CN100378248C - 生产氟的设备以及该设备的操作和维护方法 - Google Patents

Abstract

介绍了通过电解氟化氢生产氟气的设备和方法。该设备包含：许多单个氟发生盒；所述单个氟发生盒与氟气输运系统相连，以满足远处设备对所述氟气的利用和消耗；所述氟发生盒各自与所述氟气输运系统分隔开，并且可从设备上取下，拿到别的地方维护。

Description

生产氟的设备以及该设备的操作和维护方法

发明领域

本发明涉及生产氟的设备和用该设备生产氟的方法。

发明背景

半导体器件一般是通过化学气相沉积(CVD)法在真空室中形成多层硅来生产的。在生产过程中，还可通过蚀刻组成器件的材料层在器件上形成所需图案。随着时间的推移，这种真空室蚀刻法会导致某些被蚀刻基底材料，例如硅、氧化硅、氮化硅等沉积在真空室表面。沉积或蚀刻过程中的多数未使用的试剂和副产物都在每一个生产步骤中从该室排出，但是总有一些不需要的试剂和副产物不可避免地沉积在处理室的内壁和表面上，成为潜在的污染物。例如，这些沉积的物质中有些可能从室壁上掉落，加入到器件中，使它们成为废品。这种不利的沉积物和残余物必须从处理室表面周期性清除，以免聚集到可能带来危害的程度。

虽然上面专门提到半导体器件，但CVD技术非常广泛地用于生产众多类型的电子器件。例如，CVD用于生产薄膜晶体管(TFT)平板显示器，具体方法是在大的基底，如玻璃板上沉积材料膜，例如在生产液晶显示器(LCD)中。

传统上，从CVD处理室的表面上清除不需要的材料是通过利用清洁气体，如三氟化氮、六氟乙烷和六氟化硫来完成的。尽管这些气体能很好地从处理室中清除污染物，但它们存在进入大气中会引起全球变暖的缺点。如果使用这些气体，它们在等离子体作用下会发生分解，在处理室中释放原子氟，原子氟是活性清洁组分。

据最新报道，可用分子氟代替上述传统的气体化合物，直接用于CVD处理室的清洁，也可以在等离子体室中处理氟分子，产生氟原子后使用。分子氟的另一个优点是，它不会加剧全球变暖。EP-A-1 138802介绍了用氟分子从CVD室中清除污染物。

但是，尽管上面讨论的EP-A-1 138802清楚地表明，氟分子本身或经处理产生的氟原子能有效地清洁CVD室，但它并没有说明这种氟气如何产生，以便建立商业CVD工厂。

但是，电子器件生产工业没有足够好的配备来维持或应付传统化工厂的装备，以产生足够量的氟，用于清洁大量的CVD室，这些室存在于生产电子器件的典型现代化工厂。该工业要求可靠的、容易升级的原位生产工艺和高纯氟气流的输送手段。所希望的是，氟气生产工厂的维护和升级能在化学毒害作用最小或没有化学毒害作用的情况下迅速、简单地完成，更重要的是，在维护或升级过程中不会对生产带来损失。升级能力是非常重要的，因为有些使用者可能要求生产氟的能力能随着电子器件生产容量的增加而扩大，因为此时CVD室也大量增加。

出于安全考虑，以及在典型的50升钢瓶中表压为28巴的最大氟气存储量只有1.4kg，所以钢瓶中的压缩氟气在大规模CVD应用中没有实用价值。因此，普通工厂所要求的压缩氟气量都意味着在环境和安全性能上不符合要求，因为在压缩之后，氟气的反应活性大大提高。此外，用这种方式提供大量氟气的成本也是难以承受的。

原位生产氟气目前存在于某些工业中，但是所设计的氟发生装置必须符合有关氟生产的化工标准，在原位维护方面要求比较高，而且需要操作者不断地干预，常常涉及化学处理或取样，如生产氟气的电解质。此程序在化学工业上是很普遍的，但要求相关人员穿戴合适的防护服，使用呼吸设备等等，以免在室连接破裂或室开启时受到释放到空气中的有毒氟气的伤害。但是，这种方法在电子工业中是不可行的，因为它希望相关人员不需要依赖于防护服等，并且任何有毒气体在任何时候都应该封闭起来，在任何情况下都不能释放到空气中。

