JPH0678593B2 - 溶融塩電解法によるガスの製造方法 - Google Patents
溶融塩電解法によるガスの製造方法Info
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- JPH0678593B2 JPH0678593B2 JP1049998A JP4999889A JPH0678593B2 JP H0678593 B2 JPH0678593 B2 JP H0678593B2 JP 1049998 A JP1049998 A JP 1049998A JP 4999889 A JP4999889 A JP 4999889A JP H0678593 B2 JPH0678593 B2 JP H0678593B2
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- cathode
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は三弗化窒素（NF3）ガスや弗素（F2）ガス製造
方法に関する。更に詳しくは、溶融塩電解法によるNF3
ガスやF2ガスの製造方法に関する。
方法に関する。更に詳しくは、溶融塩電解法によるNF3
ガスやF2ガスの製造方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 溶融塩電解法によってNF3ガスやF2ガスを製造する場
合、通常、NH4F・xHFを加熱・溶融した状態で電解しNF3
を製造する方法や、KF・xHFを加熱・溶融した状態で電
解しF2を製造する方法が一般的である。このような方法
は、例えば第８図に示す如き電解槽を使用し、陽極から
発生した粗NF3ガスまたは粗F2ガスを第７図に示す如き
捕集装置に導き、NF3またはF2を液化・捕集する方法で
製造されている。
合、通常、NH4F・xHFを加熱・溶融した状態で電解しNF3
を製造する方法や、KF・xHFを加熱・溶融した状態で電
解しF2を製造する方法が一般的である。このような方法
は、例えば第８図に示す如き電解槽を使用し、陽極から
発生した粗NF3ガスまたは粗F2ガスを第７図に示す如き
捕集装置に導き、NF3またはF2を液化・捕集する方法で
製造されている。
即ち、電解槽中の陽極２と陰極４は隔板６で隔離されて
いて、空間部（気相部）はそれぞれ陽極室３及び陰極室
５を構成している。しかして、隔板６は陽極２から発生
する粗NF3ガスまたは粗F2ガスと陰極４から発生する水
素（H2）ガスが混合すると爆発を引き起こすので、この
混合を防止するために設けられているものである。
いて、空間部（気相部）はそれぞれ陽極室３及び陰極室
５を構成している。しかして、隔板６は陽極２から発生
する粗NF3ガスまたは粗F2ガスと陰極４から発生する水
素（H2）ガスが混合すると爆発を引き起こすので、この
混合を防止するために設けられているものである。
しかし、隔板６の電解液７中へ浸液している部分は、陽
極２から陰極４へ通電しないので、この部分の電極は電
極としての機能を果たさない。従って、電極の電流効率
を低下させないためには、隔板６の浸液部は極力小さい
ことが望ましく、通常、この浸液部は30〜100mm程度で
実施される。
極２から陰極４へ通電しないので、この部分の電極は電
極としての機能を果たさない。従って、電極の電流効率
を低下させないためには、隔板６の浸液部は極力小さい
ことが望ましく、通常、この浸液部は30〜100mm程度で
実施される。
また、電解中は陽極室３及び陰極室５へはそれぞれ窒素
（N2）ガスやヘリウム（He）ガス等の不活性ガスをキャ
リヤーガスとして導入している。
（N2）ガスやヘリウム（He）ガス等の不活性ガスをキャ
リヤーガスとして導入している。
ところが、電解中に陽極室３と陰極室５との間に差圧が
生ずる場合が多く、この差圧によって、電解液７は陽極
室３と陰極室５において、液面の差が発生する。しかし
て、上記の差圧が大きくなると、陽極室３または陰極室
５の一方の液面が、隔板６の最下部より下に位置するよ
うになる。
生ずる場合が多く、この差圧によって、電解液７は陽極
室３と陰極室５において、液面の差が発生する。しかし
て、上記の差圧が大きくなると、陽極室３または陰極室
５の一方の液面が、隔板６の最下部より下に位置するよ
うになる。
このような状態になると陽極室３と陰極室５の隔離が不
十分となり、陽極２から発生するNF3ガスまたはF2ガス
と陰極４から発生するH2ガスが混合し、爆発を引き起こ
すことになる。ところが、隔板６の浸液部は前記の通り
30〜100mm程度と僅かであるので、陽極室３と陰極室５
の差圧が水柱60〜200mm程度の小さな差圧でも、NF3ガス
またはF2ガスとH2ガスとが混合し、爆発の可能性が生ず
るので、上記差圧は極力小さな範囲に抑えなければなら
ないのである。
十分となり、陽極２から発生するNF3ガスまたはF2ガス
