專利名稱：氟氣生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟氣生成裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的氟氣生成裝置，已知有通過(guò)使用電解槽電解而生成氟氣的裝置。JP2004-43885A中公開(kāi)了ー種氟氣生成裝置，其具備在含有氟化氫的熔融鹽中將氟化氫電解的電解槽，在陽(yáng)極側(cè)的第I氣相部分中產(chǎn)生以氟氣為主成分的產(chǎn)品氣，并且，在陰極側(cè)的第2氣相部分中產(chǎn)生以氫氣為主成分的副產(chǎn)氣。在這種氟氣生成裝置中，從電解槽的陽(yáng)極產(chǎn)生的氟氣中混入由熔融鹽氣化的氟化氫氣體。因此，需要從由陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體中分離出氟化氫而對(duì)氟氣進(jìn)行精制。 JP2004-39740A中公開(kāi)了ー種裝置，其通過(guò)使用液氮等將氟氣成分與氟氣成分以外的成分冷卻，利用雙方的沸點(diǎn)不同而進(jìn)行分離。另外，JP2004-107761A中公開(kāi)了ー種裝置，其使用填充有氟化鈉(NaF)等填充劑的氟化氫吸附塔，從由陽(yáng)極產(chǎn)生的氟氣中除去氟化氫。

發(fā)明內(nèi)容
以往，在如JP2004-39740A和JP2004-107761A中所述的精制氟氣的裝置中，作為精制的結(jié)果所除去的氟氣以外的成分沒(méi)有進(jìn)行利用而被排出。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目的是提供可以有效利用在氟氣精制過(guò)程中捕集的氟氣以外的成分的氟氣生成裝置。本發(fā)明是通過(guò)將熔融鹽中的氟化氫電解，從而生成氟氣的氟氣生成裝置，其具備電解槽，其在熔融鹽液面上隔離、劃分為第I氣室和第2氣室，在浸潰于熔融鹽中的陽(yáng)極處生成的以氟氣為主成分的主產(chǎn)氣體被導(dǎo)入該第I氣室，在浸潰于熔融鹽的陰極處生成的以氫氣為主成分的副產(chǎn)氣體被導(dǎo)入該第2氣室；氟化氫供給源，其積存有用于補(bǔ)充到所述電解槽中的氟化氫；精制裝置，其捕集從所述電解槽的熔融鹽氣化而混入到由所述陽(yáng)極生成的主產(chǎn)氣體中的氟化氫氣體，從而精制氟氣；以及回收設(shè)備，其將用所述精制裝置捕集的氟化氫輸送到所述電解槽或所述氟化氫供給源，進(jìn)行回收。根據(jù)本發(fā)明，用精制裝置捕集的氟化氫被回收到電解槽或氟化氫供給源中，用于生成氟氣而被再利用，因此，可以將作為在氟氣精制過(guò)程中捕集的氟氣以外的成分的氟化氫有效地利用。


圖I是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的氟氣生成裝置的系統(tǒng)圖。圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的氟氣生成裝置中的精制裝置的系統(tǒng)圖。圖3所示為精制裝置的內(nèi)管內(nèi)的壓カ與溫度的時(shí)間變化曲線圖，實(shí)線表示壓力，單點(diǎn)劃線表示溫度。
圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的氟氣生成裝置的另一方式的系統(tǒng)圖。圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的氟氣生成裝置的系統(tǒng)圖。圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的氟氣生成裝置中的精制裝置的系統(tǒng)圖。圖7所示為精制裝置的內(nèi)管內(nèi)的壓カ和溫度的時(shí)間變化曲線圖，實(shí)線表示壓力，單點(diǎn)劃線表示溫度。圖8是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的氟氣生成裝置中的精制裝置的系統(tǒng)圖。圖9是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的氟氣生成裝置的另一方式的系統(tǒng)圖。圖10是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的氟氣生成裝置的另一方式的系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。<第一實(shí)施方式>參照?qǐng)DI說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的氟氣生成裝置100。氟氣生成裝置100通過(guò)電解生成氟氣，將所生成的氟氣供給到外部裝置4。外部裝置4例如是半導(dǎo)體制造裝置，在該情況下，氟氣例如在半導(dǎo)體的制造エ序中作為清洗氣使用。氟氣生成裝置100具備通過(guò)電解生成氟氣的電解槽I、將由電解槽I生成的氟氣供給到外部裝置4的氟氣供給系統(tǒng)2、以及對(duì)伴隨氟氣生成而生成的副產(chǎn)氣體進(jìn)行處理的副產(chǎn)氣體處理系統(tǒng)3。首先，說(shuō)明電解槽I。在電解槽I中積存有含有氟化氫(HF)的熔融鹽。本實(shí)施方式中，作為熔融鹽，使用氟化氫與氟化鉀(KF)的混合物(KF 2HF)。電解槽I的內(nèi)部通過(guò)在熔融鹽中浸潰的隔墻(partition wall)6劃分為陽(yáng)極室11與陰極室12。在陽(yáng)極室11和陰極室12中分別浸潰有陽(yáng)極7和陰極8，通過(guò)從電源9向陽(yáng)極7與陰極8之間供給電流，在陽(yáng)極7中生成以氟氣(F2)為主成分的主產(chǎn)氣體，在陰極8中生成以氫氣(H2)為主成分的副產(chǎn)氣體。陽(yáng)極7使用碳電扱，陰極8使用軟鐵、蒙乃爾合金(monel)或鎳。電解槽I內(nèi)的熔融鹽液面上，導(dǎo)入在陽(yáng)極7處生成的氟氣的第I氣室Ila與導(dǎo)入在陰極8處生成的氫氣的第2氣室12a通過(guò)隔墻6劃分成氣體不能相互往來(lái)。這樣，為了防止氟氣與氫氣的混合接觸導(dǎo)致的反應(yīng)，第I氣室Ila與第2氣室12a通過(guò)隔墻6被完全隔離。與此相対，陽(yáng)極室11與陰極室12的熔融鹽沒(méi)有通過(guò)隔墻6被隔離，而是通過(guò)隔墻6的下方連通。由于KF.2HF的熔點(diǎn)為71.7°C，因此，熔融鹽的溫度被調(diào)節(jié)至9(TlO(TC。由電解槽I的陽(yáng)極7和陰極8處生成的氟氣和氫氣之中，分別以僅蒸氣壓程度的量混入由熔融鹽氣化的氟化氫。這樣，在陽(yáng)極7處生成并被導(dǎo)入到第I氣室Ila中的氟氣和在陰極8處生成并被導(dǎo)入到第2氣室12a中的氫氣之中分別含有氟化氫氣體。電解槽I中設(shè)有檢測(cè)第I氣室Ila的壓カ的第I壓カ計(jì)13和檢測(cè)第2氣室12a的壓カ的第2壓カ計(jì)14。第I壓カ計(jì)13和第2壓カ計(jì)14的檢測(cè)結(jié)果輸出到控制器10a、IOb 中。
接著，說(shuō)明氣氣供給系統(tǒng)2。第I氣室Ila連接用于將氟氣供給到外部裝置4的第I主通路15。第I主通路15上設(shè)有將氟氣從第I氣室Ila導(dǎo)出并輸送的第I泵17。第I泵17使用風(fēng)箱泵(bellows pump)、_膜泵(diaphragm pump)等容積型泵。第I主通路15與連接第I泵17的排出側(cè)與吸入側(cè)的第I回流通路18連接。在第I回流通路18上設(shè)有用于將從第I泵17排出的氟氣返回到第I泵17的吸入側(cè)的第I壓カ調(diào)節(jié)閥19。第I壓カ調(diào)節(jié)閥19根據(jù)從控制器IOa輸出的信號(hào)來(lái)控制開(kāi)度。具體而言，控制器IOa根據(jù)第I壓カ計(jì)13的檢測(cè)結(jié)果控制第I壓カ調(diào)節(jié)閥19的開(kāi)度，使得第I氣室Ila的壓カ達(dá)到預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值。在圖I中，第I回流通路18的下游端與第I主通路15中的第I泵17附近連接， 但第I回流通路18的下游端也可以與第I氣室Ila連接。S卩，從第I泵17排出的氟氣可以返回到第I氣室Ila內(nèi)。在第I主通路15中的第I泵17的上游設(shè)有捕集在主產(chǎn)氣體中混入的氟化氫氣體并精制氟氣的精制裝置16。精制裝置16是利用氟與氟化氫的沸點(diǎn)的不同，從氟氣中分離并捕集氟化氫氣體的裝置。精制裝置16在下文詳細(xì)描述。在第I主通路15中的第I泵17的下游設(shè)有用于積存通過(guò)第I泵17輸送的氟氣的第I緩沖罐21。第I緩沖罐21中積存的氟氣供給到外部裝置4。在第I緩沖罐21的下游設(shè)有檢測(cè)供給到外部裝置4的氟氣的流量的流量計(jì)26。流量計(jì)26的檢測(cè)結(jié)果輸出到控制器10c。控制器IOc根據(jù)流量計(jì)26的檢測(cè)結(jié)果控制從電源9供給陽(yáng)極7與陰極8之間的電流值。具體而言，控制陽(yáng)極7中的氟氣的生成量，以便補(bǔ)充從第I緩沖罐21供給到外部裝置4的氟氣。這樣，為了控制從而補(bǔ)充供給到外部裝置4的氟氣，第I緩沖罐21的內(nèi)部壓カ被維持在比大氣壓高的壓力。與此相對(duì)，使用氟氣的外部裝置4側(cè)是大氣壓，因此，如果打開(kāi)外部裝置4中設(shè)置的閥門(mén)，則通過(guò)第I緩沖罐21與外部裝置4之間的壓力差，氟氣從第I緩沖罐21供給到外部裝置4。第I緩沖罐21連接有分支通路22，分支通路22上設(shè)有控制第I緩沖罐21的內(nèi)部壓カ的壓カ調(diào)節(jié)閥23。另外，第I緩沖罐21設(shè)有檢測(cè)內(nèi)部壓カ的壓カ計(jì)24。壓カ計(jì)24的檢測(cè)結(jié)果輸出到控制器10d。在第I緩沖罐21的內(nèi)部壓カ超過(guò)預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值、具體而言為I. OMPa時(shí)，控制器IOd打開(kāi)壓カ調(diào)節(jié)閥23，排出第I緩沖罐21內(nèi)的氟氣。這樣，壓カ調(diào)節(jié)閥23控制使得第I緩沖罐21的內(nèi)部壓カ不超過(guò)規(guī)定壓力。在分支通路22中的壓カ調(diào)節(jié)閥23的下游設(shè)有用于積存從第I緩沖罐21排出的氟氣的第2緩沖罐50。S卩，第I緩沖罐21的內(nèi)部壓カ超過(guò)規(guī)定壓カ時(shí)，通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥23，排出第I緩沖罐21內(nèi)的氟氣，該排出的氟氣被導(dǎo)入到第2緩沖罐50中。