JP5584904B2 - Fluorine gas generator - Google Patents

Fluorine gas generator Download PDF

Info

Publication number
JP5584904B2
JP5584904B2 JP2009058567A JP2009058567A JP5584904B2 JP 5584904 B2 JP5584904 B2 JP 5584904B2 JP 2009058567 A JP2009058567 A JP 2009058567A JP 2009058567 A JP2009058567 A JP 2009058567A JP 5584904 B2 JP5584904 B2 JP 5584904B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen fluoride
gas
electrolytic bath
fluorine
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009058567A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009242944A (en
Inventor
博 大久保
次郎 平岩
誠 本宮
則之 田中
修 吉本
昌士 児玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tanso Co Ltd
Original Assignee
Toyo Tanso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tanso Co Ltd filed Critical Toyo Tanso Co Ltd
Priority to JP2009058567A priority Critical patent/JP5584904B2/en
Publication of JP2009242944A publication Critical patent/JP2009242944A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5584904B2 publication Critical patent/JP5584904B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、フッ素ガスを発生させるフッ素ガス発生装置に関するものである。   The present invention relates to a fluorine gas generator that generates fluorine gas.

従来から、半導体製造装置に於いて、その装置内部のクリーニングや半導体基盤のエッチング目的でフッ素ガスが使用されており、このフッ素ガスのフッ素源としてフッ素ガス発生装置が使用されている。フッ素ガス発生装置は、フッ化水素などの溶融塩からなる電解浴を有する電解槽を有し、電解槽でフッ化水素を電解しフッ素ガスを発生させる装置が知られている。しかし、電解浴が温められるので、フッ素ガスに伴って電解浴のミストが電解槽から発生し、このミストは配管やバルブを通過するが、電解浴のミストにより配管やバルブが閉塞され、装置の連続運転が行いにくい。そこで、ミストによる閉塞を抑止するため、例えば、下記特許文献1に示すように、ガスに同伴した電解浴のミストをバルブなどに通過させる前に、フィルタによってあらかじめ除去するとともに、このフィルタを逆洗浄してフィルタに堆積したミストを洗浄し長時間の運転においても高稼動効率で作動することができるフッ素ガス生成装置が知られている。   Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus, fluorine gas has been used for the purpose of cleaning the inside of the apparatus and etching of a semiconductor substrate, and a fluorine gas generator has been used as a fluorine source of this fluorine gas. A fluorine gas generator has an electrolytic bath having an electrolytic bath made of a molten salt such as hydrogen fluoride, and a device for generating fluorine gas by electrolyzing hydrogen fluoride in the electrolytic bath is known. However, since the electrolytic bath is warmed, mist of the electrolytic bath is generated from the electrolytic bath with the fluorine gas, and this mist passes through the piping and valves, but the piping and valves are blocked by the mist of the electrolytic bath, and the device It is difficult to perform continuous operation. Therefore, in order to prevent clogging by mist, for example, as shown in Patent Document 1 below, before passing the mist of the electrolytic bath accompanying the gas through a valve or the like, the filter is removed in advance and the filter is back-washed. A fluorine gas generation device is known that can clean the mist accumulated on the filter and operate with high operating efficiency even during long-time operation.

また、排出管やバルブの閉塞を抑える脱ハロゲン化処理装置が、下記特許文献2に開示されている。この装置は、反応槽の底部に設けられている排出口が、反応槽の底面と同一又は底面よりも突出する状態で底栓バルブにより閉鎖されているので、被処理液が排出管や底栓バルブに貯留することを抑止して、処理効率を高めることができる。   Further, a dehalogenation processing apparatus that suppresses blockage of a discharge pipe or a valve is disclosed in Patent Document 2 below. In this apparatus, since the discharge port provided at the bottom of the reaction tank is closed by the bottom plug valve in a state where it is the same as or protrudes from the bottom of the reaction tank, the liquid to be treated is discharged from the discharge pipe or bottom plug. It is possible to suppress the storage in the valve and increase the processing efficiency.

特開2005−264231号公報JP 2005-264231 A 特開2005−319415号公報JP 2005-319415 A

しかしながら、上記引用文献1,2の装置においても、フィルタより上流の配管やバルブ等において電解浴や被処理液が詰まり、配管の閉塞やバルブの損傷が生じ、装置の長期間の連続運転が行いにくい。   However, even in the apparatuses of the above cited references 1 and 2, the electrolytic bath and the liquid to be treated are clogged in the pipe and valve upstream from the filter, the pipe is blocked and the valve is damaged, and the apparatus is operated continuously for a long time. Hateful.

また、電解浴となるフッ化水素を電解槽内に供給するフッ化水素供給システムにおいても、フッ化水素による配管の閉塞やバルブの損傷が生じることがある。電解槽にフッ化水素を供給しないとき、フッ化水素供給システムにおいて、フッ化水素ガスを電解槽へ供給する配管内を排気し、その後、この配管内へ不活性ガスを供給し、再び配管内を排気することを繰り返し、配管内部のガスをパージする。ここで、不活性ガスをフッ化水素ガス供給配管へ供給するとき、冷却した不活性ガスが他の配管から供給されると、他の配管に取り付けられたバルブ内部に残留したフッ化水素ガスが急激に冷却されて液化し、バルブのシール部分が腐食する。また、ガスを排気口へ送る配管の出口付近でパージガスが急激に冷却されると、パージガスに含まれたフッ化水素が液化し、配管等の腐食が起こる。また、配管の途中にマスフローコントローラーが設けられていることがあり、マスフローコントローラーの内部に残存したフッ化水素が液化すると、マスフローコントローラーの内部が腐食し、マスフローコントローラーが損傷する。したがって、これらの機器の寿命が短い。   In addition, even in a hydrogen fluoride supply system that supplies hydrogen fluoride serving as an electrolytic bath into an electrolytic cell, piping may be blocked or a valve may be damaged by hydrogen fluoride. When hydrogen fluoride is not supplied to the electrolytic cell, in the hydrogen fluoride supply system, the piping for supplying hydrogen fluoride gas to the electrolytic cell is evacuated, and then an inert gas is supplied into the piping, and again in the piping. Is repeatedly exhausted to purge the gas inside the pipe. Here, when supplying the inert gas to the hydrogen fluoride gas supply pipe, if the cooled inert gas is supplied from another pipe, the hydrogen fluoride gas remaining inside the valve attached to the other pipe Cooled rapidly and liquefied, corroding the valve seal. Further, when the purge gas is rapidly cooled in the vicinity of the outlet of the pipe that sends the gas to the exhaust port, the hydrogen fluoride contained in the purge gas is liquefied and corrosion of the pipe occurs. In addition, a mass flow controller may be provided in the middle of the piping. When hydrogen fluoride remaining in the mass flow controller is liquefied, the inside of the mass flow controller is corroded and the mass flow controller is damaged. Therefore, the lifetime of these devices is short.

また、フッ化水素が液化すると気体のときに比べて単位体積当りのモル数(分子量)が増えるため、上述のバルブ内部やマスフローコントローラーの内部の腐食が促進する。また、バルブの内部やマスフローコントローラーの内部は、配管のように直線でなく曲がり角が多いため、フッ化水素の液体と接触する確立が高く、腐食がより促進される。   Further, when hydrogen fluoride is liquefied, the number of moles (molecular weight) per unit volume is increased as compared with the case of gas, and corrosion inside the valve and the mass flow controller is promoted. In addition, since the inside of the valve and the mass flow controller are not straight like a pipe but have many bends, the probability of contact with a hydrogen fluoride liquid is high, and corrosion is further promoted.

そこで、本発明の目的は、配管の閉塞やバルブ等の機器の損傷を抑え、長時間連続運転を行うことができるフッ素ガス発生装置を提供する。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fluorine gas generator capable of suppressing long-term continuous operation while suppressing blockage of piping and damage to equipment such as valves.

本発明のフッ素ガス発生装置は、フッ化水素を含んだ溶融塩からなる電解浴が収容された電解槽を備えたフッ素ガス発生装置であって、前記電解浴を電気分解して発生させたフッ素含有ガスを通過させる排出路と、前記フッ素含有ガスから不純物を除去する除害塔とを有し、前記排出路が、前記電解槽の気相部分と、前記除害塔とを連通するように設けられているものであり、前記排出路内壁及び/又は前記排出路を通過するガスを、前記電解浴の融点以上に加熱する第1加熱手段を有している。   A fluorine gas generator according to the present invention is a fluorine gas generator provided with an electrolytic bath in which an electrolytic bath made of a molten salt containing hydrogen fluoride is housed, and is generated by electrolyzing the electrolytic bath. An exhaust passage through which the contained gas passes and an abatement tower that removes impurities from the fluorine-containing gas, and the exhaust path communicates with the gas phase portion of the electrolytic cell and the abatement tower. It is provided and has a 1st heating means to heat the gas which passes the said discharge path inner wall and / or the said discharge path more than melting | fusing point of the said electrolytic bath.

上記構成によると、第1加熱手段により、排出路内壁及び/又は排出路が電解浴の融点(約70℃)以上、例えば、約75℃に加熱、維持されるので、電解浴から飛散したミスト状の溶融塩が排出路を通過するときに固化しない。したがって、電解浴から飛散した溶融塩により排出路に設けられた配管の閉塞やバルブ、マスフローコントローラーなどの機器の損傷を軽減でき、フッ素ガス発生装置を長期間連続的に運転することができる。   According to the above configuration, since the inner wall of the discharge path and / or the discharge path is heated and maintained at the melting point (about 70 ° C.) or higher of the electrolytic bath, for example, about 75 ° C. by the first heating means, the mist scattered from the electrolytic bath When the molten salt passes through the discharge channel, it does not solidify. Therefore, blockage of piping provided in the discharge path and damage to equipment such as a valve and a mass flow controller can be reduced by molten salt scattered from the electrolytic bath, and the fluorine gas generator can be operated continuously for a long period of time.

本発明のフッ素ガス発生装置は、フッ化水素を含む溶融塩からなる電解浴が収容された電解槽を備え、前記電解浴を電気分解して発生させたフッ素含有ガスを通過させる排出路及び/又は前記電解槽にフッ化水素を供給する供給路において、前記フッ素含有ガスにミストとして含まれる溶融塩の固化及び/又は前記フッ化水素の液化が抑制されるようになされている。   A fluorine gas generator according to the present invention includes an electrolytic bath in which an electrolytic bath made of a molten salt containing hydrogen fluoride is accommodated, and a discharge path for passing a fluorine-containing gas generated by electrolyzing the electrolytic bath and / or Alternatively, in the supply path for supplying hydrogen fluoride to the electrolytic cell, solidification of the molten salt contained in the fluorine-containing gas as mist and / or liquefaction of the hydrogen fluoride is suppressed.

上記構成によると、電解浴から飛散した溶融塩が気体の状態で排出路を通過する。また、フッ化水素が気体の状態のまま供給路を通過する。このため、従来のフッ素ガス発生装置で生じた、溶融塩の固化やフッ化水素の液化による配管やバルブなどの腐食の心配がなく、フッ化水素ガス供給装置で生じた、フッ化水素の液化によるバルブなどの機器の内部がフッ化水素により腐食することを抑止できる。したがって、配管の閉塞やバルブ及びマスフローコントローラーなどの機器の損傷を軽減できるので、フッ素ガス発生装置を長期間連続的に運転することができる。   According to the above configuration, the molten salt scattered from the electrolytic bath passes through the discharge path in a gaseous state. Further, hydrogen fluoride passes through the supply path in a gaseous state. For this reason, there is no concern about corrosion of pipes and valves caused by solidification of molten salt or liquefaction of hydrogen fluoride, which occurs with conventional fluorine gas generators, and liquefaction of hydrogen fluoride that occurs with hydrogen fluoride gas supply devices It is possible to prevent the inside of equipment such as valves from being corroded by hydrogen fluoride. Therefore, blockage of piping and damage to devices such as valves and mass flow controllers can be reduced, and the fluorine gas generator can be operated continuously for a long period of time.

また、本発明のフッ素ガス発生装置は、前記除害塔より下流に設けられている圧力調節用バルブを有しており、前記圧力調節用バルブが、シール部分を有し、前記シール部分にフッ素樹脂が用いられていることが好ましい。   The fluorine gas generator of the present invention has a pressure adjusting valve provided downstream from the detoxification tower, the pressure adjusting valve has a seal portion, and the seal portion has fluorine. It is preferable that a resin is used.

上記構成によると、除害塔を通過したフッ素を含有するガスは、電解浴の融点以上に加熱されないので、電解浴の融点より低い温度になる。フッ素を含有するガスは、電解浴の融点より低い温度になると反応性が弱まるので、圧力調節用バルブを通過しても、圧力調節用バルブのシール部分のフッ素樹脂、例えば、PTFE、PCTFE(ポリ3フッ化エチレン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVF(ポリフッ化ビニル)や、VF2(ビニリデンフルオライド)、HFP(ヘキサフルオロポリプロピレン)、TFE(テトラフロオロエチレン)、PMVE(パーフルオロメチルビニルエーテル)等のモノマーを用いた共重合体等が侵食されにくくなり、圧力調整バルブの寿命を長くすることができる。   According to the above configuration, the gas containing fluorine that has passed through the detoxification tower is not heated to a temperature higher than the melting point of the electrolytic bath, and therefore has a temperature lower than the melting point of the electrolytic bath. Since the gas containing fluorine becomes less reactive when the temperature is lower than the melting point of the electrolytic bath, even if it passes through the pressure regulating valve, the fluororesin, for example, PTFE, PCTFE (polyethylene) in the seal portion of the pressure regulating valve. Trifluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PVF (polyvinyl fluoride), VF2 (vinylidene fluoride), HFP (hexafluoropolypropylene), TFE (tetrafluoroethylene), PMVE (perfluoromethyl vinyl ether) Copolymers using monomers such as are less likely to be eroded, and the life of the pressure regulating valve can be extended.

また、前記第1加熱手段が、前記排出路の外壁に接して設けられている加熱体であり、前記加熱体が、前記排出路の全長に亘って設けられていることが好ましい。この構成によると、排出路の全長に亘って第1加熱体が設けられているので、排出路の温度を均一に保つことができ、排出路の部分的な過度の温度上昇や温度不足による溶融塩の固化やフッ化水素の液化を抑止することができる。   Moreover, it is preferable that the said 1st heating means is a heating body provided in contact with the outer wall of the said discharge path, and the said heating body is provided over the full length of the said discharge path. According to this configuration, since the first heating body is provided over the entire length of the discharge path, the temperature of the discharge path can be kept uniform, and melting due to partial excessive temperature rise or insufficient temperature of the discharge path. Solidification of salt and liquefaction of hydrogen fluoride can be suppressed.

また、更に前記電解浴にフッ化水素を供給するフッ化水素供給装置を有しており、前記フッ化水素供給装置が、フッ化水素供給源と、前記フッ化水素供給源から前記電解槽にフッ化水素を供給するフッ化水素供給路と、前記フッ化水素供給路に不活性ガスを導入するパージ用ガス供給路と、前記導入された不活性ガスにより前記フッ化水素供給路からフッ化水素を排出させる不活性ガス排出経路とを有しており、前記パージ用ガス供給路及び前記不活性ガス排出経路を通過するガスをフッ化水素の沸点以上の温度に加熱する第2加熱手段を有していることが好ましい。   The apparatus further includes a hydrogen fluoride supply device that supplies hydrogen fluoride to the electrolytic bath, and the hydrogen fluoride supply device supplies a hydrogen fluoride supply source and the hydrogen fluoride supply source to the electrolytic cell. A hydrogen fluoride supply path for supplying hydrogen fluoride; a purge gas supply path for introducing an inert gas into the hydrogen fluoride supply path; and a fluorination from the hydrogen fluoride supply path by the introduced inert gas. An inert gas discharge path for discharging hydrogen, and a second heating means for heating the gas passing through the purge gas supply path and the inert gas discharge path to a temperature not lower than the boiling point of hydrogen fluoride. It is preferable to have.

上記構成によると、フッ化水素供給路をパージするとき、パージ用ガス供給路及び不活性ガス排出経路の配管、バルブ及びバルブなどの機器内部に残存したフッ化水素が固化および液化しないため、パージ用ガス供給路及び不活性ガス排出経路に設けられた配管、バルブ及びマスフローコントローラーなどの機器の損傷を抑止でき、これら配管及び機器の長寿命化を図ることができる。また、冷却された不活性ガスがパージ用ガス供給路の入口から導入されたり、不活性ガス排出経路の出口で不活性ガスが急激に冷却されたりしても、不活性ガスが加熱されるので、配管及び機器の内部に残存したフッ化水素が冷却されることがなく、配管、バルブ及びマスフローコントローラーなどの機器がフッ化水素により腐食しない。   According to the above configuration, when purging the hydrogen fluoride supply path, the hydrogen fluoride remaining in the equipment such as the purge gas supply path and the inert gas discharge path, valves and valves is not solidified and liquefied. Damage to equipment such as pipes, valves, and mass flow controllers provided in the gas supply path and inert gas discharge path can be suppressed, and the life of these pipes and equipment can be extended. Further, even if the cooled inert gas is introduced from the inlet of the purge gas supply path or the inert gas is rapidly cooled at the outlet of the inert gas discharge path, the inert gas is heated. The hydrogen fluoride remaining inside the piping and equipment is not cooled, and equipment such as piping, valves, and mass flow controllers are not corroded by hydrogen fluoride.

