TWI810214B - 三氟化氮氣體製造用電解槽及其分隔壁 - Google Patents
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Abstract
本發明之電解槽(1)具有分隔壁(10)，該分隔壁(10)被覆陰極(11)及陽極(12)中之一電極之上部區域以將自陽極(11)產生之氣體與自陰極(12)產生之氣體隔離，
上述分隔壁(10)具有與上述電極(11)之一面對向之壁面(10a、10b)，
上述壁面(10a、10b)於其下端側區域具有沿具有橫向分量之方向延伸之肋條(50、51)，且
上述肋條(50、51)及上述分隔壁(10)包含氟樹脂，且形成為一體。
Description
本發明係關於一種三氟化氮氣體製造用電解槽及用於該電解槽之分隔壁。
先前，已知有藉由電解製造三氟化氮之方法。作為利用電解法之三氟化氮之製造，例如已知有藉由氟化銨-氟化氫系熔鹽電解，根據以下之反應式製造三氟化氮之方法。
(陽極)NH4 +
+7F-
→NF3
+4HF+6e-
(陰極)6H+
+6e-
→3H2
如上述反應式所示，於利用電解法之三氟化氮之製造中，自陽極產生三氟化氮，自陰極產生氫氣。若該2種氣體混合，則有引起爆炸之危險性。
因此，自先前以來，進行有將用以防止自陽極產生之三氟化氮與自陰極產生之氫氣混合之隔板設置於電解槽。
例如，專利文獻1中記載有一種電解槽，其於用以將自陽極產生之氣體與自陰極產生之氣體隔離之樹脂製隔板之下端之周圍焊接有鎳板或氟樹脂板。
專利文獻2中記載有一種收集器，其係於三氟化氮製造用電解槽中為了包圍電極而設置者，且於其下側設置有能夠插入補強用金屬製環之補強環結合部，於該補強環結合部安裝有補強環。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2006-336035號公報
專利文獻2：韓國公開專利第10-2017-0040109號公報
利用電解法之三氟化氮之製造通常係將分隔壁長時間浸漬於高溫電解液而進行。因此，存在如下問題：隨著電解槽之運轉時間經過，分隔壁之浸漬部分變形，而無法發揮作為分隔壁之效果。
專利文獻1係藉由焊接將補強用板材設置於樹脂製隔板而補強樹脂製隔板，但於使用鎳板作為補強材之情形時，無法完全抑制電解液滲透至焊接部分或樹脂製隔板材本身，且因長時間運轉而發生補強用鎳板之腐蝕或產生氣體，有樹脂製隔板變形之虞。於使用氟樹脂板作為補強材之情形時，亦有產生因電解液滲透至焊接部分或樹脂製隔板材本身所致之變形之虞。
進而，關於專利文獻2所記載之補強環結合部之形狀，補強之效果有限。又，如專利文獻2所記載，於內部形成插入金屬製環之構造之情形時，亦有因電解液自環插入口之滲透所引起之金屬製環之腐蝕或氣體之產生而導致補強部發生變形之虞。
本發明之目的在於提供一種解決如上所述之先前方法之問題之電解槽及分隔壁。
本發明者等人為了達成上述目的而進行了銳意研究，結果發現，關於三氟化氮製造用電解槽，藉由在包含氟樹脂之分隔壁設置與該分隔壁一體形成之肋條，而無腐蝕之虞，且可有效抑制分隔壁之變形而使電解槽長時間穩定地運轉。
本發明係基於上述見解者，提供一種三氟化氮氣體製造用電解槽，其
具有分隔壁，該分隔壁被覆陰極及陽極中之一電極之上部區域以將自陽極產生之氣體與自陰極產生之氣體隔離，