と陰極４から発生するH2ガスが混合し、爆発を引き起こ
すことになる。ところが、隔板６の浸液部は前記の通り
30〜100mm程度と僅かであるので、陽極室３と陰極室５
の差圧が水柱60〜200mm程度の小さな差圧でも、NF3ガス
またはF2ガスとH2ガスとが混合し、爆発の可能性が生ず
るので、上記差圧は極力小さな範囲に抑えなければなら
ないのである。
尚、NF3ガスまたはF2ガスとH2ガスとの混合ガスは、爆
発限界が非常に広いので、この両者の混合ガスは非常に
爆発の可能性が高く危険である。
発限界が非常に広いので、この両者の混合ガスは非常に
爆発の可能性が高く危険である。
陽極室３と陰極室５との間に差圧が生ずる原因について
は、種々の要因が考えられるが、以下の理由によるもの
と考えられる。即ち、 １）陽極２から発生するガス量と陰極４から発生するガ
ス量が異なること。
は、種々の要因が考えられるが、以下の理由によるもの
と考えられる。即ち、 １）陽極２から発生するガス量と陰極４から発生するガ
ス量が異なること。
２）陽極２から発生するガスは前述の通り捕集装置に導
かれ、ここでNF3またはF2は冷却・液化して捕集される
ので、この系においてガス量が大幅に少なくなる。従っ
て捕集器21内の圧力が低下し、その結果、陽極室３の圧
力変動を及ぼすこと。３）また、捕集容器21は液体窒素
等を冷媒25として冷却されているので、冷媒容器24中の
冷媒量の変動によりNF3またはF2の液化速度が変化し、
その結果陽極室３に圧力変動を及ぼすこと。
かれ、ここでNF3またはF2は冷却・液化して捕集される
ので、この系においてガス量が大幅に少なくなる。従っ
て捕集器21内の圧力が低下し、その結果、陽極室３の圧
力変動を及ぼすこと。３）また、捕集容器21は液体窒素
等を冷媒25として冷却されているので、冷媒容器24中の
冷媒量の変動によりNF3またはF2の液化速度が変化し、
その結果陽極室３に圧力変動を及ぼすこと。
４）陰極４から発生するガスはH2ガスが主成分である
が、弗化水素（HF）等を含有しているので、陰極発生ガ
ス出口管20にこれが除去のための洗浄工程（図示してい
ない）が設けてあ。従って、この洗浄工程での圧力変動
が陰極室５の圧力に影響を及ぼすこと。などである。
が、弗化水素（HF）等を含有しているので、陰極発生ガ
ス出口管20にこれが除去のための洗浄工程（図示してい
ない）が設けてあ。従って、この洗浄工程での圧力変動
が陰極室５の圧力に影響を及ぼすこと。などである。
これらによる圧力変動を防止する目的で、前記の通り電
解中は陽極室３及び陰極室５へキャリヤーガスを連続的
に導入しているわけである。（陽極室３及び陰極室５へ
はそれぞれ圧力計14a、14cを設けて圧力を監視しなが
ら、導入するキャリヤーガス量を流量計12a、12c及び弁
9a、9bで調節している。） しかしながら、陽極室３と陰極室５の間の差圧は前述の
通り極めて小さい範囲に抑えなければならないので、キ
ャリヤーガスの導入のみでは爆発を防止できないのであ
る。
解中は陽極室３及び陰極室５へキャリヤーガスを連続的
に導入しているわけである。（陽極室３及び陰極室５へ
はそれぞれ圧力計14a、14cを設けて圧力を監視しなが
ら、導入するキャリヤーガス量を流量計12a、12c及び弁
9a、9bで調節している。） しかしながら、陽極室３と陰極室５の間の差圧は前述の
通り極めて小さい範囲に抑えなければならないので、キ
ャリヤーガスの導入のみでは爆発を防止できないのであ
る。
そこで第９図に示す如き、例えば、キャリヤーガス陽極
室導入管10に圧力自動制御弁17を設けて、キャリヤーガ
スの導入量を自動制御し、陽極室３と陰極室５の差圧を
極力抑制する方法も採用されている。しかしこの方法
は、陽極室３内の圧力と陰極室５内の圧力を検出し、こ
れを電気信号等に変換して圧力自動制御ユニット18に伝
達し、圧力自動制御弁17の開閉度を自動調節する方法で
ある。従って、陽極室３内及び陰極室５内の圧力変動の
電気信号への変換の遅れ（タイムラグ）や、陽極室３内
及び陰極室５内の圧力検出精度に欠けるという点で満足
な結果が得られず、電解槽における爆発を完全に防止す
るに至っていないのが実情である。
室導入管10に圧力自動制御弁17を設けて、キャリヤーガ
スの導入量を自動制御し、陽極室３と陰極室５の差圧を
極力抑制する方法も採用されている。しかしこの方法
は、陽極室３内の圧力と陰極室５内の圧力を検出し、こ
れを電気信号等に変換して圧力自動制御ユニット18に伝
達し、圧力自動制御弁17の開閉度を自動調節する方法で
ある。従って、陽極室３内及び陰極室５内の圧力変動の
電気信号への変換の遅れ（タイムラグ）や、陽極室３内
及び陰極室５内の圧力検出精度に欠けるという点で満足
な結果が得られず、電解槽における爆発を完全に防止す
るに至っていないのが実情である。
本発明者等は上記状況に鑑み、溶融塩電解法によるガス