また、本発明にかかるガス発生装置は、前記第2加熱手段が、前記パージ用ガス供給路及び前記不活性ガス排出経路の外壁に接して設けられている第2加熱体であり、前記第2加熱体が、前記パージ用ガス供給路及び前記不活性ガス排出経路の全長に亘って設けられていることが好ましい。この構成によると、パージ用ガス供給路及び不活性ガス排出経路の全長に亘って第2加熱体が設けられているので、パージ用ガス供給路及び不活性ガス排出経路の温度を均一に保つことができ、パージ用ガス供給路及び不活性ガス排出経路の部分的な過度の温度上昇や温度不足による溶融塩の固化やフッ化水素の液化を抑止することができる。   In the gas generator according to the present invention, the second heating means is a second heating body provided in contact with outer walls of the purge gas supply path and the inert gas discharge path, It is preferable that the heating body is provided over the entire length of the purge gas supply path and the inert gas discharge path. According to this configuration, since the second heating body is provided over the entire length of the purge gas supply path and the inert gas discharge path, the temperature of the purge gas supply path and the inert gas discharge path can be kept uniform. Therefore, it is possible to suppress solid salt solidification and liquefaction of hydrogen fluoride due to partial excessive temperature rise and insufficient temperature in the purge gas supply path and the inert gas discharge path.

また、別の観点として、本発明にかかるガス発生装置は、更に前記電解浴にフッ化水素を供給するフッ化水素供給装置を有しており、前記フッ化水素供給装置が、前記フッ化水素供給源と、前記フッ化水素供給路と、前記パージ用ガス供給路と、前記不活性ガス排出経路とを有すると共に、少なくともフッ化水素供給源と、前記フッ化水素供給路と、前記パージ用ガス供給路との全てを加熱する第3加熱手段を有していることが好ましい。ここで、加熱温度は、フッ化水素の沸点以上(約20℃以上)が好ましい。これにより、フッ化水素供給源と、フッ化水素供給路と、パージ用ガス供給路と、不活性ガス排出経路との内部をフッ化水素の沸点以上(約20℃以上)に保温できる。これによって、フッ化水素供給装置の設置場所の環境温度が急激に変化しても、フッ化水素供給源と、フッ化水素供給路と、パージ用ガス供給路と、不活性ガス排出経路との内部に存在したフッ化水素が液化しない。したがって、フッ化水素による配管やバルブなどの機器の腐食を軽減でき、これらの機器の長寿命化を図ることができる。   As another aspect, the gas generator according to the present invention further includes a hydrogen fluoride supply device that supplies hydrogen fluoride to the electrolytic bath, and the hydrogen fluoride supply device includes the hydrogen fluoride. A supply source, the hydrogen fluoride supply path, the purge gas supply path, and the inert gas discharge path, and at least a hydrogen fluoride supply source, the hydrogen fluoride supply path, and the purge It is preferable to have the 3rd heating means which heats all with a gas supply path. Here, the heating temperature is preferably higher than the boiling point of hydrogen fluoride (about 20 ° C. or higher). Thereby, the inside of the hydrogen fluoride supply source, the hydrogen fluoride supply path, the purge gas supply path, and the inert gas discharge path can be kept warm above the boiling point of hydrogen fluoride (about 20 ° C. or higher). As a result, even if the environmental temperature at the place where the hydrogen fluoride supply device is installed changes suddenly, the hydrogen fluoride supply source, the hydrogen fluoride supply path, the purge gas supply path, and the inert gas discharge path The hydrogen fluoride present inside does not liquefy. Therefore, corrosion of equipment such as piping and valves due to hydrogen fluoride can be reduced, and the life of these equipment can be extended.

また、本発明にかかるガス発生装置は、第3加熱手段が、前記フッ化水素供給路及び前記パージ用ガス供給路の外壁に接して設けられている第3加熱体であり、
前記第3加熱体が、前記フッ化水素供給路及び前記パージ用ガス供給路の全長に亘って設けられていることが好ましい。この構成によると、フッ化水素供給路及びパージ用ガス供給路の全長に亘って第3加熱体が設けられているので、フッ化水素供給路及びパージ用ガス供給路の温度を均一に保つことができ、フッ化水素供給路及びパージ用ガス供給路の部分的な過度の温度上昇や温度不足による溶融塩の固化やフッ化水素の液化を抑止することができる。
Moreover, the gas generator according to the present invention is a third heating body in which the third heating means is provided in contact with outer walls of the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path,
It is preferable that the third heating body is provided over the entire length of the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path. According to this configuration, since the third heating body is provided over the entire length of the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path, the temperature of the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path can be kept uniform. Therefore, it is possible to suppress solid salt solidification and liquefaction of hydrogen fluoride due to partial excessive temperature rise and insufficient temperature in the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path.

また、前記フッ化水素供給路は、その途中から電解槽に至る一部が前記不活性ガス排出経路となされ、フッ化水素の供給停止時に前記不活性ガスにより置換可能となされていることが好ましい。これによって、簡易な構成で、配管やバルブなどの機器の腐食を軽減しながら、フッ化水素供給路をパージできる。   In addition, it is preferable that a part of the hydrogen fluoride supply path from the middle to the electrolytic cell serves as the inert gas discharge path, and can be replaced by the inert gas when the supply of hydrogen fluoride is stopped. . Accordingly, the hydrogen fluoride supply path can be purged with a simple configuration while reducing corrosion of equipment such as piping and valves.

更に、前記電解浴を加熱するための槽加熱手段と、前記電解浴を冷却するための槽冷却手段とを有していることが好ましい。   Furthermore, it is preferable to have a tank heating means for heating the electrolytic bath and a tank cooling means for cooling the electrolytic bath.

上記構成によると、槽加熱手段及び槽冷却手段によって、電解槽及び電解浴の温度を適切な温度に調節、制御できるので、電解槽へのフッ化水素の供給時等に起因する電解浴の過剰な温度上昇を抑え、溶融塩に由来するミストの飛散を抑止できる。また、電解槽よりも下流に設けられている配管やバルブ等の部材が電解浴によって詰まることを抑止できる。また、電解槽を構成している図示しない部品、例えば、ガスシール部分、付属バルブ等の温度の上昇を抑止でき、これらの部品の寿命を長くすることができる。   According to the above configuration, since the temperature of the electrolytic cell and the electrolytic bath can be adjusted and controlled to an appropriate temperature by the tank heating unit and the bath cooling unit, the excess of the electrolytic bath due to the supply of hydrogen fluoride to the electrolytic cell, etc. Temperature rise can be suppressed and scattering of mist derived from molten salt can be suppressed. Moreover, it can suppress that members, such as piping and a valve | bulb provided downstream from the electrolytic cell, are clogged with an electrolytic bath. Moreover, the temperature rise of the components which are not shown in figure which comprise the electrolytic cell, for example, a gas seal part, an attached valve, etc. can be suppressed, and the lifetime of these components can be lengthened.

本発明のフッ素ガス発生装置によると、電解浴から飛散したミスト状の溶融塩や電解浴に供給されるフッ化水素が液化することを抑止できる。これによって、配管の閉塞やバルブ等の機器の損傷を低減でき、フッ素ガス発生装置を長時間連続的に運転することができる。また、フッ化水素供給装置の配管やバルブ等の内部がフッ化水素の沸点以上に加熱されているので、配管やバルブ等の内部に存在するフッ化水素が液化しない。このように、これらの機器がフッ化水素によって損傷することを軽減でき、フッ化水素供給装置の部品の長寿命化を図ることができる。   According to the fluorine gas generator of the present invention, it is possible to prevent the mist-like molten salt scattered from the electrolytic bath and hydrogen fluoride supplied to the electrolytic bath from being liquefied. Thereby, blockage of piping and damage to equipment such as valves can be reduced, and the fluorine gas generator can be operated continuously for a long time. Further, since the inside of the piping and valves of the hydrogen fluoride supply device is heated to the boiling point of hydrogen fluoride or higher, the hydrogen fluoride existing inside the piping and valves does not liquefy. Thus, damage to these devices due to hydrogen fluoride can be reduced, and the life of the components of the hydrogen fluoride supply device can be extended.

本発明の第1実施形態によるフッ素ガス発生装置の主要部の概略図である。It is the schematic of the principal part of the fluorine gas generator by 1st Embodiment of this invention. 本発明の参考実施形態によるフッ素ガス発生装置の主要部の概略図である。It is the schematic of the principal part of the fluorine gas generator by reference embodiment of this invention. 本発明の一変形例によるフッ素ガス発生装置の概略図である。It is the schematic of the fluorine gas generator by one modification of this invention. 本発明の一変形例によるフッ素ガス発生装置の概略図である。It is the schematic of the fluorine gas generator by one modification of this invention. 本発明の一変形例によるフッ素ガス発生装置の概略図である。It is the schematic of the fluorine gas generator by one modification of this invention.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
ここでは、本発明に係るフッ素ガス発生装置の第1実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る表面処理装置の主要部の概略構成図である。図1において、フッ素ガス発生装置100は、陽極室1と陰極室2とを備えた電解槽3と、電解槽3に収容されている電解浴4と、陽極室1から発生したフッ素ガスに含まれるフッ化水素ガスを除去する第1除害塔5aと、陰極室2から発生した水素ガスに含まれるフッ化水素ガスを除去する第2除害塔5bと、第1除害塔5aより下流に設けられている第1圧力調整バルブ6aと、第2除害塔5bより下流に設けられている第2圧力調整バルブ6bと、電解槽3の陽極室1側に設けられているフッ素ガス発生口7aと第1除害塔5aとの間に接続されている第1配管8aと、電解槽3の陰極室2側に設けられている水素ガス発生口7bと第2除害塔5bとの間に接続されている第2配管8bとを有している。ここで、電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとで排出路11aが構成され、電解槽縁切りバルブ9bと第2配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとで排出路11bが構成されている。排出路11a、11bにはそれぞれ、第1ラインヒーター12a及び第2ラインヒーター12bが設けられている。また、電解槽3の外側には、電解浴加温ヒーター13が設けられており、電解槽3及び電解浴加温ヒーター13の外側には、さらに電解浴加温ヒーター保護カバー14が設けられている。そして、電解槽3の近傍には冷却ファン15が設けられている。
[First Embodiment]
Here, a first embodiment of the fluorine gas generator according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a fluorine gas generator 100 is included in an electrolytic cell 3 having an anode chamber 1 and a cathode chamber 2, an electrolytic bath 4 accommodated in the electrolytic cell 3, and fluorine gas generated from the anode chamber 1. The first detoxification tower 5a for removing the hydrogen fluoride gas, the second detoxification tower 5b for removing the hydrogen fluoride gas contained in the hydrogen gas generated from the cathode chamber 2, and the downstream of the first detoxification tower 5a The first pressure adjusting valve 6a provided in the second, the second pressure adjusting valve 6b provided downstream from the second detoxification tower 5b, and the fluorine gas generation provided on the anode chamber 1 side of the electrolytic cell 3 A first pipe 8a connected between the port 7a and the first abatement tower 5a, a hydrogen gas generation port 7b provided on the cathode chamber 2 side of the electrolytic cell 3, and a second abatement tower 5b. It has the 2nd piping 8b connected between. Here, the discharge path 11a is comprised by the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the 1st piping 8a, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10a, and the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the 2nd piping 8b, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10b are comprised. A discharge path 11b is configured. The discharge paths 11a and 11b are provided with a first line heater 12a and a second line heater 12b, respectively. An electrolytic bath warming heater 13 is provided outside the electrolytic bath 3, and an electrolytic bath warming heater protective cover 14 is further provided outside the electrolytic bath 3 and the electrolytic bath warming heater 13. Yes. A cooling fan 15 is provided in the vicinity of the electrolytic cell 3.

電解槽3は、Ni、モネル、純鉄、ステンレス鋼等の金属や合金で形成されている。電解槽3は、モネル等からなる隔壁16によって、陽極室1及び陰極室2に分離されている。陽極室1には、陽極17が配置されている。陽極17には低分極性炭素電極やNi(ニッケル)を使用することが好ましい。陰極室2には、陰極18が配置されている。陰極18には、Niや鉄等を使用することが好ましい。陽極17と隔壁16との距離、及び陰極18と隔壁16との距離は略同じとすることが好ましい。これによって、複極化により生ずる隔壁16の溶解を生じにくくでき、電解槽3の寿命の延命効果を得ることができる。電解槽3の上蓋には、電解槽3を陽極室1と陰極室2とに分離している隔壁16と、陽極室1から発生するフッ素ガスのフッ素ガス発生口7aと、陰極室2から発生する水素ガスの水素ガス発生口7bと、電解浴4の液面高さが低下した場合に電解浴4に供給されるフッ化水素のフッ化水素供給管31が挿入されたフッ化水素導入口(図示せず)と、陽極室1の電解浴4の液面レベルを検知する第1液面検知センサ19と、陰極室2の液面レベルを5段階で検知する第2第2液面検知センサ20と、陽極室1の圧力を測定する圧力計21、陰極室2の圧力を測定する圧力計22と、電解浴4の温度を測るための図示しない温度計が設けられている。   The electrolytic cell 3 is made of a metal or alloy such as Ni, Monel, pure iron, or stainless steel. The electrolytic cell 3 is separated into an anode chamber 1 and a cathode chamber 2 by a partition wall 16 made of monel or the like. An anode 17 is disposed in the anode chamber 1. It is preferable to use a low polarizable carbon electrode or Ni (nickel) for the anode 17. A cathode 18 is disposed in the cathode chamber 2. The cathode 18 is preferably made of Ni or iron. The distance between the anode 17 and the partition 16 and the distance between the cathode 18 and the partition 16 are preferably substantially the same. As a result, the dissolution of the partition wall 16 caused by the bipolarization can be prevented, and the life extension effect of the electrolytic cell 3 can be obtained. On the upper lid of the electrolytic cell 3, a partition wall 16 separating the electrolytic cell 3 into the anode chamber 1 and the cathode chamber 2, a fluorine gas generating port 7 a for fluorine gas generated from the anode chamber 1, and the cathode chamber 2 are generated. Hydrogen gas generating port 7b for hydrogen gas to be generated, and a hydrogen fluoride introducing port into which a hydrogen fluoride supply pipe 31 for hydrogen fluoride supplied to the electrolytic bath 4 when the liquid level of the electrolytic bath 4 is lowered is inserted (Not shown), a first liquid level detection sensor 19 for detecting the liquid level of the electrolytic bath 4 in the anode chamber 1, and a second second liquid level detection for detecting the liquid level in the cathode chamber 2 in five stages. A sensor 20, a pressure gauge 21 that measures the pressure in the anode chamber 1, a pressure gauge 22 that measures the pressure in the cathode chamber 2, and a thermometer (not shown) for measuring the temperature of the electrolytic bath 4 are provided.

電解浴4は、フッ化カリウム−フッ化水素系やフッ化アンモニウム−フッ化水素系の混合溶融塩で、電解槽3内部に満たされているものである。電解浴4に用いられる混合溶融塩は、室温より高い融点を有するものが多いので、電解槽3の外周部に電解浴加温ヒーター13が設けられている。なお、電解浴4に用いられる混合溶融塩の融点の例として、例えば、約70℃(KF・2HF)や約50℃(NHF・2HF)がある。 The electrolytic bath 4 is a mixed molten salt of potassium fluoride-hydrogen fluoride or ammonium fluoride-hydrogen fluoride, and is filled inside the electrolytic bath 3. Since many of the mixed molten salts used for the electrolytic bath 4 have a melting point higher than room temperature, an electrolytic bath heating heater 13 is provided on the outer periphery of the electrolytic bath 3. Examples of the melting point of the mixed molten salt used in the electrolytic bath 4 include, for example, about 70 ° C. (KF · 2HF) and about 50 ° C. (NH 4 F · 2HF).

第1除害塔5aは、陽極室1から発生する不要な成分を除去するものである。第1除害塔5aは、例えば、電解浴4にフッ化水素が含まれている場合で、電気分解によりフッ素ガスを発生させるときには、フッ素ガス及びフッ化水素に対して耐食性を有する材料、例えば、ステンレス鋼、モネル、Ni(ニッケル)で形成されていることが好ましい。また、第1除害塔5aの内部にはフッ化ナトリウム(以下、NaFとする)等の除害剤が充填されており、導入されたフッ素ガス中に含まれるフッ化水素を除去する。なお、フッ化水素が除去されたフッ素ガスは、第1除害塔下流の導出路23aを通って導出される。   The first abatement tower 5 a is for removing unnecessary components generated from the anode chamber 1. The first detoxification tower 5a is, for example, a case where hydrogen fluoride is contained in the electrolytic bath 4, and when generating fluorine gas by electrolysis, a material having corrosion resistance to fluorine gas and hydrogen fluoride, for example, , Stainless steel, monel, and Ni (nickel). Moreover, the inside of the 1st removal tower 5a is filled with removal agents, such as sodium fluoride (henceforth NaF), and removes hydrogen fluoride contained in the introduced fluorine gas. The fluorine gas from which hydrogen fluoride has been removed is led out through the lead-out path 23a downstream of the first detoxification tower.

