CN103140607A - 用于氟生产的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氟气体生产设备,其中F2是通过KF/HF组合物的电解来生产的。该设备包括多个滑动件模块:用于FIF储存、电解池、生产的F2原始气体的存储和纯化的滑动件模块;用于氟气体递送的滑动件模块,包括一个单一的缓冲罐或者多个储存单元、提供纯化的废气的涤气器;用于提供冷却水回路、分析、电整流器、带有多个变压器的一个子电站以及一个应急供应的滑动件模块;以及用于实用设施的滑动件模块,包括一个控制室与一个实验室、以及人员的休息室。这些滑动件的优点是他们可以在车间单独地制造、测试、运输到设施并且在那里组装。一个很大的优点是安全方面,每周7天每天24小时高纯度F2的可靠的F2生产。
Description
技术领域
本发明要求于2010年9月15日提交的美国临时专利申请号61/383204以及于2010年9月16日提交的美国临时专利申请号61/383533的优先权,这些申请的全部内容出于所有的目的通过引用结合在此,本发明涉及一种处于多个组装的滑动件的形式用于氟生产的设备以及其中应用它的一种方法。
背景技术
在半导体、光电池、薄膜晶体管(TFT)液晶显示器、以及微机电系统(MEMS)的制造过程中,经常在合适的腔室中进行连续沉积材料的多个步骤以及蚀刻对应的物品;这些过程通常是等离子体辅助的。在该沉积步骤中,沉积物不仅经常在该物品上形成而且还在该腔室的这些壁和其他多个内部零件上形成。据观察元素氟是一种非常有效的试剂既用于蚀刻又用于清洁这些腔室以去除不希望的沉积物。此类方法例如在WO2007/116033(它说明了使用氟和某些混合物作为蚀刻剂和腔室清洁剂)、WO2009/080615(它说明了MEMS的制造)、2009/092453(它说明了太阳能电池的制造)中,并且在未公开的欧洲申请09174034.0(它涉及TFT的制造)中进行了说明。
美国专利申请描述了一个制造设施中氟的产生以及分配。现场提供氟减少了与从一个产生氟的设施中将其运输到使用点的相关的风险。
仍然存在很多与现场构思中使用的装置相相关的有待解决的问题,例如,在漏泄、或者装备破坏的情况下更大量的纯氟(F2)和HF的销毁。
发明内容
本发明提供一种改进的设备适合用于现场产生氟特别用作在半导体、光电池、薄膜晶体管液晶显示器、以及微机电系统的制造中的蚀刻剂以及腔室清洁剂。
本发明的设备向一种工具提供氟气体,该工具应用氟气体作为反应物来在该装置中进行化学作用,该装置包括多个滑动件式安装的模块,其中包括至少一个选自下组的滑动件式安装的模块,该组的组成为
-包括至少一个HF储存罐的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件1,
-包括至少一个产生F2的电解池的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件2,
-包括用于纯化F2的纯化装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件3,
-包括将氟气体递送到使用点的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件4,
-包括冷却水回路的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件5,
-包括处理废气的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件6,
-包括用于分析F2的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件7,以及
-包括操作这些电解池的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件8。
附图说明
图1示出了根据本发明的设备的一个实施方案,该设备具有一个有用的滑动件的安排。
具体实施方式
本发明的优选设备向一种工具提供氟气体,该工具应用氟气体作为反应物来在该工具中进行化学作用,该装置包括多个滑动件式安装的模块,其中包括以下各项:
-包括至少一个HF储存罐的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件1,
-包括至少一个产生F2的电解池的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件2,
-包括用于纯化F2的纯化装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件3,
-包括将氟气体递送到使用点的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件4,
-包括冷却水回路的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件5,
-包括处理废气的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件6,
-包括用于分析F2的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件7,以及
-包括操作这些电解池的装置的一个滑动件式安装的模块,表示为滑动件8。
该设备优选还包括滑动件式模块,这些模块可以位于滑动件式模块1至8的附近但是可以与它们分开,即
-一个滑动件式模块9,它是一个主要用于将中电压转化成低电压的电分站,和/或
-一个滑动件式模块10,它将实用设施(控制室、实验室、休息室)容纳在内。
此外,该装置可以包括用于供应惰性气体的装置,例如用于提供液氮以及气氮的装置;用于提供压缩的空气以及水的装置;以及辅助品和便利设施。至少,滑动件1、2、3、4以及7,优选所有滑动件,包括为了安全原因的壳体。
在本发明的背景中,术语“氟气体”具体地是指分子氟(F2)以及其的多种混合物(特别是与惰性气体)。惰性气体优选地例如选自:氩气、氮气、氧气、以及N2O。一种优选的氟气体由或者主要由F2组成。
以下,详细地说明了图1中所示的一种优选的设备。