第2緩沖罐50的容積比第I緩沖罐21小。在分支通路22中的第2緩沖罐50的下游設(shè)有控制第2緩沖罐50的內(nèi)部壓カ的壓カ調(diào)節(jié)閥51。另外，在第2緩沖罐50設(shè)有檢測(cè)內(nèi)部壓カ的壓カ計(jì)52。壓カ計(jì)52的檢測(cè)結(jié)果被輸出到控制器IOf中。控制器IOf控制壓力調(diào)節(jié)閥51的開(kāi)度，使得第2緩沖罐50的內(nèi)部壓カ達(dá)到預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值。設(shè)定值設(shè)定成比大氣壓更高的壓力。通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥51從第2緩沖罐50排出的氟氣在除害部53中無(wú)害化后排出。這樣，控制壓カ調(diào)節(jié)閥51，使得第2緩沖罐50的內(nèi)部壓カ達(dá)到設(shè)定值。第2緩沖罐50連接有用于將氟氣供給到精制裝置16的氟氣供給通路54。接著，說(shuō)明副產(chǎn)氣體處理系統(tǒng)3。第2氣室12a連接有用于將氫氣排出到外部的第2主通路30。在第2主通路30上設(shè)有將氫氣從第2氣室12a導(dǎo)出并輸送的第2泵31。另外，第2主通路30與連接第2泵31的排出側(cè)與吸入側(cè)的第2回流通路32連接。在第2回流通路32上設(shè)有用于將從第2泵31排出的氫氣返回到第2泵31的吸入側(cè)的第2壓カ調(diào)節(jié)閥33。第2壓カ調(diào)節(jié)閥33根據(jù)從控制器IOb輸出的信號(hào)來(lái)控制開(kāi)度。具體而言，控制器IOb根據(jù)第2壓カ計(jì)14的檢測(cè)結(jié)果控制第2壓カ調(diào)節(jié)閥33的開(kāi)度，使得第2氣室12a的壓カ達(dá)到預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值。這樣，第I氣室Ila和第2氣室12a的壓カ分別通過(guò)第I壓カ調(diào)節(jié)閥19和第2壓 力調(diào)節(jié)閥33進(jìn)行控制，使得達(dá)到預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值。理想的是，將第I氣室Ila和第2氣室12a的設(shè)定壓力控制為同等的壓力，使得第I氣室Ila的熔融鹽的液面與第2氣室12a的熔融鹽的液面不發(fā)生液面差。第2主通路30中的第2泵31的下游設(shè)有除害部34，通過(guò)第2泵31輸送的氫氣在除害部34中被無(wú)害化后排出。氟氣生成裝置100還具備用于向電解槽I的熔融鹽中補(bǔ)充供給作為氟氣原料的氟化氫的原料供給系統(tǒng)5。以下說(shuō)明原料供給系統(tǒng)5。原料供給系統(tǒng)5具備積存用于補(bǔ)充到電解槽I中的氟化氫的氟化氫供給源40。氟化氫供給源40與電解槽I經(jīng)由原料供給通路41連接。氟化氫供給源40中積存的氟化氫通過(guò)原料供給通路41供給到電解槽I的熔融鹽中。原料供給通路41中設(shè)有用于控制氟化氫的供給流量的流量控制閥42。電源9上安裝有累計(jì)供電于陽(yáng)極7與陰極8之間的電流的安培小時(shí)計(jì)(amperehour meters)43。用安培小時(shí)計(jì)43累計(jì)的電流輸出到控制器IOe中。控制器10根據(jù)從安培小時(shí)計(jì)43輸入的信號(hào)，使流量控制閥42開(kāi)閉，來(lái)控制導(dǎo)入到熔融鹽中的氟化氫的供給流量。具體而言，控制氟化氫的供給流量，以便補(bǔ)充在熔融鹽中被電解的氟化氫。進(jìn)ー步具體而言，控制氟化氫的供給流量，使得熔融鹽中的氟化氫的濃度在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，原料供給通路41連接有將從載氣供給源45供給的載氣導(dǎo)入到原料供給通路41內(nèi)的載氣供給通路46。在載氣供給通路46上設(shè)有切換載氣的供給和阻隔的阻隔閥47。載氣是用于將積存在氟化氫供給源40中的氟化氫導(dǎo)入到電解槽I的熔融鹽中的氣體，在本實(shí)施方式中，使用屬于非活性氣體的氮?dú)?。在氟氣生成裝置100運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，阻隔閥47原則上為打開(kāi)狀態(tài)，氮?dú)馀c氟化氫一起供給到電解槽I的陰極室12。氮?dú)庠谌廴邴}中幾乎不溶解，通過(guò)副產(chǎn)氣體處理系統(tǒng)3從第2氣室12a排出。這樣，由于將氮?dú)夤┙o到電解槽I的熔融鹽中，因此有由該氮?dú)馔聘唠娊獠跧的熔融鹽液面水平的擔(dān)心。因此，可以通過(guò)在電解槽I中設(shè)有檢測(cè)液面水平的液面計(jì)之后，設(shè)定電解槽I的熔融鹽液面水平可變動(dòng)的幅度，以將熔融鹽液面水平保持在可變動(dòng)的幅度內(nèi)的方式開(kāi)閉控制阻隔閥47。即，在電解槽I的熔融鹽液面水平達(dá)到可變動(dòng)幅度的上限時(shí)，可以關(guān)閉阻隔閥47?？梢源孀韪糸y47設(shè)置可控制氮?dú)饬髁康牧髁靠刂崎y。
接著，說(shuō)明如上所述構(gòu)成的氟氣生成裝置100的總體控制。外部裝置4中使用的氟氣的流量通過(guò)在第I緩沖罐21與外部裝置4之間設(shè)置的流量計(jì)26來(lái)檢測(cè)。根據(jù)該流量計(jì)26的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制在陽(yáng)極7與陰極8之間施加的電壓，控制陽(yáng)極7中的氟氣的生成量。通過(guò)電解而減少的熔融鹽中的氟化氫由氟化氫供給源40進(jìn)行補(bǔ)充。這樣，由于熔融鹽中的氟化氫以根據(jù)外部裝置4中使用的氟氣量來(lái)補(bǔ)充的方式控制，因此，通常熔融鹽的液面水平?jīng)]有大的變化。然而，外部裝置4中的氟氣的使用量急劇變化時(shí)、副產(chǎn)氣體處理系統(tǒng)3中氫氣壓カ急劇變化時(shí)，第I氣室Ila和第2氣室12a的壓カ變化顯著，陽(yáng)極室11和陰極室12的液面水平發(fā)生較大的變動(dòng)。陽(yáng)極室11和陰極室12的液面水平大幅度變動(dòng)、液面水平下降至隔墻6的下方時(shí)，第I氣室Ila與第2氣室12a連通。在該情況下，氟氣與氫氣混合接觸，發(fā)生反應(yīng)。因此，為了抑制陽(yáng)極室11和陰極室12的液面水平的變動(dòng)，第I氣室Ila和第2氣 室12a的壓カ分別根據(jù)第I壓カ計(jì)13和第2壓カ計(jì)14的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制，以達(dá)到預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值。這樣，陽(yáng)極室11和陰極室12的液面水平通過(guò)將第I氣室Ila和第2氣室12a的壓カ保持恒定來(lái)進(jìn)行控制。接著，參照?qǐng)D2說(shuō)明精制裝置16。精制裝置16由并列設(shè)置的第I精制裝置16a與第2精制裝置16b兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，并以氟氣僅通過(guò)任ー個(gè)系統(tǒng)的方式進(jìn)行切換。即，第I精制裝置16a和第2精制裝置16b中的ー個(gè)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，另ー個(gè)處于停止或待機(jī)狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，精制裝置16并列配置2臺(tái)，但也可以將3臺(tái)以上的精制裝置16并列配置。由于第I精制裝置16a和第2精制裝置16b具備相同構(gòu)成，因此，以下以第I精制裝置16a為中心進(jìn)行說(shuō)明，關(guān)于第2精制裝置16b而言，在與第I精制裝置16a相同的構(gòu)成中在附圖中給予相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。在第I精制裝置16a的構(gòu)成中在附圖標(biāo)記中附上“a”、在第2精制裝置16b的構(gòu)成中在附圖標(biāo)記中附上“b”，從而進(jìn)行區(qū)別。第I精制裝置16a具備內(nèi)管61a，其作為流入含有氟化氫氣體的氟氣的氣體流入部；以及冷卻裝置70a，其以氟的沸點(diǎn)以上且氟化氫的熔點(diǎn)以下的溫度冷卻內(nèi)管61a，使得氟氣中混入的氟化氫氣體凝固，另ー方面，氟氣通過(guò)內(nèi)管61a。內(nèi)管61a是有底筒狀部件，上部開(kāi)ロ用蓋部件62a密封。內(nèi)管61a的蓋部件62a連接入ロ通路63a，該入ロ通路63a將在陽(yáng)極7處生成的氟氣導(dǎo)入到內(nèi)管6 Ia內(nèi)。入口通路63a是第I主通路15的兩個(gè)分支中的ー個(gè)，另ー個(gè)入口通路63b連接第2精制裝置16b的內(nèi)管61b。入口通路63a中設(shè)有容許或阻隔氟氣流入內(nèi)管61a的入口閥64a。在內(nèi)管61a的蓋部件62a的內(nèi)面連接下垂在內(nèi)管61a內(nèi)而設(shè)置的導(dǎo)管67a。導(dǎo)管67a的下端開(kāi)ロ部以位于內(nèi)管61a的底部附近的長(zhǎng)度形成。導(dǎo)管67a的上端部與出ロ通路65a連接，該出ロ通路65a與蓋部件62a連接并用于從內(nèi)管61a排出氟氣。因此，內(nèi)管61a內(nèi)的氟氣通過(guò)導(dǎo)管67a和出ロ通路65a流出到外部。在出ロ通路65a中設(shè)有容許或阻隔氟氣從內(nèi)管61a流出的出口閥66a。出口通路65a與第2精制裝置16b的出口通路65b合流，與第I泵17連接。這樣，陽(yáng)極7處生成的氟氣通過(guò)入口通路63a流入到內(nèi)管61a，通過(guò)導(dǎo)管67a和出ロ通路65a從內(nèi)管61a流出。