の製造において、電解槽での爆発を完全に解消すること
を目的として鋭意検討を重ねた結果、陽極室及び陰極室
に導入するキャリヤーガス導入管を単一の弁より分岐さ
せれば、上記目的が達成できることを見い出し本発明を
完成するに至ったものである。
の製造において、電解槽での爆発を完全に解消すること
を目的として鋭意検討を重ねた結果、陽極室及び陰極室
に導入するキャリヤーガス導入管を単一の弁より分岐さ
せれば、上記目的が達成できることを見い出し本発明を
完成するに至ったものである。
即ち本発明は、溶融塩電解法によるガスの製造におい
て、陽極室及び陰極室が単数または複数であり、各陽極
室及び陰極室に導入するキャリヤーガス導入管が単一の
弁から複数に分岐され、各分岐されたキャリヤーガス導
入管は逆止弁を経て各陽極室及び各陰極室の気相部にそ
れぞれ接続されていて、該キャリヤーガスを単一の弁に
供給して導入することを特徴とする溶融塩電解法による
ガスの製造方法を提供するものである。
て、陽極室及び陰極室が単数または複数であり、各陽極
室及び陰極室に導入するキャリヤーガス導入管が単一の
弁から複数に分岐され、各分岐されたキャリヤーガス導
入管は逆止弁を経て各陽極室及び各陰極室の気相部にそ
れぞれ接続されていて、該キャリヤーガスを単一の弁に
供給して導入することを特徴とする溶融塩電解法による
ガスの製造方法を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
溶融塩電解法によってNF3ガスを製造する場合、電解槽
の陽極からはNF3とN2との混合ガスが発生し、陰極から
はH2ガスが発生する。またF2ガスを製造する場合、電解
槽の陽極からはF2ガスが発生し、陰極からはH2ガスが発
生する。そして、陽極から発生したNF3とN2との混合ガ
スまたはF2ガスを冷却して、NF3またはF2を液化または
固化して捕集する。
の陽極からはNF3とN2との混合ガスが発生し、陰極から
はH2ガスが発生する。またF2ガスを製造する場合、電解
槽の陽極からはF2ガスが発生し、陰極からはH2ガスが発
生する。そして、陽極から発生したNF3とN2との混合ガ
スまたはF2ガスを冷却して、NF3またはF2を液化または
固化して捕集する。
上記冷却には、通常、液化ガスが使用されるが、NF3ガ
ス製造の場合には液体窒素が好ましく、F2ガス製造の場
合には液体窒素または液体ヘリウム、あるいは液体窒素
と液体ヘリウムの混合液化ガスが適当である。
ス製造の場合には液体窒素が好ましく、F2ガス製造の場
合には液体窒素または液体ヘリウム、あるいは液体窒素
と液体ヘリウムの混合液化ガスが適当である。
従って、本発明で使用するキャリヤーガスは、NF3また
はF2が液化する温度において液化または固化しないもの
であって、かつ、不活性なガスから選択される。かかる
キャリヤーガスとしては、NF3ガス製造の場合にはN2ガ
スまたはヘリウムガスが使用され、F2ガス製造の場合に
はヘリウムガスが使用される。
はF2が液化する温度において液化または固化しないもの
であって、かつ、不活性なガスから選択される。かかる
キャリヤーガスとしては、NF3ガス製造の場合にはN2ガ
スまたはヘリウムガスが使用され、F2ガス製造の場合に
はヘリウムガスが使用される。
本発明において使用する電解槽を例示すると、第１図ま
たは第３図に示す形状のものが挙げられる。第１図及び
第３図は電解槽の正面断面図であり、第２図は第１図に
おけるＡ−Ａ′矢視した、電極（陽極及び陰極）並びに
隔板の配置を示す平面図、第４図は第３図における電極
並びに隔板の配置を示す、第２図と同様な平面図であ
る。
たは第３図に示す形状のものが挙げられる。第１図及び
第３図は電解槽の正面断面図であり、第２図は第１図に
おけるＡ−Ａ′矢視した、電極（陽極及び陰極）並びに
隔板の配置を示す平面図、第４図は第３図における電極
並びに隔板の配置を示す、第２図と同様な平面図であ
る。
第１図に示す電解槽は、陽極２と陰極４が各１枚で１対
をなすもので、電解槽の基本形である。第３図に示す電
解槽は、陽極が2a及び2b、陰極が4a及4bと各２枚（２
対）からなっており、第１図に示す形状の電解槽を横に
直列に接続した形状をなすものであり、このように電極
を次々に何対も接続した形状も可能である。
をなすもので、電解槽の基本形である。第３図に示す電
解槽は、陽極が2a及び2b、陰極が4a及4bと各２枚（２
対）からなっており、第１図に示す形状の電解槽を横に
直列に接続した形状をなすものであり、このように電極
を次々に何対も接続した形状も可能である。
また、電極並びに隔板の配置を、第５図または第６図の
ようにした形状でも差支えない。
ようにした形状でも差支えない。
要は本発明においては、キャリヤーガス導入管10、11が
各陽極室３及び陰極室５の気相部にそれぞれ設けられて
おり、該各キャリヤーガス導入管10、11は単一の弁９よ
り分岐されたものであり、各分岐されたキャリヤーガス