第2除害塔5bは、陰極室2から発生する不要な成分を除去するものであり、前述した第1除害塔5aと同様に、例えば、電解浴4にフッ化水素が含まれており、電気分解により水素ガスを発生させるときには、フッ素ガス及びフッ化水素に対して耐食性を有する材料、例えば、ステンレス鋼、モネル、Niで形成されていることが好ましい。また、第2除害塔5bの内部にはNaFやCaCO等が装填されており、導入されたガス中に含まれるフッ化水素を除去するものである。なお、フッ化水素が除去された水素ガスは、第2除害塔5b下流の導出路23bを通って導出される。 The second abatement tower 5b removes unnecessary components generated from the cathode chamber 2, and, for example, hydrogen fluoride is contained in the electrolytic bath 4 as in the first abatement tower 5a described above. When hydrogen gas is generated by electrolysis, it is preferably formed of a material having corrosion resistance to fluorine gas and hydrogen fluoride, such as stainless steel, monel, and Ni. Also, inside the second Jogaito 5b are loaded is NaF and CaCO 3, etc., is to remove the hydrogen fluoride contained in the introduced gas. The hydrogen gas from which hydrogen fluoride has been removed is led out through the lead-out path 23b downstream of the second detoxification tower 5b.

第1圧力調整バルブ6aは、第1除害塔5aより下流の導出路23aの途中に設けられており、圧力計21の圧力に応じて連動して開閉して陽極室1の圧力を調整するものである。これによって、陽極室1が減圧になることを抑止できる。第1圧力調整バルブ6aは、シール部分(図示せず)を有しており、このシール部分にはフッ素樹脂が用いられており、例えば、PTFE(四フッ化エチレン樹脂)、PCTFE(ポリ3フッ化エチレン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVF(ポリフッ化ビニル)や、VF2(ビニリデンフルオライド)、HFP(ヘキサフルオロポリプロピレン)、TFE(テトラフロオロエチレン)、PMVE(パーフルオロメチルビニルエーテル)等のモノマーを用いた共重合体等を用いることができる。このような材質を有するシール部分を備えていると、第1圧力調整バルブ6aを通過するフッ素ガスやフッ素ガスに含まれたフッ化水素によって、シール部分(図示せず)が侵食されにくくなり、第1圧力調整バルブ6aの寿命をより長くすることができる。尚、シール部分とは、第1圧力調整バルブ6aを構成している金属部材と樹脂部材との接合により第1圧力調整バルブ6aの閉動作時の締め切りの機能をする部分であり、第1圧力調整バルブ6aの例として、ダイアフラムバルブやベローズバルブが挙げられる。また、前述の閉動作時の締め切りに加え、金属部材と樹脂部材との接合により第1圧力調整バルブ6a外部と第1圧力調整バルブ6a内部との縁切りをするためのシール部分でもよく、第1圧力調整バルブ6aは、このような縁切りをするシール部分を有したボールバルブ等であってもよい。   The first pressure regulating valve 6a is provided in the middle of the outlet passage 23a downstream from the first detoxification tower 5a, and opens and closes according to the pressure of the pressure gauge 21 to regulate the pressure in the anode chamber 1. Is. Thereby, it can suppress that the anode chamber 1 becomes pressure reduction. The first pressure regulating valve 6a has a seal portion (not shown), and a fluororesin is used for the seal portion. For example, PTFE (tetrafluoroethylene resin), PCTFE (poly 3 Ethylene fluoride), PVDF (polyvinylidene fluoride), PVF (polyvinyl fluoride), VF2 (vinylidene fluoride), HFP (hexafluoropolypropylene), TFE (tetrafluoroethylene), PMVE (perfluoromethyl vinyl ether), etc. Copolymers using monomers can be used. When the seal portion having such a material is provided, the seal portion (not shown) is hardly eroded by fluorine gas passing through the first pressure regulating valve 6a or hydrogen fluoride contained in the fluorine gas, The life of the first pressure regulating valve 6a can be further extended. The seal portion is a portion that functions as a deadline when the first pressure adjusting valve 6a is closed by joining the metal member and the resin member constituting the first pressure adjusting valve 6a. Examples of the adjusting valve 6a include a diaphragm valve and a bellows valve. Further, in addition to the closing at the time of the closing operation described above, a seal portion for cutting the edge between the outside of the first pressure regulating valve 6a and the inside of the first pressure regulating valve 6a by joining the metal member and the resin member may be used. The pressure adjustment valve 6a may be a ball valve or the like having a seal portion for cutting the edge.

第2圧力調整バルブ6bは、第2除害塔5bより下流の導出路23bの途中に設けられており、上述の第1圧力調整バルブ6aと同様に、圧力計22の圧力に応じて連動して開閉して陰極室2の圧力を調整するものである。これによって、陰極室2が減圧になることを抑止できる。第2圧力調整バルブ6bも第1圧力調整バルブ6aと同様に、シール部分(図示せず)を有しており、このシール部分にはフッ素樹脂が用いられており、例えば、PTFE、PCTFE(ポリ3フッ化エチレン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVF(ポリフッ化ビニル)や、VF2(ビニリデンフルオライド)、HFP(ヘキサフルオロポリプロピレン)、TFE(テトラフロオロエチレン)、PMVE(パーフルオロメチルビニルエーテル)等のモノマーを用いた共重合体等を用いることができる。このような材質を有するシール部分を備えていると、第2圧力調整バルブ6bを通過するフッ素ガスやフッ素ガスにふくまれたフッ化水素によって、シール部分(図示せず)が侵食されにくくなり、第2圧力調整バルブ6bの寿命をより長くすることができる。   The second pressure regulating valve 6b is provided in the middle of the outlet path 23b downstream from the second detoxification tower 5b, and is interlocked according to the pressure of the pressure gauge 22 in the same manner as the first pressure regulating valve 6a described above. The pressure in the cathode chamber 2 is adjusted by opening and closing. Thereby, it can suppress that the cathode chamber 2 becomes pressure reduction. Similarly to the first pressure adjustment valve 6a, the second pressure adjustment valve 6b also has a seal portion (not shown), and this seal portion is made of fluororesin. For example, PTFE, PCTFE (polyester) Trifluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PVF (polyvinyl fluoride), VF2 (vinylidene fluoride), HFP (hexafluoropolypropylene), TFE (tetrafluoroethylene), PMVE (perfluoromethyl vinyl ether) Copolymers using monomers such as can be used. When the seal portion having such a material is provided, the seal portion (not shown) is less likely to be eroded by fluorine gas passing through the second pressure regulating valve 6b or hydrogen fluoride contained in the fluorine gas, The lifetime of the second pressure regulating valve 6b can be further extended.

第1配管8aは、フッ素ガス発生口7aと第1除害塔5aとの間に設けられている配管であり、陽極室1の気相部分と第1除害塔5aとを連通するように接続されているものである。第1配管8aに設けられている第1ラインヒーター12aによって、第1配管8a内壁及び第1配管8a内の温度が均一に温められ、第1配管8aを通過するガスは、電解浴4の融点(約70℃)以上の、例えば、約75℃に加熱、維持されている。   The first pipe 8a is a pipe provided between the fluorine gas generation port 7a and the first abatement tower 5a so as to communicate the gas phase portion of the anode chamber 1 and the first abatement tower 5a. It is connected. The first line heater 12a provided in the first pipe 8a uniformly warms the inner walls of the first pipe 8a and the first pipe 8a, and the gas passing through the first pipe 8a is the melting point of the electrolytic bath 4. It is heated and maintained at (about 70 ° C.) or higher, for example, about 75 ° C.

第2配管8bは、水素ガス発生口7bと第2除害塔5bとの間に設けられている配管であり、陰極室2の気相部分と第2除害塔5bとを連通するように接続されているものである。第2配管8bに設けられている第2ラインヒーター12bによって、第2配管8b内壁及び第2配管8b内の温度が均一に温められ、第2配管8bを通過するガスは、電解浴4の融点(約70℃)以上の約75℃に加熱、維持されている。   The second pipe 8b is a pipe provided between the hydrogen gas generation port 7b and the second removal tower 5b, and communicates the gas phase portion of the cathode chamber 2 with the second removal tower 5b. It is connected. The temperature inside the second pipe 8b and the second pipe 8b is uniformly warmed by the second line heater 12b provided in the second pipe 8b, and the gas passing through the second pipe 8b is the melting point of the electrolytic bath 4. It is heated and maintained at about 75 ° C. above (about 70 ° C.).

第1ラインヒーター12aは、フッ素ガス発生口7aから第1除害塔5a入口までの全長において、電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとが設けられている排出路11aを、螺旋状に巻き付けるようにして設けられている。図1に示すように、第1ラインヒーター12aは、電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとの外壁に接して設けられている。この第1ラインヒーター12aによって、排出路11aの内壁及び/又は排出路11a内部は電解浴4の融点以上に均一に維持、加熱されている。これにより、フッ素ガス発生口7aから発生した、電解浴4に由来するミストが、排出路11aにおいて固化することを抑止でき、陽極室1の気相部分から第1除害塔5aまでの間の排出路11aに設けられている電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとに溶融塩が詰まることを抑止できる。なお、第1ラインヒーター12aは、本実施形態に示すように巻き付けるように設けられているものに限らず、第1配管8aの延設方向に沿って、第1配管8aに接するか又は近接させて設けられた、直線状のもの、螺旋状ものを用いたり、帯状のものを巻き回すようにしたりしてもよい。また、第1ラインヒーター12aは、バルブ部分などの熱容量の大きい部位にはその熱容量に応じて加熱量を高めるようにするのが好ましい。更に、第1ラインヒーター12aとして、例えば、電熱線を包含した通常のヒーターや、シリコンゴムで絶縁被覆したリボン状のヒーター等を用いてもよい。   The first line heater 12a is an exhaust gas provided with an electrolytic cell edge cutting valve 9a, a first pipe 8a, and a removal tower inlet edge cutting valve 10a over the entire length from the fluorine gas generation port 7a to the first removal tower 5a inlet. The path 11a is provided so as to be spirally wound. As shown in FIG. 1, the 1st line heater 12a is provided in contact with the outer wall of the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the 1st piping 8a, and the abatement tower inlet edge cutting valve 10a. By this first line heater 12 a, the inner wall of the discharge path 11 a and / or the inside of the discharge path 11 a is maintained and heated uniformly above the melting point of the electrolytic bath 4. Thereby, it can suppress that the mist originating in the electrolytic bath 4 which generate | occur | produced from the fluorine gas generation port 7a is solidified in the discharge path 11a, and is between the vapor phase part of the anode chamber 1 and the 1st detoxification tower 5a. It is possible to prevent the molten salt from clogging the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the first pipe 8a, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10a provided in the discharge passage 11a. The first line heater 12a is not limited to the one provided to be wound as shown in the present embodiment, but is in contact with or close to the first pipe 8a along the extending direction of the first pipe 8a. It is also possible to use a linear one, a spiral one, or a belt-like one wound around. Further, the first line heater 12a is preferably configured to increase the heating amount according to the heat capacity of a portion having a large heat capacity such as a valve portion. Further, as the first line heater 12a, for example, a normal heater including a heating wire, a ribbon heater that is insulated with silicon rubber, or the like may be used.

第2ラインヒーター12bは水素ガス発生口7bから第2除害塔5b入口までの全長において、電解槽縁切りバルブ9bと第2配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとが設けられている排出路11bを螺旋状に巻き付けるようにして設けられているものである。図1に示すように、第2ラインヒーター12bは、電解槽縁切りバルブ9bと第1配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとの外壁に接して設けられている。この第2ラインヒーター12bによって、排出路11bの内壁及び/又は排出路11a内部は電解浴4の融点以上に均一に維持、加熱されている。これにより、水素ガス発生口7bから発生した、電解浴4に由来するミストが、排出路11bにおいて固化することを抑止でき、陽極室1の気相部分から第2除害塔5bまでの間の排出路11bに設けられている電解槽縁切りバルブ9bと第2配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとに溶融塩が詰まることを抑止できる。なお、第1ラインヒーター12aと同様に、第2ラインヒーター12bは、本実施形態に示すように巻き付けるように設けられているものに限らず、第2配管8bの長さ方向に平行な方向へ、第2配管8bに取り付けられているものでもよい。また、第2ラインヒーター12bとして、例えば、普通のヒーター等を用いてもよい。   The second line heater 12b is a discharge path provided with an electrolytic cell edge cutting valve 9b, a second pipe 8b, and a removal tower inlet edge cutting valve 10b in the entire length from the hydrogen gas generation port 7b to the second removal tower 5b inlet. 11b is provided so as to be spirally wound. As shown in FIG. 1, the 2nd line heater 12b is provided in contact with the outer wall of the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the 1st piping 8b, and the abatement tower inlet edge cutting valve 10b. By the second line heater 12b, the inner wall of the discharge passage 11b and / or the inside of the discharge passage 11a are maintained and heated uniformly above the melting point of the electrolytic bath 4. Thereby, it can suppress that the mist originating in the electrolytic bath 4 which generate | occur | produced from the hydrogen gas generation port 7b solidifies in the discharge path 11b, and is between the gaseous-phase part of the anode chamber 1 and the 2nd detoxification tower 5b. It is possible to prevent the molten salt from clogging the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the second pipe 8b, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10b provided in the discharge passage 11b. Similar to the first line heater 12a, the second line heater 12b is not limited to the one provided to be wound as shown in the present embodiment, but in a direction parallel to the length direction of the second pipe 8b. Also, it may be attached to the second pipe 8b. Moreover, you may use a normal heater etc. as the 2nd line heater 12b, for example.

電解浴加温ヒーター13は、電解槽3の側面を囲むように設けられており、電解槽3を介して電解浴4を加熱するものである。   The electrolytic bath warming heater 13 is provided so as to surround the side surface of the electrolytic bath 3 and heats the electrolytic bath 4 through the electrolytic bath 3.

電解浴加温ヒーター保護カバー14は、電解槽3の側面及び電解浴加温ヒーター13の外周部を覆うように設けられているものである。なお、電解浴加温ヒーター保護カバー14は、電解浴加温ヒーター13と空間を隔てて設けられている。   The electrolytic bath warming heater protective cover 14 is provided so as to cover the side surface of the electrolytic bath 3 and the outer periphery of the electrolytic bath warming heater 13. The electrolytic bath warming heater protective cover 14 is provided with a space from the electrolytic bath warming heater 13.

冷却ファン15は、電解槽3付近に設けられているものであり、電解浴加温ヒーター13と電解浴加温ヒーター保護カバー14との間に外部から空気を送り、電解槽3及び電解浴4を適切な温度に調整、制御するものである。これによって、電解槽3及び電解浴4が高温となりすぎることが抑えられている。また電解槽3の温度が上がると、電解槽3の蓋体と電解槽3の本体との間に設けられた樹脂製のシール材(図示せず)や絶縁シート(図示せず)の温度が上昇し、樹脂製のシール材(図示せず)や絶縁シート(図示せず)の耐久性を低下させる恐れがあるが、冷却ファン15で冷却することにより電解槽3の温度上昇が抑制されるため、これらシール材や絶縁シートの耐久性を向上させることができる。なお、冷却ファンの代わりに、槽冷却手段として、他の空冷手段や水冷手段を用いることができる。特に、本実施形態で用いている冷却ファン等の空冷手段が好適に用いられる。尚、冷却ファンは故障等による冷却不良の発生に備え、複数設置しておくことが好ましい。   The cooling fan 15 is provided in the vicinity of the electrolytic bath 3. Air is sent from the outside between the electrolytic bath warming heater 13 and the electrolytic bath warming heater protective cover 14, and the electrolytic bath 3 and the electrolytic bath 4. Is adjusted to an appropriate temperature and controlled. Thereby, it is suppressed that the electrolytic cell 3 and the electrolytic bath 4 become too high temperature. Further, when the temperature of the electrolytic cell 3 rises, the temperature of a resin sealing material (not shown) or an insulating sheet (not shown) provided between the lid of the electrolytic cell 3 and the main body of the electrolytic cell 3 increases. The temperature rises and the durability of the resin sealing material (not shown) or the insulating sheet (not shown) may be reduced, but cooling with the cooling fan 15 suppresses the temperature rise of the electrolytic cell 3. Therefore, durability of these sealing materials and insulating sheets can be improved. Instead of the cooling fan, other air cooling means or water cooling means can be used as the tank cooling means. In particular, air cooling means such as a cooling fan used in the present embodiment is preferably used. Note that it is preferable to install a plurality of cooling fans in preparation for occurrence of cooling failure due to failure or the like.