第I精制裝置16a為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，入口閥64a和出口閥66a為打開(kāi)狀態(tài)，第I精制裝置16a為停止或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，入口閥64a和出口閥66a為關(guān)閉狀態(tài)。內(nèi)管61a中以插通蓋部件62a的方式設(shè)有檢測(cè)內(nèi)部溫度的溫度計(jì)68a。另外，入口通路63a中設(shè)有檢測(cè)內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ的壓カ計(jì)69a。冷卻裝置70a具備可部分容納內(nèi)管61a且在內(nèi)部可積存作為冷卻介質(zhì)的液氮的套管71a以及對(duì)套管71a供給和排出液氮的液氮供給排出系統(tǒng)72a。套管71a是有底筒狀部件，上部開(kāi)ロ用蓋部件73a密封。內(nèi)管61a以上部側(cè)從蓋部件73a突出的狀態(tài)，在套管71a內(nèi)同軸地容納。具體而言，內(nèi)管61a的8、成左右容納在套管71a內(nèi)。接著說(shuō)明液氣供給排出系統(tǒng)72a。套管71a的蓋部件73a連接有液氮供給通路77a，其將從液氮供給源76供給的液 氮導(dǎo)入至套管71a內(nèi)。在套管71a的蓋部件73a的內(nèi)面連接有下垂在套管71a內(nèi)而設(shè)置的導(dǎo)管82a，導(dǎo)管82a的上端部與液氮供給通路77a連接。因此，從液氮供給源76供給的液氮通過(guò)液氮供給通路77a和導(dǎo)管82a導(dǎo)入至套管71a內(nèi)。導(dǎo)管82a的下端開(kāi)ロ部以位于套管71a的底部附近的長(zhǎng)度形成。液氮供給通路77a中設(shè)有用于控制液氮供給流量的流量控制閥78a。在液氮供給通路77a的流量控制閥78a的下游設(shè)有檢測(cè)套管71a的內(nèi)部壓カ的壓カ計(jì)80a。套管71a內(nèi)由液氮和氣化的氮?dú)獾?層構(gòu)成，液氮的液面水平通過(guò)以插通蓋部件73a的方式設(shè)置的液面計(jì)74a來(lái)檢測(cè)。套管71a的蓋部件73a與用于排出套管71a內(nèi)的氮?dú)獾牡獨(dú)馀懦鐾?9a連接。氮?dú)馀懦鐾?9a中設(shè)有用于控制套管71a的內(nèi)部壓カ的壓カ調(diào)節(jié)閥81a。壓カ調(diào)節(jié)閥81a根據(jù)壓カ計(jì)80a的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行控制，使得套管71a的內(nèi)部壓カ達(dá)到預(yù)先規(guī)定的規(guī)定壓力。該規(guī)定壓カ以使得套管71a內(nèi)的液氮的溫度為氟的沸點(diǎn)(_188°C)以上且氟化氫的熔點(diǎn)(_84°C)以下的溫度的方式被確定。具體而言，設(shè)定為0. 4MPa，使得套管71a內(nèi)的液氮溫度達(dá)到_180°C左右。這樣，壓カ調(diào)節(jié)閥81a將套管71a的內(nèi)部壓カ控制為0. 4MPa，使得套管71a內(nèi)的液氮的溫度維持在_180°C左右。通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥81a排出的氮?dú)夥懦龅酵獠?。由于套?1a內(nèi)的液氮?dú)饣环懦龅酵獠?，由此，套?1a內(nèi)的液氮減少。因此，根據(jù)液面計(jì)74a的檢測(cè)結(jié)果，流量控制閥78a控制從液氮供給源76向套管71a供給液氮的供給流量，使得套管71a內(nèi)的液氮的液面水平能維持恒定。為了抑制套管71a與外部的熱傳遞，可以在套管71a的外側(cè)設(shè)置保溫用的絕熱材料或真空絕熱層。內(nèi)管61a通過(guò)套管71a冷卻至氟的沸點(diǎn)以上且氟化氫的熔點(diǎn)以下的溫度，因此，在內(nèi)管61 a內(nèi)，僅有混入到氟氣中的氟化氫凝固，氟氣通過(guò)內(nèi)管61a。這樣，用內(nèi)管61a可以捕集氟化氫氣體。由于氟氣從電解槽I連續(xù)地導(dǎo)入至內(nèi)管61a內(nèi)，因此隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，內(nèi)管61a內(nèi)凝固的氟化氫被蓄積。凝固的氟化氫的蓄積量達(dá)到規(guī)定量時(shí)，停止第I精制裝置16a的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，起動(dòng)處于待機(jī)狀態(tài)的第2精制裝置16b，進(jìn)行精制裝置16的運(yùn)轉(zhuǎn)切換。對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)切換將在后面詳述。對(duì)于凝固的氟化氫的蓄積量是否達(dá)到規(guī)定量而言，根據(jù)在內(nèi)管61a的入口通路63a與出口通路65a之間設(shè)置的壓差計(jì)86a的檢測(cè)結(jié)果，即根據(jù)內(nèi)管61a的入口與出口的壓差來(lái)判定。內(nèi)管61a的入口與出口的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，判斷內(nèi)管61a內(nèi)凝固的氟化氫的蓄積量達(dá)到規(guī)定量，使第I精制裝置16a停止。壓差計(jì)86a相當(dāng)于檢測(cè)內(nèi)管61a中的氟化氫的蓄積狀態(tài)的蓄積狀態(tài)檢測(cè)器。代替壓差計(jì)，可以用壓カ計(jì)69a檢測(cè)內(nèi)管61a中的氟化氫的蓄積狀態(tài)。通過(guò)關(guān)閉內(nèi)管61a的入口閥64a和出口閥66a來(lái)進(jìn)行第I精制裝置16a的停止。第I精制裝置16a停止之后，在內(nèi)管61a中捕集的氟化氫被輸送回收到電解槽中，且第I精制裝置16a在被再生而處于待機(jī)狀態(tài)。這樣，第I精制裝置16a還具備將內(nèi)管61a中捕集的氟化氫輸送到電解槽I中并回收的回收設(shè)備以及將第I精制裝置16a再生的再生設(shè)備。以下說(shuō)明回收設(shè)備和再生設(shè)備。在套管71a的底部設(shè)有可將套管71a的液氮排出到外部的罐90a中的排出閥91a。另外，液氮供給通路77a中的流量控制閥78a的下游連接將由氮?dú)夤┙o源92供給的氮?dú)鈱?dǎo)入至套管71a內(nèi)的氮?dú)夤┙o通路93a。在氮?dú)夤┙o通路93a中設(shè)有切換氮?dú)庀蛱坠?1a中 供給和阻隔的阻隔閥94a。氮?dú)鈴牡獨(dú)夤┙o源92向套管71a中的供給在排出閥91a全開(kāi)且流量控制閥78a全閉的狀態(tài)下進(jìn)行。氮?dú)饪墒褂贸氐臍怏w。這樣，通過(guò)排出套管71a內(nèi)的液氮，并將常溫的氮?dú)夤┙o到內(nèi)部，可解除內(nèi)管61a的冷卻。與此相隨，在內(nèi)管61a內(nèi)以凝固的狀態(tài)蓄積的氟化氫熔化。在出ロ通路65a中的出ロ閥66a的上游連接氟氣供給通路54的下游端，該氟氣供給通路54與第2緩沖罐50 (參照?qǐng)DI)連接。氟氣供給通路54中設(shè)有切換氟氣向內(nèi)管61a中供給和阻隔的阻隔閥88a。第2緩沖罐50的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥51(參照?qǐng)DI)被控制在比大氣壓更高的壓力。因此，通過(guò)打開(kāi)阻隔閥88a，通過(guò)第2緩沖罐50與內(nèi)管61a的壓差，第2緩沖罐50中積存的氟氣供給到內(nèi)管61a。在入口通路63a中的入口閥64a的下游，連接用于排出、輸送內(nèi)管6Ia內(nèi)熔化的氟化氫的輸送通路95a。輸送通路95a與第2精制裝置16b的輸送通路95b合流,形成合流輸送通路95，合流輸送通路95的下游端與電解槽I連接。輸送通路95a、95b中分別設(shè)有氟化氫排出時(shí)打開(kāi)的排出閥97a、97b。另外,合流輸送通路95中設(shè)有在將氟化氫從內(nèi)管61a輸送到電解槽I中時(shí)打開(kāi)的阻隔閥83。在合流輸送通路95中的阻隔閥83的上游連接有分支通路99，分支通路99中設(shè)有用于將套管71a內(nèi)進(jìn)行脫氣的真空泵96。在分支通路99中的真空泵96的上游設(shè)有在將套管71a內(nèi)脫氣時(shí)打開(kāi)的阻隔閥84。另外，在分支通路99的下游端設(shè)置除害部98。通過(guò)氟氣供給通路54將氟氣供給到內(nèi)管61a內(nèi)，由此內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫通過(guò)輸送通路95a和合流輸送通路95輸送，被回收到電解槽I中。這樣，內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫通過(guò)將氟氣作為載氣供給到內(nèi)管61a內(nèi)，從而與氟氣一同被回收到電解槽I中。由于使用氟氣作為載氣，因此，通過(guò)合流輸送通路95輸送的氟化氫被回收到電解槽I的陽(yáng)極室11中。將內(nèi)管61a內(nèi)的氟化氫排出之后，需要將氟氣填充到內(nèi)管61a內(nèi)，將第I精制裝置16a再生。這是因?yàn)椋诘?精制裝置16b處于運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下，內(nèi)管61b內(nèi)凝固的氟化氫的蓄積量達(dá)到規(guī)定量時(shí)，要迅速切換到第I精制裝置16a。在此處，使用氟氣作為載氣時(shí)，在內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫排出結(jié)束的同時(shí)，氟氣在內(nèi)管61a內(nèi)的填充，即，第I精制裝置16a的再生也結(jié)束。如上所述，內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫的排出、向電解槽I中的輸送以及氟氣在內(nèi)管61a內(nèi)的填充使用第2緩沖罐50中積存的氟氣。代替使用第2緩沖罐50中積存的氟氣，可以使用第I緩沖罐21中積存的氟氣。在該情況下，氟氣供給通路54與第I緩沖罐21連接。然而，在該情況下，第I緩沖罐21的壓カ容易變動(dòng)，有供給到外部裝置4的氟氣的壓カ變動(dòng)的擔(dān)心。因此，如本實(shí)施方式那樣，使用第2緩沖罐50中積存的氟氣是理想的。接著，說(shuō)明如上構(gòu)成的精制裝置16的操作。以下示出的精制裝置16的操作通過(guò)作為安裝在氟氣生成裝置100中的控制裝置的控制器20 (參照?qǐng)DI)來(lái)控制。控制器20根據(jù)溫度計(jì)68a、68b，壓カ計(jì)69a、69b，液面計(jì)74a、74b，壓カ計(jì)80a、80b以及壓差計(jì)86a、86b的檢測(cè)結(jié)果控制各閥和各泵的操作。