图1示出了根据本发明的一个设备P。其尺寸是39m×23m。图1中的参考号1表示包括了HF储存和蒸发的滑动件1。参考号2表示了由一个虚线表示的滑动件2,它包括这些电解池;它位于模块5和7下面的设备地下室中。图的参考号3是指滑动件3,它包括对所生产的F2进行纯化的纯化装置。图1的参考号4表示滑动件4,它包括用于氟气体的储存装置。根据一个实施方案,滑动件4还包括对备用的或者最终储存的纯化的F2的最终分析的一个单池FT-IR。图1的参考号5表示滑动件5,它容纳了冷却水的装置。它位于滑动件2的上面。图1中的参考号6A是指滑动件6A,它包含应急响应涤气器ERS,并且参考号6B表示带有F2涤气器和H2涤气器的滑动件6B。图1中的参考号7表示滑动件7,它包括可任选的用于F2分析的装置(它可以例如包含一个FT-IR和/或一个紫外光谱仪)。图1中的参考号8是指滑动件8中的整流器盒(cabinet)。参考号9A和9B是指中电压电的子滑动件9A和低电压电的子滑动件9B。参考号10A表示包括一个实验室以及一个控制室的滑动件10A,参考号10B是指带有多个的舒适设施(像休息室以及更衣室)的滑动件10B。参考号11a和11b表示用于步行以便到达上层的滑动件(尤其是滑动件5和7)的自动扶梯和平台。参考号12示出了活动中的叉式起重机。参考号13表示一个用于KOH溶液以及其他所需化学品的贮料场,并且参考号14是指一个应急淋浴器。如果希望的话,该设备可以用围栏围起,如图1中的黑线所指示的。一个有围栏的设备具有多个优点,因为避免了对没有预见的操作F2生产设备的工作人员进入其中,因此降低了对这些工作人员的风险。在这种情况下,该氟气体设备可以在消耗该氟气体的半导体制造设备的现场进行构建,并且氟气体的递送越过该围栏而发生。
包括在几个滑动件中所组装的多个零件的这样一种设备具有许多优点。例如,这些滑动件可以在一个制造厂中进行预组装并且测试;因此,它们是一种“现成的”产品并且仅需要在现场安装。这节省了时间。拆卸多个特定的滑动件以便维护、维修、或者由其他滑动件(它们包括具有相同的功能但具有改进的性能的零件,或者具有更低或者更高的输出)替代也是非常容易的。安全上还存在多种改进:例如,如以上说明的,滑动件2包括至少一个电解池;优选地,所有的电解池是已经填充了电解质的并且然后被递送到现场用于组装到滑动件2中。因此,该填充可以在对应的安全考虑下进行,并且不必在一个局部的位置上进行,在这个地方这种安全预防措施可能不是可获得的。该设备的容量可以通过添加模块来进行扩展。优选地,这些滑动件具有海运集装箱的尺寸,因此允许很容易地运输模块。一个很大的优点是每周7天每天24小时的高纯度F2的可靠的生产。
现在将详细地来说明这些滑动件。
总体上优选的是这些池是成块的并且连接到该结构上以避免移动,例如作为一种地震保护。还优选的是,该设备包括检测地震并且给控制室发出信号的装置,该控制室将该设备自动关闭或者个人手动关闭。优选地,该设备包括至少一台地震检波器,例如强震动的地震检波器(加速度测量仪)它可以检测该设备的振动加速,并且如果达到了一个水平,例如0.5G,的话就发送一个对应的信号,该信号触发了一个警报和/或该设备的一个自动关闭。
所有连接这些池的并且连接到这些池上的管线必须是电绝缘的,例如通过多个凸缘之间的隔离件。地板也必须是电绝缘的。
优选地,所有的进程滑动件(滑动件1至8)是包括在一个封闭的空间中的。
滑动件1:用于HF储存的滑动件模块(滑动件1)包括至少一个HF(氟化氢)储存罐,该储存罐用于储存HF并且将其递送到这些电解池。用于HF的储罐总体上是空心体,这些空心体任选地可以被安装在多个轮子上或者它们可以例如通过一个升降叉车来进行运输。优选地,该滑动件包括几个储罐,更优选地2、3、4、5或6个储罐。优选地,该HF是以液体形式储存在该罐中的。滑动件1是可连接到一个包括加压的N2的罐中的。液体HF是用N2加压的并且被递送到一个蒸发器中,在该蒸发器中它被蒸发了。所生成的包含HF的气相被递送到这个电解池或者这些电解池中。如果希望的话,对于每一个电解池可以安装一个蒸发器。
蒸发器优选地包含一个加热装置,例如一个电加热装置或者一个热交换器(使用热冷却水的热量)以便产生该蒸发的HF。更优选地,该HF储存容器可以通过具有一个封闭的隔离空间的双隔离阀而与该HF供应线隔离开。在那种情况下,滑动件1适合地进一步包括至少一个与一个或多个封闭的隔离空间相连接的空隙通气阀。该空隙通气阀总体上是可操作的以便从该封闭的隔离空间中可任选地除去所存在的氟化氢。去除可以例如通过施加真空来进行。在另一方面,去除可以例如通过使用一种惰性气体和/或一种加压的清扫气体(例如像无水的空气,优选氮气)来冲洗该封闭的隔离空间而进行。
在一个方面,去除是连续进行的。
优选地,去除是不连续进行的,特别是当一个HF储存容器是连接到供应线上和/或与其断开连接的时候。从该封闭的隔离空间中回收的气体适当地被放出至一个HF销毁单元中,例如滑动件6中的一个涤气器。
在根据本发明的设备中,其多个零件(被假定与气体相接触),例如像,如果适当的话,空心体、阀门、以及用于装料和/或排出气体的管线,是用耐分子氟的材料来适合地制成的或者涂覆有这种材料。此类材料的实例包括蒙乃尔合金金属、不锈钢、铜,以及优选地,镍。
在滑动件1的一个优选的方面,氟化氢储存容器被包含在一个封闭式的空间中,该封闭式的空间具有至少一个可关闭的门,该可关闭的门允许一个氟化氢储存容器从该封闭的空间进入或者或移除。在这个方面的一个实施方案中,该封闭式的空间包含这些氟化氢储存容器以及到该氟化氢供应管线上的连接件。在另一个实施方案中,该封闭式的空间此外包含一个用于蒸发液体HF的蒸发器。在这个优选的方面以及它的实施方案中,该封闭式的空间适合地包括一个HF传感器,该HF传感器能够触发该封闭的空间到以下所说明的一个涤气器上的连接。
滑动件1总体上具有至少一根液体管线以及一根气体管线。在那种情况下,该液体管线可以连接(如果适当的话)到该氟化氢供应管线上,例如通过一个凸缘连接。该气体管线另外可以连接到一个惰性气体(例如,无水的空气、氮气,等)供应管线上,它允许对氟化氢储存容器进行加压。
在滑动件1中,每个氟化氢储存容器总体上具有从10到5000升、通常500到4000升、优选从500到3000升的容量。氟化氢储存容器的具体实例是由RID/ADR-IMDG认可的罐,UN T22类型或优选地UN T20类型。此类罐是可商购的。
滑动件1中的每个HF储存容器可以通过一个歧管被适当地连接到氟化氢供应管线上。