上述分隔壁具有與上述電極之一面對向之壁面，
上述壁面於其下端側區域具有沿具有橫向分量之方向延伸之肋條，且
上述肋條及上述分隔壁包含氟樹脂，且形成為一體。
又，本發明提供一種三氟化氮氣體製造用電解槽用之分隔壁，其係用以被覆三氟化氮氣體製造用電解槽之陽極及陰極中之一電極之上部區域者，
上述分隔壁係將其一端部側固定於電解槽之上部而使用，並且於其另一端部側之壁面具有肋條，該肋條沿具有與該等兩端部對向之方向垂直之方向分量的方向延伸，且
上述分隔壁包含氟樹脂，且與上述肋條形成為一體。
以下，基於圖式詳細說明本發明之電解槽及分隔壁之較佳實施形態。本發明之範圍並不受以下所說明之範圍約束，可於無損本發明之主旨之範圍內進行變更。
本發明之電解槽用於三氟化氮製造用途。三氟化氮係藉由氟化銨等銨鹽之電解氟化步驟而獲得。
圖1表示本發明之電解槽之一實施形態。
如圖1所示，電解槽1具有陽極11及陰極12。於陽極11及陰極12分別安裝有陽極連接棒3及陰極連接棒4。陽極連接棒3及陰極連接棒4分別藉由固定用蓋形螺帽20及21固定於電解槽蓋體9。蓋體9與陽極11及陰極12藉由絕緣體17及18而絕緣。又，蓋體9藉由螺栓螺帽25裝卸自如地固定於自電解槽本體19之開口部向外側突出之凸緣31。電解槽蓋體9之形狀並不限定於如圖1所示之構成平坦之頂面部之形狀，只要為可藉由在該蓋體9設置分隔壁而防止自電解槽之陽極11及陰極12各者產生之氣體混合之形狀即可。
如圖1及圖2所示，於電解槽1設置有分隔壁10，該分隔壁10用以防止自陽極11產生之氣體及自陰極12產生之氣體混合。
分隔壁10呈於內部具有中空部之筒狀，且以其筒狀之軸向之一端部10e側固定於蓋體9之方式配置於電解槽1內。分隔壁10可於其上端部10e具有凸緣10g，亦可將凸緣10g固定於蓋體9之上表面或下表面而將分隔壁10安裝於蓋體9。以下，亦將固定於蓋體9之上述一端部10e稱為固定端部10e或上端部10e。上述軸向上之分隔壁10之另一端部10f側之區域並未藉由其他構件固定而浸漬於電解液中。亦將該另一端部10f稱為自由端部或下端部。於圖1中，下述鉛直方向Y係分隔壁10之端部10e、端部10f彼此對向之方向。
分隔壁10係被覆陽極11及陰極12中之一電極之上部區域者，於本實施形態中被覆陽極11。本說明書中，所謂被覆較佳為意指與被覆之對象物隔開之狀態下之被覆，而非藉由直接接觸進行之被覆。分隔壁10只要具有防止自陽極11產生之氣體與自陰極12產生之氣體混合之功能，則可為僅被覆陰極12及陽極11中之一電極上部區域之一部分者，亦可為被覆該電極之整個上部區域者。於本實施形態中，分隔壁10裝卸自如地設置於蓋體9，但並不限定於此，亦可與蓋體一體成型而無法裝卸。
如圖1及圖2所示，電解槽1之上部之氣相部係藉由利用分隔壁10將陽極11與陰極12之間進行劃分，而分離成存在自陽極11產生之氣體之氣相部80與存在自陰極12產生之氣體之陰極氣相部81。亦可於電解時對經分隔壁10隔離之陽極氣相部80及陰極氣相部81導入氮氣(N2
)等惰性氣體作為稀釋氣體。關於所生成之作為陽極產生氣體之三氟化氮氣體與作為陰極產生氣體之氫氣，將陰極氣體自設置於電解槽蓋體9之陰極氣體產生出口管26向陰極氣體出口管線(未圖示)導出，將陽極氣體自陽極氣體產生出口管28向陽極氣體出口管線(未圖示)導出。
