CN113874553A - 氟气的制造方法及氟气制造装置 - Google Patents

Abstract

提供能够对由雾导致的配管、阀的堵塞进行抑制的氟气的制造方法。通过包括在电解槽内进行电解液的电解的电解工序、在电解时对电解液中的水分浓度进行测定的水分浓度测定工序、以及从电解槽的内部经由流路向外部输送在电解液的电解时在电解槽的内部所产生的流体的送气工序的方法来制造氟气。在送气工序中，根据在水分浓度测定工序中测定出的电解液中的水分浓度来对流通流体的流路进行切换，在水分浓度测定工序中测定出的电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，向第1流路输送流体，在比预先设定的基准值大的情况下，向第2流路输送流体，第1流路是从电解槽的内部向第1外部输送流体的流路，第2流路是从电解槽的内部向第2外部输送流体的流路。预先设定的基准值为0.1质量％且以上0.8质量％以下的范围内的数值。

Description

氟气的制造方法及氟气制造装置

技术领域

本发明涉及氟气的制造方法及氟气制造装置。

背景技术

氟气能够通过对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来合成(电解合成)。通过电解液的电解，与氟气一起也产生雾(例如电解液的雾)，因此，在从电解槽送出的氟气中伴随有雾。伴随于氟气的雾有可能成为粉体而堵塞在氟气的输送中使用的配管、阀。因此，有时不得不使制造氟气的运转中断或者停止，成为了通过电解法制造氟气时的连续运转的障碍。

为了抑制由雾导致的配管、阀的堵塞，专利文献1公开了将伴随有雾的氟气或者供该气体通过的配管加热到电解液的熔点以上的技术。另外，专利文献2公开了具有气体扩散部和填充材料容纳部的气体生成装置，所述气体扩散部是进行雾的粗处理的空间，所述填充材料容纳部容纳用于吸附雾的填充材料。

现有技术文献

专利文献1：日本国特许公报第5584904号

专利文献2：日本国特许公报第5919824号

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，期望有一种能够更有效地抑制由雾导致的配管、阀的堵塞的技术。

本发明的课题在于，提供能够抑制由雾导致的配管、阀的堵塞的氟气的制造方法及氟气制造装置。

用于解决课题的技术方案

为了解决所述课题，本发明的一个技术方案如以下的[1]～[5]。

[1]一种氟气的制造方法，对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气，包括：

电解工序，在电解槽内进行所述电解；

水分浓度测定工序，在所述电解时测定所述电解液中的水分浓度；以及

送气工序，从所述电解槽的内部经由流路向外部输送在所述电解液的电解时在所述电解槽的内部产生的流体，

在所述送气工序中，根据在所述水分浓度测定工序中测定出的所述电解液中的水分浓度来对流通所述流体的流路进行切换，在所述水分浓度测定工序中测定出的所述电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，向第1流路输送所述流体，在比所述预先设定的基准值大的情况下，向第2流路输送所述流体，所述第1流路是从所述电解槽的内部向第1外部输送所述流体的流路，所述第2流路是从所述电解槽的内部向第2外部输送所述流体的流路，

所述预先设定的基准值为0.1质量％以上且0.8质量％以下的范围内的数值。

[2]根据[1]所述的氟气的制造方法，

所述金属氟化物为选自钾、铯、铷以及锂中的至少一种金属的氟化物。

[3]根据[1]或者[2]所述的氟气的制造方法，

在所述电解中使用的阳极为由选自金刚石、类金刚石碳、非晶碳、石墨以及玻璃碳(glassy carbon，玻碳)中的至少一种碳材料形成的碳质电极。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的氟气的制造方法，

所述电解槽具有使在所述电解中使用的阳极或者阴极处产生的气泡在所述电解液中沿着铅垂方向上升并能够到达所述电解液的液面的构造。

[5]一种氟气制造装置，对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气，具备：

电解槽，其容纳所述电解液，进行所述电解；

水分浓度测定部，其在所述电解时对所述电解槽内的电解液中的水分浓度进行测定；以及

流路，其供从所述电解槽的内部向外部输送在所述电解液的电解时在所述电解槽的内部产生的流体，

所述流路具有供从所述电解槽的内部向第1外部输送所述流体的第1流路和供从所述电解槽的内部向第2外部输送所述流体的第2流路，并且，具有流路切换部，所述流路切换部根据由所述水分浓度测定部测定出的所述电解液中的水分浓度来将流通所述流体的流路切换为所述第1流路或者所述第2流路，

所述流路切换部，在由所述水分浓度测定部测定出的所述电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，从所述电解槽的内部向所述第1流路输送所述流体，在比所述预先设定的基准值大的情况下，从所述电解槽的内部向所述第2流路输送所述流体，

所述预先设定的基准值为0.1质量％以上且0.8质量％以下的范围内的数值。

发明效果

根据本发明，能够在对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气时抑制由雾导致的配管、阀的堵塞。

附图说明

图1是对在本发明的一个实施方式涉及的氟气制造装置中作为平均粒径测定部使用的光散射检测器的一个例子进行说明的示意图。

图2是对本发明的一个实施方式涉及的氟气制造装置的一个例子进行说明的概略图。

图3是对在图2的氟气制造装置中作为雾除去部使用的雾除去装置的一个例子进行说明的示意图。

图4是对图2的氟气制造装置的第1变形例进行说明的概略图。

图5是对图2的氟气制造装置的第2变形例进行说明的概略图。

图6是对图2的氟气制造装置的第3变形例进行说明的概略图。

图7是对图2的氟气制造装置的第4变形例进行说明的概略图。

图8是对图2的氟气制造装置的第5变形例进行说明的概略图。

图9是对图2的氟气制造装置的第6变形例进行说明的概略图。

图10是对图2的氟气制造装置的第7变形例进行说明的概略图。

图11是对图2的氟气制造装置的第8变形例进行说明的概略图。

图12是对图2的氟气制造装置的第9变形例进行说明的概略图。

图13是对图2的氟气制造装置的第10变形例进行说明的概略图。

图14是在参考例1中表示在阳极产生的流体所包含的雾的粒径分布的坐标图。

图15是在参考例1中表示雾的平均粒径与在阳极产生的雾的量的相关性的坐标图。

图16是在参考例1中表示雾的平均粒径与电解液中的水分浓度的关系的坐标图。

具体实施方式

以下对本发明的一个实施方式进行说明。此外，本实施方式示出了本发明的一个例子，本发明并不限定于本实施方式。另外，可以对本实施方式施加各种变更或者改良，施加了那样的变更或者改良而得到的技术方案也能够包含于本发明。

本发明人对在氟气的电解合成中引起配管、阀的堵塞的雾进行了深入研究。本发明中的“雾”是指通过电解液的电解而在电解槽与氟气一起产生的液体的微粒、固体的微粒。具体而言，是指电解液的微粒、电解液的微粒发生相变后的固体的微粒以及构成电解槽的构件(形成电解槽的金属、电解槽用的密封件(packing)、碳电极等)与氟气反应而产生的固体的微粒。