滑动件1中的每个HF储存容器优选是与氟化氢供应管线单独可隔离的。
滑动件1中的HF储存容器可以总体上与氟化氢供应管线通过一个遥控装置、优选一个遥控阀来分离。更优选地,每个储存容器配备有一个遥控装置、优选一个遥控阀,允许将容器与氟化氢供应管线分离。
当存在遥控阀时,另外适当地安装手动阀。这些遥控阀例如允许从一个遥控室操作该HF储存容器。
在一个优选的实施方案中,这些HF储存容器包括一个自动的HF水平传感器。具体地,这些HF储存容器可以被安装在磅秤上。在那种情况下,优选地,一个过程处理系统、具体一个自动过程控制系统是可操作的以关闭一个第一遥控阀、将HF容器排空的并且打开另一个第二含HF氟化氢储存容器的遥控阀。这个实施方案对于避免HF阀的手动操作并且对于确保持续的HF供应是特别有效的。
在一个优选的方面,这些阀是可操作的以在异常操作状态的情况下(例如与HF供应管线相连接的一个过程装备中的一个过程中断)自动关闭。
在另一个优选的方面,这些阀是可操作的以在滑动件1中的HF泄漏情况下自动关闭。这种HF泄漏可能例如由HF储存容器内部的任选的凸缘连接的泄漏而引起,存在通过遥控来关闭这些阀的可能性。这具体避免了在这种情况下接近氟化氢供应管线的必要性。
该滑动件还包括阀门用于关掉HF和氮的供应。优选地,滑动件1包括3到10个HF容器;特别优选地,它包括4、5、6、7或8个容器。对于150吨F2/年的生产率,4个HF容器是适合的。特别地,具有更小尺寸的罐(如果它们可以通过单独的阀门来关闭)改进了设备的安全性。这些罐可以由耐受HF的材料制成或至少内衬耐受HF的材料。这些壁应该是足够厚的;优选地,它们具有10mm IMDG码(国际海运危险货物规则)等值的厚度。
在一个具体实施方案中,滑动件1优选永久性包括至少一个HF紧急情况容器。这种HF紧急情况容器优选是一个优选连接到HF供应管线上的如在此所述的空的HF储存容器。该HF紧急情况容器通常是可操作的以接收来自一个泄漏HF储存容器的HF。将该HF紧急情况容器适当地保持在一种惰性气体压力下或保持在真空下。
这些罐优选是可便携的从而它们可以由货车来运输和/或可以由一个叉形起重机来举起。
滑动件1包括一个通风系统,并且环境空气优选永久地通气到一个涤气器、特别是用于去除HF和F2(如以下所述)的ERS涤气器。
滑动件2:现在详细地对包括电解池2个或更多个电解池的滑动件(滑动件2)进行描述。它包含至少一个电解池。优选地,它包含至少两个电解池。更优选地,它包含至少6个电解池。具有8个电解池的一个滑动件2是非常适合的。该滑动件优选地构造为使得(如果希望的话)若氟气体的需要增加时可以增加另外的电解池。这些池包括多个夹套,可以穿过它们循环冷却水。如果希望的话,滑动件2能以单独的子滑动件2A、2B等形式被提供。在这些子滑动件中,组装了确定数量的电解池。将单独的子滑动件2A和2B(以及任何其他的子滑动件)连接到一起以形成一个电解池室。通常,该电解池室将包含4个、6个或更多个电解池,例如8个电解池或甚至更多。提供若干个电解池的优点在于为了维护或修理而进行的一个或甚至多个池的关闭可以通过提高其他池的输出而进行补偿。为了组装若干子滑动件具有的优点是,尺寸可以保持在用于平常道路运输的可允许的最大尺寸之内。将这些电解池连接到用于产生的F2和H2的收集器上。应该注意到,每个电池可以包括1个或多个阳极。典型地,每个池包括20至30个阳极。在其他实施方案中,这些电解池的每个中阳极的数目可以是大于30;每个电池可以例如具有多于60个阳极,多达70个或者甚至多达80个阳极。一个电缆将每个阳极与该整流器连接。每个电解池阴极通过一个铜或铝汇流线连接到该整流器上。一个整流器可以向一个或多个池供应电流。优选每个阳极应用一个整流器。优点是,取决于具体的阳极特征,在每个单独的阳极处的强度可以被微调,在一个具体阳极处的异常情况(例如,过电压、短路、或坏掉的阳极)可以被立即检测,从而允许在所有气体阳极和电解池继续产生F2的同时自动关掉有故障的阳极。因此,滑动件2优选包括带有多个阳极的至少4个电解池,其中滑动件8中的多个整流器中的每个是分配给一个单一的阳极,或者其中滑动件8中的多个双整流器中的每个是分配给两个阳极的。
滑动件2包括一个冷却水回路(由滑动件5的冷却水回路来进料或者连接到其上),该冷却水回路供应冷却水到这些池的夹套中。
滑动件2还包括一个沉降箱;优选地,将一个用于F2的沉降箱和一个用于H2的沉降箱与每个池相连。这些沉降箱用来减小池中产生的F2和H2的气体速度,以避免电解质粉尘被带走。优选地,这些沉降箱包括一个振动器以及一个加热装置来熔化这些分离的电解质粉尘以便于去除。
收集所产生的F2的收集器是通过一个管与滑动件3相连的,用于产生的H2的收集器是通过一个管与滑动件6B(这将在以下详细描述)中的对于H2的一个涤气器相连的。在一个优选的实施方案中,滑动件2还包括一个通风系统以处理F2和/或H2的事故性释放。
滑动件2的环境空气是与一个涤气器通气的,特别是出于安全原因的ERS涤气器(以下描述了该涤气器)。
滑动件3:它包括用于纯化所产生的F2的装置。它包括一个冷却器,其中将F2预冷却。滑动件3还包括一个HF洗涤器,其中预冷却的F2与保持在非常低温度下的HF进行接触。该HF洗涤器包括一个冷却夹套,一种冷却剂循环穿过该夹套。滑动件3进一步包括一个缓冲罐、一个压缩机,例如一个隔膜压缩机、以及在低温下操作的一个HF冷凝器以及至少一个HF吸收剂柱,优选含有NaF作为用于HF的吸收剂。优选地,至少两个吸收剂柱包含在滑动件3中。如果希望的话,这些吸附柱是多余的从而一组是在吸收模式,另一组可以进行再生。这些吸附柱包括一个加热装置。如果希望的话,另一个组的吸收剂柱可以存在于滑动件3中或在用于再装入吸附剂的位置上。通过多个管将该HF冷凝器连接到电解滑动件2上。优选地,至少一组柱安装在一个有轮的推车上以保持它们从该滑动件可移动(可去除)。
这种HF冷凝器可以被冷却到一个温度,其中HF冷凝以形成一种液体或甚至一种固体。优选的是如果它被冷凝以形成液体HF。非常合适的是冷却该阱到-60℃到-80℃的温度,优选冷却到大约-70℃。作为冷却介质,在所希望的低温下可操作的所熟知的冷却液体是合适的。优选的是应用一种N2气体,该气体是通过将液N2与气N2以合适的量混合来获得的。这种冷却方式是非常可靠的。因此,滑动件3包括多个管线以递送并且抽取冷却介质。