於圖2所示之例中，於自鉛直方向(圖1之Y方向)觀察時，分隔壁10沿圓周方向包圍陽極11。具體而言，分隔壁10於自鉛直方向(圖1之Y方向)之下側觀察時呈矩形狀。然而，分隔壁10只要為將陰極12與陽極11之間之電解槽之上部區域進行劃分者，則並不限定於該構成。例如分隔壁10可為將陰極12與陽極11之間劃分之板狀，或者亦可包圍陰極12以代替陽極11。
如圖1及圖2所示，於分隔壁10包圍陽極11之上部區域時，該分隔壁10於與該分隔壁10所包圍之陽極11之一面11a、11b對向之壁面10a、10b具有肋條50、51。陽極11及陰極12之形狀並無限定，通常如圖1所示，於自電解槽之鉛直方向Y之下側觀察時呈多邊形狀。分隔壁10於與該分隔壁10所包圍之電極(於本實施形態中為陽極11)之一面平行之壁面具有肋條50、51時，防變形效果較高，故而較佳。
例如於圖3所示之例中，陽極11呈長方體狀，作為沿該長方體之邊之方向，具有電解槽1內之鉛直方向Y、與該鉛直方向正交之厚度方向Z、以及與該厚度方向Z及鉛直方向Y正交之寬度方向X。陽極11之寬度方向X之尺寸大於厚度方向Z。陽極11較佳為板狀。以下，長方體狀之陽極11之各面中，將沿鉛直方向Y延伸之邊與沿寬度方向X延伸之邊所包圍之表面稱為陽極11之板面，將沿鉛直方向Y延伸之邊與沿厚度方向Z延伸之邊所包圍之面稱為陽極11之側面，將沿寬度方向X延伸之邊與沿厚度方向Z延伸之邊所包圍之面稱為陽極11之上表面及下表面。
於本實施形態中，分隔壁10於與板面11a、11b對向之一對面10a、10b各者具有肋條50、51。分隔壁10之面10a、10b較佳為與陽極11之板面11a、11b平行之面。再者，上文中對陽極11之形狀進行了說明，作為陰極12之形狀，亦可列舉相同之形狀。
肋條50、51及分隔壁10包含氟樹脂。藉此，可不受電解液之腐蝕，而長時間於高溫下維持穩定之形狀。作為氟樹脂，例如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烴(PFA)、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、三氟氯乙烯-乙烯共聚物等均可使用。
肋條50、51及分隔壁10形成為一體。形成為一體係指肋條50、51及分隔壁10由相同材料無間隙且連續地形成。即便於肋條50、51及分隔壁10由相同材料形成之情形時，藉由接著劑接著之情形以及焊接或熔接之情形亦不包含於本發明。作為肋條50、51及分隔壁10形成為一體之例，可列舉肋條50、51與分隔壁10藉由一個模具一體成形之狀態。
如圖3所示，上述壁面10a、10b之肋條50、51配置於壁面10a、10b之下端側區域，沿具有橫向分量之方向延伸。此處所謂橫向及具有該橫向分量之方向係指沿形成有肋條50、51之壁面之方向。所謂橫向係指沿形成有肋條50、51之壁面，且與鉛直方向Y正交之方向。所謂具有橫向分量之方向，除包含橫向以外，亦包含例如圖7所示之斜上方或斜下方等除鉛直方向Y以外之方向。具有橫向分量之方向較佳為與橫向所成之角度為45°以下，更佳為30°以下。於圖3所示之例中，肋條50、51沿橫向延伸，圖4、圖5及圖6所示之形態亦相同。
