DE60302669T2

DE60302669T2 - APPARATUS AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF FLUOR

Info

Publication number: DE60302669T2
Application number: DE60302669T
Authority: DE
Inventors: Graham Thornton-Cleveleys HODGSON; Robert Thornton-Cleveleys DAWSON
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2023-07-12
Also published as: EP1523587A1; US20050224366A1; KR20050042751A; WO2004009873A1; ATE312212T1; CN100378248C; DE60302669D1; CN1668780A; TWI265147B; TW200403187A; GB0216828D0; EP1523587B1; AU2003244866A1; JP2005533925A

Abstract

Apparatus and a method for the generation of fluorine by the electrolysis of hydrogen fluoride are described. The apparatus comprises: a plurality of individual fluorine generating cassettes; said individual fluorine generating cassettes being operably connected to a fluorine gas distribution system for the remote use and consumption of said fluorine gas; said fluorine generating cassettes being individually isolatable from said gas distribution system and removable from the apparatus for remote maintenance.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung zum Erzeugen von Fluor.The The present invention relates to a device and a method of using the device for generating fluorine.

Beispielsweise werden Halbleitervorrichtungen allgemein in Vakuumprozeßkammern, z.B. durch chemische Dampfabscheidung (CVD) einer Vielzahl von Siliziumschichten, hergestellt. Die konstituierenden Materialschichten werden auch geätzt, um auf der Vorrichtung während deren Herstellung ein gewünschtes Muster bereitzustellen. Ein solches Ätzen in einer Vakuumkammer führt dazu, daß ein Teil des Substratmaterials, z.B. Silizium, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, das weggeätzt wird, sich im Laufe der Zeit an den Prozeßkammeroberflächen ablagert. Zwar wird der Großteil der unverwendeten chemischen Reagenzien und Nebenprodukte des Abscheidungs- oder Ätzverfahrens bei jedem Verfahrensschritt aus der Kammer ausgestoßen, doch ein Teil dieser im wesentlichen unerwünschten Reagenzien und Nebenprodukte lagert sich unweigerlich an den Prozeßkammerwänden und -oberflächen ab und wird zu potentiellen Verunreinigungen. Beispielsweise ist es möglich, daß ein Teil dieser abgelagerten Materialien von den Kammerwänden herabfällt und in die Vorrichtungen selbst eingeschlossen wird, die dadurch schrottreif werden. Solche unerwünschten Ablagerungen und Rückstände müssen periodisch von den Prozeßkammeroberflächen entfernt werden, bevor sie sich in unerwünschten und potentiell schädlichen Mengen ansammeln.For example semiconductor devices are commonly used in vacuum process chambers, e.g. by chemical vapor deposition (CVD) of a plurality of silicon layers, produced. The constituent material layers will too etched around on the device during their preparation a desired To provide patterns. Such etching in a vacuum chamber leads to, the existence Part of the substrate material, e.g. Silicon, silicon oxide, silicon nitride, that etched away is deposited over time on the process chamber surfaces. Although the majority the unused chemical reagents and by-products of the deposition or etching process ejected from the chamber at each step, but some of these are essentially unwanted reagents and by-products inevitably deposits on the process chamber walls and surfaces and becomes potential contaminants. For example, it is possible for a part of these deposited materials from the chamber walls and into the devices itself is encroached on it. Such undesirable Deposits and residues must be periodically removed from the process chamber surfaces Become unwanted before they become unwanted and potentially harmful amounts accumulate.

Wenngleich oben insbesondere auf Halbleitervorrichtungen Bezug genommen wurde, ist CVD ein sehr häufig eingesetztes Verfahren zur Herstellung vieler Arten von elektronischen Vorrichtungen. Beispielsweise wird CVD bei der Herstellung von Dünnfilmtransistor (TFT)-Flachbildschirmen durch Abscheiden von Materialfilmen auf großen Substraten, wie z.B. Glasplatten, bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays (LCD) verwendet.Although has been referred to above in particular semiconductor devices, CVD is a very common one used method for producing many types of electronic Devices. For example, CVD is used in the fabrication of thin film transistor (TFT) flat screens by depositing material films on large substrates, e.g. Glass plates, in the manufacture of liquid crystal displays (LCD) used.

Das Entfernen unerwünschter Materialien von den Oberflächen von CVD-Prozeßkammern wurde herkömmlicherweise unter Verwendung von Reinigungsgasen, wie Stickstofftrifluorid, Hexafluorethan und Schwefelhexafluorid, erreicht. Während diese Gase sehr wirksam Verunreinigungen aus Prozeßkammern entfernen, haben sie jedoch den Nachteil, daß sie bei Freisetzung in die Erdatmosphäre zur Erderwärmung beitragen. Bei Gebrauch werden diese Gase durch Plasmamittel zersetzt, um atomares Fluor in der Prozeßkammer freizusetzen, bei dem es sich um das aktive Reinigungsbestandteil handelt.The Remove unwanted Materials from the surfaces of CVD process chambers became conventional using cleaning gases, such as nitrogen trifluoride, Hexafluoroethane and sulfur hexafluoride, achieved. While these Gases are very effective in removing contaminants from process chambers however, the disadvantage that they contribute to global warming when released into the earth's atmosphere. In use, these gases are decomposed by plasma to give atomic fluorine in the process chamber to release, which is the active cleaning ingredient is.

In jüngerer Vergangenheit wurde festgestellt, daß anstelle der oben erwähnten herkömmlichen Gasverbindungen molekulares Fluorgas entweder direkt oder als atomares Fluor nach Behandlung von molekularem Fluor in einer Plasmakammer zur CVD-Prozeßkammer-Reinigung verwendet werden kann. Molekulares Fluor hat den zusätzlichen Vorteil, daß es nicht zur Erderwärmung beiträgt. Die EP-A-1138802 beschreibt die Verwendung von molekularem Fluor zum Entfernen von kontaminierenden Materialien aus CVD-Kammern.In younger In the past, it was found that instead of the above-mentioned conventional gas compounds molecular fluorine gas either directly or as atomic fluorine after treatment of molecular fluorine in a plasma chamber used for CVD process chamber cleaning can be. Molecular fluorine has the added benefit of not being to global warming contributes. EP-A-1138802 describes the use of molecular fluorine for removing contaminating materials from CVD chambers.

Während die oben erörterte EP-A-1138802 jedoch klarstellt, daß molekulares Fluor an sich oder in behandeltem Zustand zur Herstellung von atomarem Fluor für die Reinigung von CVD-Kammern wirksam ist, findet sich kein Hinweis darauf, wie solch gasförmiges Fluor erzeugt werden kann, um eine gewerbliche CVD-Anlage zu versorgen.While the discussed above EP-A-1138802, however, clarifies that molecular fluorine itself or in a treated state for the preparation of atomic fluorine for cleaning of CVD chambers is effective, there is no indication as to how such gaseous fluorine can be generated to supply a commercial CVD plant.

Die Industrie zur Herstellung von Elektronikgeräten ist jedoch nicht gut ausgerüstet, um die herkömmlichen chemischen Anlageneinrichtungen, die zum Erzeugen von Fluor in den für die Reinigung der Anzahl von in einer typischen modernen Anlage für die Herstellung von Elektronikgeräten vorhandenen CVD-Kammern notwendigen Mengen zu warten oder zu behandeln. Die Industrie fordert eine zuverlässige, leicht erweiterbare Erzeugung und Zufuhr eines hochreinen Fluorgasstroms vor Ort. Es ist erwünscht, daß Wartung und Erweiterung einer Fluorerzeugungsanlage schnell und einfach und, wenn überhaupt, mit minimalem chemischen Risiko und insbesondere ohne Produktionsverlust während einer solchen Wartung oder Erweiterung ausführbar ist. Der Aspekt der Erweiterung ist wichtig, da es bei manchen Benutzern erforderlich sein wird, die Fluorerzeugungskapazität zu erhöhen, wenn die erforderliche Herstellungskapazität von Elektronikgeräten aufgrund erhöhter Anzahlen von CVD-Kammern steigt.The However, electronics manufacturing industry is not well equipped to the conventional ones chemical plant equipment used to generate fluorine in the for the Cleaning the number of in a typical modern plant for the manufacture of electronic devices existing CVD chambers to maintain or treat necessary quantities. The industry demands a reliable, easily expandable Generation and supply of a high-purity fluorine gas stream on site. It is desirable that maintenance and expansion of a fluorine generation system quickly and easily and, if any, with minimal chemical risk and in particular without loss of production while Such maintenance or extension is executable. The aspect of enlargement is important as it will be necessary for some users the fluorine generation capacity to increase, if the required manufacturing capacity of electronic equipment due increased Number of CVD chambers increases.

Die Verwendung von komprimiertem Fluor in Zylindern für großtechnische CVD-Anwendungen ist aufgrund von Sicherheitsbedenken und der Tatsache nicht praktikabel, daß die maximale Menge an Fluor, die bei einem Manometerdruck von 28 bar gespeichert wird, in einem typischen 50 Liter-Zylinder nur 1,4 kg beträgt. Somit stellt komprimiertes Fluor in den für eine normale Industrieanlage erforderlichen Mengen ein inakzeptables Umwelt- und Sicherheitsrisiko dar, da die Reaktivität von Fluor deutlich ansteigt, wenn es komprimiert wird. Ferner würden auch die Kosten einer Bereitstellung großer Mengen von Fluor in dieser Weise dagegen sprechen.The Use of compressed fluorine in cylinders for large-scale CVD applications is not due to security concerns and the fact workable that the maximum amount of fluorine, which at a gauge pressure of 28 bar is stored in a typical 50 liter cylinder only 1.4 kg is. Thus, compressed fluorine puts in the for a normal industrial plant required quantities represents an unacceptable environmental and safety risk, because the reactivity Of fluorine increases significantly when it is compressed. Further, too the cost of providing large amounts of fluorine in this Way speak against it.