フッ化水素供給管31は、一端がフッ化水素供給装置30に接続し、他端が電解槽3の陰極室2の電解浴4中に位置する。そして、フッ化水素供給装置30から供給されたフッ化水素ガスを電解浴4へ供給する。フッ化水素供給装置30は、フッ化水素ガスボンベを有している。フッ化水素供給管31から電解槽3内へ導入されたフッ化水素は、電解浴4に溶解し、電気分解される。   One end of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is connected to the hydrogen fluoride supply device 30, and the other end is located in the electrolytic bath 4 of the cathode chamber 2 of the electrolytic cell 3. Then, the hydrogen fluoride gas supplied from the hydrogen fluoride supply device 30 is supplied to the electrolytic bath 4. The hydrogen fluoride supply device 30 has a hydrogen fluoride gas cylinder. Hydrogen fluoride introduced into the electrolytic cell 3 from the hydrogen fluoride supply pipe 31 is dissolved in the electrolytic bath 4 and electrolyzed.

なお、本実施形態において、不活性ガスを電解槽3の陰極室2の気相部分へ導入する配管が設けられていてもよい。これによって、陰極室2の電解浴4の液面が陽極室1よりも高くなった場合に、不活性ガスを電解槽3へ導入し、電解浴4の液面を低く抑えて、電解浴4の液面高さを制御できる。なお、不活性ガスとして、例えば窒素ガスを用いることができる。   In the present embodiment, a pipe for introducing an inert gas into the gas phase portion of the cathode chamber 2 of the electrolytic cell 3 may be provided. As a result, when the liquid level of the electrolytic bath 4 in the cathode chamber 2 becomes higher than that of the anode chamber 1, an inert gas is introduced into the electrolytic bath 3, and the liquid level of the electrolytic bath 4 is kept low. The liquid level can be controlled. For example, nitrogen gas can be used as the inert gas.

次に、本実施形態のフッ素ガス発生装置100を運転させた際の、電解槽3から発生するガスの流れについて説明する。電解浴4の電気分解が行われ、陽極室1から発生し陽極室1に滞留したフッ素ガスやフッ化水素を含むガスは、電解浴4から飛散したミスト状の溶融塩とともにフッ素ガス発生口7aから放出される。そして、電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとを有する排出路11aを通過して第1除害塔5aへと導かれる。ここで、電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとの内部は第1ラインヒーター12aによって電解浴4の融点以上に加熱、維持されているので、陽極室1のガスは液体の状態のまま第1除害塔5aへと導かれ、フッ素ガスを含んだガス中のフッ化水素の液化及びミストの固化が抑止されている。そして、第1除害塔5aでフッ化水素が除去され、フッ素ガス発生装置100の外部へと導かれる。   Next, the flow of gas generated from the electrolytic cell 3 when the fluorine gas generator 100 of this embodiment is operated will be described. Electrolysis of the electrolytic bath 4 is performed, and the gas containing fluorine gas and hydrogen fluoride generated from the anode chamber 1 and staying in the anode chamber 1 is combined with the mist-like molten salt scattered from the electrolytic bath 4 and the fluorine gas generating port 7a. Released from. And it passes along the discharge path 11a which has the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the 1st piping 8a, and the removal tower entrance edge cutting valve 10a, and is guide | induced to the 1st removal tower 5a. Here, the inside of the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the first piping 8a, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10a is heated and maintained above the melting point of the electrolytic bath 4 by the first line heater 12a. The gas is guided to the first detoxification tower 5a in a liquid state, and liquefaction of hydrogen fluoride and solidification of mist in the gas containing fluorine gas are suppressed. Then, the hydrogen fluoride is removed by the first detoxification tower 5a and guided to the outside of the fluorine gas generator 100.

一方、陰極室2では、電解浴4の電気分解が行われ、陰極室2から発生し陰極室2に滞留した水素ガスやフッ化水素を含むガスは、電解浴4から飛散したミスト状の溶融塩とともに水素ガス発生口7bから放出される。そして、電解槽縁切りバルブ9bと第2配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとを有する排出路11bを通過して第2除害塔5bへと導かれる。ここで、電解槽縁切りバルブ9bと第2配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとの内部は第2ラインヒーター12bによって電解浴4の融点以上に加熱、維持されているので、陰極室2のガスは液体の状態のまま第2除害塔5bへと導かれ、フッ素ガスを含んだガス中のフッ化水素の液化及びミストの固化が抑止されている。そして、第2除害塔5bでフッ化水素が除去され、フッ素ガス発生装置100の外部へと導かれる。   On the other hand, in the cathode chamber 2, the electrolytic bath 4 is electrolyzed, and the hydrogen gas generated from the cathode chamber 2 and the gas containing hydrogen fluoride is melted in the form of mist scattered from the electrolytic bath 4. It is discharged from the hydrogen gas generating port 7b together with the salt. And it passes along the discharge path 11b which has the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the 2nd piping 8b, and the removal tower entrance edge cutting valve 10b, and is guide | induced to the 2nd removal tower 5b. Here, the inside of the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the second pipe 8b, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10b is heated and maintained above the melting point of the electrolytic bath 4 by the second line heater 12b. The gas is guided to the second detoxification tower 5b in a liquid state, and liquefaction of hydrogen fluoride and solidification of mist in the gas containing fluorine gas are suppressed. Then, the hydrogen fluoride is removed by the second detoxification tower 5b and guided to the outside of the fluorine gas generator 100.

本実施形態によると、第1ラインヒーター12a及び第2ラインヒーター12bによって、電解槽縁切りバルブ9a、第1配管8a及び除害塔入口縁切りバルブ10aが設けられた排出路11a内壁及び/又は排出路11aと、電解槽縁切りバルブ9b、第2配管8b及び除害塔入口縁切りバルブ10bが設けられた排出路11b内壁及び/又は排出路11b内が電解浴4の融点(約70℃)以上に加熱されているので、電解浴4から飛散したミスト状の溶融塩が、排出路11a、11b内壁に接触するとき及び/又は排出路11a、11b内を通過するときに固化しない。これにより、排出路11a、11bに設けられている第1配管8a,第2配管8bの閉塞及び電解槽縁切りバルブ9a,9b、除害塔入口縁切りバルブ10a,10bが損傷せず、フッ素ガス発生装置100を長期間連続的に運転することができる。   According to the present embodiment, the inner wall and / or the discharge path of the discharge path 11a provided with the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the first pipe 8a, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10a by the first line heater 12a and the second line heater 12b. 11a and the inner wall of the discharge passage 11b and / or the inside of the discharge passage 11b provided with the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the second pipe 8b and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10b are heated to the melting point (about 70 ° C.) or more of the electrolytic bath 4 Therefore, the mist-like molten salt scattered from the electrolytic bath 4 does not solidify when contacting the inner walls of the discharge passages 11a and 11b and / or passing through the discharge passages 11a and 11b. As a result, the first pipe 8a and the second pipe 8b provided in the discharge passages 11a and 11b are blocked, the electrolytic cell edge cutting valves 9a and 9b, the detoxification tower inlet edge cutting valves 10a and 10b are not damaged, and fluorine gas is generated. The apparatus 100 can be operated continuously for a long time.

また、第1除害塔5a,第2除害塔5bを通過したガスは、電解浴4の融点以上に加熱されないので、電解浴4の融点より低い温度になる。そして、フッ素を含有するガスは、電解浴4の融点より低い温度になると反応性が弱まるので、第1圧力調整バルブ6a,第2圧力調整バルブ6bを通過しても、バルブのシール部分のフッ素樹脂が侵食されず、第1圧力調整バルブ6a,第2圧力調整バルブ6bの寿命を長くすることができる。   Further, the gas that has passed through the first detoxification tower 5 a and the second detoxification tower 5 b is not heated to a temperature higher than the melting point of the electrolytic bath 4, so that the temperature is lower than the melting point of the electrolytic bath 4. Since the gas containing fluorine becomes less reactive when the temperature is lower than the melting point of the electrolytic bath 4, even if it passes through the first pressure adjusting valve 6a and the second pressure adjusting valve 6b, the fluorine in the seal portion of the valve The resin is not eroded, and the life of the first pressure regulating valve 6a and the second pressure regulating valve 6b can be extended.

また、電解槽縁切りバルブ9a、第1配管8a、及び除害塔入口縁切りバルブ10aが設けられた排出路11aの全長に亘って第1ラインヒーター12aが設けられ、電解槽縁切りバルブ9b、第2配管8b及び除害塔入口縁切りバルブ10bが設けられた排出路11bの全長に亘って第2ラインヒーター12bが設けられているので、電解槽縁切りバルブ9a,第1配管8a及び除害塔入口縁切りバルブ10aが設けられた排出路11a、電解槽縁切りバルブ9b、第2配管8b及び除害塔入口縁切りバルブ10bが設けられた排出路11bの温度を均一に保つことができ、排出路11a,11bの部分的な温度ムラの発生や温度不足による溶融塩の固化を抑止することができる。   Further, the first line heater 12a is provided over the entire length of the discharge path 11a provided with the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the first pipe 8a, and the detoxification tower inlet edge cutting valve 10a, and the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the second Since the second line heater 12b is provided over the entire length of the discharge path 11b provided with the pipe 8b and the removal tower inlet edge cutting valve 10b, the electrolytic cell edge cutting valve 9a, the first pipe 8a and the removal tower inlet edge cutting are provided. The temperature of the discharge path 11a provided with the valve 10a, the electrolytic cell edge cutting valve 9b, the second pipe 8b, and the discharge path 11b provided with the detoxification tower inlet edge cutting valve 10b can be kept uniform, and the discharge paths 11a and 11b. The occurrence of partial temperature unevenness or solidification of the molten salt due to insufficient temperature can be suppressed.

電解浴加温ヒーター13及び冷却ファン15によって、電解槽3及び電解浴4の温度を適切な温度に調節、制御できるので、電解槽へのフッ化水素の供給時等に起因する電解浴4の過剰な温度上昇を抑えて電解浴4に由来するミストの飛散を抑止できる。これによって、電解槽3よりも下流に設けられている電解槽縁切りバルブ9a,9b,第1配管8a,第2配管8b,除害塔入口縁切りバルブ10a,10b及び第1圧力調整バルブ6a,第2圧力調整バルブ6b等の部材が電解浴4によって詰まることを抑止できる。また、電解槽3を構成している図示しない部品、例えば、ガスシール部分、付属バルブ等の温度の上昇を抑止でき、これらの部品の寿命をより長くすることができる。   The temperature of the electrolytic bath 3 and the electrolytic bath 4 can be adjusted and controlled to an appropriate temperature by the electrolytic bath warming heater 13 and the cooling fan 15, so that the electrolytic bath 4 caused by the supply of hydrogen fluoride to the electrolytic bath, etc. An excessive increase in temperature can be suppressed and scattering of mist derived from the electrolytic bath 4 can be suppressed. As a result, the electrolyzer edge cutting valves 9a and 9b, the first pipe 8a, the second pipe 8b, the detoxification tower inlet edge cutting valves 10a and 10b, the first pressure adjusting valve 6a, 2 It is possible to prevent clogging of members such as the pressure adjusting valve 6b by the electrolytic bath 4. Moreover, the temperature rise of the components which are not shown in figure which comprise the electrolytic cell 3, for example, a gas seal part, an attached valve, etc. can be suppressed, and the lifetime of these components can be made longer.

〔参考実施形態〕
次に、本発明に係るフッ素ガス発生装置の第2実施形態を説明する。図2は、本発明の参考実施形態に係るフッ素ガス発生装置の概略構成図である。なお、第1実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し説明を省略する。
[Reference embodiment]
Next, a second embodiment of the fluorine gas generator according to the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fluorine gas generator according to a reference embodiment of the present invention. In addition, about the thing similar to 1st Embodiment, it shows with the same code | symbol and abbreviate | omits description.

本実施形態におけるフッ素ガス発生装置200は、図2に示すように、第1実施形態において、フッ化水素供給装置30の代わりにフッ化水素供給装置230を用い、フッ化水素供給管31にラインヒーター232が巻き付けられている。また、第1ラインヒーター12a,第2ラインヒーター12b,電解浴加温ヒーター13,電解浴加温ヒーター保護カバー14及び冷却ファン15が取り付けられていない。なお、これ以外は第1実施形態とほぼ同様なものであるので説明を省略することがある。   As shown in FIG. 2, the fluorine gas generation device 200 in the present embodiment uses a hydrogen fluoride supply device 230 instead of the hydrogen fluoride supply device 30 in the first embodiment, and is connected to the hydrogen fluoride supply pipe 31. A heater 232 is wound. Further, the first line heater 12a, the second line heater 12b, the electrolytic bath warming heater 13, the electrolytic bath warming heater protective cover 14 and the cooling fan 15 are not attached. Other than this, the description is omitted because it is almost the same as the first embodiment.

フッ化水素供給装置230は、フッ化水素ボンベ251と、フッ化水素供給管31と、パージガス供給管253と、ベント管254と、キャビネット255とを有している。フッ化水素ボンベ251の入口にはフッ化水素ボンベ縁切りバルブ256が取り付けられている。また、フッ化水素供給管31の途中には縁切りバルブ257が設けられおり、パージガス供給管253の途中には縁切りバルブ258が設けられおり、ベント管254の途中には縁切りバルブ259が設けられている。   The hydrogen fluoride supply device 230 includes a hydrogen fluoride cylinder 251, a hydrogen fluoride supply pipe 31, a purge gas supply pipe 253, a vent pipe 254, and a cabinet 255. A hydrogen fluoride cylinder cutting valve 256 is attached to the inlet of the hydrogen fluoride cylinder 251. Further, an edge cutting valve 257 is provided in the middle of the hydrogen fluoride supply pipe 31, an edge cutting valve 258 is provided in the middle of the purge gas supply pipe 253, and an edge cutting valve 259 is provided in the middle of the vent pipe 254. Yes.

フッ化水素ボンベ251は、電解浴4に供給されるフッ化水素の源である。フッ化水素ボンベ251の底面及び側面にはそれぞれ、ヒーター271,272が配置されている。ヒーター271は、フッ化水素ボンベ251の底面全体を覆うように配置されている。また、ヒーター272は、フッ化水素ボンベ251の略全側面を包囲している。ヒーター271及びヒーター272によって、フッ化水素ボンベ251内部はフッ化水素の沸点以上に維持されている。これによって、フッ化水素ボンベ251内部のフッ化水素を気体状態で保管でき、フッ化水素ボンベ251からフッ化水素ガスを供給することができる。またフッ化水素ボンベ251内のフッ化水素によるガス圧を上昇させて加圧状態とし、フッ化水素ガス自身がそのガス圧により供給されるようにできる。   The hydrogen fluoride cylinder 251 is a source of hydrogen fluoride supplied to the electrolytic bath 4. Heaters 271 and 272 are disposed on the bottom and side surfaces of the hydrogen fluoride cylinder 251, respectively. The heater 271 is disposed so as to cover the entire bottom surface of the hydrogen fluoride cylinder 251. The heater 272 surrounds substantially the entire side surface of the hydrogen fluoride cylinder 251. By the heater 271 and the heater 272, the inside of the hydrogen fluoride cylinder 251 is maintained at a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride. Thus, hydrogen fluoride inside the hydrogen fluoride cylinder 251 can be stored in a gaseous state, and hydrogen fluoride gas can be supplied from the hydrogen fluoride cylinder 251. Moreover, the gas pressure by the hydrogen fluoride in the hydrogen fluoride cylinder 251 can be raised to a pressurized state so that the hydrogen fluoride gas itself is supplied by the gas pressure.

フッ化水素供給管31の一端は、フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256を介してフッ化水素ボンベ251に接続されている。他端は、電解槽3の陰極室2側の電解浴4に配置されている。縁切りバルブ257が閉められると、フッ化水素ボンベ251からのフッ素ガスの流れが止まる。そして、フッ化水素供給管31と、縁切りバルブ257とでフッ化水素供給路を構成している。   One end of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is connected to the hydrogen fluoride cylinder 251 through a hydrogen fluoride cylinder edge cut-off valve 256. The other end is disposed in the electrolytic bath 4 on the cathode chamber 2 side of the electrolytic cell 3. When the edge cutting valve 257 is closed, the flow of fluorine gas from the hydrogen fluoride cylinder 251 stops. The hydrogen fluoride supply pipe 31 and the edge cut valve 257 constitute a hydrogen fluoride supply path.

パージガス供給管253は、一端が、図示しない窒素ガス源に接続されている。窒素ガス源は、キャビネット255の外部に配置されており、本実施の形態では、パージガスとして窒素ガスを使用している。パージガス供給管253の他端は、フッ化水素供給管31に接続されており、フッ化水素供給管31において縁切りバルブ256とフッ化水素用縁切りバルブ257との間に接続されている。このパージガス供給管253と、縁切りバルブ258とによって窒素ガス供給路が構成される。縁切りバルブ258が閉められると、窒素ガス源からの窒素ガスの流れが止まる。窒素ガスは、フッ化水素供給管31をパージするときやフッ化水素供給管31からフッ化水素ガスを排出するときに導入される。窒素ガス源からパージガス供給管253へ導入された窒素ガスは、フッ化水素供給管31へ導かれ、フッ化水素供給管31内に残存したフッ化水素をベント管254へ導く。   One end of the purge gas supply pipe 253 is connected to a nitrogen gas source (not shown). The nitrogen gas source is disposed outside the cabinet 255, and in this embodiment, nitrogen gas is used as the purge gas. The other end of the purge gas supply pipe 253 is connected to the hydrogen fluoride supply pipe 31, and is connected between the edge cutting valve 256 and the hydrogen fluoride edge cutting valve 257 in the hydrogen fluoride supply pipe 31. The purge gas supply pipe 253 and the edge cut valve 258 constitute a nitrogen gas supply path. When the edge cut valve 258 is closed, the flow of nitrogen gas from the nitrogen gas source stops. Nitrogen gas is introduced when the hydrogen fluoride supply pipe 31 is purged or when the hydrogen fluoride gas is discharged from the hydrogen fluoride supply pipe 31. Nitrogen gas introduced from the nitrogen gas source into the purge gas supply pipe 253 is guided to the hydrogen fluoride supply pipe 31, and the hydrogen fluoride remaining in the hydrogen fluoride supply pipe 31 is guided to the vent pipe 254.

