本发明专利技术涉及通过将熔融盐中的氟化氢电解从而生成氟气的氟气生成装置，其包括：电解槽，其在熔融盐液面上隔离、划分为第1气室和第2气室，在浸渍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1气室，在浸渍于熔融盐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；氟化氢供给源，其积存有用于补充到电解槽中的氟化氢；精制装置，其捕集从电解槽的熔融盐中气化而混入到由所述阳极生成的主产气体中的氟化氢气体并精制氟气；以及回收设备，其将用精制装置捕集的氟化氢输送到电解槽或氟化氢供给源并进行回收。
【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而生成氟气的装置。JP2004-43885A中公开了ー种氟气生成装置，其具备在含有氟化氢的熔融盐中将氟化氢电解的电解槽，在阳极侧的第I气相部分中产生以氟气为主成分的产品气，并且，在阴极侧的第2气相部分中产生以氢气为主成分的副产气。在这种氟气生成装置中，从电解槽的阳极产生的氟气中混入由熔融盐气化的氟化氢气体。因此，需要从由阳极产生的气体中分离出氟化氢而对氟气进行精制。 JP2004-39740A中公开了ー种装置，其通过使用液氮等将氟气成分与氟气成分以外的成分冷却，利用双方的沸点不同而进行分离。另外，JP2004-107761A中公开了ー种装置，其使用填充有氟化钠(NaF)等填充剂的氟化氢吸附塔，从由阳极产生的氟气中除去氟化氢。
技术实现思路
以往，在如JP2004-39740A和JP2004-107761A中所述的精制氟气的装置中，作为精制的结果所除去的氟气以外的成分没有进行利用而被排出。本专利技术是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供可以有效利用在氟气精制过程中捕集的氟气以外的成分的氟气生成装置。本专利技术是通过将熔融盐中的氟化氢电解，从而生成氟气的氟气生成装置，其具备电解槽，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；氟化氢供给源，其积存有用于补充到所述电解槽中的氟化氢；精制装置，其捕集从所述电解槽的熔融盐气化而混入到由所述阳极生成的主产气体中的氟化氢气体，从而精制氟气；以及回收设备，其将用所述精制装置捕集的氟化氢输送到所述电解槽或所述氟化氢供给源，进行回收。根据本专利技术，用精制装置捕集的氟化氢被回收到电解槽或氟化氢供给源中，用于生成氟气而被再利用，因此，可以将作为在氟气精制过程中捕集的氟气以外的成分的氟化氢有效地利用。附图说明图I是本专利技术的第一实施方式的氟气生成装置的系统图。图2是本专利技术的第一实施方式的氟气生成装置中的精制装置的系统图。图3所示为精制装置的内管内的压カ与温度的时间变化曲线图，实线表示压力，单点划线表示温度。图4是本专利技术的第一实施方式的氟气生成装置的另一方式的系统图。图5是本专利技术的第二实施方式的氟气生成装置的系统图。图6是本专利技术的第二实施方式的氟气生成装置中的精制装置的系统图。图7所示为精制装置的内管内的压カ和温度的时间变化曲线图，实线表示压力，单点划线表示温度。图8是本专利技术的第三实施方式的氟气生成装置中的精制装置的系统图。图9是本专利技术的第三实施方式的氟气生成装置的另一方式的系统图。图10是本专利技术的第三实施方式的氟气生成装置的另一方式的系统图。 具体实施例方式以下參照附图来说明本专利技术的实施方式。<第一实施方式>參照图I说明本专利技术的第一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エ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使用碳电扱，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。与此相対，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中设有检测第I气室Ila的压カ的第I压カ计13和检测第2气室12a的压カ的第2压カ计14。第I压カ计13和第2压カ计14的检测结果输出到控制器10a、IOb 中。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)、_膜泵(diaphragm pump)等容积型泵。