導入管10、11は、逆止弁13を経て上記気相部にそれぞれ
接続されていなければならない。
各陽極室３及び陰極室５の気相部にそれぞれ設けられて
おり、該各キャリヤーガス導入管10、11は単一の弁９よ
り分岐されたものであり、各分岐されたキャリヤーガス
導入管10、11は、逆止弁13を経て上記気相部にそれぞれ
接続されていなければならない。
従ってキャリヤーガス導入管は、第１図及び第２図では
２本、第３図及び第４図では４本、第５図では２本、６
図では３本それぞれ必要である。尚、分岐された各キャ
リヤーガス導入管10、11は、その長さ及び口径がなるべ
く等しいことが望ましい。
２本、第３図及び第４図では４本、第５図では２本、６
図では３本それぞれ必要である。尚、分岐された各キャ
リヤーガス導入管10、11は、その長さ及び口径がなるべ
く等しいことが望ましい。
また、各キャリヤーガス導入管10、11にはそれぞれ流量
計12を設けて置くのが好ましい。流量計12は外部から制
御を行うことはなく、電解槽の陽極室及び陰極室の液面
の変化に対する、圧力の変動によってキャリヤーガスが
単一の弁９を通ってすばやく液面の変化に対応するので
ある。したがって、流量計12は、むしろ、プロセスの監
視を行うために取りつけるもので、フローモニター等の
流量指示計であればよい。尚、この流量計12はキャリヤ
ーガス導入の際の圧力損失のなるべく小さい形式のも
の、例えばローターメーター等が望ましい。
計12を設けて置くのが好ましい。流量計12は外部から制
御を行うことはなく、電解槽の陽極室及び陰極室の液面
の変化に対する、圧力の変動によってキャリヤーガスが
単一の弁９を通ってすばやく液面の変化に対応するので
ある。したがって、流量計12は、むしろ、プロセスの監
視を行うために取りつけるもので、フローモニター等の
流量指示計であればよい。尚、この流量計12はキャリヤ
ーガス導入の際の圧力損失のなるべく小さい形式のも
の、例えばローターメーター等が望ましい。
本発明は上記の通り各キャリヤーガス導入管10、11には
それぞれ逆止弁13が設けてあるが、これは電解槽におい
て何れかの電極からのガスの発生量が急増した場合に、
該急増したガスがキャリヤーガス導入管を経て、他の電
極からの発生ガスと混合する（陽極２からの発生ガスで
あるNF3ガスまたはF2ガスと陰極４からの発生ガスであ
るH2ガス混合）のを防止するためである。
それぞれ逆止弁13が設けてあるが、これは電解槽におい
て何れかの電極からのガスの発生量が急増した場合に、
該急増したガスがキャリヤーガス導入管を経て、他の電
極からの発生ガスと混合する（陽極２からの発生ガスで
あるNF3ガスまたはF2ガスと陰極４からの発生ガスであ
るH2ガス混合）のを防止するためである。
本発明においては、キャリヤーガスは単一の弁９に供給
して各陽極室３及び陰極室５に導入されるが、該キャリ
ヤーガスは高圧のガスボンベから取り出す場合、PSA法
で取り出した低圧の窒素をキャリヤーガスとして使用す
る場合または冷媒として使用する液体窒素が気化した後
の低圧のキャリヤーガスを使用する場合などである。こ
の中でキャリヤーガスを高圧のガスボンベから取り出し
て使用する場合は、高圧のキャリヤーガスを直接単一の
弁９に供給するのは危険でもあり、また、キャリヤーガ
スの導入量も調節しにくいので、単一の弁９のガス入口
側に圧力調節器８を設け、キャリヤーガスの圧力を適当
な圧力まで低下して、単一の弁９に供給する。したがっ
て、キャリヤーガスに低圧の窒素を使用する場合は、圧
力調節器８を設ける必要はない。この際のキャリヤーガ
スの圧力は、圧力調整器８の二次側の圧力で１〜５kg／
cm２−Ｇ程度が好ましい。
して各陽極室３及び陰極室５に導入されるが、該キャリ
ヤーガスは高圧のガスボンベから取り出す場合、PSA法
で取り出した低圧の窒素をキャリヤーガスとして使用す
る場合または冷媒として使用する液体窒素が気化した後
の低圧のキャリヤーガスを使用する場合などである。こ
の中でキャリヤーガスを高圧のガスボンベから取り出し
て使用する場合は、高圧のキャリヤーガスを直接単一の
弁９に供給するのは危険でもあり、また、キャリヤーガ
スの導入量も調節しにくいので、単一の弁９のガス入口
側に圧力調節器８を設け、キャリヤーガスの圧力を適当
な圧力まで低下して、単一の弁９に供給する。したがっ
て、キャリヤーガスに低圧の窒素を使用する場合は、圧
力調節器８を設ける必要はない。この際のキャリヤーガ
スの圧力は、圧力調整器８の二次側の圧力で１〜５kg／
cm２−Ｇ程度が好ましい。
本発明においては、キャリヤーガスの導入量は電解槽の
大きさや電極からのガスの発生量等によって異なるが、
各陽極室３及び陰極室５当たり１〜10Nl/minで実施され
る。
大きさや電極からのガスの発生量等によって異なるが、
各陽極室３及び陰極室５当たり１〜10Nl/minで実施され
る。
本発明では、電解槽は第７図に示す如き捕集装置と陽極