Die Erzeugung von Fluor vor Ort gibt es derzeit in manchen Industriezweigen, wobei jedoch die Fluorerzeugungsanlage so gestaltet ist, daß sie den chemischen Industrienormen entspricht, die sich auf die Fluorerzeugung beziehen, und eine beträchtliche Wartung vor Ort sowie ein häufiges Eingreifen des Betreibers erfordert, und häufig die Handhabung oder Probennahme von Chemikalien, wie z.B. des Elektrolyten, aus dem das Fluorgas hergestellt wird, beinhaltet. Dieses Verfahren ist in der chemischen Industrie üblich, wo erwartet wird, daß das Personal entsprechende Schutzkleidung trägt und beispielsweise Atemgerät verwendet, um sich selbst vor gefährlichem Fluorgas zu schützen, das in die Atmosphäre freigesetzt wird, wenn Zellenverbindungen abgebrochen oder Zellen geöffnet werden. Dieser Ansatz ist jedoch in der Elektronikindustrie nicht akzeptabel, da dort erwartet wird, daß das Personal nicht auf Schutzkleidung und dergleichen zurückgreifen muß, und daß jedwede gefährliche Gase zu allen Zeiten sicher verschlossen sind und unter keinen Umständen in die Atmosphäre freigesetzt werden.Currently, on-site fluorine production is present in some industries, however, the fluorine production plant is designed to comply with the chemical industry standards related to fluorine production, requiring significant on-site maintenance and frequent operator intervention, and often the handling or sampling of chemicals, such as the Electrolytes from which the fluorine gas is produced, includes. This method is common in the chemical industry, where personnel are expected to wear appropriate protective clothing and, for example, use breathing apparatus to protect themselves from hazardous fluorine gas released into the atmosphere when cell connections are broken or cells are opened. However, this approach is unacceptable in the electronics industry, as it is expected that personnel will not have to resort to protective clothing and the like, and that any hazardous gases will be securely sealed at all times and will never be released into the atmosphere.

Angesichts des Fehlens eines bestimmten Verfahrensnutzens, der sich aus der Verwendung von molekularem Fluor zur CVD-Werkzeugreinigung ergibt, wurde zum Ausdruck gebracht, daß eine Kostenersparnis von mindestens 30% erforderlich wäre, damit die Industrie sich von den bestehenden Verfahren und Reinigungschemikalien umstellt. Daher wurde ursprünglich in Betracht gezogen, daß jedes CVD-Verfahrenswerkzeug mit einer herkömmlichen Fluorerzeugungszelle gekoppelt werden könnte. Dieser Ansatz hat insofern offensichtliche, augenscheinliche Vorteile, als die Leistung der Fluorzelle an den Fluorbedarf des jeweiligen von ihr versorgten Werkzeugs angepaßt werden kann. Ein solcher Ansatz würde auch das Leitungssystem für den Fluorprozeß minimieren. Ein weiterer augenscheinlicher Vorteil ist, daß ein Ausfall eines Fluorgenerators nicht zu einem Abschalten der gesamten Anlage, sondern nur zu einem Abschalten eines CVD-Werkzeugs führen würde. In Wirklichkeit überwiegen jedoch gegenüber den oberflächlichen Stärken eines Fluorgenerators pro CVD-Werkzeug die praktischen und wirtschaftlichen Nachteile eines solchen Ansatzes. Jeder Fluorgenerator müßte die gleichen Verfahrensmodule aufweisen und würde damit eine unnötige und teure Verdopplung von Bauteilen und Leistungen erfordern, wie: Zufuhr von wasserfreiem Fluorwasserstoff, stromabwärtige Reinigung des Fluorgases, Gaskompression und -speicherung und Generatorablaufdrosselung. Diese Ausbreitung würde somit zur Verteilung eines relativ gefährlichen chemischen Prozesses, einschließlich großer Fluorwasserstoffvorräte und Fluorgasspeicherung über eine gesamte Fertigungsanlage hinweg, führen. Dies hätte zur Folge, daß alle Fluorgeneratorbetriebs- und -wartungsaktivitäten gleichermaßen verteilt wären, was nachteilige Folgen für die Anlagensicherheit hätte.in view of the absence of a specific process benefit stemming from the Using molecular fluorine for CVD tool cleaning, was expressed that a Cost savings of at least 30% would be required for that the industry is different from the existing procedures and cleaning chemicals surrounded. Therefore, it was originally considered that any CVD process tool with a conventional fluorine generation cell could be coupled. This approach has obvious, obvious advantages in that as the performance of the fluorine cell to the fluorine demand of the respective can be adapted by her supplied tool. Such a Approach would also the pipe system for minimize the fluorine process. Another obvious advantage is that a failure of a fluorine generator not to shut down the entire system, but only to one Shutting down a CVD tool would result. In Reality prevails however, opposite the superficial Strengthen a fluorogenerator per CVD tool the practical and economic Disadvantages of such an approach. Each fluorogenerator would have the have the same process modules and would thus make an unnecessary and expensive doubling of components and services require, such as: supply anhydrous hydrogen fluoride, downstream purification of the fluorine gas, Gas compression and storage and generator drain throttling. These Spread would thus distributing a relatively dangerous chemical process, including greater Hydrogen fluoride supplies and Fluorine gas storage over an entire manufacturing plant, lead. This would have to Follow that all Fluorine generator operation and maintenance activities equally distributed would, what adverse consequences for the plant security would have.

Zudem ist die Fluorgasqualität für CVD-Reinigungsanwendungen von größter Bedeutung, und die Gasqualitätskontrolle ist deutlich schwieriger, da eine laufende Online-Analyse untragbar teuer ist, wenn mehrere Anlagen erforderlich wären, und die periodische Fluorgas-Probennahme von einer Vielzahl von Einrichtungen hat viele praxis- und sicherheitsbezogene Nachteile.moreover is the fluorine gas quality for CVD cleaning applications of highest importance, and the gas quality control is significantly more difficult as a running online analysis is unsustainable is expensive, if several plants would be required, and the periodic fluorine gas sampling of one Variety of facilities has many practice and safety related Disadvantage.

Im Gegensatz zum oben beschriebenen Ansatz mit einem Fluorgenerator pro Werkzeug, hat der einzelne, große herkömmliche Generator mit getrennten Zuleitungen zu einer Vielzahl von CVD-Werkzeugen den überwältigenden Nachteil, daß ein Ausfall oder ein Abschalten des Generators zur Reparatur oder Wartung dazu führt, daß der gesamte Fertigungsprozeß so lange angehalten wird, wie der Generator abgeschaltet ist.in the Contrary to the approach described above with a fluorine generator per tool, has single, large conventional generator with separate Leads to a variety of CVD tools the overwhelming Disadvantage of that Failure or shutdown of the generator for repair or maintenance causes that the entire manufacturing process like this is stopped for a long time, as the generator is turned off.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von Fluor durch die Elektrolyse von Fluorwasserstoff, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Vielzahl einzelner Fluorerzeugungseinheiten, wobei die einzelne Fluorerzeugungseinheit mit einem Fluorgas-Verteilsystem zur Fernnutzung und zum Fernverbrauch des Fluorgases in Wirkverbindung steht, wobei die Fluorerzeugungseinheiten einzeln vom Gas-Verteilsystem isolierbar und zur Fernwartung aus der Vorrichtung entnehmbar sind.One The first aspect of the present invention relates to a device for producing fluorine by the electrolysis of hydrogen fluoride, the device comprising: a plurality of individual fluorine generating units, wherein the individual Fluorine generation unit with a fluorine gas distribution system for remote use and for remote consumption of the fluorine gas is in operative connection, wherein the fluorine generating units individually isolatable from the gas distribution system and for remote maintenance from the device are removable.

Im obigen soll das Wort „Wartung" jeden beliebigen Grund zur Abnahme der einzelnen Fluorerzeugungseinheit von der Vorrichtung umfassen. In der vorliegenden Erfindung kann das Wort „Wartung" z.B. die Routinewartung, Inspektion oder Reparatur der Zelle beinhalten. Ferner ist vorgesehen, daß eine solche Zelle, die einer Wartung bedarf, von der Vorrichtung abgenommen und von der Anlage, an der Fluor verbraucht wird, weg an einen entfernten Ort transportiert wird, so daß für die Fertigungsanlage oder das Personal keinerlei Unannehmlichkeit, Kontamination oder Sicherheitsrisiko besteht.in the above, the word "maintenance" is meant to be any Reason for the decrease of the individual fluorine generation unit of the device include. For example, in the present invention, the word "maintenance" may include routine maintenance, Inspection or repair of the cell. It is also envisaged that one Cell that requires maintenance, removed from the device and from the plant where fluorine is consumed, away to a distant one Place is transported, so that for the manufacturing plant or the staff no inconvenience, contamination or security risk consists.

In dieser Beschreibung ist die Vorrichtung eine „verpackte" Fluorerzeugungsvorrichtung. Der Begriff „verpackt" soll für eine Anlage stehen, die z.B. bei einer Fluoranlagen-Lieferfirma gebaut und montiert wird, zum Sicherstellen des wirksamen Betriebs der Vorrichtung getestet, ausgeschaltet, verschlossen und dann als in sich geschlossene Anlage an einen Kundenort geliefert wird, z.B. zur Verwendung des Fluors in der Verfahrenstechnik des Kunden. Die Vorrichtung kann allgemein – abgesehen von den vom Kunden bereitgestellten Leistungen, wie Elektrizität, Wasser, Druckluft oder Stickstoffvorräte, um die Vorrichtung zu betreiben – in einem auf dem Land- oder Seeweg versendbaren Behälter vollständig in sich selbst geschlossen sein, wobei der Behälter der Behälter ist, in dem die Vorrichtung am Ort des Kunden verbleibt und in Betrieb genommen wird.In In this description, the device is a "packaged" fluorine generating device standing, e.g. built and assembled at a fluorine plant supply company is tested to ensure the efficient operation of the device, switched off, closed and then as a self-contained system is delivered to a customer location, e.g. for use of the fluorine in the process technology of the customer. The device can generally - apart from the services provided by the customer, such as electricity, water, Compressed air or nitrogen supplies, to operate the device - in a rural or Seaworthy container Completely closed in itself, the container being the container, in which the device remains at the customer's site and in operation is taken.