ベント管254は、一端が図示しないベント口(放出口)に接続しており、他端が、パージガス供給管253に接続されている。この他端は、パージガス供給管253において縁切りバルブ258より下流の位置に接続されている。そして、ベント管254と、縁切りバルブ259とによって、窒素ガスパージ経路が構成される。ベント管254には、フッ化水素供給管31から排出されたフッ化水素ガスが流れる。このフッ化水素ガスは、窒素ガスによってフッ化水素供給管31から排出されたガスであり、窒素ガスも混在している。ベント管254を流れたフッ化水素ガスは、ベント口へ導かれ、キャビネット255外へ放出される。   The vent pipe 254 has one end connected to a vent port (discharge port) (not shown) and the other end connected to a purge gas supply tube 253. The other end is connected to a position downstream of the edge cut valve 258 in the purge gas supply pipe 253. The vent pipe 254 and the edge cutting valve 259 constitute a nitrogen gas purge path. The hydrogen fluoride gas discharged from the hydrogen fluoride supply pipe 31 flows through the vent pipe 254. This hydrogen fluoride gas is a gas discharged from the hydrogen fluoride supply pipe 31 by nitrogen gas, and nitrogen gas is also mixed. The hydrogen fluoride gas that has flowed through the vent pipe 254 is guided to the vent port and released to the outside of the cabinet 255.

ラインヒーター232は、フッ化水素供給管31と、パージガス供給管253と、ベント管254との側面に、配管の全長に亘って螺旋状に巻き回して取り付けられている。フッ化水素供給管31に取り付けられたラインヒーター232は、フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256から電解槽3の入口まで取り付けられ、フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256及び縁切りバルブ257にも巻き付けられている。パージガス供給管253に取り付けられたラインヒーター232は、図示しない窒素源の入口からフッ化水素供給管31との接続部まで取り付けられ、縁切りバルブ258にも巻き付けられている。ベント管254に取り付けられたラインヒーター232は、キャビネット255の放出口(図示せず)からパージガス供給管253との接続部まで取り付けられ、縁切りバルブ259にも巻き付けられている。また、図2に示すように、ラインヒーター232は、フッ化水素供給管31と、パージガス供給管253と、ベント管254と、フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256と、縁切りバルブ257と、縁切りバルブ258と、縁切りバルブ259の外壁に接して設けられている。このラインヒーター232によって、フッ化水素供給管31と、パージガス供給管253と、ベント管254との内壁及び内部はフッ化水素の沸点以上(約20℃以上)に均一に加熱されている。また、フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256、縁切りバルブ257,258,259の内部もフッ化水素の沸点以上に均一に加熱されている。尚、フッ化水素の沸点は、配管内の内圧によって変化することから、考え得る配管内の圧力を想定して加熱する温度(ラインヒーター232の加熱温度)を設定することが好ましい。   The line heater 232 is attached to the side surfaces of the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 253, and the vent pipe 254 by being spirally wound over the entire length of the pipe. The line heater 232 attached to the hydrogen fluoride supply pipe 31 is attached from the hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256 to the inlet of the electrolytic cell 3, and is also wound around the hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256 and the edge cutting valve 257. The line heater 232 attached to the purge gas supply pipe 253 is attached from the inlet of a nitrogen source (not shown) to the connection portion with the hydrogen fluoride supply pipe 31 and is also wound around the edge cutting valve 258. The line heater 232 attached to the vent pipe 254 is attached from the discharge port (not shown) of the cabinet 255 to the connection portion with the purge gas supply pipe 253, and is also wound around the edge cutting valve 259. As shown in FIG. 2, the line heater 232 includes a hydrogen fluoride supply pipe 31, a purge gas supply pipe 253, a vent pipe 254, a hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256, an edge cutting valve 257, and an edge cutting valve 258. And in contact with the outer wall of the edge cut valve 259. By this line heater 232, the inner walls and the interior of the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 253, and the vent pipe 254 are uniformly heated above the boiling point of hydrogen fluoride (about 20 ° C. or more). Further, the insides of the hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256 and the edge cutting valves 257, 258, and 259 are also uniformly heated to the boiling point of hydrogen fluoride or higher. In addition, since the boiling point of hydrogen fluoride changes with the internal pressure in the piping, it is preferable to set the temperature for heating (heating temperature of the line heater 232) assuming a possible pressure in the piping.

ラインヒーター232は、第1実施形態の第1ラインヒーターおよび第2ラインヒーターと同様に、直線状のヒーターや螺旋状のヒーターを配管の延設方向に沿って配管に接して設けたり、近接して設けたりしてもよい。また、帯状のヒーターを配管の側面に巻回してもよい。また、フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256、縁切りバルブ257,258,259などの熱容量の大きい部位にはその熱容量に応じて加熱量が高められるように設定されていることが好ましい。なお、ラインヒーター232の代わりに、例えば、電熱線を包含した通常のヒーターや、シリコンゴムで絶縁被覆したリボン状のヒーター等を用いてもよい。   Similar to the first line heater and the second line heater of the first embodiment, the line heater 232 is provided with a linear heater or a spiral heater in contact with the pipe along the extending direction of the pipe, or close to it. May be provided. Moreover, you may wind a strip | belt-shaped heater around the side surface of piping. Moreover, it is preferable to set so that the heating amount may be increased according to the heat capacity at a portion having a large heat capacity such as the hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256 and the edge cutting valves 257, 258, and 259. Instead of the line heater 232, for example, a normal heater including a heating wire, a ribbon heater that is covered with silicon rubber, or the like may be used.

キャビネット255には、フッ化水素ボンベ251と、フッ化水素供給管31と、パージガス供給管253と、ベント管254とが格納されている。また、キャビネット255には、キャビネット255内部へ空気を供給する空気供給口261と、キャビネット255内部の空気を排出する空気排出口262とが形成されている。そして、フッ化水素ボンベ251、配管及びバルブからフッ化水素ガスや窒素ガスが漏れたとき、空気排出口262から排出させ、その後空気供給口261から空気を導入し、キャビネット255内の環境を整える。キャビネット255は移動可能な筐体であり、環境温度の変化などに応じて、フッ化水素供給装置230の設置場所を変えることができる。   The cabinet 255 stores a hydrogen fluoride cylinder 251, a hydrogen fluoride supply pipe 31, a purge gas supply pipe 253, and a vent pipe 254. In addition, the cabinet 255 is formed with an air supply port 261 for supplying air into the cabinet 255 and an air discharge port 262 for discharging the air inside the cabinet 255. Then, when hydrogen fluoride gas or nitrogen gas leaks from the hydrogen fluoride cylinder 251, piping and valves, it is discharged from the air discharge port 262, and then air is introduced from the air supply port 261, and the environment in the cabinet 255 is adjusted. . The cabinet 255 is a movable housing, and the installation location of the hydrogen fluoride supply device 230 can be changed according to a change in environmental temperature.

次に、本実施の形態におけるフッ素ガス発生装置200を作動させたときのフッ化水素供給装置230の作動及びガスの流れを説明する。   Next, the operation of the hydrogen fluoride supply device 230 and the gas flow when the fluorine gas generation device 200 in the present embodiment is operated will be described.

フッ化水素供給装置230内から陰極室2へフッ化水素を供給するため、縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259を閉じ、フッ化水素ガスボンベ縁切りバルブ259及び縁切りバルブ259を開く。これにより、フッ化水素ボンベ251内のフッ化水素ガスが、フッ化水素供給管31を通過して陰極室2へ導入される。このとき、フッ化水素供給管31の内壁及び内部は、ラインヒーター232によってフッ化水素の沸点以上に加熱されているので、フッ化水素供給管31を通過するフッ化水素は液化しない。   In order to supply hydrogen fluoride from the hydrogen fluoride supply device 230 to the cathode chamber 2, the edge cutting valve 258 and the edge cutting valve 259 are closed, and the hydrogen fluoride gas cylinder edge cutting valve 259 and the edge cutting valve 259 are opened. As a result, the hydrogen fluoride gas in the hydrogen fluoride cylinder 251 passes through the hydrogen fluoride supply pipe 31 and is introduced into the cathode chamber 2. At this time, since the inner wall and the inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31 are heated to the boiling point of hydrogen fluoride or more by the line heater 232, the hydrogen fluoride passing through the hydrogen fluoride supply pipe 31 is not liquefied.

電解槽3内でフッ化水素を含んだ溶融塩の電気分解が行われると、陽極室1では、フッ化水素を含んだフッ素ガスが発生し、発生したフッ素ガスはフッ素ガス発生口7aから放出される。これらのガスは、電解槽縁切りバルブ9aと第1配管8aと除害塔入口縁切りバルブ10aとを有する排出路11aを、通過して第1除害塔5aへ導かれる。そして、第1除害塔5aでフッ化水素が除去される。第1除害塔5aを通過したフッ素ガスは、フッ素ガス発生装置100の外部へと導かれ、貯留槽等で貯留される。   When electrolysis of the molten salt containing hydrogen fluoride is performed in the electrolytic cell 3, fluorine gas containing hydrogen fluoride is generated in the anode chamber 1, and the generated fluorine gas is released from the fluorine gas generating port 7a. Is done. These gases pass through a discharge path 11a having an electrolytic cell edge cutting valve 9a, a first pipe 8a, and a detoxification tower inlet edge cutting valve 10a, and are led to the first detoxification tower 5a. Then, hydrogen fluoride is removed by the first detoxification tower 5a. The fluorine gas that has passed through the first detoxification tower 5a is guided to the outside of the fluorine gas generator 100 and stored in a storage tank or the like.

一方、陰極室2では、フッ化水素を含んだ水素ガスが発生し、発生した水素ガスは水素ガス発生口7bから放出される。これらのガスは、電解槽縁切りバルブ9bと第2配管8bと除害塔入口縁切りバルブ10bとを有する排出路11bを、通過して第2除害塔5bへ導かれる。そして、第2除害塔5bでフッ化水素が除去される。第2除害塔5bを通過した水素ガスは、フッ素ガス発生装置100の外部へと導かれる。   On the other hand, in the cathode chamber 2, hydrogen gas containing hydrogen fluoride is generated, and the generated hydrogen gas is discharged from the hydrogen gas generation port 7b. These gases pass through a discharge passage 11b having an electrolytic cell edge cutting valve 9b, a second pipe 8b, and a detoxification tower inlet edge cutting valve 10b, and are led to the second detoxification tower 5b. And hydrogen fluoride is removed in the 2nd detoxification tower 5b. The hydrogen gas that has passed through the second detoxification tower 5 b is guided to the outside of the fluorine gas generator 100.

次に、電気分解を停止し、フッ化水素供給管31のパージを行う作業を説明する。フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256、縁切りバルブ257及び縁切りバルブ258を閉じ、縁切りバルブ259を開き、フッ化水素供給管31内に残存したフッ化水素をベント口(図示せず)から放出し、フッ化水素供給管31内を排気する。そして、縁切りバルブ258を開き、縁切りバルブ259を閉じ、図示しない窒素ガス源から窒素ガスをパージガス供給管253へ導入する。窒素ガスは、パージガス供給管253を通過し、フッ化水素供給管31へ流れる。縁切りバルブ259を開くと、フッ化水素供給管31内に残存したフッ化水素ガスが、窒素ガスによってフッ化水素がベント管254へ導かれ、ベント口(図示せず)から放出される。こうして、フッ化水素供給管31内に残存したフッ化水素ガスが、フッ化水素供給管31から排出される。この窒素ガスの導入とフッ化水素供給管31内の排気を繰り返し、フッ化水素供給管31内をパージする。   Next, an operation of stopping the electrolysis and purging the hydrogen fluoride supply pipe 31 will be described. The hydrogen fluoride cylinder edge-cutting valve 256, the edge-cutting valve 257 and the edge-cutting valve 258 are closed, the edge-cutting valve 259 is opened, and hydrogen fluoride remaining in the hydrogen fluoride supply pipe 31 is discharged from a vent port (not shown). The inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is exhausted. Then, the edge cutting valve 258 is opened, the edge cutting valve 259 is closed, and nitrogen gas is introduced into the purge gas supply pipe 253 from a nitrogen gas source (not shown). Nitrogen gas passes through the purge gas supply pipe 253 and flows to the hydrogen fluoride supply pipe 31. When the edge cut valve 259 is opened, the hydrogen fluoride gas remaining in the hydrogen fluoride supply pipe 31 is led to the vent pipe 254 by the nitrogen gas and released from the vent port (not shown). Thus, the hydrogen fluoride gas remaining in the hydrogen fluoride supply pipe 31 is discharged from the hydrogen fluoride supply pipe 31. The introduction of the nitrogen gas and the exhaust in the hydrogen fluoride supply pipe 31 are repeated, and the inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is purged.

このとき、ラインヒーター232により、パージガス供給管253,ベント管254,縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259はフッ化水素の沸点以上(約20℃以上)に加熱されているので、配管やバルブの内部に残存したフッ化水素は、液化することなく、パージガス供給管253,ベント管254,縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259を通過し、放出口から放出される。   At this time, the purge gas supply pipe 253, the vent pipe 254, the edge-cutting valve 258 and the edge-cutting valve 259 are heated by the line heater 232 above the boiling point of hydrogen fluoride (about 20 ° C. or higher). The remaining hydrogen fluoride passes through the purge gas supply pipe 253, the vent pipe 254, the edge cutting valve 258 and the edge cutting valve 259 without being liquefied, and is discharged from the discharge port.

以上のように、本実施の形態のフッ素ガス発生装置200では、ラインヒーター232によってパージガス供給管253,ベント管254,縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259の内部が約20℃以上に加熱されているので、パージガス供給管253,ベント管254,縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259の内部に残存したフッ素ガスの液化を抑止できる。これによって、パージガス供給管253の入口から冷却された窒素ガスを導入した場合でも、上述のような配管やバルブの内部に残存したフッ素ガスが液化しない。また、ベント管254の出口が急激に冷却された場合でも、窒素ガスとともにベント管254を通過したフッ素ガスが液化しない。したがって、パージガス供給管253及びベント管254の腐食や縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259の損傷を軽減し、フッ素ガス発生装置200を長期間連続運転できる。   As described above, in the fluorine gas generator 200 of the present embodiment, the inside of the purge gas supply pipe 253, the vent pipe 254, the edge cutting valve 258, and the edge cutting valve 259 is heated to about 20 ° C. or more by the line heater 232. The liquefaction of the fluorine gas remaining inside the purge gas supply pipe 253, the vent pipe 254, the edge cutting valve 258 and the edge cutting valve 259 can be suppressed. As a result, even when nitrogen gas cooled from the inlet of the purge gas supply pipe 253 is introduced, the fluorine gas remaining in the pipes and valves as described above is not liquefied. Even when the outlet of the vent pipe 254 is rapidly cooled, the fluorine gas that has passed through the vent pipe 254 together with the nitrogen gas is not liquefied. Therefore, corrosion of the purge gas supply pipe 253 and the vent pipe 254 and damage to the edge cutting valve 258 and the edge cutting valve 259 can be reduced, and the fluorine gas generator 200 can be operated continuously for a long period of time.

また、ラインヒーター232が、フッ化水素供給管31,パージガス供給管253及びベント管254の全長に亘って取り付けられているので、フッ化水素供給管31,パージガス供給管253及びベント管254の内壁及び内部を均一に加熱することができ、配管内の部分的な温度ムラの発生や温度不足によるフッ化水素の固化及び液化を抑止することができる。   Further, since the line heater 232 is attached over the entire length of the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 253, and the vent pipe 254, the inner walls of the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 253, and the vent pipe 254 are provided. And the inside can be heated uniformly, and solidification and liquefaction of hydrogen fluoride due to the occurrence of partial temperature unevenness in the piping and insufficient temperature can be suppressed.

続いて、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。図3,4は、本発明の変形例によるフッ素ガス発生装置の概略構成図である。なお、第1実施形態及び参考実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し説明を省略する。   Subsequently, modified examples in which various changes are made to the present embodiment will be described. 3 and 4 are schematic configuration diagrams of a fluorine gas generator according to a modification of the present invention. In addition, about the thing similar to 1st Embodiment and reference embodiment, it shows with the same code | symbol and abbreviate | omits description.