発生ガス出口管19で接続して使用されるが、かかる状態
で溶融塩電解を行なえば、キャリヤーガスが単一の弁９
より分岐された、キャリヤーガス陽極室導入管10及びキ
ャリヤーガス陰極室導入管11により、各陽極室３及び陰
極室５に導入されるので、従来の各陽極室３及び陰極室
５で差圧を発生する要因が発生しても、それに対応して
自動的にキャリヤーガスの導入量が変化するので、これ
によって各陽極室３及び陰極室５内の圧力は同一圧力に
維持されて差圧の発生を防止できるのである。
発生ガス出口管19で接続して使用されるが、かかる状態
で溶融塩電解を行なえば、キャリヤーガスが単一の弁９
より分岐された、キャリヤーガス陽極室導入管10及びキ
ャリヤーガス陰極室導入管11により、各陽極室３及び陰
極室５に導入されるので、従来の各陽極室３及び陰極室
５で差圧を発生する要因が発生しても、それに対応して
自動的にキャリヤーガスの導入量が変化するので、これ
によって各陽極室３及び陰極室５内の圧力は同一圧力に
維持されて差圧の発生を防止できるのである。
以下、実施例及び比較例により本発明をより具体的に説
明する。
明する。
実施例１ 第１図に示す電解槽に第７図に示す捕集装置を連結し
て、溶融塩電解法によりNF3ガスの製造を行なった。
尚、電解槽本体１は大きさが幅300mm、奥行き300mm、高
さ、300mmで、内面がテフロンライニングされており、
隔板６もテフロンライニングで上部よりの長さは120mm
とした。
て、溶融塩電解法によりNF3ガスの製造を行なった。
尚、電解槽本体１は大きさが幅300mm、奥行き300mm、高
さ、300mmで、内面がテフロンライニングされており、
隔板６もテフロンライニングで上部よりの長さは120mm
とした。
上記の電解槽に酸性弗化アンモニウム（NH4F・HF）と弗
化水素（HF）をHF/NH4モル比が1.7となるように液面が
上部より70mmまで仕込んだのち、これを120〜125℃の温
度に昇温しNH4F・HF系の電解液を形成した。また、捕集
容器24は液体窒素を冷媒として冷却した。
化水素（HF）をHF/NH4モル比が1.7となるように液面が
上部より70mmまで仕込んだのち、これを120〜125℃の温
度に昇温しNH4F・HF系の電解液を形成した。また、捕集
容器24は液体窒素を冷媒として冷却した。
しかる後、単一の弁９にキャリヤーガスとして圧力が２
kg／cm２−ＧのN2ガスを1Nl/minの流量で供給して、陽
極室３及び陰極室５へ導入した。この状態でN2ガスの陽
極室３への導入量は450Nml/min、陰極室５への導入量は
550Nml/minであり、陽極室３内と陰極室５内の圧力は共
に３×10-3kg／cm２−Ｇあり差圧はなかった。
kg／cm２−ＧのN2ガスを1Nl/minの流量で供給して、陽
極室３及び陰極室５へ導入した。この状態でN2ガスの陽
極室３への導入量は450Nml/min、陰極室５への導入量は
550Nml/minであり、陽極室３内と陰極室５内の圧力は共
に３×10-3kg／cm２−Ｇあり差圧はなかった。
この状態で陽極２より陰極４へ直流の電流を50アンペア
流して電解を50時間行なった。
流して電解を50時間行なった。
電解により陽極２からは約70Nml/minのNF3ガスと約30Nm
l/minのH2ガスが発生し、陰極４からは約300Nml/minのH
2ガスが発生した。電解中におけるキャリヤーガスの導
入量は、陽極室３へは650〜700Nml/minであり、陰極室
５へは300〜350Nml/minであった。また、陽極室３内の
圧力は４×10-3〜５×10-3kg／cm２−Ｇ、陰極室５内の
圧力は５×10-3〜６×10-3kg／cm３−Ｇの範囲で変動し
ており、差圧は殆ど生じなかった。
l/minのH2ガスが発生し、陰極４からは約300Nml/minのH
2ガスが発生した。電解中におけるキャリヤーガスの導
入量は、陽極室３へは650〜700Nml/minであり、陰極室
５へは300〜350Nml/minであった。また、陽極室３内の
圧力は４×10-3〜５×10-3kg／cm２−Ｇ、陰極室５内の
圧力は５×10-3〜６×10-3kg／cm３−Ｇの範囲で変動し
ており、差圧は殆ど生じなかった。
実施例２ 実施例１で使用した装置を用いて、溶融塩電解法により
F2ガスの製造を行なった。ただし、電解槽本体１及び隔
板６の材質はニッケル製とした。
F2ガスの製造を行なった。ただし、電解槽本体１及び隔
板６の材質はニッケル製とした。
上記の電解槽に酸性弗化カリウム（KF・HF）とHFをHF/K
Fモル比が2.0となるように液面が上部より70mmまで仕込
んだのち、これを90〜100℃の温度に昇温しKF・HF系の
電解液を形成した。
Fモル比が2.0となるように液面が上部より70mmまで仕込
んだのち、これを90〜100℃の温度に昇温しKF・HF系の
電解液を形成した。
しかる後、単一の弁９にキャリヤーガスとして圧力が２
