。因此，為了抑制陽極室11及陰極室12的液面高度的變動，分別基于第1壓力計13 及第2壓力計14的檢測結(jié)果，以使第1氣室Ila及第2氣室12a的壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定值的方式控制第1氣室Ila及第2氣室12a的壓力。如上所述，通過使第1氣室Ila及第2氣室12a的壓力保持恒定，從而控制陽極室11及陰極室12的液面高度。從氟化氫供給源40供給的氟化氫被從第2緩沖罐50經(jīng)由載氣供給通路46供給到原料供給通路41中的氟氣引導(dǎo)到電解槽1的陽極室11的熔融鹽中。如上所述，氟化氫是利用存儲在第2緩沖罐50中的氟氣補給到電解槽1內(nèi)的。這里，在如以往那樣使用氮氣作為載氣的情況下，在氮氣中含有水分的情況下導(dǎo)致將水分帶入到電解槽1內(nèi)。與此相對，在使用第2緩沖罐50中的氟氣作為載氣的情況下， 氟氣是在電解槽1中脫水電解而產(chǎn)生的，因此不會將水分帶入電解槽1內(nèi)。此外，在從氟化氫供給源40供給的氟化氫中，即使是無水氟化氫的情況下，也含有3000ppm 400ppm左右的水分。在使用第2緩沖罐50中的氟氣作為載氣的情況下，氟氣與氟化氫中的水分反應(yīng)而生成氟化氫、氧及二氟化氧(OF2)。如上所述，在使用氟氣作為載氣的情況下，還具有對氟化氫中的水分進行脫水的效果。被引導(dǎo)到陽極室11的熔融鹽中的作為載氣的氟氣，與在陽極7處生成的氟氣一起從第1氣室Ila再次被引導(dǎo)到第1主通路15，借助第1泵17被引導(dǎo)到第1緩沖罐21。利用壓力調(diào)整閥23以不超過規(guī)定壓力的方式控制第1緩沖罐21的內(nèi)部壓力，在第1緩沖罐 21的內(nèi)部壓力超過規(guī)定壓力的情況下，第1緩沖罐21內(nèi)的氟氣經(jīng)由壓力調(diào)整閥23被朝向第2緩沖罐50排出。將如上所述地被引導(dǎo)到第2緩沖罐50的氟氣作為載氣使用。利用壓力調(diào)整閥51將第2緩沖罐50的內(nèi)部壓力控制為設(shè)定值，以從第2緩沖罐50經(jīng)由載氣供給通路46向原料供給通路41中穩(wěn)定地供給氟氣。該設(shè)定值是考慮了原料供給通路41中的氟化氫的壓力及載氣供給通路46的配管阻力等而決定的。如上所述，在氟氣生成裝置100中，使用在電解槽1的陽極7處生成的氟氣中的、 以往從第1緩沖罐21向外部放出的氟氣作為載氣。也就是說，氟氣生成裝置100是將以往從第1緩沖罐21向外部放出的氟氣存儲在第2緩沖罐50處而使用該存儲的氟氣作為載氣。 然后，將被作為載氣使用的氟氣從電解槽1的第1氣室Ila再次引導(dǎo)到第1主通路15，使其在氟氣生成裝置100內(nèi)循環(huán)。如采用以上的第1實施方式，則能夠?qū)崿F(xiàn)以下所示的作用效果。在氟氣生成裝置100中，使用在電解槽1的陽極7處生成的氟氣作為載氣，因此， 不需要如以往那樣設(shè)置載氣專用的供給源，從而能夠簡便地構(gòu)成設(shè)備，此外，使用以往從第 1緩沖罐21向外部放出的氟氣作為載氣，因此也能夠降低運行成本。以下，對上述第1實施方式的其它方式進行說明。以上的第1實施方式是使用存儲在第2緩沖罐50中的氟氣作為載氣的實施方式。 但是，也可以使用存儲在第1緩沖罐21中的氟氣作為載氣。在該情況下，以連接第1緩沖罐21和原料供給通路41的方式構(gòu)成載氣供給通路46。但是，在采用上述結(jié)構(gòu)的情況下， 第1緩沖罐21的壓力容易變動，可能使供給到外部裝置4的氟氣的壓力變動。從而，優(yōu)選如第1實施方式那樣地使用存儲在第2緩沖罐50中的氟氣作為載氣的方法。第2實施方式參照圖2對本發(fā)明的第2實施方式的氟氣生成裝置200進行說明。以下，以與上述第1實施方式的不同點為中心進行說明，在與第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)處標(biāo)注同一附圖標(biāo)記且省略說明。氟氣生成裝置200在使用在電解槽1的陰極8處生成的氫氣作為載氣的這一點上與上述第1實施方式的氟氣生成裝置100不同。對副生成氣體處理系統(tǒng)3進行說明。