滑动件3的环境空气是与一个涤气器通气的,特别是出于安全原因的ERS涤气器(以下描述)。
滑动件4:这种滑动件用作储存氟气体并且递送氟气体到使用点处。滑动件4包括多个过滤器用于去除任何剩余的夹带的固体。例如,在电解池中所产生的F2可能包括来自电解池的夹带的固体电解质,通常,KF与HF的加合物。该过滤器优选是从耐受HF和氟的材料构造的;不锈钢、铜、蒙乃尔合金金属以及尤其镍是特别适合的。从这些金属的烧结的颗粒制成的过滤器是非常合适的,这些颗粒包括纳米级的孔径以提供半导体等级F2,例如具有等于或小于5nm的孔径,并且更优选地,具有等于或小于3nm的孔径。
如果希望的话,滑动件4包括一个预过滤器以去除具有等于或小于1μm的孔径的F2粗粒。
滑动件4还包括一个单池FT-IR。在这个单池FT-IR中,可以对纯化的F2(它是为储存或者递送到使用点而准备的)进行分析。在这种情况下,没有必要在滑动件7中提供紫外光谱仪和/或多池FT-IR。
滑动件4优选包括用于储存氟气体的装置。它可以例如包含一个用于氟气体的缓冲罐。
除了缓冲罐之外,但是优选地代替缓冲罐,滑动件4还包括处于多个空心体形式的一个永久性的或临时性的氟气体贮存单元用于贮存F2。该贮存单元是与其他滑动件可连接的。
“永久性氟气体贮存单元”应理解为具体是指整合到氟设备中的一个氟气体贮存单元。例如,该氟气体贮存单元可以是一个可传送的或优选一个固定的单元,该单元贯穿氟设备的操作存在于滑动件4中。优选地,该永久性氟气体贮存单元被设计为包含相对于贮存在该设备中的氟气体的总重量的多于90wt%、更优选多于95wt%、最优选大于100wt%的氟气体。
滑动件4进一步能够将氟气体从滑动件2传送到使用点处。滑动件4的可能的部件包括但不局限于供应管线、压缩机、混合机以及缓冲罐。
“可连接的”应理解为具体是指该永久性氟气体贮存单元被装备为能够连接到滑动件4的一个部件上。优选地,该永久性氟气体贮存单元被装配为能够连接到一个氟气体供应管线上。在一个优选的方面,贯穿该氟气体设备的操作,该氟气体贮存单元是连接到滑动件4的一个部件上、具体是一个氟气体供应管线上。在一个进一步优选的方面,氟气体贮存单元是与滑动件4的一个部件直接相连的。
用于将连接到滑动件4的一个部件上的氟气体贮存单元连接的合适的装备包括一个歧管,该歧管通过一个管线连接到氟气体贮存单元的每个空心体上并且优选在每个管线上具有一个关闭阀门门从而允许单独分开每个空心体,并且所述歧管是进一步连接到滑动件4的一个部件上的。
滑动件4优选包括从4到25个空心体、更优选地从5到8个空心体。这些空心体优选具有实质上相同的形状和尺寸。柱形形状空心体(管)是优选的。氟气体贮存的每个空心体优选具有一个关闭阀门。
氟气体贮存单元的多个空心体可以通过一个适当的框架被合适地固定在一起。具体的框架几何形状包括三角形、正方形、以及矩形几何形状。
在根据本发明的氟气体设备中,这些氟气体贮存装置总体上能够含有处于至少25磅/平方英寸(大约1.72表压)的压力的氟气体。通常该压力是等于或大于35磅/平方英寸(大约2.4表压),优选等于或大于40磅/平方英寸(大约2.8表压)。在根据本发明的设备中,这些氟气体贮存装置总体上能够包含或包含处于至多400磅/平方英寸(大约27.6表压)、优选等于或小于75磅/平方英寸(大约5.2表压)的压力的氟气体。通常该压力是等于或低于65磅/平方英寸(大约4.5表压),优选等于或低于60磅/平方英寸(大约4.1表压)。应理解到,氟气体贮存单元的空心体总体上能够包含或包含处于上述压力的氟气体。特别优选的是这些空心体含有处于上述压力的氟气体。
在根据本发明的氟气体设备中,在氟贮存装置中贮存的分子F2与氟气体设备的每日的分子F2生产能力之比总体上是从0.1到1、优选从0.1到0.25。
优选地,每个空心体可以从该设备单独关闭;这改进了安全性。氟离开滑动件4优选通过双壁管被运送到使用点处。氟气体在内管中运送;外双重壁封套包括氮气。这些管系包括一个压力传感器来分析外双重壁封套中的氮压力。优选地,这些管的壁是比通常用于运送气体的壁更厚的,即,优选地,它们更厚1mm,优选地,更厚4mm;等于或大于5mm的壁厚是特别优选的;分类为“目录表80”的管是非常适合的。它们用于改进安全性。具有放射线检验的焊接的管系是非常适合的。
这个或这些贮存容器可以安装在轮上或是通过一个升降叉车可运输的。
滑动件4的环境空气是与一个涤气器通气的,特别是以下描述的ERS涤气器(出于安全原因)。
在根据本发明的氟气体设备中,使用点可以是与一个另外的制作设备相连的,例如一个化学设备或具体一个使用氟气体用于表面处理的设备。使用位点通常是与一个半导体制造设备相连的,优选光电装置或平板显示器的制造。
在根据本发明的氟气体设备的一个优选实施方案中,包括氟气体贮存单元的滑动件4是一个封闭的空间。该封闭的空间总体上包括能够触发封闭的空间与滑动件6的连接的一个氟传感器。适当地,该封闭的空间是通过一个连接到一个风扇上的抽吸管线来连接到滑动件6上的,该风扇是可操作的从而将气体从滑动件4的封闭的空间运送到滑动件6。
在另一个的实施方案中,根据本发明的氟气体设备进一步包括一个混合器、优选一个静态混合器,所述混合器优选能够接受来自滑动件4的氟并且接受来自一个惰性气体供应管线的惰性气体,如优选地氩和/或氮。
在一个任选的实施方案中,一个压力控制回路调节了、总体上将供应到使用点处的氟气体的压力降低到所希望的值。
滑动件5提供了通过冷却水冷却或加热设备的零件。它优选位于电解的滑动件2或子滑动件2A和2B或任何另外的子滑动件2X附近,更优选地,它是位于这些滑动件上面。滑动件5包括至少一个用于当反应开始时加热电解池以熔化电解质盐并且当反应运行时冷却这些电解池的回路。该回路填充了冷却水,这种水可以是自来水或蒸馏水。该回路包括一个缓冲罐、一个泵(优选是多余的)、以及一个具有风扇(具有可变的速率驱动)的干燥冷却器。在操作过程中,冷却水优选保持在75℃至95℃以避免电解池中的电解质的凝固。
在滑动件5中包括的另一个回路用于冷却该装置的其他热交换器。它含有一种冷却液,优选水与乙二醇的一个混合物,更优选地,包括按重量计40%的乙二醇的水。同样该回路包括一种缓冲液、一个泵(优选是多余的)、以及一个干燥冷却器。该冷却回路包括用于测量冷却水的温度的多个检测器、用于加热冷却水的装置(例如电加热)、用于冷却此类循环液体的热交换器。可任选地,该设备包括一个蒸汽发生器以便提供蒸汽或者热的清洗水。该蒸汽发生器可以是便携的一种。热蒸气可以例如用于提供热水,在该热水中电解质盐可以是溶解的,如果希望的话。结果是,滑动件5优选地包含至少两个冷却水回路。