kg／cm２−ＧのNeガスを2Nl/minの流量で供給して、陽
極室３及び陰極室５へ導入した。この状態でHeガスの陽
極室３への導入量は900Nml/min、陰極室５への導入量は
1100Nml/minであり、陽極室３内と陰極室５内の圧力は
共に４×10-3kg／cm２−Ｇあり差圧はなかった。
kg／cm２−ＧのNeガスを2Nl/minの流量で供給して、陽
極室３及び陰極室５へ導入した。この状態でHeガスの陽
極室３への導入量は900Nml/min、陰極室５への導入量は
1100Nml/minであり、陽極室３内と陰極室５内の圧力は
共に４×10-3kg／cm２−Ｇあり差圧はなかった。
この状態で陽極２より陰極４へ直流の電流を30アンペア
流して電解を50時間行なった。
流して電解を50時間行なった。
電解により陽極２からは約200Nml/minのF3ガス発生し、
陰極４からは約220Nml/minのH2ガスが発生した。電解中
におけるキャリヤーガスの導入量は、陽極室３へは850
〜1050Nml/minであり、陰極室５へは950〜1150Nml/min
であった。また、陽極室３内の圧力は３×10-3〜５×10
-3kg／cm２−Ｇ、陰極室５内の圧力は３×10-3〜５×10
-3kg／cm２−Ｇの範囲で変動しており、差圧は殆ど生じ
なかった。
陰極４からは約220Nml/minのH2ガスが発生した。電解中
におけるキャリヤーガスの導入量は、陽極室３へは850
〜1050Nml/minであり、陰極室５へは950〜1150Nml/min
であった。また、陽極室３内の圧力は３×10-3〜５×10
-3kg／cm２−Ｇ、陰極室５内の圧力は３×10-3〜５×10
-3kg／cm２−Ｇの範囲で変動しており、差圧は殆ど生じ
なかった。
比較例１ キャリヤーガスの導入方法を第８図に示すように変更し
た以外は、実施例１と同様な方法によりNF3ガスの製造
を行なった。
た以外は、実施例１と同様な方法によりNF3ガスの製造
を行なった。
即ち、キャリヤーガスとしてN2ガスを陽極室３へは450N
ml/minの流量で弁9aを調節して導入し、陰極室５へは55
0Nml/minの流量で弁9bを調節して導入した。尚、この時
の陽極室３内と陰極室５内の圧力は共に３×10-3kg／cm
２−Ｇあり、差圧はなかった。
ml/minの流量で弁9aを調節して導入し、陰極室５へは55
0Nml/minの流量で弁9bを調節して導入した。尚、この時
の陽極室３内と陰極室５内の圧力は共に３×10-3kg／cm
２−Ｇあり、差圧はなかった。
この状態で実施例１と同様に、陽極２より陰極４へ直流
の電流を50アンペア流して電解を開始した。電解開始後
は陽極室３内の圧力と陰極室５内の圧力に差圧が生じな
いように、陽極室３へのキャリヤーガス導入量を調節し
ながら電解を行なったが、電解開始後約１時間10分後に
差圧が７×10-3となり、爆発の危険が生じたので電解を
中止せざるを得なかった。
の電流を50アンペア流して電解を開始した。電解開始後
は陽極室３内の圧力と陰極室５内の圧力に差圧が生じな
いように、陽極室３へのキャリヤーガス導入量を調節し
ながら電解を行なったが、電解開始後約１時間10分後に
差圧が７×10-3となり、爆発の危険が生じたので電解を
中止せざるを得なかった。
比較例２ キャリヤーガスの導入方法を第９図に示すように変更し
た以外は、実施例１と同様な方法によりNF3ガスの製造
を行なった。
た以外は、実施例１と同様な方法によりNF3ガスの製造
を行なった。
即ち、キャリヤーガスとしてN2ガスを陰極室５へ550Nml
/minの流量で弁9bを調節して一定量導入し、陽極室３へ
は陰極室５内の圧力と同圧となるように、圧力自動制御
ユニット18を作動させ圧力自動制御弁17を調節してN2ガ
スを導入した。尚、この状態で陽極室３内と陰極室５内
の圧力は共に３×10-3kg/cm2−Ｇあった。
/minの流量で弁9bを調節して一定量導入し、陽極室３へ
は陰極室５内の圧力と同圧となるように、圧力自動制御
ユニット18を作動させ圧力自動制御弁17を調節してN2ガ
スを導入した。尚、この状態で陽極室３内と陰極室５内
の圧力は共に３×10-3kg/cm2−Ｇあった。
この状態で実施例１と同様に、陽極２より陰極４へ直流
の電流を50アンペア流して電解を開始した。電解開始後
は陽極室３内の圧力と陰極室５内の圧力に差圧が生じな
いように、陽極室３へのキャリヤーガス導入量を圧力自
動制御ユニット18で自動調節しながら電解を行なった
が、圧力自動制御ユニット18の電気信号のタイムラグ等
により差圧が生じ、電解開始後約２時間後にその差圧が
７×10-3kg／cm２−Ｇとなり、爆発の危険が生じたので
電解を中止せざるを得なかった。
の電流を50アンペア流して電解を開始した。電解開始後
は陽極室３内の圧力と陰極室５内の圧力に差圧が生じな
いように、陽極室３へのキャリヤーガス導入量を圧力自