在第2主通路30中的第2泵31的下游處，設(shè)有用于存儲在電解槽1的陰極8處生成的、被第2泵31輸送的氫氣的緩沖罐60。在第2主通路30中的緩沖罐60的下游處， 設(shè)有用于控制緩沖罐60的內(nèi)部壓力的壓力調(diào)整閥61。此外，在緩沖罐60上設(shè)有用于檢測內(nèi)部壓力的壓力計62。壓力計62的檢測結(jié)果輸出到控制器10g。控制器IOg以使緩沖罐 60的內(nèi)部壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定值的方式控制壓力調(diào)整閥61的開度。如上所述，壓力調(diào)整閥61以使緩沖罐60的內(nèi)部壓力為設(shè)定值的方式進行控制。第2主通路30中的壓力調(diào)整閥61的下游處設(shè)有除害部34。從緩沖罐60經(jīng)由壓力調(diào)整閥61排出的氫氣在除害部34處進行無害化處理而被放出。在緩沖罐60上連接有下游端與原料供給通路41相連接的載氣供給通路46。存儲在緩沖罐60中的氫氣經(jīng)由載氣供給通路46被引導(dǎo)到原料供給通路41內(nèi)。在載氣供給通路46中設(shè)有用于切換載氣的供給狀態(tài)和阻斷狀態(tài)的阻斷閥47。在氟氣生成裝置200運轉(zhuǎn)時，阻斷閥47在原則上處于開閥狀態(tài)，載氣經(jīng)由載氣供給通路46被供給到原料供給通路41中。這里，在載氣被供給到電解槽1的陽極室11的熔融鹽中的情況下，導(dǎo)致載氣中的氫氣與在陽極7處的生成的氟氣反應(yīng)。從而，原料供給通路 41以不使作為載氣的氟氣和在電解槽1處生成的氫氣混合接觸地將氟化氫引導(dǎo)到陰極室 12的熔融鹽中的方式與電解槽1相連接。被引導(dǎo)到陰極室12的熔融鹽中的作為載氣的氫氣，基本不溶于熔融鹽中，從第2氣室1 再次被引導(dǎo)到第2主通路30。如上所述，向電解槽1的熔融鹽中供給氫氣，因此，可能會由于該氫氣而提升電解槽1的熔融鹽液面高度。因此，也可以在電解槽1中設(shè)置用于檢測液面高度的液面計，在此基礎(chǔ)上對電解槽1的熔融鹽液面高度設(shè)定可變動幅度，以使熔融鹽液面高度處于可變動幅度內(nèi)的方式對阻斷閥47進行開閉控制。也就是說，也可以在電解槽1的熔融鹽液面高度達(dá)
8到了可變動幅度的上限的情況下關(guān)閉阻斷閥47。此外，也可以代替阻斷閥47而設(shè)置能夠控制載氣的流量的流量控制閥，根據(jù)電解槽1的液面高度控制流量控制閥的開度。對于氟氣供給系統(tǒng)2，在氟氣生成裝置200中不使用氟氣作為載氣，因此不需要在上述第1實施方式中所示的第2緩沖罐50及壓力調(diào)整閥51。對從第1緩沖罐21經(jīng)由壓力調(diào)整閥23排出的氟氣進行無害化處理而放出該氟氣。接下來，對氟氣生成裝置200的動作、特別地對載氣進行說明。從氟化氫供給源40供給的氟化氫是被從緩沖罐60經(jīng)由載氣供給通路46供給到原料供給通路41中的氫氣引導(dǎo)到電解槽1的陰極室12的熔融鹽中的。如上所述，氟化氫是利用存儲在緩沖罐60中的氫氣補給到電解槽1內(nèi)的。被作為載氣使用的氫氣是在電解槽1處脫水電解而產(chǎn)生的氣體，因此，與上述第1 實施方式相同地不會將水分帶入電解槽1內(nèi)。作為被引導(dǎo)到陰極室12的熔融鹽中的載氣的氫氣，與在陰極8處生成的氫氣一起從第2氣室1 再次被引導(dǎo)到第2主通路30，在第2泵31處被引導(dǎo)到緩沖罐60。如上所述地使用被引導(dǎo)到緩沖罐60的氫氣作為載氣。為了從緩沖罐60經(jīng)由載氣供給通路46向原料供給通路41中穩(wěn)定地供給氫氣，利用壓力調(diào)整閥61以使緩沖罐60的內(nèi)部壓力為設(shè)定值的方式控制緩沖罐60的內(nèi)部壓力。該設(shè)定值是考慮了原料供給通路41中的氟化氫的壓力及載氣供給通路46的配管阻力等而決定的。如上所述，在氟氣生成裝置200中使用在電解槽1的陰極8處生成的、以往朝向外部放出的氫氣作為載氣。也就是說，氟氣生成裝置200是使用通過電解氟化氫而生成的副生成氣體作為載氣的氟氣生成裝置。然后，被作為載氣使用的氫氣從電解槽1的第2氣室 12a再次被引導(dǎo)到第2主通路30，從而在氟氣生成裝置200內(nèi)循環(huán)。