〔第1変形例〕
図3に示す第1変形例のフッ素ガス発生装置300では、図2に示す参考実施形態において、キャビネット255の側面にヒーター350が設けられている。ヒーター350は、キャビネット255の側面を包囲した中空円筒状のヒーターであり、キャビネット255の全側面を包囲している。ヒーター350はキャビネット255を外部から加熱し、キャビネット255を恒温槽にしている。これによって、キャビネット255の外部の温度に関わらず、キャビネット255内部の温度が、フッ化水素の沸点以上(20℃以上)に制御される。ヒーター350は、電熱線を包含した通常のヒーターを用いているが、キャビネット255の側面に直接巻き付けるライン状のヒーター等を用いても良い。
[First Modification]
In the fluorine gas generator 300 of the first modification shown in FIG. 3, the heater 350 is provided on the side surface of the cabinet 255 in the reference embodiment shown in FIG. The heater 350 is a hollow cylindrical heater that surrounds the side surface of the cabinet 255, and surrounds the entire side surface of the cabinet 255. The heater 350 heats the cabinet 255 from the outside, and makes the cabinet 255 a thermostat. Accordingly, the temperature inside the cabinet 255 is controlled to be equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride (20 ° C. or higher) regardless of the temperature outside the cabinet 255. As the heater 350, a normal heater including a heating wire is used, but a line heater or the like that is directly wound around the side surface of the cabinet 255 may be used.

第1変形例のフッ素ガス発生装置300では、第1実施形態に係るフッ素ガス発生装置100及び参考実施形態に係るフッ素ガス発生装置200と同様な効果が得られる。また、ヒーター350によって、キャビネット255が恒温槽になっているので、フッ化水素供給装置230の設置場所の環境温度が急激に変化しても、キャビネット255内部の温度に影響しない。したがって、フッ化水素供給管31,パージガス供給管253,ベント管254,縁切りバルブ257,縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259の内部を常に沸点以上(20℃以上)にすることができ、フッ化水素供給装置230内を通過するフッ化水素が固化及び液化しないので、フッ化水素供給装置の配管やバルブなどの機器の腐食を抑え、これらの機器の長寿命化を図れる。また、フッ化水素供給装置230内の略全側面がヒーター350により加熱されているので、フッ化水素供給装置230内を均質に加熱できる。   In the fluorine gas generator 300 of the first modification, the same effects as those of the fluorine gas generator 100 according to the first embodiment and the fluorine gas generator 200 according to the reference embodiment can be obtained. Moreover, since the cabinet 255 is a thermostat by the heater 350, even if the environmental temperature of the installation place of the hydrogen fluoride supply apparatus 230 changes rapidly, the temperature inside the cabinet 255 is not affected. Therefore, the insides of the hydrogen fluoride supply pipe 31, purge gas supply pipe 253, vent pipe 254, edge cutting valve 257, edge cutting valve 258 and edge cutting valve 259 can always be set to the boiling point or higher (20 ° C. or higher). Since the hydrogen fluoride passing through the apparatus 230 is not solidified and liquefied, corrosion of equipment such as piping and valves of the hydrogen fluoride supply apparatus can be suppressed, and the life of these equipment can be extended. Moreover, since almost all the side surfaces in the hydrogen fluoride supply device 230 are heated by the heater 350, the inside of the hydrogen fluoride supply device 230 can be heated uniformly.

〔第2変形例〕
第2変形例では、図4に示すように、第1実施形態において、フッ化水素供給装置30の代わりに、参考実施形態及び第1変形例において用いたフッ化水素供給装置230が用いられている。また、参考実施形態及び第1変形例におけるフッ化水素供給装置230のキャビネット255の側面に、第1変形例と同様のヒーター350が設けられている。
[Second Modification]
In the second modification, as shown in FIG. 4, in the first embodiment, the hydrogen fluoride supply device 230 used in the reference embodiment and the first modification is used instead of the hydrogen fluoride supply device 30. Yes. Moreover, the heater 350 similar to a 1st modification is provided in the side surface of the cabinet 255 of the hydrogen fluoride supply apparatus 230 in a reference embodiment and a 1st modification.

第2変形例のフッ素ガス発生装置400では、第1実施形態のフッ素ガス発生装置100と同様の効果が得られる。また、参考実施形態のフッ素ガス発生装置200及び第1変形例のフッ素ガス発生装置300と同様に、フッ化水素供給装置230内のフッ化水素の液化を抑止できるので、残存したフッ化水素による、フッ化水素供給管31,パージガス供給管253及びベント管254の損傷、及び、縁切りバルブ257,縁切りバルブ258及び縁切りバルブ259の損傷を抑止できる。   In the fluorine gas generator 400 of the second modification, the same effect as that of the fluorine gas generator 100 of the first embodiment can be obtained. Further, like the fluorine gas generator 200 of the reference embodiment and the fluorine gas generator 300 of the first modified example, liquefaction of hydrogen fluoride in the hydrogen fluoride supply device 230 can be suppressed, so that the remaining hydrogen fluoride In addition, damage to the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 253, and the vent pipe 254, and damage to the edge cutting valve 257, the edge cutting valve 258, and the edge cutting valve 259 can be suppressed.

〔第3変形例〕
第3変形例では、図5に示すように、第1実施形態において、フッ化水素供給管31の途中に、マスフローコントローラー501が設けられている。また、フッ化水素供給管31において、マスフローコントローラー501の上流の位置でパージ用ガス供給管502と接続している。また、フッ化水素供給管31及びパージ用ガス供給管502の全長に亘って、ラインヒーター510が巻き付けられている。なお、本変形例では、フッ化水素供給管31をパージするためのガスとして、窒素ガスを用いている。
[Third Modification]
In the third modification, as shown in FIG. 5, in the first embodiment, a mass flow controller 501 is provided in the middle of the hydrogen fluoride supply pipe 31. Further, the hydrogen fluoride supply pipe 31 is connected to the purge gas supply pipe 502 at a position upstream of the mass flow controller 501. A line heater 510 is wound around the entire length of the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the purge gas supply pipe 502. In this modification, nitrogen gas is used as a gas for purging the hydrogen fluoride supply pipe 31.

マスフローコントローラー501は、フッ化水素供給管31の入口から導入されたフッ化水素ガス及びパージ用ガス供給管502から導入された窒素ガスの流速及び流量を計測する。また、電解槽3へ供給するフッ化水素ガス及び窒素ガスの流速及び流量を制御する。マスフローコントローラー501は、第2液面検知センサ20及び圧力計22から指令を受けて、ガス流量を制御する。   The mass flow controller 501 measures the flow rate and flow rate of the hydrogen fluoride gas introduced from the inlet of the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the nitrogen gas introduced from the purge gas supply pipe 502. Further, the flow rate and flow rate of hydrogen fluoride gas and nitrogen gas supplied to the electrolytic cell 3 are controlled. The mass flow controller 501 receives a command from the second liquid level detection sensor 20 and the pressure gauge 22 and controls the gas flow rate.

陰極室2の電解浴4の液面が陽極室1の電解浴4の液面よりも高くなった場合は、圧力計21が平常時よりも高い圧力を検知し、第2液面検知センサ20が1番短いセンサ又は2番目に短いセンサにより液面高さを検知する。これらの結果が、マスフローコントローラー501に伝えられ、マスフローコントローラー501はフッ化水素の供給量を減らすとともに、窒素ガスの供給量を増やし、フッ化水素供給管31が負圧にならないようにする。一方、陰極室2の電解浴4の液面が陽極室1の電解浴4よりも低くなった場合は、圧力計21が平常時よりも低い圧力を検知し、また、第2液面検知センサ20が1番長いセンサ又は2番目に長いセンサにより液面の高さを検知する。そして、これらの結果が、マスフローコントローラー501に伝えられ、マスフローコントローラー501はフッ化水素の供給量を増やし、窒素ガスの流量を減らす。このように、電解浴4の液面の変動に応じて、電解槽3に供給するフッ化水素ガス及び窒素ガスの流速や流量を制御する。   When the liquid level of the electrolytic bath 4 in the cathode chamber 2 becomes higher than the liquid level of the electrolytic bath 4 in the anode chamber 1, the pressure gauge 21 detects a pressure higher than normal, and the second liquid level detection sensor 20. The liquid level is detected by the shortest sensor or the second shortest sensor. These results are transmitted to the mass flow controller 501, and the mass flow controller 501 reduces the supply amount of hydrogen fluoride and increases the supply amount of nitrogen gas so that the hydrogen fluoride supply pipe 31 does not become negative pressure. On the other hand, when the liquid level of the electrolytic bath 4 in the cathode chamber 2 is lower than the electrolytic bath 4 in the anode chamber 1, the pressure gauge 21 detects a pressure lower than normal, and the second liquid level detection sensor. 20 detects the height of the liquid level with the longest sensor or the second longest sensor. These results are transmitted to the mass flow controller 501, and the mass flow controller 501 increases the supply amount of hydrogen fluoride and decreases the flow rate of nitrogen gas. As described above, the flow rate and flow rate of the hydrogen fluoride gas and the nitrogen gas supplied to the electrolytic cell 3 are controlled according to the fluctuation of the liquid level of the electrolytic bath 4.

パージ用ガス供給管502は、一端が図示しない窒素ガス供給源に接続され、他端が縁切りバルブ503を介してフッ化水素供給管31に接続されている。縁切りバルブ503は、フッ化水素供給管31上に設けられ、フッ化水素の供給を止めるときに閉じられる。   One end of the purge gas supply pipe 502 is connected to a nitrogen gas supply source (not shown), and the other end is connected to the hydrogen fluoride supply pipe 31 via an edge cut valve 503. The edge cutting valve 503 is provided on the hydrogen fluoride supply pipe 31 and is closed when the supply of hydrogen fluoride is stopped.

パージ用ガス供給管502から導入された窒素ガスは、フッ化水素の供給を中止したり、フッ化水素の供給量を減らしたりするときに、フッ化水素供給管31が負圧になることを防ぐために導入される。フッ化水素供給管31が負圧になると、電解浴がフッ化水素供給管31へ逆流し、逆流した電解浴がフッ化水素供給管31で固化することによって、フッ化水素供給管31が閉塞したり、マスフローコントローラー501及び縁切りバルブ503などが閉塞又は腐食したりする。このような配管や機器の閉塞や損傷を防ぐため、窒素ガスを導入し、フッ化水素供給管31内が負圧になることを防ぐ。   The nitrogen gas introduced from the purge gas supply pipe 502 indicates that the hydrogen fluoride supply pipe 31 becomes negative when the supply of hydrogen fluoride is stopped or the supply amount of hydrogen fluoride is reduced. Introduced to prevent. When the hydrogen fluoride supply pipe 31 has a negative pressure, the electrolytic bath flows back to the hydrogen fluoride supply pipe 31, and the backflowed electrolytic bath solidifies in the hydrogen fluoride supply pipe 31, thereby blocking the hydrogen fluoride supply pipe 31. Or the mass flow controller 501 and the edge cutting valve 503 are blocked or corroded. In order to prevent such blockage and damage of the piping and equipment, nitrogen gas is introduced to prevent the inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31 from becoming a negative pressure.

ラインヒーター510は、フッ化水素供給管31とパージ用ガス供給管502との全長,マスフローコントローラー501及び縁切りバルブ503,504に巻き付けられている。これによって、フッ化水素供給管31及びパージ用ガス供給管502の内壁及び内部が、フッ化水素の沸点以上の温度に加熱される。また、マスフローコントローラー501及び縁切りバルブ503,504の内部も同様にフッ化水素の沸点以上の温度に加熱される。これによって、フッ化水素供給管31とパージ用ガス供給管502との全長,マスフローコントローラー501及び縁切りバルブ503,504内に存在するフッ化水素が液化せず、フッ化水素によるこれらの配管及びバルブの腐食が起こらない。なお、本実施の形態においては、フッ化水素供給管31に巻き付けられるラインヒーター510は、電解槽3の入口まで巻き付けられている。また、配管及びバルブの周囲に、ラインヒーター510とともに保温材を取り付けてもよい。これによって、フッ化水素の沸点以上(約20℃以上)の温度を長時間安定して維持できる。   The line heater 510 is wound around the entire length of the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the purge gas supply pipe 502, the mass flow controller 501, and the edge cut valves 503 and 504. As a result, the inner walls and the inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the purge gas supply pipe 502 are heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride. Similarly, the inside of the mass flow controller 501 and the edge cutting valves 503 and 504 are also heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride. As a result, the total length of the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the purge gas supply pipe 502, the hydrogen fluoride existing in the mass flow controller 501 and the edge-cutting valves 503 and 504 are not liquefied, and these pipes and valves are formed of hydrogen fluoride. Corrosion does not occur. In the present embodiment, the line heater 510 wound around the hydrogen fluoride supply pipe 31 is wound up to the entrance of the electrolytic cell 3. Moreover, you may attach a heat insulating material with the line heater 510 around piping and a valve | bulb. As a result, a temperature above the boiling point of hydrogen fluoride (about 20 ° C. or higher) can be stably maintained for a long time.

フッ化水素供給管31は、図示しないフッ化水素供給源から電解槽3へフッ化水素ガスを供給する配管であるが、本変形例においては、フッ化水素ガスの供給を停止する時、パージ用ガス供給管502が接続された接続位置から電解槽3に至るまでの配管(フッ化水素供給管31)が、参考実施形態及び変形例1,2におけるベント管254にもなる。電解槽3へのフッ化水素ガスの供給を停止し、パージ用ガス供給管502から窒素ガスを導入すると、窒素ガスがフッ化水素供給管31(バルブ503より下流のフッ化水素供給管31)を流れる。この窒素ガスによって(バルブ503より下流の)フッ化水素供給管31内に残存したフッ化水素ガスが電解槽3内へ送られる。フッ化水素供給管31内において、フッ化水素ガスが窒素ガスに置換されて浄化される。   The hydrogen fluoride supply pipe 31 is a pipe that supplies hydrogen fluoride gas from a hydrogen fluoride supply source (not shown) to the electrolytic cell 3, but in this modification, when the supply of hydrogen fluoride gas is stopped, a purge is performed. The pipe (hydrogen fluoride supply pipe 31) from the connection position where the gas supply pipe 502 is connected to the electrolytic cell 3 also becomes the vent pipe 254 in the reference embodiment and the first and second modifications. When the supply of hydrogen fluoride gas to the electrolytic cell 3 is stopped and nitrogen gas is introduced from the purge gas supply pipe 502, the nitrogen gas is supplied to the hydrogen fluoride supply pipe 31 (hydrogen fluoride supply pipe 31 downstream from the valve 503). Flowing. The hydrogen fluoride gas remaining in the hydrogen fluoride supply pipe 31 (downstream from the valve 503) is sent into the electrolytic cell 3 by this nitrogen gas. In the hydrogen fluoride supply pipe 31, the hydrogen fluoride gas is replaced with nitrogen gas to be purified.

第3変形例のフッ素ガス発生装置500では、第1実施形態のフッ素ガス発生装置100と同様の効果が得られる。また、フッ化水素供給管31とパージ用ガス供給管502との全長、マスフローコントローラー501及び縁切りバルブ503、縁切りバルブ504の内部が、ラインヒーター510によりフッ化水素の沸点以上の温度に加熱されているので、これらの配管及びバルブに残存したフッ化水素の液化を抑止できる。また、パージ用ガス供給管502の内部が加熱されるので、加熱された窒素ガスをフッ化水素供給管31に供給できる。これによって、パージ用ガス供給管502の入口から冷却された窒素ガスが供給された場合でも、フッ化水素供給管31から導入されたフッ化水素ガスが液化しないので、フッ化水素供給管31,マスフローコントローラー501,フッ化水素ガス縁切りバルブ503の内部がフッ素ガスにより腐食せず、これらの機器の長寿命化を図ることができる。   In the fluorine gas generator 500 of the third modified example, the same effect as that of the fluorine gas generator 100 of the first embodiment can be obtained. Further, the entire length of the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the purge gas supply pipe 502, the mass flow controller 501, the edge cut valve 503, and the inside of the edge cut valve 504 are heated by the line heater 510 to a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride. Therefore, liquefaction of hydrogen fluoride remaining in these pipes and valves can be suppressed. Further, since the inside of the purge gas supply pipe 502 is heated, the heated nitrogen gas can be supplied to the hydrogen fluoride supply pipe 31. Thus, even when the cooled nitrogen gas is supplied from the inlet of the purge gas supply pipe 502, the hydrogen fluoride gas introduced from the hydrogen fluoride supply pipe 31 is not liquefied. The insides of the mass flow controller 501 and the hydrogen fluoride gas demarcation valve 503 are not corroded by fluorine gas, and the life of these devices can be extended.