滑动件6包括至少一个涤气器,每一个用于F2和H2。优选地,这些涤气器泵是多余的。该设备的滑动件(特别是滑动件1、2、3、4和7)包括一个通风系统以使滑动件外壳的环境空气通过滑动件6中的涤气器永久性通气。
优选地,滑动件6包括一个F2涤气器用于为了安全原因或维修操作而销毁任何的F2或放空HF。来自这些滑动件的通风的空气的F2和HF在一个涤气器中被处理用于应急响应(ERS)。这些涤气器优选是喷射洗涤器并且提供了抽吸。这些涤气器可以安装在子滑动件上,例如一个子滑动件6A,它包括至少一个用于紧急情况响应(ERS)的涤气器,一个滑动件6B,它用于洗涤产生的H2,目的是去除其中夹带的HF,以及一个涤气器以去除源自滑动件的环境空气的通气的废气中的HF和/或F2(如以上所解释)。
规则的F2涤气器(任选安装在子滑动件6B中)至少对应在规则操作过程中有待去除的预期量的F2。通过与一种减轻溶液进行接触来去除F2。该涤气器优选包括一种喷射洗涤器以及一个填充柱以提供减轻溶液与F2之间的高接触面积。优选地,离开规则的F2涤气器的气体穿过ERS涤气器的支持涤气器。
这些ERS涤气器用作规则的F2涤气器的支持涤气器,它用于从所通气的空气去除F2或HF并且用于含有HF和/或F2的所通气的气体在泄漏之后的紧急处理。ERS涤气器(任选安装在子滑动件6A中)的容量优选至少对应于在对于紧急事件情况下有待去除的氟和HF的量,例如,在非常未必发生的管破裂的情况下,关于含有氟的一个管或一种HF的贮存罐的事故中。所建议的是根据最坏的情形选择ERS涤气器的容量;例如如果存在具有2m3容量的HF罐以及具有8kg F2容量的F2贮存管,该ERS应该能够减少对应的HF以及F2的量以及设备滞留量。优选地,该ERS涤气器包括用于洗涤的2个单元以实现高的销毁以及去除效率;通过正常以及紧急情况供电来向多余的泵送料。它优选包括一种喷射洗涤器以及一个填充柱以实现有待处理的气体与减轻溶液之间的良好接触。用于紧急情况处理的其他单元可以包括一个填充柱,但是优选地,它包括两个串联的喷射洗涤器。可以用已知的用于去除F2的试剂来进行F2去除。优选地,一种KOH溶液或NaOH(任选包括一种碱金属硫代硫酸盐,例如硫代硫酸钠或硫代硫酸钾)被用作减轻溶液并且通过这个涤气器或这些涤气器以及该柱(如果存在的话)来泵送,作为对于F2的分解剂。可以预知一个冷却器用于冷却KOH溶液。当然,这是一个紧急情况涤气器用于处理HF和F2的构思的一个优点。
用于H2气流的HF减少的滑动件6的涤气器可以安装在子滑动件6B中。子滑动件6B优选包括一个用水性HF溶液操作的喷射洗涤器以降低H2中的HF含量。HF的浓度可以是在按重量计1%与10%之间的范围内。该涤气器进一步包括一个填充柱,其中在柱的顶部给予新鲜的水以降低HF含量。滑动件6B还包括一个管线,它允许通过氮(它被用作滑动件3中的冷却介质)来稀释H2。
滑动件6中、或对应的滑动件6A和6B中的涤气器的可靠性是非常重要的。因此,用于使减轻溶液循环通过这些涤气器的基本部件如风扇或泵可以是多余的。不时地,向循环减轻溶液中加入新鲜的缓和剂,例如KOH溶液,和/或硫代硫酸盐或其溶液,例如由一个卡车提供。
滑动件6优选还包括用于在事故性泄漏的情况下的液体的一个或多个截留凹陷。
滑动件7涉及用于分析产生的F2的装置。它优选地安装在滑动件2A和2B附近;非常优选地,它位于滑动件2A和2B上面。滑动件7例如是一个分析器屏障。它周围的环境大气优选是通风到ERS的。该分析器包含适合用于确定所产生的F2的主要杂质的含量的分析装置。
在一个实施方案中,一个紫外光谱仪(它分析紫外光谱)以及多输入、多池FT-IR光谱仪(傅里叶变换红外光谱)分析器是非常适合的。优选地,取自电解池的粗F2以及纯化的F2两者可以被送到一个单池FT-IR或者一个多池FT-IR中。在一个多池FT-IR中,在一个给定的时间对一个通道进行分析。HF、CF4、C2F6以及COF2的量例如可以通过FT-IR来测量,而F2的含量通过UV来分析。已经发现,紫外光谱法可以用作氟的一个直接测量工具,当阳极燃烧发生时它显示出了氟浓度的剧烈降低;在FT-IR中的相同时间观察到CF4的巨大增加。因此,这种燃烧很容易通过燃烧过程中F2浓度的急剧降低进行检测,在这个过程中形成了杂质(主要是CF4和C2F6)。这种燃烧的结果(所生产的F2包含比规则工作时更多的CF4、C2F6、COF2、HF)不仅是杂质含量的改变而且还有通过检测器(尤其在本发明中是通过UV光谱学)所监测的氟含量的急剧降低。在使用UV光谱学的测量过程中,可以使用整个UV光谱。优选地,不是将整个光谱而仅仅将这个特定波长处的吸收(具体是在200和400nm之间、更优选250至330nm、最优选270至290nm之间、甚至在约280nm处的UV光谱)用于测量,因为它差不多是F2的UV吸收的最大值。FTIR和UV测量同样用于控制纯化的F2的纯度。因此,该分析用于通过用UV测量粗F2并且用FT-IR测量CF4来检测阳极燃烧并且用于证明并且控制纯化的F2的纯度。
所有电解池的粗F2以及纯化的F2被连续取样并分析。目前的FT-IR可以接受高达9个样品。因此,纯化的F2以及高达8个电解池的粗F2可以用电流产生装置的多池FTIR进行分析。
根据另一个实施方案,所生产的氟的分析是仅仅通过一个单池FT-IR进行的;没有应用一个紫外光谱仪。该单池FT-IR被用于对纯化的F2进行分析(最终分析)。
滑动件8包含多个整流器、BPCS(基本过程控制系统)、ESD(应急关闭系统)、F&G(火灾和气体系统)嵌板(对齐了火警警报和气体警报)、小电动机起动器、光强度分布以及其他装置以提供电力并且控制设备的电力装置。滑动件8安装在滑动件2A和2B附近;优选地,它位于它们上面。每个电解池,如以上所述,通常具有至少一个但是经常多个阳极,例如26个。术语“多个阳极”可以是指任何等于或大于2的数字。阳极的数目是仅受实际的考虑限制的,例如池或者池单元(由几个池构成)不应该是不合理的大的。经常,阳极的数目是等于或低于80的,优选地等于或低于70。一个整流器可以向一个、两个或者更多个阳极提供电流。优选地,每个阳极是由一个整流器供应的。整流器是市场上可获得的,该整流器可以分开地向几个阳极提供电流。例如,如果26个阳极存在于一个池中的话,优选提供26个整流器或者13个双整流器(它们分开地向2个阳极提供电流)。这些整流器优选是在装在空气调节的外壳中的整流器盒中组装的。