肋條50、51分別獨立地自形成有其之壁面之橫向之一端連續地延伸至另一端。然而，肋條50、51亦可於分隔壁10之壁面沿橫向間斷地延伸。所謂間斷地延伸係指具有1處或2處以上之缺失部分。又，肋條50、51之存在部位可為形成有其之壁面之橫向之整體，亦可僅為一部分。例如，分隔壁10之一壁面上之肋條50、51可延伸至到達分隔壁10之該壁面之橫向上之端部(例如若為壁面10a，則為端部10a1及10a2，參照圖3)，亦可不到達該壁面端部，而僅限於延伸設置至較該壁面端部靠橫向內側。
就提高防變形效果之方面而言，較佳為於分隔壁10呈包圍陽極11之形狀時，肋條50、51亦沿分隔壁10之外周或內周包圍陽極11。於該情形時，肋條50、51於分隔壁10之各側面、例如就圖3而言於與陽極11之側面11c、11d對向之壁面10c、10d，亦於其下端側區域沿包含橫向分量之方向延伸。最佳為分隔壁10包圍陽極11之整周，且肋條遍及該分隔壁10之整周地設置。
就隔板之防變形效果較高或分隔壁之強度較高之方面而言，較佳為肋條50、51其寬度W(參照圖3)相對於分隔壁10之厚度T(參照圖3)之比率(W/T)為0.5以上且10以下，更佳為1以上且5以下。例如，分隔壁10之一面之W/T之比率可沿肋條延伸之方向固定，亦可不同。於分隔壁10之一壁面之W/T之比率沿肋條延伸之方向不同之情形時，將該分隔壁10之該壁面上之肋條之各位置處之W/T之最大值與最小值之中間值(平均值)作為分隔壁10之該壁面之肋條之W/T。於分隔壁10上存在複數個肋條之情形時，各肋條之W/T之比率可相同，亦可不同。又，分隔壁10中具有肋條之各壁面之肋條之W/T可相同，亦可不同。
分隔壁之厚度T為除肋條以外之厚度。
於圖1~3所示之例中，肋條50、51形成於分隔壁10之外側之壁面。如此，藉由具有肋條50、51，分隔壁10與陽極11之距離不會變小，就可防止因分隔壁10與陽極11過近所導致之三氟化氮與氫之混合之方面而言較佳。
如圖1~3所示，較佳為於分隔壁10設置有複數個肋條50、51。此處，關於肋條之個數，例如於在分隔壁10之不同之兩個以上之面具有一個肋條，且該等面之肋條彼此連續之情形時，將該連續之肋條之數量計為1。另一方面，雖未圖示，但於在分隔壁之不同之兩個面分別具有1個肋條，且該等面之肋條不連續之情形時，將肋條之數量計為2。所謂分隔壁具有複數個肋條，可為如此於不同之面各具有1個肋條之形態，但較佳為於分隔壁10之一面存在複數個肋條。就易製造性或提高用以防止隔板變形之補強效果之方面而言，較佳為於分隔壁10之一面，肋條之數量為1以上且10以下，更佳為1以上且5以下。又，於在分隔壁10之一面設置有複數個肋條之情形時，較佳為於分隔壁10之一面具有複數個相互平行地延伸之肋條，亦較佳為於分隔壁10之與電極之一對板面11a、11b分別對向之一對面10a、10b各者設置有複數個肋條，更佳為於該一對面10a、10b各者設置有相互平行地延伸之複數個肋條。最佳為存在2個以上之以包圍分隔壁10之周圍之方式形成為環狀之肋條。又，於在分隔壁10之一面設置有複數個肋條之情形時，該面之肋條之數量尤佳為2以上且5以下，最佳為3以上且5以下。
如圖3所示，就分隔壁之補強效果較高之方面而言，較佳為肋條50、51之延伸方向相互平行，但如下所述，並不限定於此。
肋條可設置於分隔壁10之下端，亦可設置於自下端向上方隔開距離之位置。