本发明人对在电解液的电解时在电解槽的内部产生的流体所包含的雾的平均粒径进行测定，确认了雾的平均粒径是历时性地变化的。另外，深入研究的结果，发现了雾的平均粒径与电解时的电解液中的水分浓度具有相关性，进一步，发现了在雾的平均粒径与输送流体的配管、阀的堵塞的易发生度之间具有相关性。并且，发现了通过根据电解时的电解液中的水分浓度，对用于输送在电解槽的内部产生的流体的流路下工夫，能够抑制配管、阀的堵塞，能够降低制造氟气的运转的中断、停止的频度，从而完成了本发明。以下，对本发明的一个实施方式进行说明。

本实施方式的氟气的制造方法是对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气的氟气的制造方法，包括：电解工序，在电解槽内进行电解；水分浓度测定工序，在电解时测定电解液中的水分浓度；以及送气工序，从电解槽的内部经由流路向外部输送在电解液的电解时在电解槽的内部产生的流体。

在送气工序中，根据在水分浓度测定工序中测定出的电解液中的水分浓度来对流通流体的流路进行切换。即，在水分浓度测定工序中测定出的电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，向第1流路输送流体，在比预先设定的基准值大的情况下，向第2流路输送流体，第1流路是从电解槽的内部向第1外部输送流体的流路，第2流路是从电解槽的内部向第2外部输送流体的流路。并且，预先设定的基准值被设为0.1质量％以上且0.8质量％以下的范围内的数值。

另外，本实施方式的氟气制造装置是对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气的氟气制造装置，具备：电解槽，其容纳电解液，进行电解；水分浓度测定部，其在电解时对电解槽内的电解液中的水分浓度进行测定；以及流路，其从电解槽的内部向外部输送在电解液的电解时在电解槽的内部产生的流体。

上述流路具有从电解槽的内部向第1外部输送流体的第1流路和从电解槽的内部向第2外部输送流体的第2流路。另外，该流路具有流路切换部，该流路切换部根据由水分浓度测定部测定出的电解液中的水分浓度来将流通流体的流路切换为第1流路或者第2流路。

流路切换部在由水分浓度测定部测定出的电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，从电解槽的内部向第1流路输送流体，在比预先设定的基准值大的情况下，从电解槽的内部向第2流路输送流体。并且，预先设定的基准值被设为0.1质量％以上且0.8质量％以下的范围内的数值。

在本实施方式的氟气的制造方法以及氟气制造装置中，根据电解时的电解液中的水分浓度，将流通流体的流路切换为第1流路或者第2流路，因此，作为结果，成为根据雾的平均粒径来将流路切换为第1流路或者第2流路，不易产生由雾导致的流路的堵塞。因此，本实施方式的氟气的制造方法以及氟气制造装置能够在对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气时，对由雾导致的配管、阀的堵塞进行抑制。由此，能够减少制造氟气的运转的中断、停止的频度，容易进行连续运转。因此，能够经济地制造氟气。

此外，在本实施方式的氟气的制造方法以及氟气制造装置中，电解液中的水分浓度的测定，既可以对配置有阳极的阳极室内的电解液进行，也可以对配置有阴极的阴极室内的电解液进行。另外，电解液中的水分浓度的测定，既可以在电解中始终进行，也可以隔开一定的间隔来定期地进行，还可以不定期地随时进行。进一步，第1流路和第2流路是不同的流路，但第1外部和第2外部既可以是不同的部位，也可以是同一部位。

在此，表示本实施方式的氟气的制造方法以及氟气制造装置的一个例子。第1流路是从电解槽的内部经由从流体除去雾的雾除去部向从流体分选并取出氟气的氟气分选部输送流体的流路。第2流路是不经由雾除去部地从电解槽的内部向氟气分选部输送流体的流路。即，在电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，向第1流路所具备的雾除去部输送流体，在比预先设定的基准值大的情况下，流体不被输送至雾除去部。在本例子中，氟气分选部相当于第1外部和第2外部，第1外部和第2外部为同一部位，但第1外部和第2外部也可以为不同的部位。

并且，第2流路具有对由雾导致的第2流路的堵塞进行抑制的堵塞抑制机构。堵塞抑制机构只要是能够对由雾导致的第2流路的堵塞进行抑制，则并不被特别地限定，例如可举出如下述那样的机构。即，可以例示大直径的配管、倾斜的配管、旋转螺旋件、气流产生装置，这些也可以组合来使用。

详细而言，通过由直径比第1流路的大的配管构成第2流路的至少一部分，能够对由雾导致的第2流路的堵塞进行抑制。另外，通过由沿着相对于水平方向倾斜、且从上游侧朝向下游侧下降的方向延伸的配管构成第2流路的至少一部分，能够对由雾导致的第2流路的堵塞进行抑制。

进一步，通过在第2流路的内部设置向上游侧或者下游侧输送堆积在第2流路内部的雾的旋转螺旋件，能够对由雾导致的第2流路的堵塞进行抑制。进一步，通过在第2流路设置流通用于使在第2流路内流通的流体的流速上升的气流的气流产生装置，能够对由雾导致的第2流路的堵塞进行抑制。此外，也可以在第2流路设置与第1流路所具备的雾除去部不同的雾除去部来作为堵塞抑制机构。

第1流路通过雾除去部从流体除去雾，因此，不易产生由雾导致的堵塞，第2流路设置有堵塞抑制机构，因此，不易产生由雾导致的堵塞。因此，本实施方式的氟气的制造方法以及氟气制造装置能够在对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气时，对由雾引起的配管、阀的堵塞进行抑制。此外，即使不具备雾除去部、堵塞抑制机构，仅通过将流通流体的流路切换为其他的流路(第1流路或者第2流路)，也能实现对由雾导致的配管、阀的堵塞进行抑制的效果，但设置雾除去部、堵塞抑制机构的上述效果优异。

以下，进一步对本实施方式的氟气的制造方法以及氟气制造装置进行详细的说明。

〔电解槽〕

电解槽的技术方案没有特别的限制，只要是能够对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来产生氟气，则什么样的电解槽都能够使用。

通常，电解槽的内部通过隔壁等分隔构件而被区划为配置有阳极的阳极室和配置有阴极的阴极室，使得在阳极产生的氟气与在阴极产生的氢气不混合。

作为阳极，例如可以使用由金刚石、类金刚石碳、非晶碳、石墨、玻璃碳、不定形碳等碳材料形成的碳质电极。另外，作为阳极，除了上述碳材料之外，例如也可以使用由镍、蒙乃尔(Monel，商标)等金属形成的金属电极。作为阴极，例如可以使用由铁、铜、镍、蒙乃尔(商标)等金属形成的金属电极。

