[发明专利]氟气生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及氟气生成装置。

背景技术

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中公开了一种氟气生成装置，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1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中公开了一种装置，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中公开了一种装置，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。

发明内容

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。

本发明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。

本发明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。

根据本发明，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1是本发明的第一实施方式的氟气生成装置的系统图。

图2是本发明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力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是本发明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是本发明的第二实施方式的氟气生成装置的系统图。

图6是本发明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力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是本发明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是本发明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是本发明的第三实施方式的氟气生成装置的另一方式的系统图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的实施方式。

<第一实施方式>

参照图1说明本发明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1、将由电解槽1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1。

在电解槽1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1的内部通过在熔融盐中浸渍的隔墙（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中分别浸渍有阳极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。