例如，於圖3所示之形態中，複數個肋條中，位於最靠下端部10f側之肋條51設置於較分隔壁10之下端10mf更遠離上端部10e(參照圖1)側之位置，進而於該上端部10e側設置有其他肋條50。
就補強效果較高之方面而言，較佳為位於最靠下端10mf側之肋條51之下端位置51a與分隔壁之下端10mf之間之距離D1相對於分隔壁10之厚度T之比(D1/T)為0以上且5以下，尤佳為0以上且2以下。
再者，上述中所謂分隔壁10之下端10mf係指分隔壁中除肋條以外之部分之下端。
如圖1所示，肋條50、51之側剖視形狀呈矩形狀。然而，肋條之形狀並不限定於此，例如亦可形成為朝向肋條之豎立設置方向(關於形成於面10a、10b之肋條，為圖3之Z方向外側)凸起之曲面狀或三角形狀。
關於肋條，其高度H(參照圖3)相對於分隔壁之厚度T之比率(H/T)為0.5以上時，防變形效果較高，故而較佳，更佳為1以上。又，肋條之高度H與分隔壁10之厚度T之比率H/T為5以下時，分隔壁之強度較高，故而更佳。例如，分隔壁10之一面之H/T之比率可沿肋條延伸之方向固定，亦可不同。於分隔壁10之該面之H/T之比率沿肋條延伸之方向不同之情形時，將該分隔壁10之該面之肋條之各位置處之H/T之最大值與最小值之中間值(平均值)作為分隔壁10之該面之肋條之H/T。於在分隔壁10之一面存在複數個肋條之情形時，各肋條之H/T之比率可相同，亦可不同。又，分隔壁10中具有肋條之各壁面之肋條之H/T可相同，亦可不同。
於在一面設置有複數個肋條之情形時，該面之肋條間之距離D2(參照圖3)相對於分隔壁之厚度T之比率(D2/T)為20以下時，防變形效果較高，故而較佳，更佳為10以下。又，就容易設置多個肋條之方面或用以防止隔板變形之補強效果較高之方面而言，較佳為肋條間之距離D2與分隔壁10之厚度T之比率D2/T為0.1以上。分隔壁10之一面之D2/T之比率可沿肋條延伸之方向固定，亦可不同。於分隔壁10之該壁面之D2/T之比率沿肋條延伸之方向不同之情形時，將該分隔壁10之該壁面上之肋條之各位置處之D2/T之最大值與最小值之中間值(平均值)作為該分隔壁10之壁面10a之肋條之D2/T。於在分隔壁10之一面存在複數個肋條之情形時，各肋條之D2/T之比率可相同，亦可不同。又，分隔壁10中具有肋條之各面之肋條之D2/T可相同，亦可不同。
分隔壁10較佳為不具有金屬材。例如，於專利文獻2中為收集器，且於其下側設置有能夠插入補強用金屬環之補強環結合部，於該補強環結合部安裝有補強環。藉由不具有此種金屬板，可防止因電解液滲透至金屬板之安裝部位所導致之金屬板之腐蝕或分隔壁之變形。此處所述之金屬材為板、桿、金屬線等，如專利文獻2所示，可列舉安裝於隔板之插入部者、或藉由接著劑或焊接等接合於分隔壁者。
又，分隔壁10較佳為亦不具有其他能夠分離之氟樹脂板。其原因在於，例如於專利文獻1之分隔壁中，即便於含有氟樹脂板代替金屬板之情形時，亦會自氟樹脂板之插入部流入電解液，有導致變形之虞。
又，分隔壁10亦可為除肋條以外，藉由接著劑或焊接等接合有與分隔壁分開成型之氟樹脂材者。例如，亦可藉由焊接將凸緣10g(參照圖1)安裝於分隔壁。又，亦可為將一體形成有肋條之隔板彼此進行焊接而成之分隔壁。然而，就不易因電解液所引起之腐蝕而導致發生變形之方面或分隔壁之強度較高之方面而言，較佳為分隔壁10之肋條以外之構件亦為包含未進行此種接合之一體成型體者。