电解液含有氟化氢和金属氟化物，该金属氟化物的种类并不被特别地限定，但优选是从钾、铯、铷以及锂中选择的至少一种金属的氟化物。当电解液中含有铯或者铷时，电解液的比重变大，因此，电解时的雾的产生量得到抑制。

作为电解液，例如可以使用氟化氢(HF)与氟化钾(KF)的混合熔融盐。氟化氢与氟化钾的混合熔融盐中的氟化氢与氟化钾的摩尔比例如可以设为氟化氢：氟化钾＝1.5～2.5：1。氟化氢：氟化钾＝2：1的情况下的KF·2HF为代表性的电解液，该混合熔融盐的熔点大约为72℃。该电解液具有腐蚀性，因此，电解槽的内表面等电解液接触的部位优选由铁、镍、蒙乃尔(商标)等金属形成。

在电解液的电解时，对阳极和阴极施加直流电流，在阳极产生含有氟气的气体，在阴极产生含有氢气的气体。另外，电解液的氟化氢具有蒸气压，因此，在阳极和阴极产生的气体分别伴随有氟化氢。进一步，在通过电解液的电解进行的氟气的制造中，通过电解产生的气体含有电解液的雾。由此，电解槽的气相部分由通过电解产生的气体、氟化氢、电解液的雾形成。因此，从电解槽的内部向外部送出的是由通过电解产生的气体、氟化氢以及电解液的雾形成的，在本发明中，将此称为“流体”。

此外，通过电解的进行，电解液中的氟化氢被消耗，因此，也可以在电解槽连接用于连续地或者断续地向电解槽供给氟化氢来进行补给的配管。氟化氢的供给既可以向电解槽的阴极室侧供给，也可以向阳极室侧供给。

在电解液的电解时产生雾的主要理由如下。电解时的电解液的温度例如被调整为80～100℃。KF·2HF的熔点为71.7℃，因此，在被调整为上述温度的情况下，电解液为液体状态。在电解槽的两电极产生的气体的气泡在电解液中上升，在电解液的液面破裂。此时，电解液的一部分被放出到气相中。

气相的温度比电解液的熔点低，因此，该放出的电解液发生相变成为如极微小的粉体那样的状态。考虑该粉体为氟化钾和氟化氢的混合物KF·nHF。该粉体随着另外产生的气体的流通而成为雾，形成在电解槽中产生的流体。这样的雾由于具有粘着性等理由，难以通过设置过滤器等通常对策来有效地加以除去。

另外，虽然作为产生量是少量的，但有时也由于作为阳极的碳质电极与在电解中产生的氟气的反应，有机化合物的微粉末会作为雾而产生。具体而言，向碳质电极的电流的供电部分多会产生接触电阻，有时会由于焦耳热而成为比电解液的温度高的温度。因此，有时由于形成碳质电极的碳与氟气反应，煤烟状的有机化合物CFx会作为雾而产生。

此外，电解槽优选具有在电解中使用的阳极或者阴极处产生的气泡在电解液中沿着铅垂方向上升并能够到达电解液的液面的构造。当具有气泡难以在电解液中沿着铅垂方向上升、并沿着相对于铅垂方向倾斜的方向上升的构造时，多个气泡容易聚集而产生大的气泡。其结果，大的气泡到达电解液的液面而破裂，因此，雾的产生量容易变多。当具有气泡在电解液中沿着铅垂方向上升就能够到达电解液的液面的构造时，小的气泡到达电解液的液面而破裂，因此，雾的产生量容易变少。

〔平均粒径测定部〕

本实施方式的氟气制造装置也可以具备对流体所包含的雾的平均粒径进行测定的平均粒径测定部，但该平均粒径测定部也可以由通过光散射方式测定平均粒径的光散射检测器构成。光散射检测器能够一边使氟气制造装置连续运转，一边测定在流路中流通的流体中的雾的平均粒径，因此，作为平均粒径测定部是优选的。

参照图1，对光散射检测器的一个例子进行说明。图1的光散射检测器是在本实施方式的氟气制造装置(例如后述的图2以及图4～13的氟气制造装置)中能够作为平均粒径测定部来使用的光散射检测器。即，是在使含有氟化氢和金属氟化物的电解液在氟气制造装置的电解槽的内部电解来制造氟气时，对在电解槽的内部产生的流体所包含的雾的平均粒径进行测定的光散射检测器。

既可以将光散射检测器连接于氟气制造装置，从电解槽的内部向光散射检测器输送流体来测定雾的平均粒径，也可以不将光散射检测器和氟气制造装置连接，而从电解槽的内部取出流体并导入到光散射检测器来测定雾的平均粒径。

图1的光散射检测器具备：容纳流体F的试料室1、对试料室1中的流体F照射光散射测定用光L的光源2、对光散射测定用光L因流体F中的雾M而散射所产生的散射光S进行检测的散射光检测部3、设置于试料室1并与流体F接触而供光散射测定用光L透过的透明窗4A、以及设置于试料室1并与流体F接触而供散射光S透过的透明窗4B。透明窗4A、4B由从金刚石、氟化钙(CaF₂)、氟化钾(KF)、氟化银(AgF)、氟化钡(BaF₂)以及溴化钾(KBr)中选择的至少一种形成。

从光源2发出的光散射测定用光L(例如激光)透过会聚透镜6和试料室1的透明窗4A而进入试料室1内，被照射到容纳于试料室1的流体F。此时，当在流体F中存在如雾M那样的对光进行反射的物质时，光散射测定用光L会反射而散射。光散射测定用光L因雾M而散射所产生的散射光S的一部分通过试料室1的透明窗4B而被从试料室1取出到外部，经由聚光透镜7和光圈8而进入散射光检测部3。此时，能够根据从散射光S得到的信息，获知雾M的平均粒径。此外，在此得到的平均粒径为个数平均粒径。作为散射光检测部3，例如可以使用PALAS公司制的气溶胶光谱仪welas(注册商标)digital 2000。

透明窗4A、4B与流体F接触，由于流体F含有反应性高的氟气，因此，需要由难以被氟气腐蚀的材质形成透明窗4A、4B。作为形成透明窗4A、4B的材质，可举出从金刚石、氟化钙、氟化钾、氟化银、氟化钡以及溴化钾中选择的至少一种。若透明窗4A、4B由上述的材质形成，则能够对因与流体F接触而导致的劣化进行抑制。

另外，也可以使用在石英等的玻璃的表面涂覆由上述材质形成的被膜而得到的构件作为透明窗4A、4B。与流体F接触的部分用由上述材质形成的被膜进行了涂覆，因此，能够在抑制成本的同时，抑制因与流体F接触而导致的劣化。透明窗4A、4B也可以是由上述材质形成了与流体F接触的面、并由石英等的通常的玻璃形成了除此以外的部分的层叠体。

光散射检测器中的除透明窗4A、4B以外的部分的材质只要是对于氟气具有耐腐蚀性的材质，则不被特别地限定，例如优选使用作为铜－镍合金的蒙乃尔(商标)、哈氏合金(Hastelloy，商标)、不锈钢等金属材料。