对于用氟分子清洁CVD工具，在缺少特别的工艺优点的情况下，有人声称改变现有方法和清洁的化学品，可以为该工业节省至少30％的开支。因此，人们一开始就考虑给每个CVD处理装置配一个传统的氟发生池。此方法的一个显而易见的优点是，氟气室的输出端口能够与作为供氟对象的特定装置对氟的要求相匹配。这种方法还可最大程度减少输送氟气的管道。另一个明显的优点是，一个氟发生器出故障不会引起整个工厂范围的停产，而只需关闭一个CVD装置。但实际上，一个CVD装置配一个氟发生器的优异的吸引力盖住了该方法的实际缺陷和经济上的缺点。因为每个氟发生器都必须具有相同的处理模块，因此需要额外花一大笔钱复制许多组件并进行处理，包括：无水氟化氢供应装置、氟气的下游纯化、气体压缩和存储，以及发生器排出物的处理。因此，这种方法涉及许多比较有害的化学过程，包括在整个生产厂里大规模生产氟化氢和存储氟气。结果，所有的氟发生操作和维护活动在工厂里比较分散，对工厂安全构成威胁。

此外，在CVD清洁应用中，氟气的质量极其重要，但气体质量的控制非常困难，因为需要数个装置的时候，连续原位分析花费惊人，从多个装置对氟气进行周期性取样还存在许多实际困难，也不安全。

与上述一个装置配一个氟发生器不同，由一个大型的传统发生器通过多个给料途径向许多CVD装置送气的方法有一个极大的缺陷，即发生器出现故障或停下来修理或进行维护时，整个生产线都必须停工，直到发生器恢复工作。

本发明第一方面涉及电解氟化氢产生氟气的方法，其装置包括：许多单个氟发生单元；所述单个氟发生单元与氟气输运系统相连，以满足远处设备对所述氟气的利用和消耗；所述氟发生单元可从所述氟气输运系统上分布拆下来，并且可从设备上取下，拿到别的地方维护。

上面提到的词汇“维护”包括因任何原因而将单个氟发生单元从设备上取下来。在本发明中，词汇“维护”可包括对室的常规维护、保养或修复等。它还包括将这种需要维护的室从设备上取下，拿到远离消耗氟气的工厂的地方，因而对于工厂或工人来说，不存在不便、污染或安全隐患。

在本说明书中，设备是指“成套”氟发生设备。术语“成套”是指在氟气车间供应公司建造和组装的车间等，经过测试以保证设备的有效操作，关闭后封装起来，作为独立的车间运送到客户所在地等，以便客户在生产中可利用氟气。一般地，设备可以完全独立，不需要客户提供电源、水、压缩气体或氮气等就可以运行；它可装在陆运或海运的容器中，这种容器不仅可以放置设备，而且可以放在客户处直接使用。

成套氟发生车间或设备可按氟气产生总量在0-2.7kg氟气/h之间分为几类。也存在化工厂里用的传统大规模氟气发生车间，它每年能产生数千吨氟气，其中每个室的产氟量通常不低于4kg氟气/h，这些车间可具有许多单个室，人穿戴并使用合适的防护设备后可将它们取下来。这些车间众多的室和附属设备都原位建造，拉到操作地点组装起来。这种车间用于核工业等，以产生核燃料前体，如六氟化铀等。这种车间大不同于“成套”的、可作为单元氟气发生设备的车间，后者是本发明的内容。在本发明中，设备可包含在容器中，容器的整体尺寸基本上不超过标准ISO容器，也不小于下面将要详细介绍的尺寸。

