氟气生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术的氟气生成装置具备在氟气生成装置紧急停止时起动的紧急停止设备，紧急停止设备具备：替代气体供给设备，其代替随着氟气生成装置的紧急停止所伴随的驱动源的丧失而夹带气体截止阀关闭所导致的被切断的夹带气体，能够将精制装置的冷却介质作为替代气体供给；替代夹带气体截止阀，其切换替代气体向氟化氢供给通路中的供给和切断；以及紧急停止用计测气体供给设备，其具有计测气体截止阀，所述计测气体截止阀随着氟气生成装置紧急停止所伴随的驱动源的丧失而打开，从而可供给计测气体；氟气生成装置紧急停止时，接受计测气体的供给，替代夹带气体截止阀打开，替代气体供给到氟化氢供给通路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氟气生成装置。
技术介绍
作为现有的氟气生成装置，已知有通过使用电解槽电解，从而生成氟气的装置。JP2004-43885A中公开了一种氟气生成装置，其具备在由包含氟化氢的熔融盐构成的电解浴中将氟化氢电解的电解槽32，在阳极侧的第I气相部分产生以氟气为主成分的产品气体，并且，在阴极侧的第2气相部分产生以氢气为主成分的副产气体。 电解槽32中配设有用于将作为原料的氟化氢供给到熔融盐中的原料配管82。原料配管82介由配管83、93将氟化氢源84与氮源94连接。在氟化氢源84侧的配管83上配设切换阀86，在氮源94侧的配管93上配设切换阀96。
技术实现思路
如JP2004-43885A中所记载的氟气生成装置中，由于停电等故障，整个装置紧急停止时，切换阀86、96自动地关闭，氟化氢和氮气的供给被切断。此时，原料配管82中残留的氟化氢蒸气溶入到电解槽32的熔融盐中，原料配管82内的压力下降，由此，有可能发生电解槽32的熔融盐逆流到原料配管82中的情况。在该情况下，逆流的熔融盐凝固，将原料配管82堵塞。这样，由于停电等故障，整个装置紧急停止时，不能安全地使其停止。另外，在再起动时，堵塞的原料配管需要进行修复作业，不能迅速使其再起动。本专利技术是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供一种氟气生成装置，其能够在紧急停止时安全地停止，且能够迅速地再起动。本专利技术是一种氟气生成装置，其特征在于，其通过将熔融盐中的氟化氢电解，从而生成氟气，该装置具备电解槽，其在熔融盐液面上隔离、划分为第I气室和第2气室，在浸溃于熔融盐中的阳极处生成的以氟气为主成分的主产气体被导入该第I气室，在浸溃于熔融盐中的阴极处生成的以氢气为主成分的副产气体被导入该第2气室；和精制装置，其使用冷却介质使从所述电解槽的熔融盐中气化而混入由所述阳极处生成的主产气体中的氟化氢气体凝固并捕集，从而精制氟气；和氟化氢供给通路，其用于将氟化氢供给源的氟化氢补充到所述电解槽中；和夹带气体供给源，其将夹带气体供给到所述氟化氢供给通路，所述夹带气体用于将所述氟化氢供给源的氟化氢导入至所述电解槽中；和夹带气体截止阀,其切换所述夹带气体供给源的夹带气体的供给与切断；和紧急停止设备，其在所述氟气生成装置紧急停止时起动，所述紧急停止设备具备替代气体供给设备，其代替随着所述氟气生成装置紧急停止所伴随的驱动源的丧失而所述夹带气体截止阀关闭所导致的被切断的夹带气体，能够将在所述精制装置中用于凝固氟化氢气体而使用的冷却介质作为替代气体供给；和替代气体截止阀，其切换所述替代气体供给设备的替代气体向所述氟化氢供给通路中的供给和切断；和紧急停止用计测气体供给设备，其具有计测气体截止阀，所述计测气体截止阀随着所述氟气生成装置紧急停止所伴随的驱动源的丧失而打开，从而可供给计测气体，所述氟气生成装置紧急停止时，接受所述紧急停止用计测气体供给设备的计测气体的供给，所述替代气体截止阀打开，所述替代气体供给设备的替代气体供给到所述氟化氢供给通路。根据本专利技术，在紧急停止时，随着起动源的丧失，计测气体截止阀打开，由此替代气体截止阀接受计测气体的供给而打开，替代气体供给设备的替代气体供给到氟化氢供给通路，因此，可以防止熔融盐逆流到氟化氢供给通路中。因此，在氟气生成装置紧急停止时，可以使氟气生成装置安全地停止，且可以迅速使氟气生成装置再起动。附图说明图I所示为本专利技术的实施方式的氟气生成装置的系统图。图2所示为紧急停止用计测气体供给设备的系统图。具体实施例方式以下参照附图说明本专利技术的实施方式。参照图I说明本专利技术的实施方式的氟气生成装置100。氟气生成装置100通过电解生成氟气，将所生成的氟气供给到外部装置4。外部装置4例如是半导体制造装置，在该情况下，氟气例如在半导体的制造工序中作为清洗气使用。氟气生成装置100具备通过电解生成氟气的电解槽I、将由电解槽I生成的氟气供给到外部装置4的氟气供给系统2、以及对伴随氟气生成而生成的副产气体进行处理的副产气体处理系统3。首先，说明电解槽I。在电解槽I中积存有含有氟化氢(HF)的熔融盐。本实施方式中，作为熔融盐，使用氟化氢与氟化钾(KF)的混合物(KF · 2HF)。