〔雾的平均粒径和电解液中的水分浓度〕

本发明人使用光散射检测器测定了在通过电解液的电解进行的氟气的制造时所产生的雾的平均粒径。对其结果的一个例子进行说明。在将氟气制造装置的阳极更换为新的阳极、对电解槽内填充了新的电解液之后开始电解，对从刚开始电解后起在一定期间中在阳极产生的流体中的雾的平均粒径进行了测定。其结果，雾的平均粒径为0.5～2.0μm。然后，当持续电解而经过足够的时间时，电解开始稳定，该稳定电解时的流体中的雾的平均粒径大约为0.2μm。

这样，在从刚开始电解后到稳定电解时为止的期间，会产生比较大的粒径的雾。在含有刚开始电解后的大的雾的流体在配管、阀内流通的情况下，雾吸附于配管、阀的内表面而容易引起配管、阀的堵塞。

与此相对，在稳定电解时，所产生的雾的粒径比较小。这样的小的雾难以在流体中引起沉降、堆积等，因此，能够在配管、阀中稳定地流通下去。因此，在稳定电解时，由雾和在电极产生的气体形成的流体引起配管、阀的堵塞的可能性比较低。此外，从刚开始电解后到稳定电解时为止的时间，通常为25小时以上且200小时以下。另外，在从刚开始电解后到稳定电解时为止的期间，每1000L电解液需要大概40kAh以上的通电。

另外，本发明人发现了在雾的平均粒径与电解液中的水分浓度之间具有密切的关系。通常，电解液中的水分浓度在电解开始时大，呈现比1.0质量％大的值。此时的雾的平均粒径比0.4μm大。然后，随着持续进行电解，电解液中的水分浓度降低，当成为0.3质量％以下时，雾的平均粒径成为0.4μm以下。

这样，雾的平均粒径与电解液中的水分浓度具有相关性，因此，能够在电解时，代替雾的平均粒径而测定电解液中的水分浓度，将其测定结果利用于流路的切换。即，若在电解中的预定定时测定电解液中的水分浓度，则能够根据其测定结果，适当地对流通在上述预定的定时通过电解产生的流体的流路进行切换。

电解液中的水分浓度的推移依赖于电流值的大小、通电量(电流值与电解时间之积)而减少。电流值越大，水分浓度的减少越快，但在将产生阳极的电压急剧上升的阳极效应的碳质电极使用于阳极的情况下，会以阳极的电流密度比0.1A/cm²小的值进行电解。既可以是电流密度一定且使水分浓度降低，也可以是一边使电流密度逐渐增加、一边使水分浓度降低。

本发明人基于这样的见解，发明了具有能够根据电解时的电解液中的水分浓度来对流通流体的流路进行切换的构造的上述氟气的制造方法以及氟气制造装置。本实施方式的氟气制造装置也可以为：具有第1流路和第2流路，使用流路切换部(例如切换阀)，从两个流路中选择使用于流体的输送的流路。

或者，本实施方式的氟气制造装置也可以为：具有两个流路和进行电解槽的移动以及更换的移动更换机构，从两个流路中选择使用于流体的输送的流路，使电解槽移动至该流路的附近来进行连接，由此，对流路进行切换。

如上述那样，具有第1流路和第2流路，因此，即使在将一方的流路切断来进行清洗的期间，也能够打开另一方的流路来使氟气制造装置继续运转。

在本发明人的研究中，在从刚开始电解后到稳定电解时为止的期间，会产生平均粒径比较大的雾，因此，此时也可以向具有堵塞抑制机构的第2流路输送流体。当时间经过而达到稳定电解时，会产生平均粒径比较小的雾，因此，此时也可以对流路进行切换以使得向具有雾除去部的第1流路输送流体。

这样的流路的切换根据所测定的电解液中的水分浓度来进行，基于预先设定的基准值来进行流路的切换。关于在阳极产生的雾的平均粒径的适当的基准值按各装置而不同，例如为0.1μm以上且1.0μm以下，优选为0.2μm以上且0.8μm以下，进一步优选为0.4μm。

由此，根据雾的平均粒径与电解液中的水分浓度的相关性，关于电解液中的水分浓度的适当的基准值为0.1质量％以上且0.8质量％以下，优选为0.2质量％以上且0.6质量％以下，进一步优选为0.3质量％。能够在电解液中的水分浓度比基准值大的情况下，向第2流路输送流体，在为基准值以下的情况下，向第1流路输送流体。

电解液中的水分浓度例如能够通过卡尔费休(Karl Fischer)法进行测定。或者，将电解液加热为例如250℃以上且400℃以下，例如通过红外线光谱分析法测定所产生的气体中的水分的量，由此，也能够求出电解液中的水分浓度。固体状的电解液几乎不溶解于在卡尔费休法中使用的检测液，因此，需要使固体状的电解液溶解的其他溶剂，但几乎没有对于固体状的电解液具有大溶解度的溶剂。由此，难以使大量的固体状的电解液溶解来进行卡尔费休分析，因此，卡尔费休法适于水分含有量多的固体状的电解液的分析。与此相对，对固体状的电解液进行加热来测定所产生的气体中的水分的量的方法，需要比卡尔费休法长的分析时间，但能够精度良好地分析电解液中的水分浓度。

此外，在阴极产生的流体(主成分为氢气)中例如含有每单位体积(1升)20～50μg的(假定雾的比重为1.0g/mL而算出的)粉体，该粉体的平均粒径大约为0.1μm，具有±0.05μm的分布。

在阴极产生的流体中，根据电解液中的水分浓度，在所产生的粉体的粒径分布中未看出大的差。在阴极产生的流体所含有的雾的平均粒径比在阳极产生的流体所含有的雾的平均粒径小，因此，当与在阳极产生的流体所含有的雾相比时，不易产生配管、阀的堵塞。由此，对于在阴极产生的流体所含有的雾，使用适当的除去方法来从流体中除去即可。

参照图2，对本实施方式的氟气制造装置的一个例子进行详细的说明。图2的氟气制造装置是具备两台的电解槽的例子，但电解槽既可以为一台，也可以为三台以上，例如也可以为10～15台。

图2所示的氟气制造装置具备：电解槽11、11，在其内部容纳电解液10来进行电解；阳极13，其配置在电解槽11的内部，浸泡于电解液10；阴极15，其配置在电解槽11的内部，浸泡于电解液10，并且与阳极13相对向地配置。

电解槽11的内部由从电解槽11的内部的顶棚面向铅垂方向下方延伸且其下端浸泡于电解液10的隔壁17区划为阳极室22和阴极室24。并且，在阳极室22内配置阳极13，在阴极室24内配置阴极15。但是，电解液10的液面上的空间由隔壁17分离为阳极室22内的空间和阴极室24内的空间，关于电解液10中的比隔壁17的下端靠上方侧的部分，由隔壁17进行分离，但关于电解液10中的比隔壁17的下端靠下方侧的部分，不通过隔壁17直接地进行分离而是连续的。