第I主通路15与连接第I泵17的排出侧与吸入侧的第I回流通路18连接。在第I回流通路18上设有用于将从第I泵17排出的氟气返回到第I泵17的吸入侧的第I压カ调节阀19。第I压カ调节阀19根据从控制器IOa输出的信号来控制开度。具体而言，控制器IOa根据第I压カ计13的检测结果控制第I压カ调节阀19的开度，使得第I气室Ila的压カ达到预先规定的设定值。在图I中，第I回流通路18的下游端与第I主通路15中的第I泵17附近连接， 但第I回流通路18的下游端也可以与第I气室Ila连接。S卩，从第I泵17排出的氟气可以返回到第I气室Ila内。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，从氟气中分离并捕集氟化氢气体的装置。精制装置16在下文详细描述。在第I主通路15中的第I泵17的下游设有用于积存通过第I泵17输送的氟气的第I缓冲罐21。第I缓冲罐21中积存的氟气供给到外部装置4。在第I缓冲罐21的下游设有检测供给到外部装置4的氟气的流量的流量计26。流量计26的检测结果输出到控制器10c。控制器IOc根据流量计26的检测结果控制从电源9供给阳极7与阴极8之间的电流值。具体而言，控制阳极7中的氟气的生成量，以便补充从第I缓冲罐21供给到外部装置4的氟气。这样，为了控制从而补充供给到外部装置4的氟气，第I缓冲罐21的内部压カ被維持在比大气压高的压力。与此相对，使用氟气的外部装置4侧是大气压，因此，如果打开外部装置4中设置的阀门，则通过第I缓冲罐21与外部装置4之间的压力差，氟气从第I缓冲罐21供给到外部装置4。第I缓冲罐21连接有分支通路22，分支通路22上设有控制第I缓冲罐21的内部压カ的压カ调节阀23。另外，第I缓冲罐21设有检测内部压カ的压カ计24。压カ计24的检测结果输出到控制器10d。在第I缓冲罐21的内部压カ超过预先规定的设定值、具体而言为I. 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】2009.12.02 JP 2009-2746761.一种氟气生成装置，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； 氟化氢供给源，其中积存有用于补充到所述电解槽中的氟化氢； 精制装置，其捕集从所述电解槽的熔融盐中气化而混入到由所述阳极生成的主产气体中的氟化氢气体，从而精制氟气；以及 回收设备，其将用所述精制装置捕集的氟化氢输送到所述电解槽或所述氟化氢供给源，进行回收。2.根据权利要求I所述的氟气生成装置，其中，所述精制装置具备 主产气体流入的气体流入部，以及 冷却装置，其以氟的沸点以上且氟化氢的熔点以下的温度冷却所述气体流入部，使得主产气体中混入的氟化氢气体凝固，另ー方面，氟气通过所述气体流入部， 在所述气体流入部中使氟化氢气体凝固并捕集， 所述回收设备通过解除所述冷却装置导致的所述气体流入部的冷却，并且将主产气体、副产气体和非活性气体中的任ー种作为载气供给所述气体流入部，从而将捕集的氟化氢输送到所述电解槽中。3.根据权利要求2所述的氟气生成装置，其中，所述回收设备在使用主产气体作为所述载气时，将捕集的氟化氢输送到所述电解槽的阳极侧。4.根据权利要求3所述的氟气生成装置，其进ー步具备积存有在所述电解槽的所述阳极处生成的主产气体的缓冲罐， 作为所述载气使用的主产气体是在该缓冲罐中积存的主产气体。5.根据权利要求2所述的氟气生成装置，其中，所述回收设备在使用副产气体或非活性气体作为所述载气时，将捕集的氟化氢输送到所述电解槽的阴极侧。6.根据权利要求5所述的氟气生成装置，其进ー步具备积存有在所述电解槽的所述阴极处生成的副产气体的缓冲罐， 作为所述载气使用的副产气体是在所述缓冲罐中积存的副产气体。7.根据权利要求I所述的氟气生成装置，其中，所述精制装置具备 主产气体流入的气体流入部，以及 冷却装置，其以氟的沸点以上且氟化氢的熔点以下的温度冷却所述气体流入部，使得主产气体中混入的氟化氢气体凝固，另ー方面，氟气通过所述气体流入部， 在所述气体流入部中使氟化氢气体凝固并捕集， 所述回收设备通过解除所述冷却装置导致的所述气体流入部的冷却，并且用抽吸装置抽吸所述气体流入部的内部，从而将捕集...
【专利技术属性】
技术研发人员：八尾章史，宫崎达夫，中村阳介，中原启太，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：
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