电解槽I的内部通过在熔融盐中浸溃的隔墙(partition wall)6划分为阳极室11与阴极室12。在阳极室11和阴极室12中的熔融盐中分别浸溃有阳极7和阴极8。通过从电源9向阳极7与阴极8之间供给电流，在阳极7中生成以氟气(F2)为主成分的主产气体，在阴极8中生成以氢气(H2)为主成分的副产气体。阳极7使用碳电极，阴极8使用软铁、蒙乃尔合金(monel)或镍。电解槽I内的熔融盐液面上，导入在阳极7处生成的氟气的第I气室Ila与导入 在阴极8处生成的氢气的第2气室12a通过隔墙6划分成气体不能相互往来。这样，为了防止氟气与氢气的混合接触导致的反应，第I气室Ila与第2气室12a通过隔墙6被完全隔离。与此相对，阳极室11与阴极室12的熔融盐没有通过隔墙6被隔离，而是通过隔墙6的下方连通。由于KF.2HF的熔点为71.7°C，因此，熔融盐的温度被调节至9(TlO(TC。由电解槽I的阳极7和阴极8处生成的氟气和氢气之中，分别以仅蒸气压程度的量混入由熔融盐气化的氟化氢。这样，在阳极7处生成并被导入到第I气室Ila中的氟气和在阴极8处生成并被导入到第2气室12a中的氢气之中分别含有氟化氢气体。电解槽I中设有检测所积存的熔融盐的液面水平的作为液面水平检测器的液面 计13。氮气作为吹扫气体从氮气供给源45通过吹扫气体供给通路44供给到液面计13。供给到液面计13的氮气通过插入到电解槽I内的插入管13a以一定流量吹扫到熔融盐中。液面计13是检测氮气在熔融盐中吹扫时的背压、由该背压与熔融盐的液体重检测液面水平的背压式液面计。吹扫气体供给通路44中设有切换氮气的供给与切断的截止阀43。截止阀43是通过从压缩机(未图示)供给的压缩空气来驱动的空气驱动阀，是在无压缩空气供给时关闭的常闭型阀门。接着，说明氣气供给系统2。第I气室Ila连接用于将氟气供给到外部装置4的第I主通路15。第I主通路15上设有将氟气从第I气室Ila导出并输送的第I泵17。第I泵17使用风箱泵(bellows pump)、隔膜泵(diaphragm pump)等容积型泵。在第I主通路15中的第I泵17的上游设有捕集在主产气体中混入的氟化氢气体并精制氟气的精制装置16。精制装置16是利用氟与氟化氢的沸点的不同，从氟气中分离并除去氟化氢气体的装置。精制装置16具备内管61，其作为流入含有氟化氢气体的氟气的气体流入部；以及冷却装置70，其以氟的沸点以上且氟化氢的熔点以下的温度冷却内管61，使得氟气中混入的氟化氢气体凝固，另一方面，氟气通过内管61。内管61是有底筒状部件，上部开口用盖部件62密封。盖部件62连接入口通路63与出口通路65，该入口通路63将在阳极7处生成的氟气导入至内管61内，该出口通路65用于从内管61排出氟气。入口通路63与出口通路65构成第I主通路15的一部分。入口通路63中设有容许或切断氟气流入内管61的入口阀64。出口通路65中设有容许或切断氟气从内管61流出的出口阀66。冷却装置70具备可部分容纳内管61且在内部可积存作为冷却介质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.21 JP 2010-0110101.一种氟气生成装置，其特征在干，其通过将熔融盐中的氟化氢电解，从而生成氟气，该装置具备 电解槽，其在熔融盐液面上隔离、划分为第I气室和第2气室，在浸溃于熔融盐中的阳极处生成的以氟气为主成分的主产气体被导入所述第I气室，在浸溃于熔融盐中的阴极处生成的以氢气为主成分的副产气体被导入所述第2气室；和 精制装置，其使用冷却介质使从所述电解槽的熔融盐中气化而混入到由所述阳极处生成的主产气体中的氟化氢气体凝固并捕集，从而精制氟气；和 氟化氢供给通路，其用于将氟化氢供给源的氟化氢补充到所述电解槽中；和夹带气体供给源，其将夹带气体供给到所述氟化氢供给通路，所述夹带气体用于将所述氟化氢供给源的氟化氢导入至所述电解槽中；和 夹带气体截止阀，其切换所述夹带气体供给源的夹带气体的供给与切断；和 紧急停止设备，其在所述氟气生成装置紧急停止时起动， 所述紧急停止设备具备 替代气体供给设备，其代替随着所述氟气生成装置紧急停止所伴随的驱动源的丧失而所述夹带气体截止阀关闭所导致的被切断的夹带气体，能够将在所述精制装置中用于凝固氟化氢气体而使用的冷却介质作为替代气体供给；和 替代气体截止阀，其切换所述替代气体供给设备的替代气体向所述氟化氢供给通路中的供给和切断；和 紧急停止用计测气体供给设备，其具有计测气体截止阀，所述计测气体截止阀随着所述氟气生成装置紧急停止所伴随的驱动源的丧失而打开，从而可供给计测气体， 所述氟气生成装置紧急停止时，接受所述紧急停止用计测气体供给设备的计测气体的供给，所述替代气体截止阀打开，所述替代气体供给设备的替代气体供给到所述氟化氢供给通路。2.根据权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：八尾章史，德永敦之，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：