說(shuō)明第I精制裝置16a為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、第2精制裝置16b為待機(jī)狀態(tài)的情況。在第 I精制裝置16a中，內(nèi)管61a的入口閥64a和出口閥66a為打開(kāi)狀態(tài)，是氟氣從電解槽I連續(xù)地導(dǎo)入至內(nèi)管61a內(nèi)的狀態(tài)。與此相對(duì)，在第2精制裝置16b中，內(nèi)管61b的入口閥64b和出口閥66b為關(guān)閉狀態(tài)，是氟氣填充到內(nèi)管61b內(nèi)的狀態(tài)。這樣，電解槽I中生成的氟氣僅通過(guò)第I精制裝置16a。以下說(shuō)明處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的第I精制裝置16a。通過(guò)液氮供給通路77a導(dǎo)入的液氮在第I精制裝置16a的套管71a中積存，內(nèi)管61a被該液氮冷卻。套管71a的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥81a控制在0.4MPa。由此，套管71a內(nèi)的液氮的溫度被維持在氟的沸點(diǎn)以上且氟化氫的熔點(diǎn)以下的溫度即_180°C左右，因此，僅氟化氫在內(nèi)管61a中凝固，氟氣通過(guò)內(nèi)管61a，通過(guò)第I泵17被輸送到第I緩沖罐21中。在此處，電解槽I中生成的氟氣通過(guò)入口通路63a，流入到內(nèi)管61a中，通過(guò)導(dǎo)管67a和出口通路65a，從內(nèi)管61a流出。由于導(dǎo)管67a的下端開(kāi)ロ部位于內(nèi)管61a的底部附近，因此，氟氣從內(nèi)管61a的上部流入，從內(nèi)管61a的下部流出。因此，氟氣通過(guò)內(nèi)管61a內(nèi)的過(guò)程中被充分冷卻，使氟氣中的氟化氫可靠地凝固而能夠捕集。由于氟氣從電解槽I中連續(xù)地導(dǎo)入至內(nèi)管61a內(nèi)，因此，冷卻該氟氣的套管71a內(nèi)的液氮也連續(xù)地氣化。氣化的氮?dú)馔ㄟ^(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥81a放出到外部。內(nèi)管61a內(nèi)凝固的氟化氫的蓄積量增加，通過(guò)壓差計(jì)86a檢測(cè)到的內(nèi)管61a的入口和出口的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，停止第I精制裝置16a的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，起動(dòng)待機(jī)狀態(tài)的第2精制裝置16b，進(jìn)行精制裝置16的運(yùn)轉(zhuǎn)切換。在第I精制裝置16a中，運(yùn)轉(zhuǎn)停止之后，進(jìn)行捕集的氟化氫的回收エ序以及再生エ序。以下參照?qǐng)D2和圖3說(shuō)明從第I精制裝置16a運(yùn)轉(zhuǎn)切換到第2精制裝置16b的エ序、第I精制裝置16a中捕集的氟化氫的回收エ序以及第I精制裝置16a的再生エ序。圖3所示為第I精制裝置16a的內(nèi)管61a內(nèi)的壓カ與溫度的時(shí)間變化的曲線圖，實(shí)線表示壓力，單點(diǎn)劃線表示溫度。圖3所示的壓カ通過(guò)壓カ計(jì)69a來(lái)檢測(cè)，溫度通過(guò)溫度計(jì)68a來(lái)檢測(cè)。如圖3所示，內(nèi)管61a內(nèi)凝固的氟化氫的蓄積量增加時(shí)，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ上升。然后，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ達(dá)到規(guī)定壓力(Ph)，通過(guò)壓差計(jì)86a檢測(cè)的內(nèi)管61a的入口與出口的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，從第I精制裝置16a運(yùn)轉(zhuǎn)切換到第2精制裝置16b(時(shí)間tl)。具體而言，第2精制裝置16b的內(nèi)管61b的入ロ閥64b和出口閥66b打開(kāi)之后，第I精制裝置16a的內(nèi)管61a的入口閥64a和出口閥66a關(guān)閉。由此，第2精制裝置16b起動(dòng)，并且第I精制裝置16a停止，來(lái)自電解槽I的氟氣被導(dǎo)入至第2精制裝置16b中。在停止的第I精制裝置16a中，捕集的氟化氫的回收エ序按以下的步驟進(jìn)行。首先，輸送通路95a的排出閥97a和分支通路99的阻隔閥84打開(kāi)，內(nèi)管61a內(nèi)的氟氣用真空泵96抽吸，在除害部98中無(wú)害化后放出。內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ下降到大氣壓以下的規(guī)定壓力PUlOOPa以下)時(shí)(時(shí)間t2)，阻隔閥84關(guān)閉，內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣結(jié)束。由于內(nèi)管61a內(nèi)的氟化氫為凝固的狀態(tài)，因此不用真空泵96抽吸。內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣結(jié)束時(shí)，液氮供給通路77a的流量控制閥78a全閉，停止向套管71a供給液氮之后，排出閥91a全開(kāi)，液氮被排出。此后，液氮供給通路93a的阻隔閥94a打開(kāi)，常溫的氮?dú)夤┙o到套管71a中。由此，如圖3所示，內(nèi)管61a內(nèi)的溫度上升，內(nèi)管61a內(nèi) 的氟化氫熔化。另外，在套管71a內(nèi)的液氮排出的同時(shí)，氟氣供給通路54的阻隔閥88a打開(kāi)，氟氣作為載氣供給到內(nèi)管61a內(nèi)。由此，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ上升。內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ達(dá)到與電解槽I相同壓カ的大氣壓時(shí)(時(shí)間t3)，合流輸送通路95的阻隔閥83打開(kāi)，內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫與氟氣一起被輸送到電解槽I的陽(yáng)極室11中。這樣，內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫被回收到電解槽I中。內(nèi)管61a內(nèi)的溫度達(dá)到常溫(RT)時(shí)(時(shí)間t4)，阻隔閥83和阻隔閥88a關(guān)閉，氟化氫向電解槽I中的輸送以及作為載氣的氟氣向內(nèi)管61a內(nèi)的供給停止。以上完成了捕集的氟化氫的回收エ序。以上的回收エ序中，由于載氣是氟氣，因此，不需要必須進(jìn)行在回收エ序的最初進(jìn)行的內(nèi)管61a內(nèi)使用真空泵96的脫氣。即，不進(jìn)行內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣，可以在套管71a內(nèi)的液氮排出的同時(shí)，將作為載氣的氟氣供給內(nèi)管61a內(nèi)，將熔化的氟化氫輸送到電解槽I中。然而，在回收エ序的最初不進(jìn)行內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣時(shí)，內(nèi)管61a內(nèi)的氟氣中的其他微量成分也回收到電解槽I中，有這種其他微量成分被濃縮的擔(dān)心。因此，為了避免這種情況，理想的是，進(jìn)行內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣。接著，按照以下的步驟進(jìn)行第I精制裝置16a的再生エ序。首先，在排出閥91a和氮?dú)夤┙o通路93a的阻隔閥94a全閉的狀態(tài)下，液氮供給通路77a的流量控制閥78a打開(kāi)，液氮供給套管71a內(nèi)(時(shí)間t5)。由此，內(nèi)管61a的內(nèi)部溫度降低。套管71a的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥81a被控制在0. 4MPa，因此，內(nèi)管61a的內(nèi)部溫度能降低并維持至_180°C左右?；厥榨ㄐ蚪Y(jié)束時(shí)，內(nèi)管61a中為已經(jīng)填充作為載氣供給的氟氣的狀態(tài)，但通過(guò)將液氮供給到套管71a中，內(nèi)管61a的氟氣的體積縮小。因此，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ有時(shí)低于大氣壓。在該情況下，打開(kāi)氟氣供給通路54的阻隔閥88a，將氟氣填充到內(nèi)管61a內(nèi)。在回收エ序結(jié)束時(shí)(時(shí)間t4)時(shí)，可以不關(guān)閉阻隔閥88a，再生エ序中一直將阻隔閥88a設(shè)為打開(kāi)狀態(tài)，在內(nèi)管61a的內(nèi)部溫度達(dá)到_180°C時(shí)關(guān)閉阻隔閥88a。以上完成了第I精制裝置16a的再生エ序，第I精制裝置16a處于待機(jī)狀態(tài)。如上所述，停止中的第I精制裝置16a處于內(nèi)管61a冷卻至-180°C并且氟氣填充到內(nèi)管61a內(nèi)的待機(jī)狀態(tài)。因此，可以在運(yùn)轉(zhuǎn)中的第2精制裝置16b中的內(nèi)管61b的入口與出口的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，停止第2精制裝置16b的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，迅速起動(dòng)第I精制裝置16a，進(jìn)行精制裝置16的運(yùn)轉(zhuǎn)切換。