在本说明书中，设备包含许多自含有的氟气发生单元。这些单元可由单个室构成，这样每个单元可有效地包含一个阴极和一个阳极。或者，该单元可包含一组室，这样在该单元中可存在一个以上的阴极和阳极。因此，本发明设备包含许多氟发生器，它们可彼此分隔，且可作为整体与装置分隔，每个单元可独立地从设备上取下来，而不会中断整个设备对氟气的供应。为方便描述，单个氟发生单元以下称作“氟盒”。类似地，氟生产设备中的其他装置，如氟纯化单元和氟压缩与存储单元也称作“盒子”，例如“纯化盒”和“压缩与存储盒”。术语“盒子”意指独立的包装，它具有前述特征或装置，这种装置很容易从设备上拆下来进行维护或修理，并可用相同的包装代替，而不会给人们带来危害，也不会影响氟的连续生产。

在氟生产工业中，氟“室”是用来指称金属容器但该容器具有许多阳极(容器本身通常构成阴极)的常用词汇。现有技术的氟室一般具有多达36个独立阳极。因此，在本发明中，每个氟室或盒可含有6、12或24个阳极，具体取决于客户对氟要求。

取下的氟盒宜用另一个基本上相同的氟盒取代，这样就不会明显影响设备的氟发生量。

本发明设备提供了独立的氟发生系统，它使车间具有足够的氟发生量，例如作为CVD室或工具的清洁气体，氟发生系统与这些CVD室或工具连接，则满足总氟需求量所需的氟盒少于设备中单个氟盒的总数。因此，如果一个氟盒需要修理或维护或保养，则该设备可继续产生氟气，满足氟气总需求，而不需要关闭本发明的氟发生设备，也不需要作其他停顿。如上所述，取下的氟盒可立即用基本上相同(指主要原料和尺寸)的氟盒替换，这样氟的发生总潜能就不会受到根本损害。例如，对于含有三个氟发生盒的设备，三个盒子的常规平均输出量小于峰量需求下每个峰输出量的66％。因此，如果出于某种原因需要取下一个盒子，剩余的两个盒子能够满足车间应用对峰氟的总需求。

因此，本发明设备的氟盒发生单点故障不会引起设备的整体关闭，也不会降低满足氟需求峰量的能力。

如上所述，按传统方法原位维护、保养或修理氟发生池时，必须关闭室，并原位拆除它，由于氟气和所用电解质有剧毒，这意味着除了穿有合适的防护服的人员外，所有的人都必须从进行这种工作的地点迁出。完成此工作的停工时间通常要数天。这意味着以氟设备供应氟气的车间要中断生产，损失了生产时间。

对于本发明设备，需要处理的氟盒宜电隔离方法，并在涉及氟气时用阀工具隔离，从设备上取下，用车等运送到远处进行修理。但是，原位备用的替代氟盒可即时安装在设备中。因此，对于取下的室何时再用并没有时间限制；室可以送到具有适合进行维护的地点进行维护；在取下氟盒在车间工作的人没有受到伤害；车间生产的时间没有损失。

本发明设备总的尺寸较小。例如，如上所述，其尺寸可接近标准ISO容器，这些容器在国际上广泛用于海运和输送许多类型的货物。这种容器的整体尺寸约为宽2.44m×高2.44m×长6.5m(或英制约宽8’×高8’×长20’)。因此，本发明氟发生设备可具有一个小足迹(footprint)，容易安装在客户生产车间中的便利位置。

本发明设备包含独立的整体氟发生装置，它可以作为一个单元陆运或海运。本发明设备基于ISO型容器时，可包含多达三个氟盒，至少一个氟纯化盒和至少一个氟压缩和存储/缓冲盒。

本发明的一种实施方式包括一个氟发生设备，它含有三个氟盒，两个氟纯化盒，一个氟压缩和存储盒以及其他相关设备，它们均封闭在标准ISO容器的外尺寸之内。但是，运送的另一个方面是运送备用或替代氟盒；标准ISO容器可容纳多达8个宽约0.74m的氟盒，但这仅是一个示例，各氟盒的制造尺寸可在一定范围内变化。本发明设备的盒子是独立运输包装，因为它们的外围完全是板式的，这使得盒子形成封闭单元，运输时不需要另外包装或防护。