如上所述，基於圖1~圖3，對本發明之一實施形態進行了說明，但本發明之電解槽及分隔壁並不限定於此。
例如，如圖4所示之分隔壁10'般，肋條50、51亦可形成於分隔壁10之內側面。又，關於肋條50、51，亦可以具有R之方式形成其角部。
又，例如，如圖5所示之分隔壁10''般，位於最下側之肋條52亦可設置於在鉛直方向Y上與分隔壁10''之下端10mf相同之位置。
又，例如，於圖1~圖5之形態中，分隔壁僅具有沿包含橫向分量之方向延伸之肋條，但亦可取而代之，如圖6之分隔壁10'''所示，除了具有沿包含橫向分量之方向延伸之肋條50、51、52以外，亦具有沿鉛直方向Y延伸之肋條53。又，根據陽極11之形狀，分隔壁亦可不具有於自鉛直方向Y之下方、即自由端部10f側觀察時於一側較長之形狀，亦可如圖6所示般形成為例如大致正方形狀。
又，例如圖7所示，肋條50、51亦可不設置於分隔壁之各面，例如僅設置於與電極之板面對向之壁面10a、10b而不設置於與側面對向之壁面10c、10d。又，肋條50、51如上述圖3之形態般相互平行時用以防止隔板變形之補強效果較高，但亦可不平行，亦可相互交叉。
與肋條形成為一體之本發明之分隔壁可藉由將氟樹脂進行模具射出成形等各種模具成形法而容易地製造。
本發明之電解槽係用於利用包含銨鹽與氟化氫之熔鹽之電解進行之三氟化氮氣體製造。作為用於該電解槽之電極，可使用鐵、鋼、鎳、蒙乃爾合金等。
作為電解槽，只要為能夠製造三氟化氮之電解槽，則無需具有特殊之構造。為了防止因電解液所導致之電解槽材料之腐蝕等而提高耐久性，較佳為利用聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基烷烴(PFA)等氟樹脂被覆內表面。
作為電解液，通常使用包含氟化銨與氟化氫之熔鹽。作為電解液之製備方法，例如有藉由將氨氣與無水氟化氫直接混合而進行製備、藉由將氟化銨或酸性氟化銨與無水氟化氫混合而進行製備之方法等。
作為電解液之組成，HF/NH4
F之莫耳比較佳為1.5以上且2以下。藉由將該莫耳比設為1.5以上，可防止電解電壓之上升，且可防止三氟化氮之電流效率降低，故而較佳。又，藉由將莫耳比設為2以下，可防止生成氟氣，且可防止HF(Hydrogen Fluoride，氟化氫)之蒸氣壓增大，可抑制隨著所生成之氣體排出至系統外之損失之HF量，故而較佳。
於利用包含銨鹽與氟化氫之熔鹽之電解進行之三氟化氮製造中，作為電解條件，將電流密度設為1~20 A/dm2
、反應溫度設為100~130℃可有效率地製造三氟化氮，故而較佳。
[實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於以下之實施例。
[實施例1]
將圖1~圖3所示之電解槽用於三氟化氮之製造。作為電解槽之分隔壁，藉由聚四氟乙烯(PTFE)樹脂一體成型圖1~圖3之形態者而獲得。肋條之高度H相對於分隔壁之厚度T之比率(H/T)為1.5，肋條之寬度W相對於分隔壁10之厚度T之比率(W/T)為1，位於肋條之下端10mf側之肋條51之下端位置51a與分隔壁之下端10mf之間之距離D1相對於分隔壁10之厚度T的比(D1/T)為1，肋條彼此之距離D2相對於分隔壁之厚度T之比率(D2/T)為1。作為陽極及陰極，分別使用純度99質量%之純鎳，藉由氨與無水氫氟酸，於電解槽內製備氟化銨-氟化氫系熔鹽NH4