根據(jù)以上的實(shí)施方式，發(fā)揮了以下所示的作用效果。精制裝置16中捕集的氟化氫被回收到電解槽I中，用于生成氟氣而被再利用，因此，可以有效地利用在氟氣的精制過(guò)程中捕集的作為氟氣以外的成分的氟化氫。另外，用于將精制裝置16中捕集的氟化氫輸送到電解槽I中的載氣使用電解槽I中生成的氟氣。因此，不需要作為載氣的專用的氣體，并且也不需要該氣體設(shè)備，因此，可以使氟氣生成裝置100自身簡(jiǎn)潔，還可以減低成本。另外，作為載氣使用的氟氣使用第2緩沖罐50中積存的氟氣。第2緩沖罐50是用于積存隨著第I緩沖罐21的內(nèi)部壓カ的控制而排出的氟氣的罐。即，將以往從第I緩沖罐21放出到外部的氟氣積存在第2緩沖罐50中，該積存的氟氣作為載氣使用。因此，可以有效地利用氟氣，且氟氣向外部的放出量減少，除害部53中要處理的氟氣量減少，因此可以減低除害部53的負(fù)荷。另外，精制裝置16由至少2個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，在氟化氫從內(nèi)管61a、61b排出之后，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)切換而停止的系統(tǒng)的精制裝置16被再生，處于待機(jī)狀態(tài)，因此處于隨時(shí)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)中的系統(tǒng)的精制裝置16中凝固的氟化氫的蓄積量增多時(shí)，可以迅速使待 機(jī)狀態(tài)的系統(tǒng)的精制裝置16起動(dòng)。因此，不需要使氟氣生成裝置100自身停止，可以將氟氣穩(wěn)定地供給到外部裝置4中。以下說(shuō)明本第一實(shí)施方式的其他方式。在以上的第一實(shí)施方式中，說(shuō)明了作為將內(nèi)管61a、61b中捕集的氟化氫輸送并回收到電解槽I中的回收設(shè)備，使用氟氣作為載氣的實(shí)施方式。作為回收設(shè)備的其他構(gòu)成，如圖4所示，可以在合流輸送通路95中的阻隔閥83的下游設(shè)置作為抽吸裝置的輸送泵60，不使用載氣，利用輸送泵60抽吸內(nèi)管61a、61b的內(nèi)部，從而將氟化氫輸送回收到電解槽I的陽(yáng)極室11中。作為回收エ序的步驟，通過(guò)在排出套管71a內(nèi)的液氮的同時(shí)，打開(kāi)阻隔閥83并驅(qū)動(dòng)輸送泵60，從而將內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫輸送到電解槽I中，在這一點(diǎn)上與上述第一實(shí)施方式中所示的步驟不同。即，通過(guò)解除內(nèi)管61a、61b的冷卻，并通過(guò)用輸送泵60抽吸內(nèi)管61a、61b的內(nèi)部，捕集的氟化氫被輸送到電解槽I中。在該構(gòu)成的情況下，通過(guò)氟氣供給通路54的氟氣的供給僅在再生エ序中將氟氣填充到內(nèi)管61a、61b內(nèi)時(shí)進(jìn)行。不使用載氣而使用輸送泵60回收氟化氫時(shí)，在進(jìn)行內(nèi)管61a、61b的冷卻的解除之前，如果利用真空泵96進(jìn)行內(nèi)管61a內(nèi)的氟氣的脫氣，則回收的僅是氟化氫。因此，氟化氫的回收處可以是氟化氫供給源40而不是電解槽I。即，在內(nèi)管61a、61b中捕集的氟化氫可以輸送到氟化氫供給源40后回收?！吹?實(shí)施方式〉參照?qǐng)D5和圖6說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的氟氣生成裝置200。以下以與上述第一實(shí)施方式不同的點(diǎn)為中心來(lái)說(shuō)明，與第一實(shí)施方式同樣的構(gòu)成給予相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。氟氣生成裝置200的副產(chǎn)氣體處理系統(tǒng)3的構(gòu)成的一部分與上述第一實(shí)施方式不同。以下參照?qǐng)D5進(jìn)行說(shuō)明。如圖5所示，第2主通路30中設(shè)有緩沖罐55，其積存有在電解槽I的陰極8處生成并利用第2泵31輸送的氫氣。在緩沖罐55的下游，設(shè)有控制緩沖罐55的內(nèi)部壓カ的壓力調(diào)節(jié)閥56。另外，緩沖罐55設(shè)有檢測(cè)內(nèi)部壓カ的壓カ計(jì)57。壓カ計(jì)57的檢測(cè)結(jié)果輸出到控制器IOg中?？刂破鱅Og控制壓力調(diào)節(jié)閥56的開(kāi)度，使得緩沖罐55的內(nèi)部壓カ達(dá)到預(yù)先規(guī)定的設(shè)定值。設(shè)定值設(shè)定在高于大氣壓的壓力。通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥56從緩沖罐55排出的氫氣在除害部34中無(wú)害化后放出。這樣，控制壓カ調(diào)節(jié)閥56，使得緩沖罐55的內(nèi)部壓力達(dá)到設(shè)定值。緩沖罐55連接用于將氫氣供給到精制裝置16中的氫氣供給通路58。另外，氟氣生成裝置200的精制裝置16的構(gòu)成的一部分與上述第一實(shí)施方式不同。以下參照?qǐng)D6進(jìn)行說(shuō)明。出ロ通路65a中的出ロ閥66a的上游與氫氣供給通路58的下游端連接，該氫氣供給通路58與緩沖罐55連接。氫氣供給通路58中設(shè)有切換氫氣向內(nèi)管61a中供給和阻隔 的阻隔閥59a。緩沖罐55的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥56控制在高于大氣壓的壓力。因此，通過(guò)打開(kāi)阻隔閥59a，通過(guò)緩沖罐55與內(nèi)管61a的壓差，在緩沖罐55中積存的氫氣供給到內(nèi)管61a。這樣，在氟氣生成裝置200中，作為用于排出內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫以及輸送到電解槽I中的載氣，使用在電解槽I的陰極室12中生成并在緩沖罐55中積存的氫氣。由于使用氫氣作為載氣，通過(guò)合流輸送通路95輸送的氟化氫回收到電解槽I的陰極室12中。在入口通路63a中的入口閥64a的下游連接氟氣供給通路54的下游端，氟氣供給通路54與第2緩沖罐50 (參照?qǐng)D5)連接。氟氣供給通路54中設(shè)有切換氟氣向內(nèi)管61a中供給和阻隔的阻隔閥88a。第2緩沖罐50的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥51 (參照?qǐng)D5)控制在高于大氣壓的壓力。因此，通過(guò)打開(kāi)阻隔閥88a，通過(guò)第2緩沖罐50與內(nèi)管61a的壓差，第2緩沖罐50中積存的氟氣供給到內(nèi)管61a。第2緩沖罐50中積存的氟氣可作為將精制裝置16再生時(shí)的填充氣體使用。接著，參照?qǐng)D6和圖7，說(shuō)明精制裝置16的操作，由于僅回收エ序和再生エ序與上述第一實(shí)施方式不同，因此僅說(shuō)明回收エ序和再生エ序。圖7所示為第I精制裝置16a的內(nèi)管61a內(nèi)的壓カ與溫度的時(shí)間變化的曲線圖，實(shí)線表示壓力，單點(diǎn)劃線表示溫度。圖7中所示的壓カ通過(guò)壓カ計(jì)69a檢測(cè)，溫度通過(guò)溫度計(jì)68a檢測(cè)。內(nèi)管61a內(nèi)凝固的氟化氫的蓄積量增加，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ上升，內(nèi)管61a的入ロ與出口的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，打開(kāi)第2精制裝置16b的內(nèi)管61b的入口閥64b和出口閥66b之后,關(guān)閉第I精制裝置16a的內(nèi)管61a的入口閥64a和出ロ閥66a,從第I精制裝置16a運(yùn)轉(zhuǎn)切換到第2精制裝置16b (時(shí)間tl)。在停止的第I精制裝置16a中，按以下的步驟進(jìn)行捕集的氟化氫的回收エ序。首先，打開(kāi)輸送通路95a的排出閥97a和分支通路99的阻隔閥84，內(nèi)管61a內(nèi)的氟氣用真空泵96抽吸，在除害部98中無(wú)害化后排出。內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ下降到大氣壓以下的規(guī)定壓力Pl (IOPa以下)時(shí)(時(shí)間t2)，關(guān)閉阻隔閥84，內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣結(jié)束。由于內(nèi)管61a內(nèi)的氟化氫為凝固的狀態(tài)，因此不用真空泵96抽吸。另外，在上述第一實(shí)施方式中說(shuō)明了不需要必須進(jìn)行內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣。然而，使用氫氣作為載氣的氟氣生成裝置200中，為了防止內(nèi)管61a內(nèi)的氟氣與氫氣的混合接觸，必須進(jìn)行內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣。內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣結(jié)束時(shí)，液氮供給通路77a的流量控制閥78a全閉而停止向套管71a中供給液氮之后，排出閥91a全開(kāi)，排出液氮。此后，打開(kāi)氮?dú)夤┙o通路93a的阻隔閥94a，將常溫的氮?dú)夤┙o到套管71a。由此，如圖7所示，內(nèi)管61a內(nèi)的溫度上升，內(nèi)管61a內(nèi)的氟化氫熔化。另外，在排出套管71a內(nèi)的液氮的同時(shí)，打開(kāi)氫氣供給通路58的阻隔閥59a，將作為載氣的氫氣供給到內(nèi)管61a內(nèi)。由此，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ上升。內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ達(dá)到與電解槽I相同壓カ的大氣壓時(shí)(時(shí)間t3)，打開(kāi)合流輸送通路95的阻隔閥83，內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫與氫氣一起被輸送到電解槽I的陰極室12中。這樣，內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫在電解槽I中被回收。內(nèi)管61a內(nèi)的溫度達(dá)到常溫(RT)時(shí)(時(shí)間t4)，關(guān)閉阻隔閥83和阻隔閥59a，停止氟化氫向電解槽I中的輸送以及作為載氣的氫氣向內(nèi)管61a內(nèi)的供給。以上完成了捕集的氟化氫的回收エ序。