优选在这个滑动件8中提供轻微超压以保护免于气体进入。所有线缆和阴极汇流线应该被小心地密封。
优选的是整流器盒是在一个固定的框架上用螺栓固定的用于地震保护。
滑动件8包括多个壁以及一个顶盖。它优选还包括一个火灾检测系统,特别是一个VESDA(非常早期烟雾检测装置)以及一个熄火系统,该系统例如用HFC-227ea或用(惰性气体的混合物(氮、氩以及二氧化碳)来操作。
滑动件9优选是一个预制室,该室具有混凝土壁或类似于一个从金属防护物制成的容器。它包含用于连接到电流的并且将它从中电压转化成低电压的装置。优选地,它含有“子发电站”子滑动件9A和9B。滑动件9A优选含有MV(中电压)池用于引入的和输出的电流和旁路电流以及变压器用于将中电压电流转化成低电压电流。它对于局部网是可操作的;例如,这些变压器是被选择为它们适合局部电压,该电压可以是例如380V或400V(50Hz)或440V(60Hz)。滑动件9优选还包括一个火灾检测系统,特别是一个VESDA(非常早期烟雾检测装置)以及一个熄火系统,该系统例如用HFC-227ea或用(惰性气体的混合物(氮、氩以及二氧化碳)来操作。
滑动件9B同样优选是一个预制的具有多个壁和一个顶盖的混凝土室。该子站容纳了低压开关装置(LVCS)和一个柴油发电机。它是通过线缆互联到需要低电压供电的滑动件上的,例如通过一个线缆槽。它优选还包括一个火灾检测系统,特别是一个VESDA(非常早期烟雾检测装置)以及一个熄火系统,该系统例如用HFC-227ea或用(惰性气体的混合物(氮、氩以及二氧化碳)来操作。
滑动件9B优选还包括一个对于一个升降叉车的蓄电池充电站。
滑动件9B必须是互联到过程滑动件上的,特别是滑动件8中的带有几个整流器的。
滑动件10包括用于个人的实用设施,例如,一个控制室、一个实验室和一个休息室。优选地,它被划分成子滑动件10A和子滑动件10B。子滑动件10A包含控制室和实验室。可能是小的实验室包括一个具有良好的通风的通风橱,例如高达500m3/h并且甚至更大,该橱优选是由耐酸材料制成的并且可以用于分析滴定法,一个安全橱用于试剂和样品,一个洗手盆和一个化学品池,其中可以收集化学品废品,优选在一个由耐酸材料制成的筒中。该实验室优选具有一个气体检测器,该气体检测器安装在新鲜空气进口处,以及一个关闭机构,该机构在气体警报的情况下关闭气体进口。子滑动件10A优选保持在轻微超压下以防止空气进入。滑动件10A优选包括空气调节。
该控制室的控制板优选是在线连接到一个遥控板上,该遥控板可以位于另一个设施上。这允许了从一个单个的控制室远程操作若干氟气体生产设备。
子滑动件10B包含休息室。它含有对于控制室个人有用的装备。它优选包括多个抽屉、一个更衣室、一个厕所、一个淋浴器、以及用于化学品罩衣(手套、披肩等)的橱柜。该设备安全淋浴器包括眼淋浴系统并且优选是位于子滑动件10B的外部附近,因为它必须被供应热的可引用水。滑动件10优选包括通风和加热。
该设备将包括另外的对操作它有用的装备。
压缩机是需要的以便提供加压的氟气体。它们必须是耐氟气体的。用于在核工业中氟气体处理的压缩机是非常适合的。它们优选是膜片式压缩机。此类压缩机市场上是可获得的。这些膜片是由耐F2的材料(尤其用蒙乃尔合金金属、不锈钢、铜、或者镍)制成的。这些隔膜是3-层的薄膜,这样在一个隔膜破裂的情况下,该破裂将会由压力测量装置来检测到,并且没有F2将会离开该压缩机隔膜到该外部区域中。
该设备还将需要用于操作的仪器以及阀门。
例如,如果一个混合器是存在的以便提供F2和惰性气体或者其他气体的混合物,则混合这些气体的过程步骤包括用于F2以及有待与它混合的一种或多种气体的质量流量计、所安装的控制阀门与专用的程序控制回路以及互锁装置,以便确保将这些气体(例如一种惰性气体或者多种惰性气体)与F2进行一个适当且安全的混合。
该设备,如以上说明的,具有用于其操作的对某些参数(例如氟气体或惰性气体的质量流量控制)进行分析的装置。为此目的,质量流控制器是优选使用的。通过此类质量流控制器,氟气体的量可以被控制,它穿过携带它的管线,例如到这些FTIR和UV分析器。这些质量流控制器应该是“低ΔP类型”的控制器,仅引起了一个低的压力下降。用于将气体输送到这些分析器(它们必须适合用于氟气体的运输)上的此类流量计,连同管道、管、以及装配件在市场上也是可获得的。阀门应该是膜盒密封的重载(heavy duty)阀门。一个PLC(可编程逻辑控制器)管理了这些FTIR反射镜的移动、收集了故障警报并且将结果传送到BPRS(基本过程控制系统)。为了分析纯的F2,优选应用的是用AgCl制成的窗口,为了分析粗F2,例如来自这些电解池的采样管线的粗F2,可以应用Al2O3窗口。
根据以上说明,变得清楚的是可以应用几个关于F2分析的替代方案。
根据一个第一替代方案,一个单池FT-IR位于滑动件4中。它用于对该F2进行最终分析。
根据一个第二替代方案,一个多池FT-IR以及可任选地一个紫外分析器位于滑动件7中。
根据一个第三替代方案,一个单池FT-IR位于滑动件4中,并且一个多池FT-IR以及可任选地一个紫外分析器位于滑动件7中。
该第一替代方案是最便宜的解决方案。该第二替代方案是比第一替代方案更昂贵;但它允许一个快速反应,如果在一个或多个池中的F2生产被干扰的话。它还允许识别电池的不规则操作。该第三替代方案是最昂贵的一个;它允许同时一个快速反应并且识别有故障的池,并且它允许检查最终F2的纯度。
对这些替代方案的选择取决于消费者的预期或需求、个人的经验、设备运行到有故障的条件的倾向,等等。往往还有可能的是在滑动件4和7中提供多个分析器以便对它们的一者或者两者不连续地或者间歇地进行操作。
安全装备:众所周知的是尤其是F2和HF是需要谨慎处理的化合物。H2当然是可燃的。因此,该装备包括安全装置。例如,该设备包括一个带有多个转换开关的用于一个应急关闭(ESD)、用于警报、以及用于最优先自动处理的安全嵌板。