Eine verpackte Fluorerzeugungsanlage oder -vorrichtung kann allgemein als Vorrichtung kategorisiert werden, die dazu vorgesehen ist, insbesondere 0 bis 2,7 kg F₂ pro Stunde zu produzieren. Es gibt in der chemischen Industrie herkömmliche großtechnische Fluorerzeugungsanlagen, die in der Lage sind, mehrere tausend Tonnen Fluor pro Jahr zu produzieren, wobei jede Zelle typischerweise nicht weniger als 4 kg Fluor pro Stunde erzeugt und diese Anlagen in der Lage sind, einzelne Zellen durch Personal, das entsprechende Sicherheitsausrüstung trägt und verwendet, entfernt zu werden; sie werden vor Ort für eine Vielzahl von Zellen aufgebaut, und zugehörige Ausrüstung wird zum Betriebsstandort verbracht und dort montiert. Solche Anlagen werden z.B. in der Atomindustrie zur Herstellung von Kernbrennstoffvorläufern, wie z.B. Uranhexafluorid, verwendet. Diese Anlagen differieren und unterscheiden sich stark von den „verpackten", als Einheit transportierbaren Fluorerzeugungsvorrichtungen, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung z.B. in einem Behälter enthalten sein, der Gesamtabmessungen aufweist, die im wesentlichen nicht größer als ein üblicher ISO-Behälter oder kleiner sind, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.A packaged fluorine generator or apparatus may generally be categorized as a device intended to produce, in particular, 0 to 2.7 kg F ₂ per hour. There are conventional large-scale technologies in the chemical industry These systems are capable of producing several thousand tons of fluorine per year, with each cell typically producing no less than 4 kg of fluorine per hour, and capable of handling individual cells by personnel wearing and using appropriate safety equipment to be removed; they are assembled on site for a variety of cells, and associated equipment is shipped to the operational site and assembled there. Such systems are used, for example, in the nuclear industry for the production of nuclear fuel precursors, such as uranium hexafluoride. These devices differ and differ greatly from the "packaged" unit-transportable fluorine generation devices which form the subject of the present invention For example, in the present invention, the device may be contained in a container having overall dimensions substantially no larger than a conventional ISO container or smaller, as will be explained in more detail below.

In dieser Beschreibung umfaßt die Vorrichtung eine Vielzahl von in sich geschlossenen Fluorerzeugungseinheiten. Die Einheiten können aus einer einzigen Zelle gebildet sein, sofern diese Einheit effektiv eine Kathode und eine Anode aufweist. Alternativ dazu kann die Einheit eine Gruppe von Zellen umfassen, sofern mehr als eine Kathode und Anode in dieser Einheit vorliegen können. Somit umfaßt die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Fluorerzeugungseinheiten, die voneinander und von der Vorrichtung insgesamt isolierbar sind, wobei jede Einheit einzeln von der Vorrichtung abnehmbar ist, ohne die Zufuhr von Fluor von der Vorrichtung insgesamt zu unterbrechen. Im Interesse einer Vereinfachung der Beschreibung wird von nun an eine einzelne Fluorerzeugungseinheit als „Fluorkassette" bezeichnet. Gleichermaßen werden auch andere Einrichtungen in der Fluorerzeugungsvorrichtung, wie z.B. Fluorreinigungseinheiten und Fluorkompressions- und -speichereinheiten, als „Kassetten", z.B. als „Reinigungskassette" und „Kompressions- und Speicherkassette", bezeichnet. Der Begriff „Kassette" soll die Bedeutung einer in sich geschlossenen Verpackung vermitteln, welche die beschriebene Eigenschaft oder Einrichtung aufweist, die zur Wartung oder Reparatur einfach von der Vorrichtung abgenommen und durch eine identische Verpackung ersetzt werden kann, und zwar ohne Gefahr für Menschen oder Beeinträchtigung der reibungslosen Herstellung von Fluor.In this description the device comprises a plurality of self-contained fluorine generating units. The units can be formed from a single cell, provided this unit effective having a cathode and an anode. Alternatively, the unit a group of cells, if more than one cathode and Anode can be present in this unit. Thus, the device comprises according to the present Invention a variety of fluorine generating units from each other and are isolatable from the device as a whole, with each unit is individually removable from the device, without the supply of fluorine to break from the device as a whole. In the interest of a Simplification of the description will hereafter become a single fluorine generation unit as "fluorocassette" also other devices in the fluorine generating device, such as e.g. Fluorine purification units and fluorine compression and storage units, as "cartridges", for example as a "cleaning cartridge" and "compression and memory cassette ", designated. The term "cassette" is intended to mean the meaning convey a self-contained packaging, which described the Property or facility that is required for maintenance or repair simply removed from the device and replaced by an identical one Packaging can be replaced, without danger to humans or impairment the smooth production of fluorine.

In der Fluorerzeugungsindustrie ist es terminologisch üblich, bei einem Metallbehältergefäß von einer Fluor-„Zelle" zu sprechen, wobei das Gefäß jedoch eine Vielzahl von Anoden darin aufweisen kann (der Behälter selbst bildet normalerweise die Kathode). Fluorzellen gemäß dem Stand der Technik können typischerweise bis zu 36 getrennte Anoden aufweisen. Bei der vorliegenden Erfindung kann daher jede Fluorzelle oder -kassette z.B. 6, 12 oder 24 Anoden aufweisen, was vom Fluorbedarf des Kunden abhängt.In The fluorine production industry is terminologically common in a metal container vessel of one Fluorine "cell" to speak, taking the vessel, however may have a plurality of anodes therein (the container itself usually forms the cathode). Fluorine cells according to the state of technology typically have up to 36 separate anodes. At the present Thus, the invention may include any fluorine cell or cassette, e.g. 6, 12 or 24 anodes, depending on the fluorine requirement of the customer.

Ebenso ist ferner vorgesehen, daß die abgenommene Fluorkassette durch eine andere, im wesentlichen identische Fluorkassette ersetzt wird, so daß die Fluorerzeugungskapazität der Vorrichtung nicht merklich beeinträchtigt wird.As well it is further envisaged that the removed fluorocassette by another, substantially identical Fluorine cartridge is replaced, so that the fluorine generation capacity of the device is not noticeably impaired becomes.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt ein in sich geschlossenes Fluorerzeugungssystem bereit, das für die Anlage eine ausreichende Fluorerzeugungskapazität, z.B. als Reinigungsgas für CVD-Kammern oder -werkzeuge, an die sie angeschlossen ist, aufweist, so daß der gesamte Fluorbedarf durch weniger als die gesamte Anzahl einzelner Fluorkassetten in der Vorrichtung gedeckt werden kann. Somit kann, wenn zum Beispiel eine Fluorkassette einer Reparatur, Wartung oder Inspektion bedarf, die Vorrichtung ohne Abschalten der Fluorerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung oder eine andere Unterbrechung weiterhin den gesamten Fluorbedarf erzeugen. Wie oben erwähnt, kann die abgenommene Fluorkassette sofort durch eine im wesentlichen identische (in wichtigen Material- und Abmessungseigenschaften) Fluorkassette ersetzt werden, so daß die gesamte mögliche Fluorerzeugungskapazität in keiner Weise beeinträchtigt wird. Beispielsweise wird für eine Vorrichtung mit drei Fluorerzeugungskassetten die normale mittlere Leistung der drei Kassetten weniger als 66% der Spitzenleistung jeder Kassette bei Spitzenbedarf betragen. Wenn eine Kassette aus irgendeinem Grund entfernt werden muß, werden daher die beiden verbleibenden Kassetten in der Lage sein, den gesamten Spitzenfluorbedarf der von der Anlage bereitgestellten Anwendung zu decken.The Device according to the present invention The invention provides a self-contained fluorine generation system ready for that the plant has sufficient fluorine generation capacity, e.g. as cleaning gas for CVD chambers or tools to which it is connected, so that the total fluorine demand by less than the total number of individual Fluorocassettes can be covered in the device. Thus, For example, if a fluorocassette repair, maintenance or Inspection is required, the device without switching off the fluorine generating device according to the present Invention or another interruption continues the entire Generate fluorine demand. As mentioned above, the removed fluorocassette immediately by a substantially identical (in important material and dimensional characteristics) fluorocassette be replaced so that the entire possible Fluorine generation capacity not impaired in any way becomes. For example, for a Three fluorine generating cassette device the normal medium Performance of the three cartridges less than 66% of peak performance each cassette at peak demand amount. If a cassette out For some reason, therefore, the two become remaining cassettes will be able to handle the entire peak fluorine requirement to cover the application provided by the plant.

Somit führt ein punktueller Ausfall einer Fluorkassette der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung weder zu einem Abschalten der Vorrichtung insgesamt noch zu einer Verringerung der Fähigkeit, den Spitzenbedarf an Fluor zu decken.Consequently introduces punctual failure of a fluorine cartridge of the device according to the The present invention neither to a shutdown of the device as a whole still reducing the ability to Peak demand to meet fluorine.

Wie zuvor erwähnt, wurden Fluorerzeugungszellen üblicherweise vor Ort gewartet, inspiziert oder repariert, was es erforderte, die Zelle vor Ort abzuschalten und zu zerlegen, was aufgrund der extremen Gefährlichkeit von Fluorgas und der eingesetzten Elektrolyte bedeutete, daß bis auf das benötigte, entsprechend gekleidete Personal, alles Personal aus dem Bereich evakuiert werden mußte, während die Arbeiten vorgenommen wurden. Üblicherweise betrug die Ausfallzeit bis zum Abschluß der Arbeiten mehrere Tage. Dies bedeutete eine Unterbrechung und verlorene Produktionszeit der, der von der Fluorvorrichtung versorgten Anlage.As previously mentioned, For example, fluorine generation cells have become common serviced, inspected or repaired locally, which required it shut down the cell on site and disassemble what due to the extreme dangerousness of fluorine gas and the electrolytes used meant that up to the needed, appropriately dressed staff, all staff from the area had to be evacuated, while the work was done. Usually the downtime was until the conclusion of the Work several days. This meant a break and lost Production time of the plant supplied by the fluorine device.

Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Fluorkassette, an der gearbeitet werden muß, elektrisch und mit Ventilmitteln isoliert wird, was den Fluorgasaspekt betrifft, aus der Vorrichtung entfernt und z.B. per Lastwagen zu einem entfernten Ort transportiert wird, wo die erforderlichen Arbeiten ausgeführt werden. Es kann jedoch eine Austausch-Fluorkassette, die als Ersatz vor Ort gelagert ist, sofort in die Vorrichtung eingebaut werden. Somit gibt es keine zeitliche Abhängigkeit bezüglich der Zeit, die dafür benötigt wird, die entnommene Zelle wieder funktionsfähig zu machen; die Zelle kann an einem Ort bearbeitet werden, der für solche Arbeiten entsprechend ausgerüstet ist; bezüglich der Personen, die an der Anlage arbeiten, aus der die Fluorkassette entnommen wurde, entsteht kein Risiko, und es kommt zu keiner verlorenen Produktionszeit in der Anlage.at the device according to the present invention is provided that the Fluoro cassette to be worked on electrically and with valve means is isolated, as regards the fluorine gas aspect, from the device removed and e.g. transported by truck to a remote location will be where the required work will be carried out. It can, however an exchange fluorocassette, which is stored as a replacement on site, Immediately installed in the device. Thus there is no temporal dependency in terms of the time for that needed is to make the removed cell functional again; the cell can be edited in a place that is appropriate for such work equipped is; regarding the Persons working on the plant, out of the fluorocassette there is no risk, and there is no lost production time in the plant.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann hinsichtlich ihrer Gesamtgröße relativ klein sein. Sie kann sich zum Beispiel, wie zuvor erwähnt, der Größe eines Standard-ISO-Behälters nähern, wie sie international zum Versenden und Transport zahlreicher Arten von Waren verwendet werden. Diese Behälter haben eine Gesamtgröße von etwa 2,44 m Breite × 2,44 m Höhe × 6,5 m Länge (oder in Imperialmaßen etwa 8' Breite × 8' Höhe × 20' Länge). Die Fluorerzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann somit eine geringe Aufstandsfläche haben und einfach an einem zweckmäßigen Ort innerhalb der Fertigungsanlage eines Kunden aufgestellt werden.The Device according to the present invention Invention may be relatively small in size. she For example, as previously mentioned, the size of a standard ISO can approach the size of They are internationally used for shipping and transport of many species used by goods. These containers have a total size of about 2.44 m width × 2.44 m height × 6.5 m Length (or in imperial dimensions about 8 'wide x 8' high x 20 'long). The The fluorine generating device of the present invention can thus have a small footprint and just in a convenient location within a customer's manufacturing facility.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine integrierte, in sich selbst geschlossene Fluorerzeugungsanlage, die als Einheit auf dem Land- oder Seeweg versendet werden kann. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn sie auf einem ISO-Behälter basiert, bis zu drei Fluorkassetten, mindestens eine Fluorreinigungskassette und mindestens eine Fluorkompressions- und -speicher/-pufferkassette umfassen.The Device of the present invention comprises an integrated, in itself self-contained fluorine generation plant, which is installed as a unit on the or sea route can be shipped. The device according to the present invention Invention can, when based on an ISO container, contain up to three fluorocassettes, at least one fluorine cleaning cartridge and at least one fluorocompression cartridge and memory / buffer cassette.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Fluorerzeugungsvorrichtung mit drei Fluorkassetten, zwei Fluorreinigungskassetten, einer Fluorkompressions- und -speicherkassette und andere zugehörige Geräte, die allesamt in den Außenabmessungen eines Standard-ISO-Behälters eingeschlossen sind. Es gibt jedoch noch einen weiteren Transportaspekt, nämlich den Transport von Ersatz- oder Austausch-Fluorkassetten; ein Standard-ISO-Behälter kann bis zu acht Fluorkassetten auf der Grundlage einer Breite von etwa 0,74 m aufnehmen, was jedoch nur als Beispiel gegeben wird, da die einzelnen Fluorkassetten in einem Bereich individueller Größen gebaut sein können. Die Kassetten der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind in sich geschlossene Transportverpackungen aufgrund ihrer äußeren Einfassung, die vollständig verkleidet ist, wodurch die Kassette zu einer abgedichteten Einheit wird und keine weitere Verpackung oder Schutzmaßnahme zum Transport benötigt.A embodiment of the present invention a fluorine generation device with three fluorine cassettes, two fluorine purification cassettes, one Fluoro-compression and storage cassette and other related devices which all in the outer dimensions of a standard ISO container included are. However, there is another transport aspect, namely the Transport of replacement or replacement fluorocassettes; a standard ISO container can up to eight fluorocassettes based on a width of about 0.74 m record, but this is given only as an example, since the individual fluorocassettes built in a range of individual sizes could be. The cassettes of the device according to the present invention are Self-contained transport packaging due to its outer casing, completely disguised is, whereby the cassette becomes a sealed unit and no further packaging or protective measure needed for transport.

Obwohl die Fluorkassette für eine bestimmte Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit einem bestimmten Satz von Außenabmessungen gebildet wird und Zuleitungen sowie Fluorauslässe und Wasserstoffauslässe und dergleichen an vorbestimmten Stellen aufweisen kann, um eine Austauschbarkeit sicherzustellen, kann die tatsächliche Fluorzelle innerhalb der Fluorkassette so variiert werden, daß sie dem Fluorbedarf eines Kunden entspricht. Beispielsweise kann die Fluorzelle zunächst eine Fluorerzeugungskapazität von 0 bis 385 g/h aufweisen und bei steigendem Bedarf durch eine Fluorzelle mit einer Leistungsfähigkeit von beispielsweise 0 bis 700 oder 0 bis 1400 g/h ausgetauscht werden. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit bei steigendem Fluorbedarf nachgerüstet werden.Even though the fluorocassette for a particular device according to the present invention with a certain set of outside dimensions and supply lines as well as fluorine outlets and hydrogen outlets and The like may have at predetermined locations to interchangeability can ensure the actual fluorine cell be varied within the fluorine cartridge so that they Fluorine demand of a customer corresponds. For example, the fluorine cell first one Fluorine generation capacity from 0 to 385 g / h and with increasing demand by a Fluorine cell with a capacity from 0 to 700 or 0 to 1400 g / h, for example. The Device according to the present invention Invention can thus be retrofitted with increasing fluorine demand.

Die Fluorkassetten können in eine allgemeine Vorrichtungseinfassung eingebaut werden, die gemeinsame Zuleitungen für alle Fluorkassetten innerhalb dieser Vorrichtungseinfassung aufnehmen kann. Solche gemeinsamen Zuleitungen können Fluidleitungen, elektrische Kabelverbindungen und Elektrik-/Instrumenten-Kabelbäume umfassen.The Fluorine cassettes can be incorporated into a general device enclosure, the common Supply lines for can accommodate all fluorocassettes within this device enclosure. Such common supply lines can Fluid lines, electrical cable connections and electrical / instrument harnesses include.

Zuleitungen für gefährliche Fluide zu den Fluorkassetten sind mit Isolierventilen versehen. Die Zuleitungen für gefährliche Fluide zu den Kassetten sind vorzugsweise mit Doppelisolierventilen versehen, die einen zwischengeschalteten Vakuumanschluß aufweisen. Somit können die beiden Isolierventile geschlossen und ein Vakuum angelegt werden, um gefährliche Inhalte abzuziehen, bevor die Verbindung zwischen der Fluorkassette und den zugehörigen Leitungen vor dem Entnehmen der Fluorkassette aus der Vorrichtung unterbrochen wird. Das Vakuumabziehsystem zum Abziehen von gefährlichen Stoffen ist vorzugsweise mit einem Reinigungssystem zum Abziehen und Neutralisieren von gefährlichen Stoffen versehen.leads for dangerous Fluids to the fluorocassettes are provided with isolation valves. The supply lines for dangerous Fluids to the cassettes are preferably with double isolating valves provided, which have an intermediate vacuum connection. Thus, you can the two isolation valves are closed and a vacuum is applied, dangerous Remove contents before connecting the fluorocassette and its associated Lines before removing the fluorocassette from the device is interrupted. The vacuum stripping system for stripping dangerous Fabric is preferably with a cleaning system for stripping and neutralizing dangerous ones Provided substances.

Zuleitungen für ungefährliche Fluide können beispielsweise mittels Schnellanschlußkupplungen vorgesehen sein.leads for non-dangerous ones Fluids can, for example provided by quick-release couplings be.

Sobald die Fluorkassette von der Vorrichtung getrennt ist, ist sie gegenüber der Umgebung vollständig abgedichtet und stellt für das Personal keinerlei Gefahr dar. Gleichermaßen ist auch eine neue Austausch-Fluorkassette harmlos, bis sie in die Vorrichtung eingekoppelt ist und die Isolierventile geöffnet sind, so daß gefährliche Fluide fließen können.As soon as the fluoro cassette is separated from the device, it is opposite to the Environment completely sealed and provides for the staff is no danger. Equally there is also a new replacement fluoro cassette harmless until it is coupled into the device and the isolation valves open are so dangerous Fluids flow can.

Reserve-Fluorkassetten können vor Ort gelagert werden, um einen schnellen Wechsel zu ermöglichen. Gleichermaßen können entnommene Kassetten sicher vor Ort gelagert werden, bis sie beispielsweise zu einer entfernten Reparatur- oder Inspektionseinrichtung, die nicht vor Ort liegt, verbracht werden können.Spare fluorocassettes can be stored on site be stored in order to allow a quick change. Likewise, removed cassettes can be stored safely on site until they can be moved, for example, to a remote repair or inspection facility that is not on site.

Die Fluorkassetten können mit Mitteln zum leichteren Verschieben der Kassette in die Vorrichtungseinfassung und aus dieser heraus versehen sein. Geeignete Mittel können z.B. Räder umfassen.The Fluorine cassettes can with means for easier moving the cassette into the device enclosure and be provided out of this. Suitable agents may e.g. Wheels include.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Fluorkassette selbst mit einer in sich geschlossenen Einfassung um die Fluorerzeugungszelle(n) herum versehen, so daß jedwede Leckage von Fluorgas z.B. innerhalb der Einfassung zurückgehalten wird.at a preferred embodiment In the present invention, the fluorocassette itself is one Self-contained enclosure around the fluorine generation cell (s) around, so that any Leakage of fluorine gas e.g. withheld within the enclosure becomes.

Noch bevorzugter kann die Kassetteneinfassung mit einem Vakuumabziehsystem verbunden sein, das mit Reinigungsmitteln zum Abziehen schädlicher Chemikalien versehen ist.Yet more preferably, the cassette enclosure may be provided with a vacuum withdrawal system be more harmful with detergents to peel off Chemicals is provided.

Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat jede Kassette ihre eigene Einfassung, die durch eine feste Metallumrahmung und -verkleidung gebildet wird. Beim Einbau in die Vorrichtung ist die Einfassung mit Abzieh- und Reinigungsmitteln verbunden, um sich möglichen Leckagen anzunehmen und stellt daher eine abgedichtete Schutzeinfassung bereit. Wenn die Kassette aus der Vorrichtung entnommen wird, bietet die Einfassung den doppelten Vorteil, daß sie für die Kassette während des Transports einen Schutz ohne weitere Verpackung bietet und auch den Menschen, welche die Kassette handhaben, Schutz bietet.at The device of the present invention has each cassette her own surround, which is supported by a solid metal framing and panel is formed. When installed in the device is the Mounted with peelers and detergents connected to each other potential Leaks assume and therefore provides a sealed protective enclosure ready. When the cassette is removed from the device offers the bezel has the double advantage of being for the cassette during transport provides protection without further packaging and also to people, which handle the cartridge offers protection.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist/sind auch mindestens eine, vorzugsweise zwei Fluorreinigungskassetten vorgesehen, durch die das Produkt der Fluorkassetten geführt wird, um unerwünschtes Teilchenmaterial oder unerwünschte gasförmige Verunreinigungen daraus abzuziehen, bevor es eine Prozeßeinrichtung erreicht, für die es bestimmt ist. Der Zweck des Vorliegens zweier solcher Kassetten besteht darin, zu berücksichtigen, daß eine Kassette während der Fluorproduktion repariert oder ausgetauscht werden muß. Solches unerwünschtes Material kann z.B. Fluorwasserstoff umfassen, der vom Elektrolyten im Fluorstrom mitgeführt wird und beispielsweise durch eine Natriumfluorid-Falle geführt werden kann. Kohlenstofftetrafluorid, das durch die Reaktion von Fluor mit den Kohlenstoffanoden gebildet wird, kann mit einem entsprechenden bekannten Adsorptionssystem abgezogen werden.at a preferred embodiment the device according to the present invention Invention is / are also at least one, preferably two fluorine cleaning cassettes provided, through which the product of the fluorocassettes is guided, around unwanted Particulate matter or unwanted gaseous Remove impurities from it before it is a process device reached, for which it is intended. The purpose of having two such cassettes is to consider that one Cassette during the fluorine production must be repaired or replaced. Such undesirable Material can e.g. Hydrogen fluoride, that of the electrolyte entrained in the fluorine stream is carried out and for example by a sodium fluoride trap can. Carbon tetrafluoride formed by the reaction of fluorine with the carbon anodes can be formed with a corresponding be deducted known adsorption.

Die Fluorreinigungskassette kann auch in ähnlicher Weise wie die Fluorkassette isolierbar und zur Reparatur und Inspektion leicht aus der Vorrichtung entnehmbar sein. Dabei kann eine solche Isolierung wie bei den Fluorkassetten vorzugsweise mit Doppelisolierventilen mit einer zwischengeschalteten Vakuumabzieheinrichtung erreicht werden.The Fluorine cleaning cartridge may also be similar to the fluorocassette isolatable and easy to repair and inspect from the device be removable. In this case, such insulation as in the fluorocassettes preferably with double isolating valves with an intermediate vacuum stripper be achieved.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch eine Fluorpufferkassette vorgesehen sein, die in der Fluorleitung stromabwärts der Fluorreinigungskassette angeschlossen ist. Tatsächlich sammelt die Pufferkassette gereinigtes Fluor, das erzeugt wird, und speichert es in Tanks, um ein Fluorreservoir zu bilden, mit dem Fluktuationen in der Zufuhr ausgeglichen werden, und Fluor mit einem konstanten Druck bereitzustellen.According to one Another preferred feature of the device according to the present invention it is also possible to provide a fluorine buffer cassette which is in the fluorine line downstream the fluorine cleaning cassette is connected. In fact, collects the buffer cartridge purified fluorine that is generated and stores it in tanks to form a fluorine reservoir, with the fluctuations be balanced in the feed, and fluorine with a constant To provide pressure.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vollständig in einem Haupteinfassungsrahmen aufgenommen sein, der mit einer geeigneten Verkleidung versehen ist, um die Einfassung wirksam gegenüber der umgebenden Außenatmosphäre abzudichten.The Device according to the present invention Invention can be complete be included in a main frame, which with a appropriate cladding is provided to the enclosure effective against the seal surrounding ambient atmosphere.

Ferner ist die Haupteinfassung vorzugsweise mit Abziehmitteln versehen, so daß jedwede Leckage abgezogen wird und den umgebenden Bereich nicht kontaminiert. Das Abziehsystem kann mit geeigneten Reinigungsmitteln zum Abziehen und zum sicheren Entsorgen jeglicher schädlicher Substanzen verbunden sein.Further the main enclosure is preferably provided with stripping means, so that any Leakage is removed and the surrounding area is not contaminated. The stripping system can be peeled off with suitable cleaning agents and connected to the safe disposal of any harmful substances be.

Die Haupteinfassung kann bevorzugt auch in bekannter Weise mit allen notwendigen Stromversorgungs- und Elektriksteuersystemen versehen sein, um eine Elektrolyse des Fluorwasserstoffelektrolyten zum Erzeugen von Fluor durchzuführen.The Main enclosure may also preferably in a known manner with all necessary power supply and electrical control systems provided to produce an electrolysis of the hydrogen fluoride electrolyte to carry out fluorine.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann der Rahmen der Fluorkassette als Kathodenanschluß der Fluorzelle(n) innerhalb der Kassette verwendet werden, so daß bereits der Einbau der Kassette innerhalb der Haupteinfassung den notwendigen Kathodenanschluß an die elektrolytische(n) Zelle(n) innerhalb der Kassette bewirkt.According to one preferred embodiment of Apparatus according to the present invention may be the framework of Fluorine cartridge as the cathode connection of the fluorine cell (s) within the cassette can be used, so that already the installation of the cassette within the main enclosure the necessary cathode connection to the electrolytic cell (s) within the cartridge.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise auch noch mit Reinigungsmitteln versehen, um potentiell reaktive Fluide, wie z.B. Feuchtigkeit, aus dem Rohrsystem abzuziehen, bevor Fluor eingebracht wird. Solche Reinigungsmittel können Ventilmittel umfassen, die mit dem Vorrichtungs-Leitungssystem, zum Einführen von z.B. Stickstoff in das Leitungssystem, verbunden sind, um beispielsweise Sauerstoff aus dem Leitungssystem abzuziehen.The Device according to the present invention Invention is preferably also provided with cleaning agents, potentially reactive fluids, e.g. Moisture, from the pipe system withdraw before introducing fluorine. Such detergents can Valve means associated with the device piping system, for insertion from e.g. Nitrogen in the piping system, connected to, for example Remove oxygen from the piping system.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede einzelne Fluorkassette mit den notwendigen Einrichtungen versehen sein, um zu ermöglichen, daß die Vorrichtung selbst dann weiterarbeiten kann, wenn „zentralisierte" Vorrichtungszuleitungen ausfallen sollten. Bei dieser alternativen Ausführungsform kann die in sich geschlossene Kassetteneinfassung auch mit einer Gleichstromversorgung zur Elektrolyse und zur Fluorreinigung sowie mit Kompressionsmitteln und einer Fluorspeichertank/Puffer-Einrichtung versehen sein. Die Kassetten haben ein relativ großes Volumen, und die Fluorerzeugungseinheit ist im unteren Abschnitt der Kassetteneinfassung untergebracht, wodurch ausreichend Platz zur Aufnahme der zusätzlichen Einrichtungen verbleibt. Anschlüsse an die Speichertank/Puffer-Einrichtung können auch über Doppelisolierventile erfolgen. Eine Trennung der Kassette von der Vorrichtungseinfassung würde bei dieser alternativen Ausführungsform vom Auslaß der Fluortank/Puffer-Einrichtung als der eigentlichen Fluorzelle erfolgen, wobei sich Reinigungs- und Verdichtungseinrichtungen stromaufwärts davon befinden.In an alternative embodiment of the In accordance with the present invention, each individual fluorocassette may be provided with the necessary facilities to enable the device to continue to operate even if "centralized" device leads should fail .. In this alternative embodiment, the self-contained cassette bezel may also be provided with a DC power supply The cassettes have a relatively large volume, and the fluorine generating unit is housed in the lower portion of the cassette enclosure, leaving enough space to accommodate the additional equipment Storage tank / buffer means may also be provided by double isolation valves Separation of the cartridge from the device enclosure in this alternative embodiment would be effected from the outlet of the fluorine tank / buffer unit be done as the actual fluorine cell, with cleaning and compression devices are upstream of it.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben und Warten einer Vorrichtung zur Erzeugung von Fluor durch die Elektrolyse von Fluorwasserstoff bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Bereitstellen einer Vielzahl von Fluorerzeugungseinheiten, die mit einem Fluorgas-Verteilsystem zur Fernnutzung und zum Fernverbrauch des Fluors in Wirkverbindung stehen, Bereitstellen von Mitteln zum Isolieren einer einzelnen Fluorerzeugungseinheit vom Fluorgas-Verteilsystem und voneinander, und Bereitstellen von Mitteln zum Entkoppeln und Entfernen der isolierten Fluorerzeugungseinheit von der Vorrichtung ohne Unterbrechung der Fluorzufuhr aus den verbleibenden Fluorerzeugungseinheiten.According to one Second aspect of the present invention is a method for Operation and maintenance of a device for generating fluorine provided the electrolysis of hydrogen fluoride, the method the steps include: Providing a plurality of fluorine generating units with a fluorine gas distribution system for remote use and for remote consumption the fluorine are in operative connection, providing means for Isolating a single fluorine generation unit from the fluorine gas distribution system and from each other, and providing means for decoupling and Removing the isolated fluorine generating unit from the device without interruption of fluorine supply from the remaining fluorine generating units.

Bezüglich der Fluorerzeugungseinheiten wird beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die gleiche Definition angewandt wie bei der Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung.Regarding the Fluorine generating units is in the method according to the present Invention applied the same definition as in the device according to the first aspect of the invention.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nun Beispiele lediglich zur Veranschaulichung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:To the better understanding The present invention will now be described by way of example only with the attached Drawings described. Show it:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Fluorerzeugungszelle nach dem Stand der Technik; 1 a schematic cross-sectional view of a fluorine generation cell according to the prior art;

2A eine Vorderansicht (ohne Verkleidung) einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 2A a front view (without fairing) of a first embodiment of a device according to the present invention;

2B eine Endansicht der Vorrichtung aus 2A; 2 B an end view of the device 2A ;

3 eine Seitenansicht einer Fluorkassette aus 2 ohne Einfassungsverkleidung; 3 a side view of a fluorine cartridge 2 without bezel;

4 eine Vorderansicht der Fluorkassette aus 3 ohne Einfassungsverkleidung; 4 a front view of the fluorocassette off 3 without bezel;

5 eine Seitenansicht einer Fluorreinigungseinheit ohne Verkleidung der Vorrichtung aus 2; 5 a side view of a fluorine cleaning unit without paneling of the device 2 ;

6 eine Vorderansicht der Reinigungseinheit aus 5; 6 a front view of the cleaning unit 5 ;

7 eine Seitenansicht einer Puffereinheit ohne Einfassungsverkleidung der Vorrichtung aus 2; 7 a side view of a buffer unit without bezel of the device 2 ;

8 eine Vorderansicht der Puffereinheit aus 7, und 8th a front view of the buffer unit 7 , and

9 eine Perspektivdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der jedoch die Haupt- und sonstige Einfassungsverkleidung der Klarheit wegen abgenommen ist. 9 a perspective view of a second embodiment of an apparatus according to the present invention, but in which the main and other enclosure panel is removed for clarity.