また、フッ化水素供給管31が、フッ化水素供給源から電解槽3へフッ化水素を供給するだけでなく、電解槽3へフッ化水素ガスの供給を停止するときには、ベント管として使用できるので、ベント管を設けることなく、簡易な構成によって、フッ化水素供給管31、マスフローコントローラー501、フッ化水素ガス縁切りバルブ503の腐食を軽減しながら、フッ化水素供給管31を浄化することができる。   The hydrogen fluoride supply pipe 31 can be used as a vent pipe when not only supplying hydrogen fluoride from the hydrogen fluoride supply source to the electrolytic cell 3 but also stopping the supply of hydrogen fluoride gas to the electrolytic cell 3. Therefore, it is possible to purify the hydrogen fluoride supply pipe 31 while reducing the corrosion of the hydrogen fluoride supply pipe 31, the mass flow controller 501, and the hydrogen fluoride gas edge cutting valve 503 with a simple configuration without providing a vent pipe. it can.

尚、上記実施形態及び変形例においては、いずれもフッ化水素供給管31の加熱は電解槽3の入り口まで行うようにしているが、電解槽3内で電解浴4より上方(上流)のフッ化水素供給管31を槽内管加熱手段(図示せず)により、電解浴4の溶融塩の融点以上に加熱するようにしておいてもよい。フッ化水素供給管31内の温度は、電解浴4の液面より上では溶融塩の温度より低くなることがあり、僅かながらであってもフッ化水素供給管31内を逆流した溶融塩が電解浴4の液面より上に逆流すると固化による閉塞が生じる恐れがある。槽内管加熱手段を設けて電解浴4の液面より上方を溶融塩の融点以上に加熱することで、上記のような閉塞の発生を未然に防ぐようにしてもよい。   In both the above embodiment and the modification, the heating of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is performed up to the entrance of the electrolytic cell 3, but the upper side (upstream) of the electrolytic bath 4 in the electrolytic cell 3. The hydrogen fluoride supply pipe 31 may be heated above the melting point of the molten salt in the electrolytic bath 4 by an in-bath pipe heating means (not shown). The temperature inside the hydrogen fluoride supply pipe 31 may be lower than the temperature of the molten salt above the liquid level of the electrolytic bath 4, and even slightly, the molten salt that has flowed back in the hydrogen fluoride supply pipe 31 is not enough. If the liquid flows back above the liquid level of the electrolytic bath 4, there is a risk of clogging due to solidification. It is also possible to prevent the occurrence of the above-mentioned blockage by providing an in-bath tube heating means and heating the upper part of the electrolytic bath 4 above the liquid surface to the melting point or higher of the molten salt.

次に、実施例を用いて説明する。   Next, a description will be given using an example.

(実施例1)
図1に示した本実施形態に係るフッ素ガス発生装置において、圧力調整バルブ及び冷却ファンを取り付けていないフッ素ガス発生装置の運転を行った。ここで、第1ラインヒーター及び第2ラインヒーターは、電解浴の融点以上であり、且つ、約80℃以下で加熱させた。また、第1配管及び第2配管は、配管径が9.525×10−3mのものを用いた。
Example 1
In the fluorine gas generator according to the present embodiment shown in FIG. 1, the fluorine gas generator without the pressure adjustment valve and the cooling fan was operated. Here, the first line heater and the second line heater were heated above the melting point of the electrolytic bath and at about 80 ° C. or lower. Moreover, the 1st piping and 2nd piping used the piping diameter of 9.525 * 10 < -3 > m.

(比較例1)
実施例1で使用したフッ素ガス発生装置において、第1ラインヒーター及び第2ラインヒーターを取り付けていないフッ素ガス発生装置の運転を行った。なお、第1ラインヒーター及び第2ラインヒーターを取り付けていない条件を除き、実施例1と同様の条件で運転を行った。実施例1及び比較例1の結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
In the fluorine gas generator used in Example 1, the fluorine gas generator without the first line heater and the second line heater was operated. In addition, it drive | operated on the conditions similar to Example 1 except the conditions which have not attached the 1st line heater and the 2nd line heater. The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 1.

Figure 0005584904
Figure 0005584904

表1から、実施例1は、通常用いられる配管径12.7×10−3mを有した配管よりも小さい配管径を有した配管を用いているにも関わらず、累積電気量が72000Ah以上で運転できることができた。これにより、電解浴のミストが電解槽縁切りバルブ、第1配管、第2配管及び除害塔入り口縁切りバルブで固化して詰まることが抑止されて、フッ素ガス発生装置をより長く連続して運転できることがわかった。一方、比較例1では、電解浴のミストが、解槽縁切りバルブ、第1配管、第2配管及び除害塔入り口縁切りバルブを通過する際に固化して詰まったため、累積電気量が35911Ahでフッ素ガス発生装置の運転が停止した。 From Table 1, although Example 1 uses the pipe | tube with a pipe diameter smaller than the pipe | tube with a pipe diameter of 12.7 * 10 < -3 > m normally used, accumulated electric quantity is 72000 Ah or more. I was able to drive. As a result, it is possible to prevent the mist of the electrolytic bath from being solidified and clogged by the electrolytic cell edge cutting valve, the first piping, the second piping, and the detoxification tower inlet edge cutting valve, and to be able to operate the fluorine gas generator longer and continuously. I understood. On the other hand, in Comparative Example 1, since the mist of the electrolytic bath solidified and clogged when passing through the thawing edge cutting valve, the first piping, the second piping, and the detoxification tower inlet cutting valve, the accumulated amount of electricity was 35911 Ah and fluorine. The gas generator has stopped operating.

(実施例2)
実施例1で利用したフッ素ガス発生装置において、図1に示すように第1除害塔の下流の導出路の途中に第1圧力調整バルブを設け、第2除害塔の下流の導出路の途中に第2圧力調整バルブを設け、フッ素ガス発生装置を運転させた。ここで、第1圧力調整バルブ及び第2圧力調整バルブが設けられている位置はいずれも、約35℃であった。
(Example 2)
In the fluorine gas generator used in Example 1, as shown in FIG. 1, a first pressure adjusting valve is provided in the middle of the outlet passage downstream of the first detoxification tower, and the outlet of the outlet passage downstream of the second elimination tower. A second pressure regulating valve was provided on the way to operate the fluorine gas generator. Here, both the positions where the first pressure adjustment valve and the second pressure adjustment valve were provided were about 35 ° C.

(比較例2)
実施例1で利用したフッ素ガス発生装置において、電解槽縁切りバルブと除害塔入口縁切りバルブとの間の第1ラインヒーターおよび第2ラインヒーターが取り付けられている第1配管及び第2配管のそれぞれに圧力調整バルブを設け、フッ素ガス発生装置を運転させた。ここで、圧力調整バルブの設けられているそれぞれの位置は、いずれも約70℃であった。
(Comparative Example 2)
In the fluorine gas generator used in Example 1, each of the first pipe and the second pipe to which the first line heater and the second line heater are attached between the electrolytic cell edge cutting valve and the detoxification tower inlet edge cutting valve, respectively. A pressure regulating valve was provided to operate the fluorine gas generator. Here, each position where the pressure adjusting valve was provided was about 70 ° C.

実施例2では、約6ヶ月以上圧力調整バルブを使用できることがわかった。一方、比較例2では、圧力調整バルブの寿命が約3ヶ月となり、約70℃の高温化において、フッ素ガスやフッ化水素ガスの反応性が高まり、圧力調整バルブのシール部分に用いられた樹脂が侵食されていることがわかった。   In Example 2, it was found that the pressure regulating valve could be used for about 6 months or longer. On the other hand, in Comparative Example 2, the life of the pressure regulating valve is about 3 months, and the reactivity of fluorine gas and hydrogen fluoride gas increases at a high temperature of about 70 ° C., and the resin used for the seal portion of the pressure regulating valve. Was found to have been eroded.

(実施例3)
実施例2で用いたフッ素ガス発生装置において、冷却ファンを電解槽の周辺に設けた、図1に示す本実施形態に係るフッ素ガス発生装置を用いて、フッ素ガス発生装置の運転を行った。ここで、電解浴加温ヒーターと、冷却ファンとを作動させて、電解浴温度を85〜87℃になるように調整した。
(Example 3)
In the fluorine gas generator used in Example 2, the fluorine gas generator was operated using the fluorine gas generator according to the present embodiment shown in FIG. 1 in which a cooling fan was provided around the electrolytic cell. Here, the electrolytic bath heating heater and the cooling fan were operated to adjust the electrolytic bath temperature to 85 to 87 ° C.

実施例3では、電解浴の飛散を抑えることができることがわかった。また、電解浴加温ヒーターと、冷却ファンとによって電解槽自体の温度も調整することができ、図示しない電解槽のガスシール部分や付属のバルブの劣化、腐食を抑えて、寿命を長くできることがわかった。   In Example 3, it turned out that scattering of an electrolytic bath can be suppressed. In addition, the temperature of the electrolytic cell itself can be adjusted by the electrolytic bath warming heater and the cooling fan, and the life can be extended by suppressing deterioration and corrosion of the gas seal part of the electrolytic cell (not shown) and the attached valve. all right.

(実施例4)
図2に示す参考実施形態に係るフッ素ガス発生装置を用いて、フッ化水素供給装置のサイクルパージを行った。ここで、ラインヒーター232によりフッ化水素供給管31,パージガス供給管253,ベント管254,フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256,縁切りバルブ257,258,259の内部を20℃以上に加温した。なお、サイクルパージとは、縁切りバルブ256および縁切りバルブ257を閉じ、縁切りバルブ259を開き、フッ化水素供給管31を排気し、パージガス供給管253から窒素ガスを導入した後に縁切りバルブ259を開き、再度フッ化水素供給管31内を排気するというように、フッ化水素供給管31内の排気とフッ化水素供給管31内への窒素ガスの導入とを繰り返すことによってフッ化水素供給管31内をパージする方法である。そして、ガスベント用縁切りバルブがリークを起こすまでのメンテナンス回数を測定した。
Example 4
Using the fluorine gas generator according to the reference embodiment shown in FIG. 2, a cycle purge of the hydrogen fluoride supply device was performed. Here, the inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 253, the vent pipe 254, the hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256, and the edge cutting valves 257, 258, and 259 was heated to 20 ° C. or more by the line heater 232. The cycle purge means that the edge cutting valve 256 and the edge cutting valve 257 are closed, the edge cutting valve 259 is opened, the hydrogen fluoride supply pipe 31 is exhausted, nitrogen gas is introduced from the purge gas supply pipe 253, and then the edge cutting valve 259 is opened. The exhaust gas in the hydrogen fluoride supply pipe 31 and the introduction of nitrogen gas into the hydrogen fluoride supply pipe 31 are repeated so that the inside of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is exhausted again. Is a method of purging. Then, the number of times of maintenance until the gas vent edge cutting valve leaks was measured.

(実施例5)
図3に示す第1変形例に係るフッ素ガス発生装置を用いて、フッ化水素供給装置のサイクルパージ及びキャビネット内のガスフローを行った。なお、実施例4と同様に、ラインヒーターによりフッ化水素供給管31,パージガス供給管253,ベント管254,フッ化水素ボンベ縁切りバルブ256及び縁切りバルブ257,258,259の内部を20℃以上に加温した。また、キャビネット255の周囲に設けたヒーター350で加熱してキャビネット255を恒温層にし、キャビネット255内部の温度が常に20℃以上になるように設定した。そして、実施例4と同様に、ベント管254の途中に設けた縁切りバルブ259がリークを起こすまでのメンテナンス回数を測定した。
(Example 5)
Using the fluorine gas generator according to the first modification shown in FIG. 3, the cycle purge of the hydrogen fluoride supply device and the gas flow in the cabinet were performed. As in Example 4, the insides of the hydrogen fluoride supply pipe 31, purge gas supply pipe 253, vent pipe 254, hydrogen fluoride cylinder edge cutting valve 256 and edge cutting valves 257, 258, and 259 were raised to 20 ° C. or higher by a line heater. Warmed up. The cabinet 255 was heated to a constant temperature layer by heating with a heater 350 provided around the cabinet 255, and the temperature inside the cabinet 255 was always set to 20 ° C. or higher. In the same manner as in Example 4, the number of maintenance until the edge cutting valve 259 provided in the middle of the vent pipe 254 leaks was measured.

(比較例3)
図2に示す参考実施形態に係るフッ素ガス発生装置を用いて、フッ化水素供給装置のサイクルパージ及びキャビネット内のガスフローを行った。ここで、ラインヒーターによる加熱は行わなかった。なお、キャビネットの環境温度は18度であった。そして、ベント管254の途中に設けた縁切りバルブ259がリークを起こすまでのメンテナンス回数を測定した。これらの結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
Using the fluorine gas generator according to the reference embodiment shown in FIG. 2, the cycle purge of the hydrogen fluoride supply device and the gas flow in the cabinet were performed. Here, heating by a line heater was not performed. The environmental temperature of the cabinet was 18 degrees. And the frequency | count of the maintenance until the edge cutting valve 259 provided in the middle of the vent pipe 254 leaks was measured. These results are shown in Table 2.

Figure 0005584904
Figure 0005584904

表2から、ラインヒーターにより配管及びバルブの内部をフッ化水素の沸点以上の温度に設定した実施例4は、比較例3に比べメンテナンス回数が多く、バルブが損傷しにくいことがわかる。また、実施例5は、キャビネット内部がフッ化水素の沸点以上の温度に保持されているので、フッ化水素の液化をさらに防ぐことができ、バルブの寿命がさらに長くなり、メンテナンス回数がさらに増加している。これに対して、比較例3は、メンテナンス回数が少なく、配管や縁切りバルブ259内部に残存したフッ化水素が液化し、縁切りバルブ259がフッ化水素により腐食していることがわかる。これらの結果から、ラインヒーターやキャビネットの周囲にヒーターを用いることによって、フッ化水素の液化が防がれ、バルブの損傷を軽減し、バルブの長寿命化を図ることができる。   From Table 2, it can be seen that Example 4 in which the inside of the piping and the valve was set to a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride by the line heater has a larger number of maintenance than the Comparative Example 3, and the valve is not easily damaged. Further, in Example 5, since the inside of the cabinet is maintained at a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride, liquefaction of hydrogen fluoride can be further prevented, the life of the valve is further prolonged, and the number of maintenance is further increased. doing. In contrast, in Comparative Example 3, it can be seen that the maintenance frequency is small, hydrogen fluoride remaining in the piping and the edge-cutting valve 259 is liquefied, and the edge-cutting valve 259 is corroded by hydrogen fluoride. From these results, by using a heater around the line heater or cabinet, liquefaction of hydrogen fluoride can be prevented, damage to the valve can be reduced, and the life of the valve can be extended.

(実施例6)
図5に示す第3変形例に係るフッ素ガス発生装置を用いて、マスフローコントローラー501の作動を調べた。なお、フッ化水素供給管31,パージ用ガス供給管502,マスフローコントローラー501及び縁切りバルブ503,504にラインヒーター510及び保温材を取り付け、内部がフッ化水素の沸点以上(約20℃以上)の温度になるようにした。なお、フッ素ガス発生装置の運転は、縁切りバルブ504を閉じ、縁切りバルブ503を開き、フッ化水素をフッ化水素供給管31へ導入した後、縁切りバルブ503を閉じ、縁切りバルブ504を開き、窒素ガスを導入することによって、フッ化水素供給管31の縁切りバルブ503より下流の位置をパージし、その後、再び、縁切りバルブ504を閉じ、ガス縁切りバルブ503を開き、フッ化水素をフッ化水素供給管31へ導入することを繰り返し行った。そして、フッ化水素ガスと窒素ガスとの導入の切り替え時のマスフローコントローラー501の作動を調べた。
(Example 6)
The operation of the mass flow controller 501 was examined using the fluorine gas generator according to the third modification shown in FIG. In addition, a line heater 510 and a heat insulating material are attached to the hydrogen fluoride supply pipe 31, the purge gas supply pipe 502, the mass flow controller 501, and the edge cut valves 503 and 504, and the inside is higher than the boiling point of hydrogen fluoride (about 20 ° C. or higher). The temperature was adjusted. The operation of the fluorine gas generator is performed by closing the edge-cutting valve 504, opening the edge-cutting valve 503, introducing hydrogen fluoride into the hydrogen fluoride supply pipe 31, and then closing the edge-cutting valve 503 and opening the edge-cutting valve 504. By introducing the gas, the position downstream of the edge cutting valve 503 of the hydrogen fluoride supply pipe 31 is purged, and then the edge cutting valve 504 is closed again and the gas edge cutting valve 503 is opened again to supply hydrogen fluoride with hydrogen fluoride. The introduction into the tube 31 was repeated. Then, the operation of the mass flow controller 501 when switching between introduction of hydrogen fluoride gas and nitrogen gas was examined.

(比較例4)
図5に示す第3変形例に係るフッ素ガス発生装置を、ラインヒーター510を作動させることなく運転させた。なお、実施例6と同様に、フッ素ガス発生装置置を作動させ、マスフローコントローラー501の作動を調べた。
(Comparative Example 4)
The fluorine gas generator according to the third modification shown in FIG. 5 was operated without operating the line heater 510. In addition, like Example 6, the fluorine gas generator unit was operated, and the operation of the mass flow controller 501 was examined.