接著，第I精制裝置16a的再生エ序按以下的步驟進(jìn)行。首先，打開(kāi)分支通路99的阻隔閥84 (時(shí)間t5)，內(nèi)管61a內(nèi)的氫氣用真空泵96抽吸，在除害部98中無(wú)害化后放出。內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ下降到大氣壓以下的規(guī)定壓力Pl(IOPa以下)時(shí)(時(shí)間t6)，關(guān)閉阻隔閥84，內(nèi)管61a內(nèi)的脫氣結(jié)束。接著，在排出閥91a和氮?dú)夤┙o通路93a的阻隔閥94a為全閉狀態(tài)下，液氮供給通路77a的流量控制閥78a打開(kāi)，液氮供給到套管71a內(nèi)。由此，內(nèi)管61a的內(nèi)部溫度下降。套管71a的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥81a控制在0. 4MPa，因此，內(nèi)管61a的內(nèi)部溫度下降并維持至_180°C左右。接著，打開(kāi)氟氣供給通路54的阻隔閥88a，氟氣供給到內(nèi)管61a內(nèi)(時(shí)間t7)。由此，內(nèi)管61a內(nèi)的壓カ上升，內(nèi)管61a的內(nèi)部壓カ達(dá)到大氣壓以上時(shí)，阻隔閥88a關(guān)閉，氟氣的填充結(jié)束(時(shí)間t8)。以上完成了第I精制裝置16a的再生エ序，停止中的第I精制裝置16a處于內(nèi)管61a冷卻至-180°C且氟氣填充到內(nèi)管61a內(nèi)的待機(jī)狀態(tài)。因此，運(yùn)轉(zhuǎn)中的第2精制裝置16b中的內(nèi)管61b的入口與出口的壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，停止第2精制裝置16b的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，迅速起動(dòng)第I精制裝置16a，可以進(jìn)行精制裝置16的運(yùn)轉(zhuǎn)切換。如以上所述，在氟氣生成裝置200中，對(duì)于內(nèi)管61a內(nèi)熔化的氟化氫的排出以及向電解槽I中的輸送而言，使用在緩沖罐55中積存的氫氣；氟氣向內(nèi)管61a內(nèi)的填充使用在第2緩沖罐50中積存的氟氣。根據(jù)以上的實(shí)施方式，發(fā)揮了以下所示的作用效果。用于將在精制裝置16中捕集的氟化氫輸送到電解槽I中的載氣使用電解槽I中生成的氫氣。因此，不需要作為載氣的專用的氣體，且也不需要該氣體設(shè)備，因此，可以使氟氣生成裝置200自身形簡(jiǎn)潔，且可以減低成本。另外，作為載氣使用的氫氣是在電解槽I的陰極8處生成并在緩沖罐55中積存的氫氣，以往是放出到外部的副產(chǎn)氣體。這樣，由于利用以往放出到外部的氫氣作為載氣，因此，可以有效地利用氫氣，且減少了氫氣在外部的放出量，在除害部34中要處理的氫氣量減少，從而可以減低除害部34的負(fù)荷。以下說(shuō)明本第二實(shí)施方式的其他方式。在本第二實(shí)施方式中，使用氫氣作為將內(nèi)管61a、61b內(nèi)的氟化氫輸送到電解槽I中的載氣。取而代之，可以使用氮?dú)饣驓鍤獾确腔钚詺怏w作為載氣。在該情況下，在圖6中，只要將氫氣供給通路58替換為供給非活性氣體的非活性氣體供給通路58，并且，在非活性氣體供給通路58的上游端設(shè)置積存非活性氣體的罐(未圖示)即可。這樣，使用非活性氣體作為載氣時(shí)，與使用氫氣的情況同樣，一起輸送的氟化氫回收到電解槽I的陰極室12中。使用非活性氣體作為載氣時(shí)的回收エ序和再生エ序的步驟與使用氫氣時(shí)的上述步驟相同。 使用非活性氣體作為載氣時(shí)，副產(chǎn)氣體處理系統(tǒng)3中不需要用于積存氫氣的緩沖罐55。另外，使用氮?dú)庾鳛檩d氣吋，如果使用作為導(dǎo)入至套管71a內(nèi)的氮?dú)獾墓┙o源的氮?dú)夤┙o源92的氮?dú)猓瑒t可以簡(jiǎn)化設(shè)備。〈第三實(shí)施方式〉參照?qǐng)DI和圖8，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的氟氣生成裝置300。以下以與上述第一實(shí)施方式不同的點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成給予相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。氟氣生成裝置300中，僅僅是捕集混入到氟氣中的氟化氫氣體并精制氟氣的精制裝置的構(gòu)成與上述第一實(shí)施方式不同。以下參照?qǐng)D8來(lái)說(shuō)明氟氣生成裝置300中的精制裝置 301。精制裝置301是使氟氣中的氟化氫氣體吸附到吸附劑中，從氟氣中分離并捕集氟化氫氣體的裝置。精制裝置301由并列設(shè)置的第I精制裝置301a和第2精制裝置301b的兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，并以氟氣僅通過(guò)任ー個(gè)系統(tǒng)的方式進(jìn)行切換。即，第I精制裝置301a和第2精制裝置301b中的ー個(gè)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，另ー個(gè)處于停止或待機(jī)狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，精制裝置301并列配置2臺(tái)，但也可以將3臺(tái)以上的精制裝置301并列配置。由于第I精制裝置301a與第2精制裝置301b為相同的構(gòu)成，以下以第I精制裝置301a為中心進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于第2精制裝置301b而言，與第I精制裝置301a相同的構(gòu)成給予相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。第I精制裝置301a的構(gòu)成在附圖標(biāo)記中附上“a”，第2精制裝置301b的構(gòu)成在附圖標(biāo)記中附上“b”，從而進(jìn)行區(qū)分。第I精制裝置301a連續(xù)地配置用于粗捕集混入到電解槽I中生成的氟氣中的氟化氫的上游精制塔302a和用于除去在上游精制塔302a中未能完全回收的氟化氫的下游精制塔303a。首先說(shuō)明上游精制塔302a。上游精制塔302a具備作為流入含有氟化氫氣體的氟氣的氣體流入部的筒(cartridge)305a、容納在筒305a內(nèi)并吸附氟氣中混入的氟化氫氣體的吸附劑307、以及作為調(diào)節(jié)筒305a的溫度的溫度調(diào)節(jié)器的加熱器306a。筒305a是用于容納大量吸附劑307的容器,作為筒的材質(zhì),優(yōu)選為具備耐氟氣性和耐氟化氫氣體性的物質(zhì)，例如可列舉出不銹鋼、蒙乃爾合金、鎳等金屬。吸附劑307是由氟化鈉(NaF)形成的多孔珠。氟化鈉的吸附能力根據(jù)溫度而變化，因此，在筒305a的周?chē)O(shè)有加熱器306a，通過(guò)加熱器306a來(lái)調(diào)節(jié)筒305a內(nèi)的溫度。作為吸附劑307中使用的藥劑，除了氟化鈉以外，還可以使用KF、RbF, CsF等堿金屬氟化物，其中，氟化鈉是特別優(yōu)選的。
作為溫度調(diào)節(jié)器，只要可調(diào)節(jié)筒305a內(nèi)的溫度就沒(méi)有特別限定，除了加熱器306a以外，例如還可采用使用蒸氣加熱、加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的加熱冷卻裝置。筒305a連接將在陽(yáng)極7處生成的氟氣導(dǎo)入至內(nèi)部的入口通路310a。入口通路310a是第I主通路15的2個(gè)分支中的ー個(gè)，另ー個(gè)入口通路310b與第2精制裝置301b的筒305b連接。入口通路310a中設(shè)有容許或阻隔氟氣流入筒305a中的入口閥311a。另外，筒305a連接用于排出氟氣的出口通路312a。出口通路312a中設(shè)有容許或阻隔氟氣從筒305a中流出的出口閥313a。這樣，在陽(yáng)極7處生成的氟氣通過(guò)入口通路310a流入到筒305a中，通過(guò)出口通路312a，從筒305a中流出。第I精制裝置301a處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，入口閥311a和出口閥313a為打開(kāi)狀態(tài)，氟氣通過(guò)筒305a ;第I精制裝置301a處于停止或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，入口閥311a和出口閥313a為關(guān)閉狀態(tài)。

在出ロ通路312a中的出ロ閥313a的上游設(shè)有濃度檢測(cè)器315a，其對(duì)通過(guò)筒305a的氟氣中的氟化氫濃度進(jìn)行光學(xué)分析和檢測(cè)。作為濃度檢測(cè)器，只要能分析氟化氫濃度即可，沒(méi)有特別限定，例如，可列舉出傅里葉變換紅外光譜計(jì)(FT-IR)等。上游精制塔302a還具備將在筒305a中捕集的氟化氫輸送到電解槽I中并回收的回收設(shè)備以及將上游精制塔302a再生的再生設(shè)備。以下說(shuō)明回收設(shè)備和再生設(shè)備。筒305a連接與第2緩沖罐50 (參照?qǐng)DI)連接的氟氣供給通路54的下游端。氟氣供給通路54中設(shè)有切換氟氣向筒305a中供給和阻隔的阻隔閥88a。第2緩沖罐50的內(nèi)部壓カ通過(guò)壓カ調(diào)節(jié)閥51(參照?qǐng)DI)控制在高于大氣壓的壓力。因此，通過(guò)打開(kāi)阻隔閥88a，通過(guò)第2緩沖罐50與筒305a的壓差，在第2緩沖罐50中積存的氟氣供給到筒305a。另外，筒305a連接輸送通路95a，其用于排出、輸送筒305a內(nèi)的在吸附劑307中吸附的氟化氫。輸送通路95a與第2精制裝置301b的輸送通路95b合流,形成合流輸送通路95，合流輸送通路95的下游端與電解槽I連接。輸送通路95a、95b中分別設(shè)有排出氟化氫時(shí)打開(kāi)的排出閥97a、97b。通過(guò)氟氣供給通路54向筒305a內(nèi)供給氟氣，由此，用筒305a內(nèi)的吸附劑307捕集的氟化氫通過(guò)輸送通路95a和合流輸送通路95輸送,被回收到電解槽I中。這樣，筒305a內(nèi)的氟化氫通過(guò)將作為載氣的氟氣供給到筒305a內(nèi)，從而與氟氣一起被回收到電解槽I中。由于使用氟氣作為載氣，因此，通過(guò)合流輸送通路95輸送的氟化氫回收到電解槽I的陽(yáng)極室11中。筒305a內(nèi)的氟化氫排出之后，需要將氟氣填充到筒305a內(nèi)，將第I精制裝置301a再生。這是因?yàn)?，?精制裝置301b處于運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下，通過(guò)筒305b的氟氣中的氟化氫濃度達(dá)到規(guī)定濃度時(shí)，使能夠迅速切換到第I精制裝置301a。在此處，使用氟氣作為載氣吋，筒305a內(nèi)的氟化氫排出結(jié)束的同吋，氟氣向筒305a內(nèi)的填充，即，第I精制裝置301a的再生也結(jié)束。如以上所述，對(duì)于筒305a內(nèi)的氟化氫的排出、向電解槽I中的輸送以及氟氣向筒305a內(nèi)的填充而言,使用在第2緩沖罐50中積存的氟氣。下游精制塔303a與上游精制塔302a的構(gòu)成相同，因此，與上游精制塔302a同樣的構(gòu)成給予相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。