另外，图2所示的氟气制造装置具备：水分浓度测定部36，其在电解液10的电解时测定电解槽11内的电解液10中的水分浓度；第1平均粒径测定部31，其测定在电解液10的电解时在电解槽11的内部产生的流体所包含的雾的平均粒径；第1雾除去部32，其从流体除去雾；氟气分选部(未图示)，其从流体分选并取出氟气；以及流路，其从电解槽11的内部向氟气分选部输送流体。

进一步，该流路具有：第1流路，其经由第1雾除去部32而从电解槽11的内部向氟气分选部输送流体；和第2流路，其不经由第1雾除去部32而从电解槽11的内部向氟气分选部输送流体。另外，该流路具有流路切换部，该流路切换部根据由水分浓度测定部36测定出的电解液10中的水分浓度，将流通流体的流路切换为第1流路或者第2流路。即，在从电解槽11延伸的流路的途中设置有流路切换部，能够通过流路切换部对流通流体的流路进行变更。

该流路切换部在由水分浓度测定部36测定出的电解液10中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，从电解槽11的内部向第1流路输送流体，在比预先设定的基准值大的情况下，从电解槽11的内部向第2流路输送流体。并且，第2流路具有对第2流路的由雾导致的堵塞进行抑制的堵塞抑制机构。

即，在电解液10中的水分浓度为基准值以下的情况下，向将电解槽11与氟气分选部连结且设置有第1雾除去部32的第1流路输送流体，在电解液10中的水分浓度比基准值大的情况下，向将电解槽11与氟气分选部连结且设置有堵塞抑制机构的第2流路输送流体。

作为水分浓度测定部36，例如可以使用卡尔费休水分测定装置。

作为第1雾除去部32，使用能够从流体除去例如平均粒径0.4μm以下的雾的雾除去装置。关于雾除去装置的种类、即除去雾的方式，并不被特别地限定，但雾的平均粒径小，因此，例如可以使用电集尘装置、文氏管气体洗涤器(Venturi scrubber)、过滤器来作为雾除去装置。

在上述的雾除去装置中，也优选使用图3所示的雾除去装置。图3所示的雾除去装置是使用液体的氟化氢来作为循环液的洗涤器(scrubber)式的雾除去装置。图3所示的雾除去装置能够从流体效率良好地除去平均粒径0.4μm以下的雾。另外，使用液体的氟化氢来作为循环液，但为了降低氟气中的氟化氢的浓度而优选对循环液进行冷却，因此，能够通过冷却温度的控制来对氟气中的氟化氢的浓度进行调整。

进一步对图2所示的氟气制造装置进行详细的说明。向外部输送在电解槽11的阳极室22产生的流体(以下有时也记载为“阳极气体”)的第1配管41将电解槽11与第4配管44连通，从两个电解槽11、11送出的阳极气体通过第1配管41被输送至第4配管44来被进行混合。此外，阳极气体的主成分为氟气，副成分为雾、氟化氢、四氟化碳、氧气、水。

第4配管44连接于第1雾除去部32，阳极气体通过第4配管44被输送至第1雾除去部32，因此，阳极气体中的雾和氟化氢通过第1雾除去部32被从阳极气体中除去。除去了雾和氟化氢后的阳极气体通过连接于第1雾除去部32的第6配管46，被从第1雾除去部32向未图示的氟气分选部送出。并且，通过氟气分选部从阳极气体中分选并取出氟气。

此外，在第1雾除去部32连接有第8配管48，作为循环液的液体的氟化氢通过第8配管48而被供给至第1雾除去部32。进一步，在第1雾除去部32连接有第9配管49。第9配管49经由第3配管43而连接于电解槽11、11，在第1雾除去部32中被使用于雾的除去而含有雾的循环液(液体的氟化氢)从第1雾除去部32返回到电解槽11、11。

关于电解槽11的阴极室24，也与阳极室22是同样的。即，向外部输送在电解槽11的阴极室24中产生的流体(以下也记载为“阴极气体”)的第2配管42将电解槽11与第5配管45连通，从两个电解槽11、11送出的阴极气体通过第2配管42被输送至第5配管45而被进行混合。此外，阴极气体的主成分为氢气，副成分为雾、氟化氢、水。

阴极气体含有细的雾和5～10体积％的氟化氢，因此，直接就排出到大气中是不优选的。因此，第5配管45连接于第2雾除去部33，阴极气体通过第5配管45而被输送至第2雾除去部33，阴极气体中的雾和氟化氢通过第2雾除去部33而被从阴极气体中除去。除去了雾和氟化氢后的阴极气体通过与第2雾除去部33连接的第7配管47，被从第2雾除去部33排出到大气。关于第2雾除去部33的种类、即除去雾的方式，并不被特别地限定，可以使用洗涤器式的雾除去装置，该雾除去装置使用碱水溶液作为循环液。

第1配管41、第2配管42、第4配管44、第5配管45的管径、设置方向(意味着配管延伸的方向，例如为铅垂方向、水平方向)并不被特别地限定，第1配管41和第2配管42优选设置为从电解槽11沿着铅垂方向延伸，并设为使得在第1配管41和第2配管42中流通的流体的流速在标准状态下成为30cm/sec以下的管径。那样一来，即使是在流体所含有的雾因自重而落下了的情况下，雾也在电解槽11内沉降，因此，难以产生由粉体导致的第1配管41和第2配管42的内部的堵塞。

另外，第4配管44和第5配管45优选设置为沿着水平方向延伸，设为使得在第4配管44和第5配管45中流通的流体的流速比第1配管41和第2配管42的情况下的流速快1倍～10倍左右的管径。

进一步，与第1配管41分开地设置有用于向电解槽11的外部输送阳极气体的第2旁路配管52。即，第2旁路配管52将电解槽11与第1旁路配管51连通，从两个电解槽11、11送出的阳极气体通过第2旁路配管52而被输送至第1旁路配管51而被进行混合。进一步，通过第1旁路配管51，阳极气体被向未图示的氟气分选部送出。并且，通过氟气分选部，从阳极气体中分选并取出氟气。此外，与第1旁路配管51连接的氟气分选部和与第6配管46连接的氟气分选部既可以是同一构件，也可以是不同的构件。

第2旁路配管52的管径、设置方向并不被特别地限定，但第2旁路配管52优选设置为从电解槽11沿着铅垂方向延伸，设为使得在第2旁路配管52中流通的流体的流速在标准状态下成为30cm/sec以下的管径。

另外，第1旁路配管51设置为沿着水平方向延伸。并且，第1旁路配管51被设为管径比第4配管44的管径大的配管，第1旁路配管51的管径为使得难以产生由粉体的堆积导致的第1旁路配管51的堵塞的大小。通过第1旁路配管51为管径比第4配管44的管径大的配管，构成堵塞抑制机构。