F2、HF、如果适当的话、H2的检测器是安装在例如一个至ERS涤气器的通风管中并且位于发射点处的。为了安全的作用,气体报警信号被发送到ESD。该设备包括多个报警信号灯,它们是被开启的,即,如果气体报警信号发送到该ESD的话。这些警报还必须是在滑动件10的控制室中可检测的。气体测量必须在控制室中例如以ppm来给出。如果设备包括在滑动件10的控制室中的一个火灾和气体嵌板以便显示所有的火灾和气体警报、以及通风故障则是非常有利的。
如以上提及的,该设备包括多个烟雾探测仪以及VESDA检测器。尤其是这些过程滑动件,例如滑动件1、2、3、4以及7包括使F2生产手动停止的装置(例如,应急按钮)和/或启动消灭火灾的装置的装置。可以使用CC TV(闭路电视)来监控该设备。它可以被用于监测到该设备的通路、材料的卸载(例如便携的HF罐的或者KOH溶液的)。
安全仪器系统(SIS)(包括传感器、ESD系统以及安全致动器)被包括在这个设备中。该SIS被设计为实现一个安全完整性等级“2”。具体地说,在需要电动机或者电力负荷以便被包括作为一个安全插装的功能元件的一个零件的地方,考虑了将这些电动机/负荷进行断开的交替的或和独立的装置,例如通过断开该上游断路器如果专用于该电动机/电负荷的接触器或者断路器没有打开的话。
一个应急发电机,优选一个供应100kVA的柴油发电机优选被包含在该设备中,如果一个外部电力供应的被中断了话。
如果该控制室包括用于单独工作的操作员的一个“失动”检测(“deadman”detection)的话,它也是优选的。
此外,优选的是该控制室提供了关于风的方向以及风的速度的数据。
用于一个设备(其容量为150吨/年)的这些被组装的过程滑动件的占地面积是30m·9.2m。其中用于实施项、用于维护和修理的人员面积以及入口间隙的滑动件,其整个尺寸是约39m·23m。这些滑动件的高度可以是比标准(标准高度是64英寸)更高的。包括应急涤气器的滑块6A经常具有的不是标准的占地面积但是与对应的设备的特定要求相适配。
经常,该滑动件结构是一个涂漆的钢架,在该钢架上所有的装备都固定了;它们被设计为用于户外安装。嵌板、门、以及屋顶,如果安装在滑动件的外部结构的话,暗示了这些外部滑动件尺寸超过了这些标准海运集装箱的尺寸。如果需要的话,这些滑动件是预制的,并且嵌板、门、以及屋顶在现场被对应地组装到这些滑动件上。这些滑动件是锚接在一个现有的混凝土厚片上的或者通过或在一个特定的底架上。
这些滑动件的优点是例如在车间试验之前将它们制造、布管、布线并且组装在一起。如果将它们构造为使得这些滑动件之间的界面被最小化并且在对应滑动件中的所有部件对于维护、检查或修理是尽可能容易地进入的,则是优选的。
这些滑动件的优点是安全方面,每周7天每天24小时高纯度F2的可靠的F2生产。
以下,对由多个滑动件构成的一个设备的组装和操作进行说明。
如上述的这些滑动件是在一个车间中进行组装的;在一个实施方案中,滑动件2的电解池是早已提供的、填充有电解质盐的。这改进了安全性。这些滑动件在该车间中进行预试验并且然后被运输到需要通过它们生产F2的设施中。在该设施中,优选的是如果一个混凝土厚片已经预先充分建立了,在其上就可以建筑该F2生产设备。
这些滑动件是组装的并且连接的。滑动件2包括形成单元室的6个电解池。在这种情况下,每个电解池包括26个阳极;其他多个例如多达80个阳极或者甚至更多,将是有可能的,如果希望的话。在连接之前或者之后,它们被砌在该地面上作为地震或者天气预防措施测量。
滑动件13用于所需要的化学品(例如,硫代硫酸盐、氢氧化物和/或电解质盐)的储存室。
这些内置的部件的可操作性优选然后进行测试。
现在详细地对该设备的操作进行说明。
提供了带有6个池的设备。这个设备的标称容量,如果运行每周7天每天24小时是约100吨/年的纯的F2(12kg/h,峰值20kg/h)。该容量可以通过加入两个另外的电解池以及整流器或者整流器架来扩展。通过加入另外的滑动件(另外的池空间以及整流器、另外的冷却滑动件、另外的分析器)将容量扩展到300吨/年将是有可能的。罐(优选其内部体积为1至20m3,最优选地其尺寸为1至3m3并且填充有HF)在滑动件1中组装并且连接到这些电解池上。在该设备的最终组装之前,粗的组合物KF·2HF的电解质盐已经填充到这些池中了。这些电解池的内含物被加热到约80℃-120℃以便在其中熔化。来自滑动件1的蒸发器的HF被送料进入到该电解池中。中电压从滑动件9A被供应到滑动件9B、被转换成低电压直电流,其电压的范围为8至12V,并且电流穿过HF和熔融电解质盐的熔融组合物,该熔融组合物被保持在80℃与120℃之间的范围内的一个温度。一个整流器可以被分配到每个池;优选地,一个整流器被分配到每一个阳极。尤其优选的是应用双整流器;这种双整流器可以用作两个阳极。如果于每个池中存在26个阳极的话,那么可以应用13个双整流器就以便向这些阳极提供电流。以高于环境压力的一个压力(例如,以7至10m表压)来操作这些池。在滑动件2的对应的电极隔室中形成了元素氟(F2)以及元素氢(H2)。
HF是有利地来提供的这样使得在对应的池中的电解质盐和HF的水平不会超过特定的上下水平。优选地,包含一个或多个电解池的滑动件还包括确定池中的温度、这个或这些池中的液体水平、压力或压差、阳极电流以及电压和气体温度的传感器。这些池用具有约75℃至95℃、优选75℃至85℃温度的冷却水进行冷却。
将所形成的H2送到滑动件6B并且与一个喷射洗涤器(带有一种水溶液,该水溶液包括按重量计0至约5%的水中的HF)接触。将离开该涤气器的气体送到一个填充柱的底部并且在其中与喷洒在该柱顶部的淡水接触。离开该填充柱的气体用氮气稀释了并且传送进入到大气中。
该设备产生了约415kg/天的F2。
这些池中生产的F2首先通过去除颗粒(主要是,夹带的再固化的电解质盐)来进行预纯化。然后将粗F2流冷却,由此一部分夹带的HF浓缩并且可以被去除。然后,将粗F2通过一个膜片压缩机进行压缩至约3.5表压的一个压力。将多余对的NaF塔安装在滑车上以便使它们是可移动的,尤其是针对以下的情况,这些NaF球粒需要完全交换(当进一步的再产生是不再可能的时候)。然后使被压缩的F2穿过一个阱并且通过蒸发的液体N2以及气态N2在其中冷却至约-70℃。剩余的HF在这个阱中通过浓缩来去除。然后通过使F2穿过包含NaF球粒的两个吸收塔中的两根管线中的一根管线而将任何残余的痕量的HF去除;这些线由于有时是多余的,将这些NaF塔加热至约350℃到400℃,并且使N2穿过它们而将吸收的HF去除并且使这些对应的塔再生。这些NaF塔中处于吸收模式的压力是约3.5表压。将离开这两个NaF塔的F2气流穿过两个过滤器以便将任何固体(尤其是NaF)去除,这些过滤器优选是用蒙乃尔合金金属制成的,并且该第二过滤器具有3nm的孔直径。第一塔的温度是约100℃,第二塔的温度是约30℃-40℃。对纯化的F2连续采样。