連接在下游精制塔303a上的筒305a的出ロ通路312a與連接在下游精制塔303b的筒305b上的出ロ通路312b合流，與第I泵17連接。第I精制裝置301a中的下游精制塔303a的入口閥311a的上游與第2精制裝置301b中的下游精制塔303b的入口閥311b的上游通過(guò)旁路通路320連通。旁路通路320中設(shè)有切換閥321，其用于選擇性地將氟氣導(dǎo)入至下游精制塔303a或下游精制塔303b中。這樣，由于第I精制裝置301a與第2精制裝置301b用旁路通路320連通，因此，通過(guò)開(kāi)閉切換閥321，可以將通過(guò)上游精制塔302a或上游精制塔302b的氟氣選擇性導(dǎo)入至下游精制塔303a或下游精制塔303b中。上游精制塔302a和下游精制塔303a的筒305a的溫度分別通過(guò)加熱器306a來(lái)控制。氟化鈉在室溫左右的范圍中具備高的氟化氫吸附能力，因此吸附量增多，容易劣化。因此，上游精制塔302a的筒305a的溫度優(yōu)選設(shè)定為使大部分氟化氫在吸附劑307中吸附并且對(duì)吸附劑307不施加大的負(fù)荷的程度的溫度。這樣，上游精制塔302a作為除去氟氣中大部分氟化氫的粗捕集エ序而發(fā)揮作用。
考慮所要求的氟氣中的氟化氫濃度和吸附劑307的負(fù)荷，上游精制塔302a的筒305a的溫度優(yōu)選調(diào)節(jié)為70°C 120°C的范圍。另外，為了減低筒305a內(nèi)填充的氟化鈉的劣化且將上游精制塔302a的出口中的氟氣中的氟化氫濃度設(shè)定為低于lOOOppm，特別優(yōu)選調(diào)節(jié)為70°C 100°C的范圍。通過(guò)上游精制塔302a的氟氣中的氟化氫大部分被除去。因此，下游精制塔303a的筒305a的溫度優(yōu)選設(shè)定為氟化鈉的吸附能力增高的室溫左右，使得沒(méi)有在上游精制塔302a完全除去的氟化氫被吸附劑307吸附。這樣，下游精制塔303a作為除去在上游精制塔302a中沒(méi)有完全除去的氟化氫的精捕集エ序而發(fā)揮作用。為了使下游精制塔303a的出口中的氟氣中的氟化氫濃度低于lOOppm，下游精制塔303a的筒305a的溫度優(yōu)選調(diào)節(jié)為(TC 50°C的范圍。這樣，通過(guò)將上游精制塔302a的筒305a的溫度設(shè)定為比下游精制塔303a的筒305a的溫度高，能夠分2階段捕集，即在上游精制塔302a中粗捕集氟化氫，在下游精制塔303a中精捕集，因此，可以防止上游精制塔302a和下游精制塔303a的吸附劑307的劣化。接著，說(shuō)明如上構(gòu)成的精制裝置301的操作。以下所示的精制裝置301的操作通過(guò)作為安裝在氟氣生成裝置300中的控制裝置的控制器20 (參照?qǐng)DI)來(lái)控制?？刂破?0根據(jù)濃度檢測(cè)器315a、315b等的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制各閥和各泵的操作。說(shuō)明第I精制裝置301a處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、第2精制裝置301b處于待機(jī)狀態(tài)的情況。在第I精制裝置301a中，上游精制塔302a的入ロ閥311a和出口閥313a為打開(kāi)狀態(tài)，且下游精制塔303a的入ロ閥311a和出口閥313a也為打開(kāi)狀態(tài)，為氟氣從電解槽I中連續(xù)導(dǎo)入至上游精制塔302a和下游精制塔303a的各自的筒305a內(nèi)的狀態(tài)。與此相対，在第2精制裝置301b中，上游精制塔302b的入ロ閥311b和出口閥313b為關(guān)閉狀態(tài)，且下游精制塔303b的入口閥311b和出口閥313b也為關(guān)閉狀態(tài)，上游精制塔302b和下游精制塔303b為氟氣填充到各自的筒305b內(nèi)的待機(jī)狀態(tài)。這樣，電解槽I中生成的氟氣僅通過(guò)第I精制裝置 301a。以下說(shuō)明處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的第I精制裝置301a。電解槽I中生成的氟氣通過(guò)上游精制塔302a的筒305a之后，通過(guò)下游精制塔303a的筒305a。在該過(guò)程中，氟氣中的氟化氫在上游精制塔302a的吸附劑307中吸附并被粗摘集，再在下游精制塔303a的吸附劑307中吸附并被精摘集，從而被摘集。在上游精制塔302a的筒305a內(nèi)，在吸附劑307中吸附的氟化氫的吸附量增加，通過(guò)出ロ通路312a中設(shè)置的濃度檢測(cè)器315a檢測(cè)的氟化氫的濃度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，停止上游精制塔302a的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，起動(dòng)待機(jī)狀態(tài)的上游精制塔302b，進(jìn)行上游精制塔302的運(yùn)轉(zhuǎn)切換。具體而言，上游精制塔302b的入口閥311b和出口閥313b打開(kāi)，且切換閥321打開(kāi)之后，上游精制塔302a的入口閥311a和出口閥313a關(guān)閉。由此，上游精制塔302b起動(dòng)，并且，上游精制塔302a停止，來(lái)自電解槽I的氟氣導(dǎo)入至上游精制塔302b中，通過(guò)旁路通路320，被導(dǎo)入至下游精制塔303a中。另外，在下游精制塔303a中，在筒305a內(nèi)在吸附劑307中吸附的氟化氫的吸附量増加，通過(guò)設(shè)置于出ロ通路312a中的濃度檢測(cè)器315a檢測(cè)到的氟化氫的濃度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，停止下游精制塔303a的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，起動(dòng)待機(jī)狀態(tài)的下游精制塔303b，進(jìn)行下游精制塔303的運(yùn)轉(zhuǎn)切換。具體而言，下游精制塔303b的入口閥311b和出口閥313b打開(kāi)之后，下 游精制塔303a的入口閥311a和出口閥313a關(guān)閉，且切換閥321關(guān)閉。由此，下游精制塔303b起動(dòng)的同時(shí)，停止下游精制塔303a，來(lái)自電解槽I的氟氣從上游精制塔302b導(dǎo)入至下游精制塔303b中。在停止的上游精制塔302a和下游精制塔303a中，捕集的氟化氫的回收エ序和再生エ序按以下的步驟進(jìn)行。上游精制塔302a和下游精制塔303a的回收エ序和再生エ序的步驟是相同的，因此僅說(shuō)明上游精制塔302a。首先，氟氣供給通路54的阻隔閥88a打開(kāi)，作為載氣的氟氣供給到筒305a內(nèi)，并且，輸送通路95a的排出閥97a打開(kāi)。由此，筒305a內(nèi)的吸附劑307中吸附、捕集的氟化氫與氟氣一起輸送到電解槽I的陽(yáng)極室11中。將捕集的氟化氫輸送到電解槽I中時(shí)，通過(guò)加熱器306a，將筒305a的溫度調(diào)節(jié)為1500C ^300oC的范圍。由此，筒305a內(nèi)的吸附劑307中吸附的氟化氫脫離，因此容易與氟氣一起被輸送到電解槽I中。通過(guò)將該狀態(tài)保持規(guī)定時(shí)間，筒305a內(nèi)的氟化氫全部回收到電解槽I中，關(guān)閉阻隔閥88a和排出閥97a，捕集的氟化氫的回收エ序結(jié)束。接著，為了將上游精制塔302a設(shè)為待機(jī)狀態(tài)，將筒305a的溫度設(shè)定從1500C 300°C變更為70°C 120°C的常用溫度。在這里，由于為筒305a中已經(jīng)填充有作為載氣供給的氟氣的狀態(tài)，因此通過(guò)變更筒305a的設(shè)定溫度，再生エ序也結(jié)束，上游精制塔302a處于待機(jī)狀態(tài)。如以上所述，由于停止中的上游精制塔302a處于待機(jī)狀態(tài)，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)中的上游精制塔302b的出口中的氟化氫濃度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，可以停止上游精制塔302b的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，迅速起動(dòng)上游精制塔302a，進(jìn)行上游精制塔302的運(yùn)轉(zhuǎn)切換?？梢栽跐舛葯z測(cè)器315a、315b中設(shè)置控制器，通過(guò)該控制器控制精制裝置301的操作。根據(jù)以上的實(shí)施方式發(fā)揮了如下所示的作用效果。精制裝置301中捕集的氟化氫在電解槽I中回收，用于生成氟氣而被再利用，因此，可以有效地利用氟氣精制過(guò)程中捕集的作為氟氣以外的成分的氟化氫。