第1旁路配管51的管径优选为第4配管44的大于1.0倍且3.2倍以下，进一步优选1.05倍以上且1.5倍以下。也即是，第1旁路配管51的流路截面积优选为第4配管44的10倍以下。

如根据以上的说明可知的那样，由第1配管41和第4配管44构成上述的第1流路，由第1旁路配管51和第2旁路配管52构成上述的第2流路。并且，在构成第2流路的第1旁路配管51设置有堵塞抑制机构。

接着，对流路切换部进行说明。在第1配管41分别设置有第1配管阀61。并且，通过将第1配管阀61切换为打开状态或者关闭状态，能够对可否从电解槽11向第1雾除去部32输送阳极气体进行控制。另外，在第2旁路配管52分别设置有旁路阀62。并且，通过将旁路阀62切换为打开状态或者关闭状态，能够对可否从电解槽11向第1旁路配管51输送阳极气体进行控制。

进一步，在电解槽11设置有水分浓度测定部36，将电解槽11内的电解液10导入到水分浓度测定部36，能够在电解时测定电解液10中的水分浓度。测定水分浓度的电解液10既可以为阳极室22侧的电解液10，也可以为阴极室24侧的电解液10。

进一步，在电解槽11与第1雾除去部32之间、详细而言为在第4配管44的中间部且比与第1配管41的连结部靠下游侧的位置设置有第1平均粒径测定部31。并且，通过第1平均粒径测定部31测定在第4配管44中流通的阳极气体所含有的雾的平均粒径。另外，通过对测定了雾的平均粒径之后的阳极气体所含有的氟气和氮气进行分析，能够测定氟气的制造中的电流效率。

此外，在第1旁路配管51的中间部且比与第2旁路配管52的连结部靠下游侧的位置也设置有同样的第2平均粒径测定部34，通过第2平均粒径测定部34测定在第1旁路配管51中流通的阳极气体所含有的雾的平均粒径。但是，图2所示的氟气制造装置也可以不具备第1平均粒径测定部31和第2平均粒径测定部34。

通过水分浓度测定部36测定电解槽11内的电解液10中的水分浓度，在其测定结果比预先设定的基准值大的情况下，使旁路阀62为打开状态，从电解槽11向第1旁路配管51输送阳极气体，并且，使第1配管阀61为关闭状态，使得阳极气体不被向第4配管44和第1雾除去部32进行输送。即，向第2流路输送阳极气体。

另一方面，在测定结果为预先设定的基准值以下的情况下，使第1配管阀61为打开状态，向第4配管44和第1雾除去部32输送阳极气体，并且，使旁路阀62为关闭状态，使得不从电解槽11向第1旁路配管51输送阳极气体。即，向第1流路输送阳极气体。

如根据以上的说明可知的那样，由第1配管阀61和旁路阀62构成上述的流路切换部。

通过如上述那样，一边根据电解时的电解液10中的水分浓度来切换流路，一边进行氟气制造装置的运转，能够在抑制由雾导致的配管、阀的堵塞的同时，顺利地进行连续运转。由此，根据图2所示的氟气制造装置，能够经济地制造氟气。

例如也可以准备多个设置有过滤器的配管来作为雾除去部，一边适当地进行切换，一边对过滤器进行更换，一边实施电解。

进一步，可以为基于电解时的电解液10中的水分浓度的测定来对应该频繁地更换过滤器的期间和不需要频繁地更换过滤器的期间进行判断。并且，若基于上述判断来适当地调整流通流体的配管的切换频度，则能够效率良好地持续进行氟气制造装置的运转。

接着，对图2所示的氟气制造装置的变形例进行说明。

〔第1变形例〕

参照图4，对第1变形例进行说明。在图2所示的氟气制造装置中，第2旁路配管52将电解槽11与第1旁路配管51连结，相对于此，在图4所示的第1变形例的氟气制造装置中，第2旁路配管52将第1配管41与第1旁路配管51连结。第1变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与图2的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第2变形例〕

参照图5，对第2变形例进行说明。图5所示的第2变形例的氟气制造装置是具备一台电解槽11的例子。第1平均粒径测定部31不是设置于第4配管44而是设置于第1配管41，并且，设置于第1配管阀61的上游侧。另外，没有第2旁路配管52，第1旁路配管51不经由第2旁路配管52而直接连接于电解槽11。

并且，第1旁路配管51的管径比第4配管44的管径大，因此，作为堵塞抑制机构发挥功能。进一步，例如通过在第1旁路配管51的下游侧末端设置雾积存用的空间，能够使堵塞抑制的效果进一步增大。作为该雾积存用的空间，例如可举出将第1旁路配管51的下游侧末端部分形成为比设置方向中央部分大的管径(设置方向中央部分的例如4倍以上的管径)而得到的空间、将第1旁路配管51的下游侧末端部分形成为如容器那样的形状而得到的空间，能够通过雾积存用的空间来抑制第1旁路配管51的堵塞。这目的在于取得通过流路截面积大实现的防止堵塞的效果、通过气体流通的线速度的降低实现的利用了雾的重力落下的防止堵塞的效果。

进一步，旁路阀62设置于将第1旁路配管51和未图示的氟气分选部连接的第3旁路配管53。第2变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与图2的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第3变形例〕

参照图6，对第3变形例进行说明。在第3变形例的氟气制造装置中，第1平均粒径测定部31设置于电解槽11，电解槽11的内部的阳极气体被直接导入到第1平均粒径测定部31，进行雾的平均粒径的测定。第3变形例的氟气制造装置没有第2平均粒径测定部34。第3变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与第2变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第4变形例〕

参照图7，对第4变形例进行说明。第4变形例的氟气制造装置是堵塞抑制机构与图5所示的第2变形例不同的例子。在第2变形例的氟气制造装置中，第1旁路配管51设置为沿着水平方向延伸，但在第4变形例的氟气制造装置中，第1旁路配管51沿着相对于水平方向倾斜、且从上游侧朝向下游侧下降的方向延伸。通过该倾斜，抑制粉体堆积在第1旁路配管51的内部。该倾斜越大，抑制粉体的堆积的作用越大。

第1旁路配管51的倾斜角度优选从水平面起的俯角在比90度小的范围内且为30度以上，更优选为40度以上且60度以下。如果在第1旁路配管51的堵塞即将发生时，对倾斜了的第1旁路配管51进行捶打，则第1旁路配管51内部的堆积物会容易移动，因此，能够避免堵塞。

第4变形例的氟气制造装置的结构，在上述点以外与第2变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第5变形例〕

参照图8，对第5变形例进行说明。第5变形例的氟气制造装置是堵塞抑制机构与图6所示的第3变形例不同的例子。在第3变形例的氟气制造装置中，第1旁路配管51设置为沿着水平方向延伸，但在第5变形例的氟气制造装置中，第1旁路配管51沿着相对于水平方向倾斜、且从上游侧朝向下游侧下降的方向延伸。通过该倾斜，能抑制粉体堆积在第1旁路配管51的内部。第1旁路配管51的优选的倾斜角度与上述第4变形例的情况是同样的。第5变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与第3变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第6变形例〕