根据一个实施方案,将多个样品送入到一个多池FT-IR并且到一个UV分析器中,如以上说明的。根据另一个实施方案,应用一个单池FT-IR用于选择性地分析所纯化的F2。分析数据可以在线发送到滑动件10A的控制室中的控制板中。
如果这些样品的分析显示,这些电解池中的一个或多个产生了太不纯的F2而不能用于半导体制造的目的,例如,包含了多得很的CF4或者更高的同系物(表明电解池故障),那么这个或这些对应的样品以及由电池产生的F2穿过滑动件5中的F2涤气器以及用于通过包含硫代硫酸钠的KOH溶液来销毁的应急涤气器。可替代地,可以将不纯的F2收集用于纯度是足够的目的。如果这些样品显示所生产的F2与所希望的纯度相对应,那么就将这些样品返回到F2生产线上。然后将该F2传送到一个储存装置中,该储存装置包括6个相同形状的容器,它们各自具有一个1.3m3的内部容积。这些圆柱体的任何一个可以是开放的并且由关闭阀门单独地关闭。可替代地,通过一个压力控制回路来将所生产的F2的压力降低至约1.5表压并且然后将其送至使用点,使用F2用于腔室清洁的平板显示器制造设备。使用一个双壁围绕的管,其中在该内外管之间的空间包含着氮气,并且使该F2穿过其内管。
在正常的操作中,这些关闭阀门是开放的并且在F2储存单元与使用点之间的压力差提供了一个缓冲,该缓冲允许对递送的氟气体流的一个平滑的控制,甚至用于使用点处的或者在F2产生单元的生产的中断过程中可以获得的不同消耗样式。
若任何通过引用结合在此的专利、专利申请以及公开物中的披露内容与本申请的说明相冲突的程度至它可能使一个术语不清楚,则本说明应该优先。
Claims (17)
1.一种用于氟气体生产的设备,包括至少一个滑动件式安装的模块,该模块选自:
-包括至少一个HF储存罐的滑动件式安装的模块,表示为滑动件1,
-包括至少一个产生F2的电解池的滑动件式安装的模块,表示为滑动件2,
-包括用于纯化F2的纯化装置的滑动件式安装的模块,表示为滑动件3,
-包括将氟气体递送到使用点的装置的滑动件式安装的模块,表示为滑动件4,
-包括冷却水回路的滑动件式安装的模块,表示为滑动件5,
-包括处理废气的装置的滑动件式安装的模块,表示为滑动件6,
-包括用于分析F2的装置的滑动件式安装的模块,表示为滑动件7,以及
-包括操作所述电解池的装置的滑动件式安装的模块,表示为滑动件8。
2.如权利要求1所述的设备,进一步包括:
-滑动件模块9,它是子电站以便将中电压转变至低电压,和/或
-滑动件模块10,它容纳了实用设施和便利设施。
3.根据权利要求1所述的设备,其中在滑动件1中的所述HF储存罐具有1至2m3的内部容积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备,其中滑动件2包括至少4个电解池,这些电解池的每一个被分配到至少一个分开的整流器,优选地,其中滑动件2包括至少4个具有多个阳极的电解池,其中多个整流器各自被分配到单个阳极上,或者其中多个双整流器各自被分配到两个阳极上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备,其中滑动件3包括用于使粗F2气体与液体HF相接触的HF洗涤器、从F2中去除HF的冷凝器、以及至少一个从F2中吸收HF的吸收剂柱。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,其中滑动件4包括用于氟气体存储的多个空心体。
7.根据权利要求6所述的设备,其中每个空心体能够从所述设备单独地被关闭。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备,其中滑动件5包括至少2个冷却水回路以及用于该冷却水的加热和冷却的装置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备,其中滑动件6包括包含应急涤气器的子滑动件6A以及包含用于F2和H2的涤气器的子滑动件6B。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备,其中滑动件7包括多池FT-IR光谱仪以及任选地紫外光谱仪,和/或其中滑动件4包括用于该氟的最终分析的单池FT-IR。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备,其中滑动件8包括多个整流器,其中整流器的数量与阳极的数量相对应;或者其中滑动件8包括多个双整流器,其中所述双整流器各自为2个阳极提供电流。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备,其中滑动件9包括容纳了用于进入的、出去的以及旁路电流的中电压池的子滑动件9A以及容纳了低电压的开关装置、应急发电机和蓄电池充电站的滑动件9B。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备,其中滑动件10包括容纳了包括实验室在内的控制室的子滑动件10A以及容纳了休息室的子滑动件10B。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备,其中在每个滑动件中存在至少一个应急按钮。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备,包括地震检波器。
16.根据权利要求15所述的设备,其中所述地震检波器是强震动的地震检波器。
17.根据权利要求15或16所述的设备,其中所述地震检波器被连接至控制板并且触发所述设备的关闭。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38320410P | 2010-09-15 | 2010-09-15 | |
US61/383,204 | 2010-09-15 | ||
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