另外，用于將精制裝置301中捕集的氟化氫輸送到電解槽I中的載氣使用電解槽I中生成的氟氣。因此，不需要作為載氣的專用的氣體，并且也不需要該氣體設(shè)備，因此，可以使氟氣生成裝置300自身簡(jiǎn)潔，且可以減低成本。另外，精制裝置301由至少2個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)切換而停止的系統(tǒng)的精制裝置301從筒305a、305b排出氟化氫之后再生，處于待機(jī)狀態(tài)，因此處于隨時(shí)可運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。因此，運(yùn)轉(zhuǎn)中的系統(tǒng)的精制裝置301的筒305a、305b內(nèi)，在吸附劑307中吸附的氟化氫的吸附量增多時(shí)，可以迅速起動(dòng)待機(jī)狀態(tài)的系統(tǒng)的精制裝置301。因此，不需要停止氟氣生成裝置300本身，可以將氟氣穩(wěn)定地供給到外部裝置4中。以下說(shuō)明本第三實(shí)施方式的其他方式。(I)以上的第三實(shí)施方式中，說(shuō)明了作為將筒305a、305b中捕集的氟化氫輸送到電解槽I中并回收的回收設(shè)備，使用氟氣作為載氣的實(shí)施方式。作為回收設(shè)備的其他構(gòu)成，如圖9所示，可以在合流輸送通路95中設(shè)置作為抽吸裝置的輸送泵60,不使用載氣,用輸送泵60抽吸筒305a、305b的內(nèi)部,將氟化氫輸送到電解槽I的陽(yáng)極室11中進(jìn)行回收。作為回收エ序的步驟，代替將作為載氣的氟氣供給到筒305內(nèi)，驅(qū)動(dòng)輸送泵60，并 且打開(kāi)排出閥97a，將筒305a內(nèi)的氟化氫輸送到電解槽I中，在這一點(diǎn)上與上述第三實(shí)施方式中所示的步驟不同。即，通過(guò)用輸送泵60抽吸筒305a、305b的內(nèi)部，將捕集的氟化氫輸送到電解槽I中。在該構(gòu)成的情況下，通過(guò)氟氣供給通路54的氟氣的供給在再生エ序中僅在將氟氣填充到筒305a、305b內(nèi)時(shí)進(jìn)行。(2)不使用載氣,使用輸送泵60回收氟化氫時(shí),利用輸送泵60輸送氟化氫之前,如果進(jìn)行筒305a、305b內(nèi)的氟氣的脫氣，則回收的僅是氟化氫。因此，如圖10所示，氟化氫的回收處可以是氟化氫供給源40而不是電解槽I。S卩，筒305a、305b中捕集的氟化氫可以輸送到氟化氫供給源40中進(jìn)行回收。作為進(jìn)行筒305a、305b內(nèi)的氟氣的脫氣的設(shè)備，如圖10所示，用于內(nèi)部脫氣的排出通路330a、330b連接于筒305a、305b，在排出通路330a、330b中設(shè)置真空泵331a、331b和阻隔閥332a、332b，通過(guò)真空泵331進(jìn)行脫氣即可。以上說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式不過(guò)示出了一部分本發(fā)明應(yīng)用例，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實(shí)施方式的具體構(gòu)成。本申請(qǐng)要求基于2009年12月2日向日本特許廳提交的日本特愿2009-274676的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參照并入到本說(shuō)明書(shū)中。
權(quán)利要求
1.一種氟氣生成裝置，其通過(guò)將熔融鹽中的氟化氫電解，從而生成氟氣，該裝置具備 電解槽，其在熔融鹽液面上隔離、劃分為第I氣室和第2氣室，在浸潰于熔融鹽中的陽(yáng)極處生成的以氟氣為主成分的主產(chǎn)氣體被導(dǎo)入所述第I氣室，在浸潰于熔融鹽的陰極處生成的以氫氣為主成分的副產(chǎn)氣體被導(dǎo)入所述第2氣室； 氟化氫供給源，其中積存有用于補(bǔ)充到所述電解槽中的氟化氫； 精制裝置，其捕集從所述電解槽的熔融鹽中氣化而混入到由所述陽(yáng)極生成的主產(chǎn)氣體中的氟化氫氣體，從而精制氟氣；以及 回收設(shè)備，其將用所述精制裝置捕集的氟化氫輸送到所述電解槽或所述氟化氫供給源，進(jìn)行回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氟氣生成裝置，其中，所述精制裝置具備 主產(chǎn)氣體流入的氣體流入部，以及 冷卻裝置，其以氟的沸點(diǎn)以上且氟化氫的熔點(diǎn)以下的溫度冷卻所述氣體流入部，使得主產(chǎn)氣體中混入的氟化氫氣體凝固，另ー方面，氟氣通過(guò)所述氣體流入部， 在所述氣體流入部中使氟化氫氣體凝固并捕集， 所述回收設(shè)備通過(guò)解除所述冷卻裝置導(dǎo)致的所述氣體流入部的冷卻，并且將主產(chǎn)氣體、副產(chǎn)氣體和非活性氣體中的任ー種作為載氣供給所述氣體流入部，從而將捕集的氟化氫輸送到所述電解槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟氣生成裝置，其中，所述回收設(shè)備在使用主產(chǎn)氣體作為所述載氣時(shí)，將捕集的氟化氫輸送到所述電解槽的陽(yáng)極側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟氣生成裝置，其進(jìn)ー步具備積存有在所述電解槽的所述陽(yáng)極處生成的主產(chǎn)氣體的緩沖罐， 作為所述載氣使用的主產(chǎn)氣體是在該緩沖罐中積存的主產(chǎn)氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟氣生成裝置，其中，所述回收設(shè)備在使用副產(chǎn)氣體或非活性氣體作為所述載氣時(shí)，將捕集的氟化氫輸送到所述電解槽的陰極側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氟氣生成裝置，其進(jìn)ー步具備積存有在所述電解槽的所述陰極處生成的副產(chǎn)氣體的緩沖罐， 作為所述載氣使用的副產(chǎn)氣體是在所述緩沖罐中積存的副產(chǎn)氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氟氣生成裝置，其中，所述精制裝置具備 主產(chǎn)氣體流入的氣體流入部，以及 冷卻裝置，其以氟的沸點(diǎn)以上且氟化氫的熔點(diǎn)以下的溫度冷卻所述氣體流入部，使得主產(chǎn)氣體中混入的氟化氫氣體凝固，另ー方面，氟氣通過(guò)所述氣體流入部， 在所述氣體流入部中使氟化氫氣體凝固并捕集， 所述回收設(shè)備通過(guò)解除所述冷卻裝置導(dǎo)致的所述氣體流入部的冷卻，并且用抽吸裝置抽吸所述氣體流入部的內(nèi)部，從而將捕集的氟化氫輸送到所述電解槽或所述氟化氫供給源中。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求I所述的氟氣生成裝置，其進(jìn)ー步具備控制所述精制裝置的操作的控制裝置， 所述精制裝置并列配置至少2臺(tái)以上， 所述精制裝置分別具備檢測(cè)所述氣體流入部的氟化氫的蓄積狀態(tài)的蓄積狀態(tài)檢測(cè)器，所述控制裝置根據(jù)所述蓄積狀態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行所述精制裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)切換，使得主產(chǎn)氣體導(dǎo)入至待機(jī)狀態(tài)的精制裝置中， 將氟化氫通過(guò)所述回收設(shè)備從由于所述運(yùn)轉(zhuǎn)切換而停止的精制裝置的所述氣體流入部排出，將主產(chǎn)氣體填充到所述氣體流入部，由此，使停止中的精制裝置處于待機(jī)狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氟氣生成裝置，其中，所述精制裝置具備 主產(chǎn)氣體流入的氣體流入部，以及 吸附劑，其容納在所述氣體流入部?jī)?nèi)，并吸附主產(chǎn)氣體中混入的氟化氫氣體， 使氟化氫氣體在所述吸附劑中吸附并捕集， 所述回收設(shè)備通過(guò)將主產(chǎn)氣體作為載氣供給到所述氣體流入部，從而將在所述吸附劑 中吸附并捕集的氟化氫輸送到所述電解槽的陽(yáng)極側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氟氣生成裝置，其進(jìn)ー步具備積存有在所述電解槽的所述陽(yáng)極處生成的主產(chǎn)氣體的緩沖罐， 作為所述載氣使用的主產(chǎn)氣體是在所述緩沖罐中積存的主產(chǎn)氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氟氣生成裝置，其中，所述精制裝置具備 主產(chǎn)氣體流入的氣體流入部，以及 吸附劑，其容納在所述氣體流入部?jī)?nèi)，并吸附主產(chǎn)氣體中混入的氟化氫氣體， 使氟化氫氣體在所述吸附劑中吸附并捕集， 所述回收設(shè)備通過(guò)用抽吸裝置抽吸所述氣體流入部的內(nèi)部，從而將在所述吸附劑中吸附并捕集的氟化氫輸送到所述電解槽或所述氟化氫供給源中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求11所述的氟氣生成裝置，其中， 所述吸附劑是氟化鈉制的， 所述精制裝置進(jìn)ー步具備調(diào)節(jié)所述氣體流入部的溫度的溫度調(diào)節(jié)器， 將捕集的氟化氫輸送到所述電解槽中時(shí)，所述氣體流入部的溫度調(diào)節(jié)為150°C ^300oC的范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的氟氣生成裝置，其進(jìn)ー步具備控制所述精制裝置的操作的控制裝置， 所述精制裝置并列配置至少2臺(tái)以上， 所述精制裝置分別具備檢測(cè)通過(guò)了所述氣體流入部的主產(chǎn)氣體中的氟化氫濃度的濃度檢測(cè)器， 所述控制裝置根據(jù)所述濃度檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行所述精制裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)切換，使得氟氣導(dǎo)入至待機(jī)狀態(tài)的精制裝置中， 將氟化氫通過(guò)所述回收設(shè)備從由于所述運(yùn)轉(zhuǎn)切換而停止的精制裝置的所述氣體流入部排出，將主產(chǎn)氣體填充到該氣體流入部，由此，使停止中的精制裝置處于待機(jī)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)將熔融鹽中的氟化氫電解從而生成氟氣的氟氣生成裝置，其包括電解槽，其在熔融鹽液面上隔離、劃分為第1氣室和第2氣室，在浸漬于熔融鹽中的陽(yáng)極處生成的以氟氣為主成分的主產(chǎn)氣體被導(dǎo)入該第1氣室，在浸漬于熔融鹽的陰極處生成的以氫氣為主成分的副產(chǎn)氣體被導(dǎo)入該第2氣室；氟化氫供給源，其積存有用于補(bǔ)充到電解槽中的氟化氫；精制裝置，其捕集從電解槽的熔融鹽中氣化而混入到由所述陽(yáng)極生成的主產(chǎn)氣體中的氟化氫氣體并精制氟氣；以及回收設(shè)備，其將用精制裝置捕集的氟化氫輸送到電解槽或氟化氫供給源并進(jìn)行回收。
文檔編號(hào)C25B1/24GK102762772SQ201080054728
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者中原啟太, 中村陽(yáng)介, 八尾章史, 宮崎達(dá)夫, 德永敦之 申請(qǐng)人:中央硝子株式會(huì)社