参照图9，对第6变形例进行说明。第6变形例的氟气制造装置是电解槽11的构造与图5所示的第2变形例不同的例子。电解槽11具有一个阳极13和两个阴极15、15，并且，由包围一个阳极13的筒状的隔壁17区划为一个阳极室22和一个阴极室24。阳极室22延伸形成到比电解槽11的上面靠上方的位置，第1旁路配管51与电解槽11的阳极室22的上端部分连接。第6变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与第2变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第7变形例〕

参照图10，对第7变形例进行说明。第7变形例的氟气制造装置是第1旁路配管51的构造与图9所示的第6变形例不同的例子。即，在第7变形例的氟气制造装置中，第1旁路配管51与第4变形例以及第5变形例同样地沿着相对于水平方向倾斜、且从上游侧朝向下游侧下降的方向延伸。第1旁路配管51的优选的倾斜角度与上述第4变形例的情况是同样的。第7变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与第6变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第8变形例〕

参照图11，对第8变形例进行说明。第8变形例的氟气制造装置是堵塞抑制机构与图5所示的第2变形例不同的例子。在第8变形例的氟气制造装置中，构成堵塞抑制机构的旋转螺旋件(screw)71设置在第1旁路配管51的内部。该旋转螺旋件71以其旋转轴相对于第1旁路配管51的长度方向平行的方式被设置。

并且，通过马达72使旋转螺旋件71旋转，由此，能够将堆积在第1旁路配管51内部的雾向上游侧或者下游侧输送。由此，能抑制粉体堆积在第1旁路配管51的内部。第8变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与第2变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第9变形例〕

参照图12，对第9变形例进行说明。第9变形例的氟气制造装置是堵塞抑制机构与图5所示的第2变形例不同的例子。在第9变形例的氟气制造装置中，构成堵塞抑制机构的气流产生装置73设置于第1旁路配管51。气流产生装置73从第1旁路配管51的上游侧向下游侧送入气流(例如氮气的气流)，使在第1旁路配管51内流通的阳极气体的流速上升。由此，抑制粉体堆积在第1旁路配管51的内部。

此时的在第1旁路配管51内流通的阳极气体的优选的流速为1m/sec以上且10m/sec以下。也能够使流速比10m/sec大，但在该情况下，由第1旁路配管51内的配管阻力导致的压力损失变大，电解槽11的阳极室22内的压力变高。优选阳极室22内的压力和阴极室24内的压力为大致相同的程度，但当阳极室22内的压力与阴极室24内的压力之差过大时，有时阳极气体会越过隔壁17而流入阴极室24，引起氟气与氢气的反应，给氟气的产生带来障碍。

第9变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与第2变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

〔第10变形例〕

参照图13，对第10变形例进行说明。在第10变形例的氟气制造装置中，第1平均粒径测定部31设置于电解槽11，电解槽11的内部的阳极气体被直接导入到第1平均粒径测定部31，进行雾的平均粒径的测定。第10变形例的氟气制造装置没有第2平均粒径测定部34。第10变形例的氟气制造装置的结构在上述点以外与图12所示的第9变形例的氟气制造装置大致是同样的，因此，省略同样部分的说明。

实施例

以下示出实施例和比较例，对本发明进行更具体的说明。

〔参考例1〕

对电解液进行电解，制造了氟气。作为电解液，使用了氟化氢434kg和氟化钾630kg的混合熔融盐(560L)。作为阳极，使用西格里碳素公司(SGL Carbon)制的非晶碳电极(横向30cm、纵向45cm、厚度7cm)，将16片阳极设置在了电解槽。另外，作为阴极，使用蒙乃尔(商标)制的冲孔板(punching plate)，设置在了电解槽。2片阴极与1片阳极相对向，1片阳极中的与阴极相对向的部分的合计面积为1736cm²。

电解温度控制为了85～95℃。首先，使电解液温度为85℃，以电流密度0.036A/cm²施加1000A的直流电流，开始了电解。此时的电解液中的水分浓度为1.0质量％。此外，水分浓度是通过卡尔费休分析法测定的。

开始上述条件下的电解，在从刚开始电解后起的10小时的期间，在阳极室内的阳极的附近观测到了小的破裂音。认为该破裂音是由于所产生的氟气与电解液中的水分进行了反应而产生的。

对于在该状态下在阳极产生的流体，在被从电解槽的阳极室送出到了外部时进行取样，分析了流体所含有的雾。其结果，在阳极产生的流体每1L含有5.0～9.0mg(假定雾的比重为1.0g/mL来算出。以下也是同样的。)的粉体，该粉体的平均粒径为1.0～2.0μm。在用光学显微镜观察了该粉体时，主要观察到了呈现如将球的内部挖空那样的形状的粉体。另外，此时的氟气生成的电流效率为0～15％。

进一步，当以通电量持续进行电解直到30kAh时，在阳极室的内部产生破裂音的频度降低下来。此时的电解液中的水分浓度为0.7质量％。另外，对于在该状态下在阳极产生的流体，在从电解槽的阳极室送出到了外部时进行取样，分析了流体所含有的雾。其结果，在阳极产生的流体每1L含有0.4～1.0mg的雾，该雾的平均粒径为0.5～0.7μm。进一步，此时的氟气生成的电流效率为15～55％。将从电解开始到此为止的电解的阶段设为“阶段(1)”。

进一步，接着阶段(1)持续进行电解液的电解。于是，氟化氢被消耗而电解液的液位(level)降低，因此，从氟化氢罐向电解槽适当补给了氟化氢。所补给的氟化氢中的水分浓度为500质量ppm以下。

进一步，当持续进行电解而通电量成为60kAh时，在阳极产生的流体所含有的雾的平均粒径成为了0.36μm(即0.4μm以下)。在该时间点，变为了在阳极室的内部完全不产生破裂音。另外，此时的电解液中的水分浓度为0.2质量％(即0.3质量％以下)。进一步，此时的氟气生成的电流效率为65％。将从阶段(1)的结束时间点到此为止的电解的阶段设为“阶段(2)”。

进一步，将电流增加为3500A，将电流密度增加为0.126A/cm²，接着阶段(2)继续进行了电解液的电解。在该状态下，将在阳极产生了的流体从电解槽的阳极室送出到了外部时进行取样，对流体所含有的雾进行了分析。其结果，在阳极产生的每1L流体含有0.03～0.06mg的粉体，该粉体的平均粒径大约为0.2μm(0.15～0.25μm)，粒径具有大约0.1～0.5μm的分布。图14中示出该粉体的粒径分布的测定结果。进一步，此时的氟气生成的电流效率为94％。该时间点的电解液中的水分浓度小于0.2质量％。将从阶段(2)的结束时间点到此为止的电解的阶段设为“稳定阶段”。