動制御ユニット18で自動調節しながら電解を行なった
が、圧力自動制御ユニット18の電気信号のタイムラグ等
により差圧が生じ、電解開始後約２時間後にその差圧が
７×10-3kg／cm２−Ｇとなり、爆発の危険が生じたので
電解を中止せざるを得なかった。
以上詳細に説明したように、本発明は溶融塩電解法によ
るガスの製造に関し、各陽極室及び陰極室へのキャリヤ
ーガスの導入を、単一の弁から複数に分岐されたキャリ
ヤーガス導入管から、それぞれの陽極室及び陰極室へ導
入するという極めて簡単な方法である。従来の方法で
は、陽極室と陰極室の間に差圧が発生し、その結果、陽
極から発生したガスと陰極から発生したガスが混合し
て、電解中に爆発を惹起するという重大な問題があっ
た。これに対し本発明の方法を採用すれば、この電解中
の爆発という問題を完全に解消することができるのであ
る。とりわけ陽極と陰極で発生するガス量が異なるNF3
製造等の溶融塩電解では有効である。
るガスの製造に関し、各陽極室及び陰極室へのキャリヤ
ーガスの導入を、単一の弁から複数に分岐されたキャリ
ヤーガス導入管から、それぞれの陽極室及び陰極室へ導
入するという極めて簡単な方法である。従来の方法で
は、陽極室と陰極室の間に差圧が発生し、その結果、陽
極から発生したガスと陰極から発生したガスが混合し
て、電解中に爆発を惹起するという重大な問題があっ
た。これに対し本発明の方法を採用すれば、この電解中
の爆発という問題を完全に解消することができるのであ
る。とりわけ陽極と陰極で発生するガス量が異なるNF3
製造等の溶融塩電解では有効である。
しかも、本発明の方法は上記の通り極めて簡単な方法で
あって、従来差圧防止のために使用していた、圧力自動
制御ユニットや圧力自動制御弁等を使用する必要もな
い。
あって、従来差圧防止のために使用していた、圧力自動
制御ユニットや圧力自動制御弁等を使用する必要もな
い。
第１図及び第３図は、本発明に使用する電解槽の正面断
面図であり、第２図は第１図におけるＡ−Ａ′矢視し
た、電極（陽極及び陰極）並びに隔板の配置を示す平面
図、第４図は第３図における電極並びに隔板の配置を示
す、第２図と同様な平面図である。第５図及び第６図
は、電極並びに隔板の配置の他の実施態様を示す、第２
図及び第４図と同様な平面図である。 第７図は、電解槽の陽極から発生した粗NF3ガスまたは
粗F2ガス中の、NF3またはF2を捕集する装置の１例を示
す図である。 第８図及び第９図は、従来の電解槽の正面断面図であ
る。 図において、 １……電解槽本体、２……陽極 ３……陽極室、４……陰極 ５……陰極室、６……隔板 ７……電解液、８……圧力調整器 ９……単一の弁、9a、9b……弁 10……キャリヤーガス陽極室導入管 11……キャリヤーガス陰極室導入管 12……流量計、13……逆止弁 14……圧力計 17……圧力自動制御弁 18……圧力自動制御ユニット 19……陽極発生ガス出口管 20……陰極発生ガス出口管 21……捕集容器、22、23……弁 24……冷媒容器、25……冷媒 26……排気管 を示す。
面図であり、第２図は第１図におけるＡ−Ａ′矢視し
た、電極（陽極及び陰極）並びに隔板の配置を示す平面
図、第４図は第３図における電極並びに隔板の配置を示
す、第２図と同様な平面図である。第５図及び第６図
は、電極並びに隔板の配置の他の実施態様を示す、第２
図及び第４図と同様な平面図である。 第７図は、電解槽の陽極から発生した粗NF3ガスまたは
粗F2ガス中の、NF3またはF2を捕集する装置の１例を示
す図である。 第８図及び第９図は、従来の電解槽の正面断面図であ
る。 図において、 １……電解槽本体、２……陽極 ３……陽極室、４……陰極 ５……陰極室、６……隔板 ７……電解液、８……圧力調整器 ９……単一の弁、9a、9b……弁 10……キャリヤーガス陽極室導入管 11……キャリヤーガス陰極室導入管 12……流量計、13……逆止弁 14……圧力計 17……圧力自動制御弁 18……圧力自動制御ユニット 19……陽極発生ガス出口管 20……陰極発生ガス出口管 21……捕集容器、22、23……弁 24……冷媒容器、25……冷媒 26……排気管 を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】溶融塩電解法によるガスの製造において、
陽極室及び陰極室が単数または複数であり、各陽極室及
び陰極室に導入するキャリヤーガス導入管が単一の弁か
ら複数に分岐され、各分岐されたキャリヤーガス導入管
は逆止弁を経て各陽極室及び陰極室の気相部にそれぞれ
接続されていて、該キャリヤーガスを単一の弁に供給し