若采用以上的第2實施方式，則能夠?qū)崿F(xiàn)以下所示的作用效果。在氟氣生成裝置200中，使用在電解槽1的陰極8處生成的氫氣作為載氣，因此， 不需要像以往那樣地設(shè)置載氣專用的供給源，從而能夠簡便地構(gòu)成設(shè)備。此外，使用以往向外部放出的副生成氣體作為載氣，因此也能夠降低運行成本。以下，對上述第2實施方式的其它的方式進行說明。以上的第2實施方式是使用存儲在緩沖罐60中的氫氣作為載氣的實施方式。然而，也可以直接從第2主通路30直接引出載氣。在上述情況下，載氣供給通路46以下述方式構(gòu)成即可，即，連接第2主通路30中的第2泵的下游和原料供給通路41，在載氣供給通路 46中設(shè)置用于控制載氣的供給壓力的壓力調(diào)整閥。本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，在其技術(shù)方案的范圍內(nèi)能夠進行的種種變更包含在本發(fā)明中。例如，在上述實施方式中，分別設(shè)有控制器IOa 控制器10g，但是也可以利用一個控制器進行所有的控制。關(guān)于以上的說明，在這里以引用方式將申請日為2009年4月1日的日本特愿 2009-89438號的內(nèi)容納入本說明書。工業(yè)實用性本發(fā)明能夠適用于生成氟氣的裝置。
權(quán)利要求
1.一種氟氣生成裝置，其通過電解熔融鹽中的氟化氫來生成氟氣，其中， 該氟氣生成裝置包括電解槽，其存儲有熔融鹽，在熔融鹽液面上分離而區(qū)劃有第1氣室和第2氣室，該第1 氣室用于引導(dǎo)在浸漬于熔融鹽中的陽極處生成的以氟氣作為主成分的主生成氣體，該第2 氣室用于引導(dǎo)在浸漬于熔融鹽中的陰極處生成的以氫氣作為主成分的副生成氣體； 原料供給通路，其與上述電解槽相連接，用于向熔融鹽中引導(dǎo)氟化氫； 載氣供給通路，其與上述原料供給通路相連接，且用于將載氣引導(dǎo)到上述原料供給通路中，該載氣用于將氟化氫引導(dǎo)到熔融鹽中，作為載氣，使用在上述電解槽的上述陽極處生成的氟氣或者在上述陰極處生成的氫氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟氣生成裝置，其中， 該氟氣生成裝置包括第1主通路，其與上述第1氣室相連接，且用于將在上述電解槽的上述陽極處生成的氟氣供給到外部裝置；第1緩沖罐，其設(shè)在上述第1主通路上，且用于存儲氟氣； 分支通路，其與上述第1緩沖罐相連接；壓力調(diào)整閥，其設(shè)在上述分支通路上，且用于控制上述第1緩沖罐的內(nèi)部壓力； 第2緩沖罐，其用于存儲經(jīng)由上述壓力調(diào)整閥而從上述第1緩沖罐排出的氟氣， 在使用氟氣作為載氣的情況下，使用存儲在上述第1緩沖罐或者上述第2緩沖罐中的氟氣作為載氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟氣生成裝置，其中， 該氟氣生成裝置包括第2主通路，其與上述第2氣室相連接，且用于引導(dǎo)在上述電解槽的上述陰極處生成的氫氣；緩沖罐，其設(shè)在上述第2主通路上，且用于存儲氫氣，在使用氫氣作為載氣的情況下，使用存儲在上述緩沖罐中的氫氣作為載氣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氟氣生成裝置，其通過電解熔融鹽中的氟化氫從而生成氟氣，其包括電解槽，其存儲有熔融鹽，在熔融鹽液面上分離而區(qū)劃有第1氣室和第2氣室，該第1氣室用于引導(dǎo)在浸漬于熔融鹽中的陽極處生成的以氟氣作為主成分的主生成氣體，該第2氣室用于引導(dǎo)在浸漬于熔融鹽中的陰極處生成的以氫氣作為主成分的副生成氣體；原料供給通路，其與電解槽相連接且用于向熔融鹽引導(dǎo)氟化氫；載氣供給通路，其與原料供給通路相連接且用于將載氣引導(dǎo)到原料供給通路，該載氣用于將氟化氫引導(dǎo)到熔融鹽中，作為載氣，使用在電解槽的陽極處生成的氟氣或者在陰極處生成的氫氣。
文檔編號C25B15/08GK102369314SQ20108001470
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者八尾章史, 宮崎達(dá)夫, 毛利勇 申請人:中央硝子株式會社