Es sei nun auf 1 Bezug genommen, die lediglich die Grundprinzipien der Herstellung von Fluor mittels Elektrolyse erläutern soll. Eine Fluorerzeugungszelle ist bei 10 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Die Zelle umfaßt ein Speichergefäß 12, das gegebenenfalls auch die Kathode der Zelle bilden kann, wobei in diesem Fall eine separate Kathode bei 14 gezeigt ist. Die Oberseite 16 des Gefäßes 12 ist, abgesehen von Auslässen 18, 20, die Ventilmittel für Fluor bzw. Wasserstoff aufweisen, geschlossen. Das Gefäß 12 enthält einen Elektrolyten 22 aus Fluorwasserstoff in einem geschmolzenen Kaliumfluorid-Salz. Von der oberen Wand 16 des Gefäßes hängt eine Trennschürze 24 herab, deren unteres Ende 30 sich bis unter die Oberfläche 32 des Elektrolyten erstreckt und damit das Volumen oberhalb der Elektrolytenoberfläche wirksam in zwei getrennte Kammern 34, 36 für Wasserstoff bzw. Fluor unterteilt. Eine Anode 38 aus allgemein hochdichtem, isotropem Kohlenstoff ragt in den Elektrolyten 22 hinein und erstreckt sich allgemein bis unter die unterste Erstreckung der Schürze 24, auch wenn dies nicht immer der Fall sein muß. Das Gefäß 12 ist allgemein mit (nicht gezeigten) Mitteln zum Erhitzen und Schmelzen des Elektrolyten versehen, da dieser bei Raumtemperatur fest ist. Der Elektrolyt wird von den Heizmitteln allgemein im Bereich von 80 bis 100°C gehalten, wenn sich die Zelle im Ruhezustand befindet. Während der Elektrolyse wird Wärme erzeugt, und es ist allgemein notwendig, den Elektrolyten mit geeigneten Kühlmitteln abzukühlen. Jede geeignete Heizeinrichtung kann verwendet werden und z.B. Rohrerhitzer umfassen, die in das Gefäß hinein und durch den Elektrolyten hindurch laufen, einen elektrisch beheizbaren Mantel oder einen Dampfmantel um das Gefäß herum umfassen. Zur Durchführung der Elektrolyse des Elektrolyten ist eine geeignete Stromversorgung 40 vorgesehen. Die Spannung ist allgemein relativ niedrig, bei etwa 6 bis 9 Volt, aber die Stromstärke ist hoch, d.h. bei etwa 500 bis 2400 Amperes, was von der Anodenanzahl der Kassette abhängt.It is now up 1 Reference is made to explain only the basic principles of the production of fluorine by electrolysis. A fluorine generation cell is included 10 shown in a schematic sectional view. The cell comprises a storage vessel 12 , which may optionally also form the cathode of the cell, in which case a separate cathode at 14 is shown. The top 16 of the vessel 12 is, except for outlets 18 . 20 , which have valve means for fluorine or hydrogen, closed. The container 12 contains an electrolyte 22 from hydrogen fluoride in a molten potassium fluoride salt. From the upper wall 16 of the vessel hangs a separating apron 24 down, their lower end 30 down to the surface 32 of the electrolyte and thus the volume above the surface of the electrolyte effectively into two separate chambers 34 . 36 divided for hydrogen or fluorine. An anode 38 generally high density, isotropic carbon protrudes into the electrolyte 22 in and extends generally to below the lowest extension of the apron 24 even if this is not always the case. The container 12 is generally provided with means for heating and melting the electrolyte (not shown) since it is solid at room temperature. The electrolyte is generally maintained by the heating means in the range of 80 to 100 ° C when the cell is at rest. Heat is generated during the electrolysis and it is generally necessary to cool the electrolyte with suitable refrigerants. Any suitable heating means may be used and include, for example, tube heaters running into and through the vessel, an elec include a heatable jacket or a steam jacket around the vessel. To carry out the electrolysis of the electrolyte is a suitable power supply 40 intended. The voltage is generally relatively low, at about 6 to 9 volts, but the current is high, ie, about 500 to 2400 amperes, depending on the anode number of the cassette.

Die Elektrolysereaktion ist: 2HF → F₂ + H₂ The electrolysis reaction is: 2HF → F ₂ + H ₂

Die Menge an erzeugtem Fluor ist direkt proportional zum angelegten Strom. Die Gase Fluor und Wasserstoff steigen im wesentlichen vertikal von den Anoden- und Kathodenflächen in ihre jeweiligen Kompartimente über der Elektrolytenoberfläche 32 auf. Die Elektrolyttemperatur wird wie oben erwähnt reguliert, und die Zusammensetzung und Menge wird durch Zugabe von wasserfreiem Fluorwasserstoff gesteuert.The amount of fluorine generated is directly proportional to the applied current. The gases fluorine and hydrogen rise substantially vertically from the anode and cathode surfaces into their respective compartments above the surface of the electrolyte 32 on. The electrolyte temperature is regulated as mentioned above, and the composition and amount are controlled by the addition of anhydrous hydrogen fluoride.

Nun seien die 2 bis 8 betrachtet, in denen die gleichen Merkmale mit gemeinsamen Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei 100 gezeigt; die Vorrichtung umfaßt einen Haupteinfassungsrahmen 102, der eine (nicht gezeigte) abnehmbare Verkleidung aufweist, um bei Gebrauch eine abgedichtete Haupteinfassung 104 zu bilden, wobei diese abgedichtete Einfassung mit einem (nicht gezeigten) Vakuumabziehsystem über einen Verteiler 124 verbunden ist, der wiederum an ein (nicht gezeigtes) Waschsystem angeschlossen ist, um schädliche Chemikalien zu neutralisieren. In der Haupteinfassung 102, 104 sind drei Fluorkassetten 106, 108, 110 aufgenommen, die alle im wesentlichen insofern identisch sind, als jede davon durch eine andere ausgetauscht werden kann, und welche die gleiche Positionierung für die Anschlußarmaturen, wie z.B. Isolierventile, Rohre, Rohrarmaturen, elektrische Anschlüsse und dergleichen, aufweisen. Die Fluorkassetten sind an einen Fluorgas-Verteiler 114 zur Entnahme von Fluorprozeßgas während dessen Herstellung durch die Fluorkassetten über eine Fluorgasstandleitung 116 angeschlossen, die mit den Fluorkompartimenten der elektrolytischen Zellen in der Kassette verbunden ist (siehe 1 oben und auch unten für eine detailliertere Beschreibung der Fluorkassette). Die Steigleitung 116 ist mit dem Verteiler 114 über Doppelisolierventile 118, 120 verbunden, wobei der Zwischenraum zwischen diesen mit dem Vakuumabzieh-Fluorverteiler 124 verbunden ist, der wiederum an das (nicht gezeigte) Waschsystem zum Neutralisieren schädlicher Gase angeschlossen ist. Der während der Elektrolyse erzeugte Wasserstoff wird über eine Steigleitung 130 an jeder Kassette weggeleitet, wobei die Steigleitungen über Flanschverbindungen 132 mit einem Wasserstoffgas-Verteiler 134 verbunden sind, der den Wasserstoff nach Bedarf entweder zur Behandlung oder zum Abbrennen wegleitet. Alle Rohrleitungen, durch die Fluor fließt, sind über geeignete (nicht gezeigte) Ventilmittel mit einer Quelle für ein Reinigungsgas (nicht gezeigt), wie z.B. Stickstoff, verbunden, um vor dem Einbringen von Fluor ein Abziehen von Sauerstoff und/oder Feuchtigkeit aus den Rohrleitungen zu gestatten.Now be the 2 to 8th considered, in which the same features are designated by common reference numerals. An apparatus according to a first embodiment of the present invention is in 100 shown; the device comprises a main border frame 102 which has a removable panel (not shown) for use in a sealed main enclosure 104 forming this sealed enclosure with a vacuum stripping system (not shown) via a manifold 124 which in turn is connected to a washing system (not shown) to neutralize harmful chemicals. In the main enclosure 102 . 104 are three fluorocassettes 106 . 108 . 110 are all substantially identical in that each can be replaced by another, and which have the same positioning for the connection fittings, such as isolation valves, pipes, pipe fittings, electrical connections and the like. The fluorocassettes are to a fluorine gas distributor 114 for removing fluorine process gas during its production by the fluorocassettes via a fluorine gas guide line 116 connected to the fluorine compartments of the electrolytic cells in the cassette (see 1 above and below for a more detailed description of the fluorocassette). The riser 116 is with the distributor 114 via double isolating valves 118 . 120 connected, with the space between them with the Vakuumabzieh fluorine distributor 124 which is in turn connected to the (not shown) washing system for neutralizing harmful gases. The hydrogen produced during the electrolysis is via a riser 130 led away on each cassette, wherein the risers via flange connections 132 with a hydrogen gas distributor 134 which diverts the hydrogen as needed either for treatment or burning off. All conduits through which fluorine flows are connected via suitable valve means (not shown) to a source of purge gas (not shown), such as nitrogen, to remove oxygen and / or moisture from the conduits prior to the introduction of fluorine to allow.