将如上述那样进行了的参考例1的电解的内容汇总表示于表1。在表1中，与电流、电解经过时间、通电量、电解液中的水分浓度、在阳极所产生的流体(在表1中记载为“阳极气体”)1L中所含有的雾的质量、雾的平均粒径、电流效率一起也示出了在阳极所产生的流体(含有氟气、氧气、雾)的量、在阳极所产生的雾的量、破裂音的强度以及在阴极所生成的流体中的水分浓度(在表1中记载为“阴极气体中的水分浓度”)。

另外，将表示雾的平均粒径与在阳极所产生的雾的量的关系的坐标图表示于图15。从图15的坐标图可知雾的平均粒径与在阳极产生的雾的量之间具有相关性。雾的产生量越多，越容易引起配管、阀的堵塞，另外，在产生平均粒径比0.4μm大的雾的情况下，雾的产生量增加，进一步，因重力的作用而沉降，因此，可以说图15的坐标图所示的关系表示了雾的平均粒径与配管、阀的堵塞的易发生度的相关性。

进一步，将表示雾的平均粒径与电解液中的水分浓度的关系的坐标图表示于图16。雾的平均粒径越大，越容易发生配管、阀的堵塞，因此，可以说，图16的坐标图所示的关系表示了电解液中的水分浓度与配管、阀的堵塞的易发生度的相关性。

[表1]

〔实施例1〕

使用图2所示的氟气制造装置进行了与参考例1同样的电解。在阶段(1)的电解中，使在阳极所产生的流体经由第2旁路配管、旁路阀、第1旁路配管进行了流通。在阶段(1)的电解结束之后，暂时停止电解，进行了氟气制造装置内部的检查。其结果，虽在第1旁路配管内堆积了雾，但由于增粗了配管的直径，所以没有引起配管的堵塞。

成为了雾的平均粒径为0.4μm以下(电解液中的水分浓度为作为基准值的0.3质量％以下的0.2质量％)的阶段(2)的电解，因此，使在阳极所产生的流体经由第1配管、第1配管阀、第4配管、第1雾除去部进行了流通。在第1配管、第1配管阀、第4配管未引起雾的堆积、堵塞，在阳极所产生的流体被供给至了第1雾除去部，因此，在第1雾除去部中除去了雾。第1雾除去部是将液体的氟化氢进行喷雾来除去雾等的微粒的洗涤器式的除去部，雾的除去率为98％以上。

〔比较例1〕

在阶段(1)的电解中，使在阳极所产生的流体经由第1配管、第1配管阀、第4配管、第1雾除去部进行了流通，除了这一点以外，与实施例1同样地进行了电解。

在阶段(1)的电解中，安装于电解槽的阳极侧和阴极侧的压力计中的阳极侧的压力计的计测值逐渐变高，与阴极侧的压力的压力差成为了90mmH₂O，因此，停止了电解。停止的理由如下。电解槽内的隔壁中的浸泡于电解液的部分的铅垂方向长度(浸泡深度)为5cm，因此，当阳极侧的压力变为比阴极侧的压力高大约100mmH₂O时，阳极侧的电解液的液面变为比隔壁的下端低。其结果，氟气会越过隔壁而与阴极侧的氢气混合，会引起氟气与氢气的剧烈的反应，因此非常危险。

在用氮气等对系统内进行了清洗(purge)之后，对第1配管、第1配管阀、第4配管的内部进行了检查，由于第1配管是沿着铅垂方向延伸的配管，因此，没有堵塞。在第1配管阀存在少量的粉末的附着，第1配管阀的下游侧的配管、即向第4配管的入口部分被粉末堵塞了。在第4配管也存在粉末的堆积，但不是使配管堵塞的程度的量。

标号说明

1 试料室

2 光源

3 散射光检测部

4A、4B 透明窗

10 电解液

11 电解槽

13 阳极

15 阴极

22 阳极室

24 阴极室

31 第1平均粒径测定部

32 第1雾除去部

33 第2雾除去部

34 第2平均粒径测定部

36 水分浓度测定部

41 第1配管

42 第2配管

43 第3配管

44 第4配管

45 第5配管

46 第6配管

47 第7配管

48 第8配管

49 第9配管

51 第1旁路配管

52 第2旁路配管

61 第1配管阀

62 旁路阀

F 流体

L 光散射测定用光

M 雾

S 散射光。

Claims (5)

1.一种氟气的制造方法，对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气，包括：

电解工序，在电解槽内进行所述电解；

水分浓度测定工序，在所述电解时测定所述电解液中的水分浓度；以及

送气工序，从所述电解槽的内部经由流路向外部输送在所述电解液的电解时在所述电解槽的内部产生的流体，

在所述送气工序中，根据在所述水分浓度测定工序中测定出的所述电解液中的水分浓度来对流通所述流体的流路进行切换，在所述水分浓度测定工序中测定出的所述电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，向第1流路输送所述流体，在比所述预先设定的基准值大的情况下，向第2流路输送所述流体，所述第1流路是从所述电解槽的内部向第1外部输送所述流体的流路，所述第2流路是从所述电解槽的内部向第2外部输送所述流体的流路，

所述预先设定的基准值为0.1质量％以上且0.8质量％以下的范围内的数值。

2.根据权利要求1所述的氟气的制造方法，

所述金属氟化物为选自钾、铯、铷以及锂中的至少一种金属的氟化物。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的氟气的制造方法，

在所述电解中使用的阳极为由选自金刚石、类金刚石碳、非晶碳、石墨以及玻璃碳中的至少一种碳材料形成的碳质电极。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的氟气的制造方法，

所述电解槽具有使在所述电解中使用的阳极或者阴极处产生的气泡在所述电解液中沿着铅垂方向上升并能够到达所述电解液的液面的构造。

5.一种氟气制造装置，对含有氟化氢和金属氟化物的电解液进行电解来制造氟气，具备：

电解槽，其容纳所述电解液，进行所述电解；

水分浓度测定部，其在所述电解时对所述电解槽内的电解液中的水分浓度进行测定；以及

流路，其供从所述电解槽的内部向外部输送在所述电解液的电解时在所述电解槽的内部产生的流体，

所述流路具有供从所述电解槽的内部向第1外部输送所述流体的第1流路和供从所述电解槽的内部向第2外部输送所述流体的第2流路，并且，具有流路切换部，所述流路切换部根据由所述水分浓度测定部测定出的所述电解液中的水分浓度来将流通所述流体的流路切换为所述第1流路或者所述第2流路，

所述流路切换部，在由所述水分浓度测定部测定出的所述电解液中的水分浓度为预先设定的基准值以下的情况下，从所述电解槽的内部向所述第1流路输送所述流体，在比所述预先设定的基准值大的情况下，从所述电解槽的内部向所述第2流路输送所述流体，

所述预先设定的基准值为0.1质量％以上且0.8质量％以下的范围内的数值。

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