F・1.8HF，於溫度120℃下進行電解，製造三氟化氮。於電解中之氣相層析法分析中，未發現陽極氣體中混入氫氣，或陰極氣體中混入三氟化氮氣體，又，運轉1個月後該分隔壁之形狀未發生變形等，與運轉開始時間點相同，能夠再次用於三氟化氮氣體製造用電解槽。
[實施例2]
將分隔壁之形狀變更為圖5所示之形狀(D1/T=0，肋條為3個)，除此以外，設為與實施例1相同。於電解中之氣相層析法分析中，未發現陽極氣體中混入氫氣，或陰極氣體中混入三氟化氮氣體，又，運轉3個月後該隔板之形狀未發生變形等，與運轉開始時間點相同，能夠再次用於三氟化氮氣體製造用電解槽。
[實施例3]
將分隔壁之材質變更為全氟烷氧基烷烴(PFA)，除此以外，設為與實施例1相同。於電解中之氣相層析法分析中，未發現陽極氣體中混入氫氣，或陰極氣體中混入三氟化氮氣體，又，運轉3個月後該隔板之形狀未發生變形等，與運轉後相同，能夠再次用於三氟化氮氣體製造用電解槽。
[實施例4]
使用以藉由全氟烷氧基烷烴(PFA)一體成型圖4之形態者作為電解槽之分隔壁的電解槽，與實施例1同樣地製造三氟化氮。於電解中之氣相層析法分析中，未發現陽極氣體中混入氫氣，或陰極氣體中混入三氟化氮氣體，又，運轉3個月後該隔板之形狀未發生變形等，與運轉後相同，能夠再次用於三氟化氮氣體製造用電解槽。
[比較例1]
除了不具有肋條以外，使用與實施例1相同之電解槽。運轉5小時後，藉由氣相層析法之分析，發現於陽極氣體中混入1體積%之氫氣，因此停止運轉。運轉停止後之分隔壁於壁面10a、10b之下端10mf變形為波狀，於圖3之Z方向上，電極板與壁面10a、10b之距離擴大，成為無法獲得分隔壁之效果者。
[產業上之可利用性]
本發明之分隔壁於三氟化氮製造用電解槽中即便長時間運轉，亦可有效地抑制變形，從而抑制自陰極及陽極分別產生之氣體之混合。又，本發明之電解槽係藉由使用該分隔壁而可有效地抑制自陰極及陽極分別產生之氣體之混合者。
1‧‧‧電解槽
3‧‧‧陽極連接棒
4‧‧‧陰極連接棒
9‧‧‧電解槽蓋體
10‧‧‧分隔壁
10'‧‧‧分隔壁
10''‧‧‧分隔壁
10'''‧‧‧分隔壁
10''''‧‧‧分隔壁
10a‧‧‧壁面
10a1‧‧‧端部
10a2‧‧‧端部
10b‧‧‧壁面
10c‧‧‧壁面
10d‧‧‧壁面
10e‧‧‧上端部
10f‧‧‧下端部
10g‧‧‧凸緣
10mf‧‧‧分隔壁之下端
11‧‧‧陽極
11a‧‧‧板面
11b‧‧‧板面
11c‧‧‧側面
11d‧‧‧側面
12‧‧‧陰極
17‧‧‧絕緣體
18‧‧‧絕緣體
19‧‧‧電解槽本體
20‧‧‧蓋形螺帽
21‧‧‧蓋形螺帽
25‧‧‧螺栓螺帽
26‧‧‧陰極氣體產生出口管
28‧‧‧陽極氣體產生出口管
31‧‧‧凸緣
50‧‧‧肋條
51‧‧‧肋條
51a‧‧‧下端位置
52‧‧‧肋條
53‧‧‧肋條
80‧‧‧陽極氣相部
81‧‧‧陰極氣相部
D1‧‧‧距離
D2‧‧‧距離
H‧‧‧肋條之高度
T‧‧‧分隔壁之厚度
W‧‧‧肋條之寬度
X‧‧‧寬度方向
Y‧‧‧鉛直方向