Jede einzelne Fluorkassette 106, 108, 110 umfaßt einen Kassetteneinfassungsrahmen 140, der horizontal in zwei Teile geteilt werden kann: einen unteren Teil 142, in dem die Fluorerzeugungszellen 144 aufgenommen sind, und einen oberen Teil 146, der Stromversorgungen für die Elektrolyse und dergleichen aufnimmt. Die Aufteilung der Kassetteneinfassung gestattet einen leichten Zugang zu den Fluorerzeugungszellen nach dem Entfernen der Kassette aus der Haupteinfassung 102, 104. Zur Unterstützung der Mobilität ist die Fluorkassette mit Rädern 148 versehen, um die Entnahme aus der Haupteinfassung 102, 104 zu erleichtern. Die in den 3 und 4 gezeigte Kassette weist eine fluorerzeugende Zelle auf, wobei die Zelle jedoch 6, 12 oder 24 Anoden enthalten kann, was von der benötigten Fluorerzeugungskapazität abhängt, wie dies zuvor erläutert wurde. Die Gesamtausbeute an Fluor in jeder Kassette wird intern zum einzigen Fluorentnahmerohr 116 mit den Doppelisolierventilen 118, 120 geleitet. Gleichermaßen wird der gesamte während der Elektrolyse erzeugte Wasserstoff zur einzigen Entnahme-Steigleitung 130 geleitet. Die Fluorerzeugungszellen 144 haben ein gemeinsames Speichergefäß 150, das aus Stahl gefertigt ist und die Zellenkathode bildet sowie an den unteren Teil 142 des Einfassungsrahmen 140 angeschweißt ist. Der Einfassungsrahmen bildet somit den Kathodenanschluß der gesamten Kassette. Jede Kassette kann ihre eigene Gleichstromversorgung 152 und ihr eigenes Steuersystem 154 aufweisen, wobei die Stromversorgung und das Steuersystem für alle Kassetten jedoch in der Haupteinfassung 104 zentral angeordnet sein können. Der obere Teil 160 der Haupteinfassung 102, 104 nimmt Sammelschienen und Hauptstromversorgungen (nicht gezeigt) und dergleichen auf, an die jede der Fluorkassetten beim Einbau in die Haupteinfassung mittels (nicht gezeigter) elektrischer Steckanschlüsse mit einem Verbindungskasten 158 angeschlossen wird.Every single fluorocassette 106 . 108 . 110 includes a cassette border frame 140 which can be divided horizontally into two parts: a lower part 142 in which the fluorine generation cells 144 are included, and an upper part 146 , which receives power supplies for electrolysis and the like. The division of the cartridge enclosure allows easy access to the fluorine generation cells after removal of the cartridge from the main enclosure 102 . 104 , To support mobility is the fluorine cassette with wheels 148 provided to the removal from the main enclosure 102 . 104 to facilitate. The in the 3 and 4 The cassette shown has a fluorine-producing cell, but the cell may contain 6, 12 or 24 anodes, depending on the required fluorine generation capacity, as previously explained. The overall yield of fluorine in each cassette becomes internally the only fluorine extraction tube 116 with the double isolating valves 118 . 120 directed. Likewise, all hydrogen produced during electrolysis becomes the only withdrawal riser 130 directed. The fluorine generation cells 144 have a common storage vessel 150 , which is made of steel and the cell cathode forms and to the lower part 142 of the border frame 140 is welded. The border frame thus forms the cathode port of the entire cassette. Each cassette can have its own DC power supply 152 and their own tax system 154 However, the power supply and the control system for all cartridges in the main enclosure 104 can be centrally located. The upper part 160 the main surround 102 . 104 accommodates busbars and main power supplies (not shown) and the like, to which each of the fluorocassettes when installed in the main enclosure by means of electrical plug connections (not shown) with a connection box 158 is connected.

Wie zuvor erwähnt, kann der Einfassungsrahmen den Kathodenanschluß der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bilden. Da der Rahmen die Kathode ist, führt er auch den Strom, der bei einer 24-Anoden-Kassette bis zu etwa 2400 Ampere betragen kann. Daher ist der Rahmen aus Material mit einem beträchtlichen Querschnitt gefertigt, um zu verhindern, daß aufgrund der Widerstandserwärmung unerwünscht hohe Temperaturen erreicht werden. Der Kathodenanschluß erfolgt bei 0 Volt relativ zur Erde, während der Anodenanschluß bei 6 bis 9 Volt ist. Die Verwendung des Einfassungsrahmens als Kathodenanschluß und Ladungsträger ermöglicht eine wirtschaftlichere Ausbildung der Vorrichtung mit einem festen Rahmen aufgrund von Materialien mit dickerem Querschnitt und ohne unnötige zusätzliche Kupferverkabelung zur Herstellung der Kathodenleiter. Da der Rahmen relativ zur Erde bei 0 Volt ist, ist die Vorrichtung elektrisch sehr sicher.As previously mentioned, the bezel may form the cathode terminal of the device of the present invention. Since the frame is the cathode, it also carries the current that can be up to about 2400 amperes in a 24 anode cartridge. Therefore, the frame is made of material having a substantial cross section to prevent undesirable high temperatures from being achieved due to resistance heating. The cathode terminal is at 0 volts relative to ground while the anode terminal is at 6 to 9 volts. The use of the bezel as a cathode terminal and carrier allows for a more economical design of the fixed frame device due to thicker cross-section materials and unnecessary copper cabling to make the cathode leads. Since the frame is at 0 volts relative to ground, the device is very electrically safe.

Der Gesamtfluorauslaß der Fluorkassetten 106, 108, 110 ist an eine Fluorreinigungskassette 170 angeschlossen, durch die das Fluor geführt wird, um Teilchenmaterial, wie z.B. Fluorwasserstoff oder andere Elektrolytbestandteile, die aus dem Fluorstrom übertragen wurden, und während der Elektrolyse gebildete Verschmutzungen zu entfernen. Die Reinigungskassette ist in den 5 und 6 in weiteren Einzelheiten gezeigt. Sie umfaßt einen Behälter 172, in dem chemische Fallen und Filter (nicht gezeigt) zum Entfernen von unerwünschtem Material in bekannter Weise aus dem Fluorstrom untergebracht sind. Die Reinigungskassette 170 weist einen Einfassungsrahmen 174 auf, der den Behälter 172 einfaßt und, in ähnlicher Weise wie die Fluorkassetten, ein Doppelisolierventil 178, 180 umfaßt, um bei Bedarf den Einbau der Reinigungskassette in die Vorrichtung bzw. deren Entfernen aus der Vorrichtung zuzulassen. Die Einheit ist mit Rädern 180 versehen, um ihr Verschieben zu unterstützen.The total fluorine outlet of the fluorocassettes 106 . 108 . 110 is to a fluorine cleaning cartridge 170 connected through which the fluorine is passed to remove particulate matter, such as hydrogen fluoride or other electrolyte components that have been transferred from the fluorine stream, and contaminants formed during electrolysis. The cleaning cassette is in the 5 and 6 shown in more detail. It includes a container 172 in which chemical traps and filters (not shown) for removing unwanted material are accommodated in a known manner from the fluorine stream. The cleaning cassette 170 has a border frame 174 on top of the container 172 and similar to the fluorocassettes, a double isolating valve 178 . 180 includes, if necessary, to allow the installation of the cleaning cassette in the device or their removal from the device. The unit is with wheels 180 provided to aid in their movement.

Das gereinigte Fluorgas wird von der Kassette 170 einer in den 7 und 8 gezeigten Fluor-Kompressionskassette 190 zugeführt. Die Kompressionskassette umfaßt in diesem Beispiel drei Speichertanks 192 mit einer Gesamtkapazität von 650 Litern, die in der Lage sind, einem Fluordruck von 5 Bar sicher standzuhalten, wenngleich solche Drücke im Interesse der Sicherheit bei Fluor allgemein nicht eingesetzt werden. Der Ausstoß an gereinigtem Fluor von der Reinigungskassette 170 wird der Kompressionskassetten-Pumpe 194 und über einen Druck-Wächter 196 den Speichertanks 192 zugeführt. Die Kompressionskassette 190 speichert eine Fluorreserve, so daß, wenn die Vorrichtung aus irgendeinem Grund hinsichtlich der Fluorproduktion über einen gewissen Zeitraum abgeschaltet werden muß, z.B. um die Reinigungskassette 170 zu wechseln, eine Fluorreserve vorhanden ist, mit der die Prozeßanforderungen weiterhin erfüllt werden könnten, bis die Fluorproduktion wieder aufgenommen werden kann. Die Kompressionskassette gleicht auch Fluktuationen bei der Fluorproduktion aus, so daß Fluor der Prozeßanlage beispielsweise mit einem konstanten Druck zugeführt werden kann. In ähnlicher Weise wie die Fluorkassette und die Reinigungskassette hat die Kompressionskassette einen Einfassungsrahmen 200 und Räder 202. Die Kompressionskassette ist wiederum, wie bei der Fluorkassette und der Reinigungskassette, über (nicht gezeigte) Doppelisolierventile an den Fluor-Verteiler 114 angeschlossen. Der Fluorausstoß erfolgt über einen zweiten Druck-Wächter 198 zum Fluorverteiler 114 und dann zur Prozeßanlage, wo das Fluor verwendet werden soll.The purified fluorine gas is removed from the cassette 170 one in the 7 and 8th shown fluorine compression cassette 190 fed. The compression cassette in this example comprises three storage tanks 192 with a total capacity of 650 liters capable of withstanding 5 bar of fluorine pressure, although such pressures are generally not used in the interest of fluorine safety. The discharge of purified fluorine from the cleaning cartridge 170 becomes the compression cassette pump 194 and about a pressure guard 196 the storage tanks 192 fed. The compression cassette 190 stores a fluorine reserve so that, if for some reason the device has to be turned off for a certain period of time in terms of fluorine production, eg the cleaning cassette 170 There is a fluorine reserve available to continue to meet the process requirements until fluorine production can resume. The compression cassette also compensates for fluctuations in fluorine production, so that fluorine can be supplied to the process equipment, for example, at a constant pressure. Similar to the fluorocassette and cleaning cartridge, the compression cartridge has a bezel frame 200 and wheels 202 , The compression cassette is again, as in the case of the fluoro cassette and the cleaning cassette, by double isolation valves (not shown) to the fluorine manifold 114 connected. The fluorine emission is via a second pressure monitor 198 to the fluorine distributor 114 and then to the process plant where the fluorine is to be used.

Wie aus den 2A, 2B, 3 und 4 ersichtlich ist, kann die Fluorkassette 106 z.B. in die Haupteinfassung 102, 104 eingebaut und aus dieser entnommen werden, ohne daß ein Eingriff an den beiden anderen Kassetten 108, 110 erfolgen muß, die weiterhin Fluor für die erforderlichen Prozesse bereitstellen können, welche außerhalb der Vorrichtung betrieben werden. Die Fluorerzeugungskapazität der Fluorvorrichtung 100 ist so berechnet, daß die gesamten Prozeßanforderungen der versorgten Anlage, z.B. durch zwei beliebige der drei Kassetten der beschriebenen Vorrichtung, erfüllt werden können, so daß eine Kassette redundant sein oder bei Bedarf entfernt und ausgetauscht werden kann.Like from the 2A . 2 B . 3 and 4 it can be seen, the fluorocassette 106 eg in the main enclosure 102 . 104 installed and removed from this, without any interference with the other two cassettes 108 . 110 must be able to continue to provide fluorine for the required processes, which are operated outside the device. The fluorine generation capacity of the fluorine device 100 is calculated so that the entire process requirements of the supplied equipment, for example by any two of the three cartridges of the device described, can be met, so that a cassette can be redundant or removed if necessary and replaced.