て導入することを特徴とする溶融塩電解法によるガスの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049998A JPH0678593B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 溶融塩電解法によるガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049998A JPH0678593B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 溶融塩電解法によるガスの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3206831A Division JP2766845B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232386A JPH02232386A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH0678593B2 true JPH0678593B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=12846676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049998A Expired - Lifetime JPH0678593B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 溶融塩電解法によるガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101065906B1 (ko) * | 2002-07-11 | 2011-09-19 | 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 | 불소 가스 생성 장치 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2766845B2 (ja) * | 1991-08-19 | 1998-06-18 | 三井化学株式会社 | 電解槽 |
| JPH0688267A (ja) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 電解槽 |
| TWI247051B (en) * | 2000-04-07 | 2006-01-11 | Toyo Tanso Co | Apparatus for generating fluorine gas |
| EP1367149B1 (en) | 2002-05-29 | 2011-11-16 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Fluorine gas generator |
| GB0216828D0 (en) * | 2002-07-19 | 2002-08-28 | Boc Group Plc | Apparatus and method for fluorine production |
| KR100533411B1 (ko) | 2002-11-08 | 2005-12-02 | 도요탄소 가부시키가이샤 | 불소가스 발생장치와 그 전해욕 액면 제어방법 |
| JP2005097667A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Air Liquide Japan Ltd | フッ素ガス生成装置 |
| JP4831557B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2011-12-07 | 煕濬 金 | フッ素電解装置 |
| JP4777989B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2011-09-21 | 東洋炭素株式会社 | フッ素系ガス発生装置 |
| JP5716288B2 (ja) * | 2010-04-16 | 2015-05-13 | セントラル硝子株式会社 | フッ素ガス生成装置 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1049998A patent/JPH0678593B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101065906B1 (ko) * | 2002-07-11 | 2011-09-19 | 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 | 불소 가스 생성 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02232386A (ja) | 1990-09-14 |
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