圖1係表示作為本發明之一實施形態之電解槽之一例之縱截面圖。
圖2表示圖1中之I-I'線箭視圖。
圖3表示自下方觀察圖1中之分隔壁之立體圖。
圖4表示另一形態之分隔壁之於與圖1相同之位置切斷之縱截面圖。
圖5表示又一形態之分隔壁之與圖3相當之立體圖。
圖6表示又一形態之分隔壁之與圖3相當之立體圖。
圖7表示又一形態之分隔壁之與圖3相當之立體圖。
1‧‧‧電解槽
3‧‧‧陽極連接棒
4‧‧‧陰極連接棒
9‧‧‧電解槽蓋體
10‧‧‧分隔壁
10e‧‧‧上端部
10f‧‧‧下端部
10g‧‧‧凸緣
10mf‧‧‧分隔壁之下端
11‧‧‧陽極
12‧‧‧陰極
17‧‧‧絕緣體
18‧‧‧絕緣體
19‧‧‧電解槽本體
20‧‧‧蓋形螺帽
21‧‧‧蓋形螺帽
25‧‧‧螺栓螺帽
26‧‧‧陰極氣體產生出口管
31‧‧‧凸緣
50‧‧‧肋條
51‧‧‧肋條
80‧‧‧陽極氣相部
81‧‧‧陰極氣相部
Y‧‧‧鉛直方向
Claims (15)
- 一種三氟化氮氣體製造用電解槽，其具有分隔壁，該分隔壁被覆陰極及陽極中之一電極之上部區域以將自陽極產生之氣體與自陰極產生之氣體隔離，上述分隔壁於其下端側區域具有沿具有橫向分量之方向延伸之肋條，上述肋條及上述分隔壁包含氟樹脂，且形成為一體，且肋條之寬度W相對於分隔壁之厚度T之比率(W/T)為0.5以上且10以下。
- 如請求項1之電解槽，其中上述分隔壁不具有金屬板、或其他能夠分離之氟樹脂板。
- 如請求項1或2之電解槽，其中上述肋條設置於上述分隔壁之與上述電極之一面平行之面。
- 如請求項1之電解槽，其中上述分隔壁及上述肋條包圍上述電極之上部區域。
- 如請求項1之電解槽，其具有複數個上述肋條。
- 如請求項5之電解槽，其中於上述分隔壁之一面具有複數個肋條。
- 如請求項6之電解槽，其中存在2個以上之以包圍上述分隔壁之周圍之方式形成為環狀之肋條。
- 如請求項1或2之電解槽，其中肋條之寬度W相對於分隔壁之厚度T之比率(W/T)為1以上且5以下。
- 如請求項1之電解槽，其中肋條之高度H相對於分隔壁之厚度T之比率(H/T)為0.5以上。
- 如請求項9之電解槽，其中肋條之高度H相對於分隔壁之厚度T之比率(H/T)為1以上且5以下。
- 如請求項1之電解槽，其中肋條間之距離D2相對於分隔壁之厚度T之比率(D2/T)為0.1以上且20以下。
- 如請求項11之電解槽，其中肋條間之距離D2相對於分隔壁之厚度T之比率(D2/T)為0.1以上且10以下。
- 如請求項1之電解槽，其中上述肋條設置於自上述分隔壁之下端向上側隔開距離之位置。
- 如請求項13之電解槽，其中位於最靠分隔壁之下端側之肋條之下端與分隔壁之下端之距離D1、與分隔壁之厚度T之比(D1/T)為0以上且5以 下。
- 一種三氟化氮氣體製造用電解槽用分隔壁，其係用以被覆三氟化氮氣體製造用電解槽之陽極及陰極中之一電極之上部區域者，上述分隔壁係將其一端部側固定於電解槽之上部而使用，並且於其另一端部側之壁面具有肋條，該肋條沿具有與該等兩端部對向之方向垂直之方向分量的方向延伸，上述分隔壁包含氟樹脂，且與上述肋條形成為一體，且肋條之寬度W相對於分隔壁之厚度T之比率(W/T)為0.5以上且10以下。
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