比較例4では、導入するガスの切り替え時にマスフローコントローラーが不安定に作動していた。これは、フッ化水素供給管やマスフローコントローラーの内部に残存したフッ化水素が液化し、このフッ化水素によりマスフローコントローラーが腐食したためと考えられる。また、フッ化水素が液化したことによってマスフローコントローラーの腐食が促進していることが考えられる。これに対して、実施例6では、比較例4のような不安定な動作は見られず、安定して作動していた。これによって、ラインヒーター及び保温材によって、フッ化水素供給管,マスフローコントローラー及び縁切りバルブ内部に存在したフッ化水素ガスが液化しなかったため、フッ化水素によるマスフローコントローラーの損傷を抑止できていることがわかる。   In Comparative Example 4, the mass flow controller was operating in an unstable manner when switching the gas to be introduced. This is presumably because the hydrogen fluoride remaining in the hydrogen fluoride supply pipe and the mass flow controller was liquefied and the mass flow controller was corroded by this hydrogen fluoride. Moreover, it is considered that the corrosion of the mass flow controller is promoted by the liquefaction of hydrogen fluoride. On the other hand, in Example 6, the unstable operation | movement like the comparative example 4 was not seen, but it operate | moved stably. As a result, the hydrogen fluoride gas existing in the hydrogen fluoride supply pipe, the mass flow controller, and the edge cutting valve was not liquefied by the line heater and the heat insulating material, so that damage to the mass flow controller due to hydrogen fluoride could be suppressed. Recognize.

以上、本発明の実施形態のフッ素ガス発生装置について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、図1に示す本実施形態において、槽加熱手段としてラインヒーターを用いる代わりに、電解槽縁切りバルブ、第1配管、第2配管及び除害塔入口縁切りバルブ全体を覆うシート状のヒーターを用いたり、電解槽縁切りバルブ、第1配管、第2配管及び除害塔入口縁切りバルブ全体の周りにヒーターを配置したりしてもよい。   As mentioned above, although the fluorine gas generator of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, As long as it describes in the claim, various changes are possible. . For example, in the present embodiment shown in FIG. 1, instead of using a line heater as the tank heating means, a sheet heater that covers the entire electrolytic cell edge cutting valve, first piping, second piping, and abatement tower inlet edge cutting valve is used. Alternatively, a heater may be arranged around the entire electrolytic cell edge cutting valve, the first piping, the second piping, and the detoxification tower inlet edge cutting valve.

また、本実施形態において、槽加熱手段として、電解槽の側面を囲むように設けた電解浴加温ヒーターを用いたが、代わりに、ライン状のヒーターを用いて、電解槽に巻き付けてもよい。これによっても、同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the electrolytic bath warming heater provided so as to surround the side surface of the electrolytic cell is used as the cell heating means. Instead, a line heater may be used to wrap around the electrolytic cell. . This also provides the same effect.

また、本実施形態において、槽冷手段として用いたファン等の空冷手段の代わりに、金属管を電解槽に巻き付けた水冷手段等を用いてもよい。   Moreover, in this embodiment, instead of air cooling means such as a fan used as a tank cooling means, a water cooling means in which a metal tube is wound around an electrolytic cell may be used.

また、本実施形態及び本変形例において、フッ化水素供給管31に巻き付けられたラインヒーター232は、フッ化水素供給管31の下流において電解槽3の入口まで巻き付けられているが、電解槽3内においてフッ化水素供給管31の電解浴4に接触する手前まで巻き付けてもよい。   Further, in the present embodiment and this modification, the line heater 232 wound around the hydrogen fluoride supply pipe 31 is wound up to the inlet of the electrolytic cell 3 downstream of the hydrogen fluoride supply pipe 31. It is also possible to wrap up to just before the hydrogen fluoride supply pipe 31 contacts the electrolytic bath 4.

上述の実施形態及び変形例において、バルブは、手動バルブ、自動バルブ、又はこれらを合わせて用いてもよく、これらのいずれのバルブを用いても、上述の実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。   In the embodiment and the modification described above, the valve may be a manual valve, an automatic valve, or a combination thereof. Even if any of these valves is used, the same effect as in the embodiment and the modification described above can be obtained. can get.

1 陽極室
2 陰極室
3 電解槽
4 電解浴
5a 第1除害塔
5b 第2除害塔
6a 第1圧力調整バルブ
6b 第2圧力調整バルブ
7a フッ素ガス発生口
7b 水素ガス発生口
8a 第1配管
8b 第2配管
9a、9b電解槽縁切りバルブ
10a、10b除害塔入口縁切りバルブ
11a、11b 排出路
12a 第1ラインヒーター
12b 第2ラインヒーター
13 電解浴加温ヒーター
14 電解浴加温ヒーター保護カバー
15 冷却ファン
16 隔壁
17 陽極
18 陰極
19 第1液面検知センサ
20 第2液面検知センサ
21、22 圧力計
23a、23b 導出路
30,230 フッ化水素発生装置
31 フッ化水素供給管
232 ラインヒーター
251 フッ化水素ボンベ
253 パージガス供給管
254 ベント管
257,258,259 縁切り弁
350 ヒーター
100,200,300,400,500 フッ素ガス発生装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode chamber 2 Cathode chamber 3 Electrolysis tank 4 Electrolytic bath 5a 1st detoxification tower 5b 2nd detoxification tower 6a 1st pressure regulation valve 6b 2nd pressure regulation valve 7a Fluorine gas generation port 7b Hydrogen gas generation port 8a 1st piping 8b Second piping 9a, 9b Electrolyzer edge cutting valve 10a, 10b Detox tower inlet edge cutting valve 11a, 11b Discharge path 12a First line heater 12b Second line heater 13 Electrolytic bath warming heater 14 Electrolytic bath warming heater protective cover 15 Cooling fan 16 Bulkhead 17 Anode 18 Cathode 19 First liquid level detection sensor
20 Second liquid level detection sensor 21, 22 Pressure gauges 23a, 23b Lead-out path 30, 230 Hydrogen fluoride generator 31 Hydrogen fluoride supply pipe 232 Line heater 251 Hydrogen fluoride cylinder 253 Purge gas supply pipe 254 Vent pipe
257, 258, 259 Edge cut valve 350 Heater 100, 200, 300, 400, 500 Fluorine gas generator

Claims (10)

フッ化水素を含んだ溶融塩からなる電解浴が収容された電解槽を備えたフッ素ガス発生装置であって、
前記電解浴を電気分解して発生させたフッ素含有ガスを通過させる排出路と、
前記フッ素含有ガスから不純物を除去する除害塔とを有し、
前記排出路が、前記電解槽の気相部分と、前記除害塔とを連通するように設けられているものであり、
前記排出路内壁及び/又は前記排出路を通過するガスを、前記電解浴の融点以上に加熱する第1加熱手段を有しているものであることを特徴とするフッ素ガス発生装置。
A fluorine gas generator comprising an electrolytic cell containing an electrolytic bath made of a molten salt containing hydrogen fluoride,
A discharge passage for passing a fluorine-containing gas generated by electrolyzing the electrolytic bath;
A detoxification tower for removing impurities from the fluorine-containing gas,
The discharge path is provided to communicate the gas phase portion of the electrolytic cell and the detoxification tower;
A fluorine gas generator having a first heating means for heating a gas passing through the discharge passage inner wall and / or the discharge passage to a temperature equal to or higher than a melting point of the electrolytic bath.
フッ化水素を含む溶融塩からなる電解浴が収容された電解槽を備え、前記電解浴を電気分解して発生させたフッ素含有ガスを通過させる排出路において、前記フッ素含有ガスにミストとして含まれる溶融塩の固化が抑制されるようになされていることを特徴とするフッ素ガス発生装置。 Including the electrolytic bath electrolytic bath is housed comprising a molten salt containing hydrogen fluoride, Oite the discharge passage through which the fluorine-containing gas and the electrolytic bath is generated by electrolysis, as a mist in the fluorine-containing gas fluorine gas generator, wherein a solid of melting salt contained is adapted to be suppressed. 前記除害塔より下流に設けられている圧力調節用バルブを有しており、
前記圧力調節用バルブが、シール部分を有し、
前記シール部分にフッ素樹脂が用いられていることを特徴とする請求項1に記載のフッ素ガス発生装置。
It has a pressure regulating valve provided downstream from the detoxification tower,
The pressure regulating valve has a seal portion;
The fluorine gas generator according to claim 1, wherein a fluorine resin is used for the seal portion.
前記第1加熱手段が、前記排出路の外壁に接して設けられている第1加熱体であり、
前記第1加熱体が、前記排出路の全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項1又は3に記載のフッ素ガス発生装置。
The first heating means is a first heating body provided in contact with an outer wall of the discharge path;
The said 1st heating body is provided over the full length of the said discharge path, The fluorine gas generator of Claim 1 or 3 characterized by the above-mentioned.
更に前記電解浴にフッ化水素を供給するフッ化水素供給装置を有しており、
前記フッ化水素供給装置が、
フッ化水素供給源と、
前記フッ化水素供給源から前記電解槽にフッ化水素を供給するフッ化水素供給路と、
前記フッ化水素供給路に不活性ガスを導入するパージ用ガス供給路と、
前記導入された不活性ガスにより前記フッ化水素供給路からフッ化水素を排出させる不活性ガス排出経路とを有しており、
前記パージ用ガス供給路及び前記不活性ガス排出経路を通過するガスをフッ化水素の沸点以上の温度に加熱する第2加熱手段を有していることを特徴とする請求項1,3又は4のいずれか1項に記載のフッ素ガス発生装置。
And a hydrogen fluoride supply device for supplying hydrogen fluoride to the electrolytic bath,
The hydrogen fluoride supply device is
A hydrogen fluoride source,
A hydrogen fluoride supply path for supplying hydrogen fluoride from the hydrogen fluoride supply source to the electrolytic cell;
A purge gas supply path for introducing an inert gas into the hydrogen fluoride supply path;
An inert gas discharge path for discharging hydrogen fluoride from the hydrogen fluoride supply path by the introduced inert gas;
5. The second heating means for heating the gas passing through the purge gas supply path and the inert gas discharge path to a temperature equal to or higher than the boiling point of hydrogen fluoride. The fluorine gas generator according to any one of the above.
前記第2加熱手段が、前記パージ用ガス供給路及び前記不活性ガス排出経路の外壁に接して設けられている第2加熱体であり、
前記第2加熱体が、前記パージ用ガス供給路及び前記不活性ガス排出経路の全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項5に記載のフッ素ガス発生装置。
The second heating means is a second heating body provided in contact with outer walls of the purge gas supply path and the inert gas discharge path;
The fluorine gas generator according to claim 5, wherein the second heating body is provided over the entire length of the purge gas supply path and the inert gas discharge path.
更に前記電解浴にフッ化水素を供給するフッ化水素供給装置を有しており、
前記フッ化水素供給装置が、
前記フッ化水素供給源と、前記フッ化水素供給路と、前記パージ用ガス供給路と、前記不活性ガス排出経路とを有すると共に、少なくともフッ化水素供給源と、前記フッ化水素供給路と、前記パージ用ガス供給路との全てを加熱する第3加熱手段を有していることを特徴とする請求項1,3又は4のいずれか1項に記載のフッ素ガス発生装置。
And a hydrogen fluoride supply device for supplying hydrogen fluoride to the electrolytic bath,
The hydrogen fluoride supply device is
The hydrogen fluoride supply source, the hydrogen fluoride supply path, the purge gas supply path, and the inert gas discharge path, and at least a hydrogen fluoride supply source and the hydrogen fluoride supply path 5. The fluorine gas generator according to claim 1, further comprising third heating means for heating all of the purge gas supply path.
前記第3加熱手段が、前記フッ化水素供給路及び前記パージ用ガス供給路の外壁に接して設けられている第3加熱体であり、
前記第3加熱体が、前記フッ化水素供給路及び前記パージ用ガス供給路の全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項7に記載のフッ素ガス発生装置。
The third heating means is a third heating body provided in contact with outer walls of the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path;
The fluorine gas generator according to claim 7, wherein the third heating body is provided over the entire length of the hydrogen fluoride supply path and the purge gas supply path.
前記フッ化水素供給路において、前記フッ化水素供給路の途中から前記電解槽に至る一部が、前記不活性ガス排出経路となされており、
前記不活性ガス排出経路において、前記フッ化水素の供給停止時に、前記フッ化水素が前記フッ化水素供給路から導入された不活性ガスに置換可能となされていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載のフッ素ガス発生装置。
In the hydrogen fluoride supply path, a part from the middle of the hydrogen fluoride supply path to the electrolytic cell serves as the inert gas discharge path,
6. The inert gas discharge path, wherein the hydrogen fluoride can be replaced with an inert gas introduced from the hydrogen fluoride supply path when the supply of hydrogen fluoride is stopped. The fluorine gas generator of any one of -8.
更に、前記電解浴を加熱するための槽加熱手段と、前記電解浴を冷却するための槽冷却手段とを有していることを特徴とする請求項1,3〜9のいずれか1項に記載のフッ素ガス発生装置。   Furthermore, it has a tank heating means for heating the said electrolytic bath, and a tank cooling means for cooling the said electrolytic bath, The any one of Claims 1 to 3-9 characterized by the above-mentioned. The fluorine gas generator as described.
JP2009058567A 2008-03-11 2009-03-11 Fluorine gas generator Active JP5584904B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009058567A JP5584904B2 (en) 2008-03-11 2009-03-11 Fluorine gas generator

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008060438 2008-03-11
JP2008060438 2008-03-11
JP2009058567A JP5584904B2 (en) 2008-03-11 2009-03-11 Fluorine gas generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009242944A JP2009242944A (en) 2009-10-22
JP5584904B2 true JP5584904B2 (en) 2014-09-10

Family

ID=41305161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009058567A Active JP5584904B2 (en) 2008-03-11 2009-03-11 Fluorine gas generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5584904B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131578A1 (en) 2019-12-27 2021-07-01 昭和電工株式会社 Fluorine gas production device and light scattering detector
KR20220065833A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065825A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065865A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065864A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065832A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065831A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5567375B2 (en) * 2010-04-14 2014-08-06 東洋炭素株式会社 Gas generating apparatus and gas generating method
WO2011149053A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 旭硝子株式会社 Apparatus and method for increasing purity of gas
JP5906742B2 (en) * 2012-01-05 2016-04-20 セントラル硝子株式会社 Fluorine gas generator
CN106757145A (en) * 2017-03-07 2017-05-31 洛阳黎明大成氟化工有限公司 A kind of electrolytic cell automates feeding device and its application method with hydrogen fluoride
JP2023144623A (en) * 2022-03-28 2023-10-11 川崎重工業株式会社 Maintenance method for device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1457586A4 (en) * 2001-12-17 2005-07-13 Toyo Tanso Co APPARATUS FOR GENERATING F SB 2 /sb GAS AND METHOD FOR GENERATING F SB 2 /SB GAS, AND F SB 2 /SB GAS
JP2004244724A (en) * 2003-01-22 2004-09-02 Toyo Tanso Kk Molten salt electrolytic device
JP4624699B2 (en) * 2004-03-18 2011-02-02 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード Fluorine gas generator
JP4494158B2 (en) * 2004-10-13 2010-06-30 東洋炭素株式会社 Gas generator and method for adjusting piping temperature of gas generator
EP1932949A4 (en) * 2005-08-25 2011-08-03 Toyo Tanso Co Fluorogas generator

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131578A1 (en) 2019-12-27 2021-07-01 昭和電工株式会社 Fluorine gas production device and light scattering detector
KR20220065021A (en) 2019-12-27 2022-05-19 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas production device and light scattering detector
KR20220065833A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065825A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065865A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065864A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065832A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus
KR20220065831A (en) 2019-12-27 2022-05-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Fluorine gas manufacturing method and fluorine gas manufacturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009242944A (en) 2009-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5584904B2 (en) Fluorine gas generator
US9139918B2 (en) Fluorine gas generating apparatus
US20150021162A1 (en) Ozone-generating system and ozone generation method
JPWO2018182005A1 (en) Water electrolysis system, water electrolysis method, and hydrogen production method
TWI669412B (en) Reagent delivery system freeze prevention heat exchanger
TW200918688A (en) Apparatus for generating fluorine-based gas and hydrogen gas
WO2011001744A1 (en) Fluorine gas generation device
JP2002339090A (en) Gaseous fluorine generator
JP2005264231A (en) Fluorine-gas-generating apparatus
JP2005179709A (en) Gas generator
JP2011017077A (en) Fluorine gas generating device
WO2011090014A1 (en) Fluorine gas generation device
WO2005031039A2 (en) Fluorine gas production unit
JP2011140680A (en) Fluorine gas generation device
JP5720112B2 (en) Fluorine gas generator
JP5991070B2 (en) Fluorine gas generator and control method of fluorine gas generator
JP5906742B2 (en) Fluorine gas generator
WO2010113611A1 (en) Fluorine gas generation device
JP5716288B2 (en) Fluorine gas generator
JP4220429B2 (en) Sulfuric acid equipment
JP5188851B2 (en) Fluorine gas generator
JP2005251662A (en) Fuel cell system
JP2013202486A (en) Electrolysis apparatus and temperature control water supply machine including the same
WO2010113612A1 (en) Fluorine gas generation device
JP2010215968A (en) Gas generation apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140624

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5584904

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250