Im oben beschriebenen Beispiel hat die Vorrichtung 100, was ihre Länge betrifft, näherungsweise eine geringere Größe als ein ISO-Behälter und ist daher einfach auf dem Land- oder Seeweg transportierbar. Ferner ist es möglich, die zuvor beschriebene Vorrichtung zwar etwas größer auszubilden, aber immer noch innerhalb der Aufstandsfläche eines Standard-ISO-Behälters und mit darin ausgebildeten Hohlräumen, um zusätzliche Fluorkassetten aufzunehmen, z.B. um eine Steigerung der Fluorerzeugungskapazität bereitzustellen, wenn dies erforderlich ist. Die Leerräume können mit den notwendigen Ventilen und Rohranschlüssen für die Verteiler usw. versehen sein, so daß eine zusätzliche Fluorkassette lediglich, wie die vorhandenen Kassetten, in das System eingekoppelt werden muß.In the example described above, the device has 100 In terms of length, it is approximately one size smaller than an ISO container, so it can easily be transported by land or sea. Furthermore, it is possible to make the device described above somewhat larger, but still within the footprint of a standard ISO container and with cavities formed therein, to accommodate additional fluorocassettes, eg, to provide an increase in fluorine generation capacity, if required. The voids may be provided with the necessary valves and pipe connections for the manifolds, etc., so that an additional fluorocassette, just like the existing cartridges, must be coupled into the system.

Der Haupteinfassungsrahmen 102 ist mit einer abnehmbaren Verkleidung versehen, um bei Gebrauch eine im wesentlichen gegenüber dem Ausfluß von beispielsweise Fluor abgedichtete Einfassung zu bewirken. Die Einfassung ist an das Abzieh- und Reinigungssystem vor Ort angeschlossen, um schädliche Chemikalien zu neutralisieren. Ferner ist jede Fluorkassette, Reinigungskassette und Kompressionskassette bei Gebrauch in ähnlicher Weise mit einer Verkleidung an den Rahmen 140, 174 und 200 ausgestattet, um im wesentlichen abgedichtete Untereinfassungen innerhalb der Haupteinfassung 102, 104 zu bilden, wobei auch die Untereinfassungen an das Abzieh- und Reinigungssystem vor Ort angeschlossen sind.The main border frame 102 is provided with a removable cover to effect, in use, a substantially sealed against the outflow of, for example fluorine enclosure. The enclosure is connected to the on-site wiping and cleaning system to neutralize harmful chemicals. Further, in use, each fluorocassette, cleaning cartridge and compression cartridge is similarly clad to the frame 140 . 174 and 200 fitted to essentially sealed sub-frames within the main enclosure 102 . 104 The sub-enclosures are also connected to the removal and cleaning system on site.

9 zeigt eine perspektivische Einzeldarstellung einer Fluorerzeugungsanlage 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hinsichtlich der Kapazität und der Fähigkeit, Fluor zu produzieren, zu verarbeiten, zu kontrollieren und zu speichern, entspricht die Vorrichtung aus 9 der unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 beschriebenen der ersten Ausführungsform. Die Vorrichtung 300 weist wiederum einen Haupteinfassungsrahmen 302 auf, der mit einer (nicht gezeigten) Verkleidung versehen ist, um eine im wesentlichen abgedichtete Einfassung zu bilden. Drei Fluorkassetten 304, 306, 308 sind vorgesehen, deren jede ihren eigenen Einfassungsrahmen 310, 312, 314 mit (nicht gezeigter) Verkleidung aufweist, und deren jede mittels (nicht gezeigter) Ventile, wie bei der ersten Ausführungsform, jeweils einzeln isolierbar und abnehmbar ist. Fluor wird durch eine Reinigungskassette hindurchgeführt, die eine leistungsfähige Reinigungseinrichtung 320 und eine Ersatz-Reinigungskassette 324 aufweist, und dann mittels Betriebs- und Standby-Verdichtern 328, 330 einer Kompressionskassette zugeführt, die eine Vielzahl von Speichertanks 326 aufweist. Das Fluor wird dann CVD-Werkzeugen, z.B. zum Gebrauch, zugeführt. Ein Vorrat an flüssigem Fluorwasserstoff ist in einem Tank 332 gespeichert. Ein Fluorwasserstoffverdampfer 334 verdampft flüssigen Fluorwasserstoff aus dem Tank 332 und führt ihn den Kassetten 304, 306, 308 zu, um eine konstante Elektrolytkonzentration aufrechtzuerhalten. Eine Fluorreduzierungskassette 340 ist vorgesehen, um Feststoffe aus der Fluorzufuhr zu entfernen, Fluor aus Rohrleitungen zu entfernen, wenn eine Kassette z.B. zur Inspektion oder zur Reparatur ausgewechselt wird, und zum Abziehen von Fluor, das nicht zur Verwendung im Verfahren des Kunden bestimmt ist. Die Vorrichtung der 9 weist alle Rohrleitungsreinigungssysteme, Sicherheitsabzieh- und Waschsysteme der ersten Ausführungsform auf. 9 shows a perspective detailed view of a fluorine generation plant 300 according to a second embodiment of the present invention. In terms of capacity and ability to Producing, processing, controlling and storing fluorine equals the device 9 with reference to the 2 to 8th described the first embodiment. The device 300 again has a main border frame 302 provided with a trim (not shown) to form a substantially sealed enclosure. Three fluorocassettes 304 . 306 . 308 are provided, each of which has its own border frame 310 . 312 . 314 with cladding (not shown), and each of which is individually isolatable and detachable by means of valves (not shown) as in the first embodiment. Fluorine is passed through a cleaning cartridge, which is a powerful cleaning device 320 and a replacement cleaning cartridge 324 and then by means of operating and standby compressors 328 . 330 fed to a compression cassette containing a plurality of storage tanks 326 having. The fluorine is then fed to CVD tools, eg for use. A supply of liquid hydrogen fluoride is in a tank 332 saved. A hydrogen fluoride evaporator 334 Vaporized liquid hydrogen fluoride from the tank 332 and lead him to the cassettes 304 . 306 . 308 to maintain a constant electrolyte concentration. A fluorine reduction cassette 340 is intended to remove solids from the fluorine feed, to remove fluorine from pipelines when a cartridge is replaced, for example, for inspection or repair, and to remove fluorine that is not intended for use in the customer's process. The device of 9 includes all piping cleaning systems, safety stripping and washing systems of the first embodiment.

Claims

Device for producing fluorine by the electrolysis of hydrogen fluoride, the apparatus comprising: a plurality of individual ones Fluorine generation cassettes, which are equipped with a fluorine gas distribution system for Remote use and remote consumption of the fluorine gas in operative connection stand, wherein the fluorine generating cassettes individually from the gas distribution system isolatable and removable for remote maintenance of the device.

Apparatus according to claim 1, wherein the fluorine generating cassettes with the device via valve means for isolating and decoupling the fluorine generating cassettes from the Device are connected.

Apparatus according to claim 2, wherein the valve means Double valves are those that have a space between them connected to a stripping and washing system.

Apparatus according to any preceding claim, wherein the fluorine generating cassettes in a common main enclosure the device are mounted.

Apparatus according to any preceding claim, wherein all fluorine generating cassettes are substantially identical to one another are.

Apparatus according to any preceding claim, wherein the fluorine generating cassettes are provided with wheels.

Apparatus according to any preceding claim, wherein each fluorine generating cassette is provided with a skirt.

Apparatus according to claim 4, wherein the main enclosure with a puller and a washing system.

Apparatus according to claim 7, wherein the enclosure each fluorine generating cassette with a puller and a Washing system is connected.

Device according to any preceding claim, further comprising at least one fluorine cleaning cassette which the fluorine yield of the fluorine generating cassettes is passed.

Device according to any preceding claim, further comprising at least one fluorine buffer cassette, which in the fluorine line downstream the at least one fluorine cleaning cassette is connected.

The device of claim 11, wherein the buffer cassette Contains compressed fluorine.

Device according to one of the preceding claims 7 to 12, wherein a fluorine generation cell in the fluorine generating cassette is attached to the enclosure, that the enclosure a cathode connection for this Cell forms.

The device of claim 13, wherein the enclosure includes a frame with a panel.

Apparatus according to claim 13 or 14, wherein the Cathode connection relative to the earth at 0V.

Device according to any preceding claim, which further comprises detergents to potentially reactive fluids to remove from the piping before being introduced into this fluorine becomes.

Device according to one of the preceding claims 1 to 16, the device as a unit by land or sea is transportable.

Apparatus according to claim 17, wherein the Ge velvet size of the device is at most that of a standard ISO container.

Device according to one of the preceding claims 1 to 9, wherein each individual fluorine generating unit is further provided with a power supply unit at least for electrolysis, with fluorine cleaning agents, with fluorine compression agents and is provided with fluorine storage tank / buffer means.

Method for operating and maintaining a device for the production of fluorine by the electrolysis of hydrogen fluoride, the method comprising the steps of: providing a plurality of fluorine generation cassettes equipped with a fluorine gas distribution system for remote use and remote consumption of the fluorine in operative connection provide means for isolating individual fluorine generation cassettes from the fluorine gas distribution system and from each other, and providing Means for decoupling and removing the isolated fluorine generating cassette from the device without interrupting the supply of fluorine from the remaining Fluorine generating cassettes.

The method of claim 20, wherein said plurality of fluorine generating cassettes having a sufficient fluorine generating capacity such are provided that a Total requirement of fluorine less than the total number of fluorine generation cassettes can be covered in the device.

A method according to claim 20 or 21, wherein a single fluorine generating cassette removed from the device and can be taken to a remote location for maintenance while they are still maintains the fluorine yield covering the demand.

The method of any one of claims 20 to 22, further comprising includes the steps each individual fluorine generating cassette with power supply means at least for the electrolysis, with fluorine cleaning agents, with fluorocompression agents and with fluorine storage tank / buffering agents to provide.