尽管用于本发明特定设备的氟盒可形成具有特定外围尺寸的设备组，并且为确保互变性而在预定位置上具有维修接头、氟气出口和氢气出口等，对氟盒中的实际氟室可以进行改变，以适合客户对氟气的要求。例如，氟室最开始的氟发生容量可以是0-385g/h，随着需求量的提高，氟室的输出容量可改变到0-700或0-1400g/h等。因此，本发明设备可随氟需求量的增加而升级。

氟盒可安装在整体设备的外包装中，在其中可对所有氟盒进行常规操作。这种常规操作可包括流体管道的排布、电缆的埋设和电气/仪器的布线。

与氟盒的有毒流体连接线路上设有隔离阀。与氟盒的有毒流体连接线路上宜安装双隔离阀，它们之间有真空连接。因此，可关闭两个隔离阀，用真空抽走有毒物质，然后再断开氟盒与连接管线之间的连接，接下来才从设备上取下氟盒。用于除去有毒物质的真空抽提系统宜与涤气系统连接，以除去并中和有毒物质。

无毒流体线路可通过例如快速连接耦合等提供。

一旦氟盒从设备上断开，它立即与环境完全隔离开，不会对人带来危险。类似地，新的替代氟盒也是无害的，直到它连接到设备上，并打开隔离阀让有毒流体通过。

备用氟盒可原位存储，以备快速更换。类似地，替换下来的盒子可安全地原位存储，直到将它们取下来送到远处修理或进行离位保养等。

氟盒上可配备工具，以方便盒子从设备包装中取出和放入。合适的工具可包括轮子等。

在本发明的一个优选实施方式中，氟盒本身沿一个或多个氟气发生室有一个独立的外包装，这样氟气发生泄漏时仍局限在包装中。盒子外包装更宜连接到真空抽提系统上，该系统配有涤气装置，以除去有害化学物质。

在本发明设备中，每个盒子都有自己的外包装，它是牢固的金属框架和板。安装在设备中时，该包装物与抽提和涤气装置相连，以应付任何可能的泄漏，因此提供了密封保护外包装。从设备中取出盒子时，外包装提供了双重好处，即在运输过程中既无需再包装，又为盒子提供了保护，同时为操作盒子的人提供了保护。

在本发明设备的一个优选实施方式中，还提供了至少一个，宜为两个氟纯化盒，氟盒中的氟气出来后通过它们，除去不需要的微粒物质和不好的气体污染物，然后氟气才能到达预定的处理设备。配有这样两个盒子的目的是让一个盒子在生产氟的过程中可得到修理或替换。这种不需要的物质可包括氟化氢等，从电解质中被带到氟气流里，它可通过氟化钠阱等。氟与碳阳极反应形成的四氟化碳可通过合适的已知吸收系统清除。

氟纯化盒也是可以隔离的，很容易以类似于氟盒的方式从设备上取下进行修理和保养。因此，这种隔离宜借助双隔离阀完成，像氟盒那样让真空抽提系统介入。

在本发明设备的另一个优选实施方式中，还可以配备氟缓冲盒，它与氟纯化盒的下游氟管道连接。缓冲盒的功效是收集产生的纯化氟，将其集中在罐子中，构成氟气库，减小氟气流的波动，以便以恒定压力提供氟气。

本发明设备可全部安置在一个主封闭框架中，它装有合适的板，以便对外界形成有效的封闭。此外，主外包装宜配有排放通道，以便除去任何泄漏物，防止污染周围区域。排放系统可与合适的涤气装置连接，以安全地清除任何有害物质。

主外包装还宜以已知方法配备所有必要的电源和电控制系统，以便氟化氢电解质有效电解，产生氟气。

根据本发明设备的一个优选实施方式，氟盒的框架可用作盒子中氟室的阴极连接，因此，在主外包装中只要安装盒子就必须与盒子中的电解池进行阴极连接。

本发明设备还宜配备吹扫工具，以便在引入氟气之前，从管道中清除可能存在的活性流体，如水蒸气等。这种吹扫工具可包含连接到设备管线上的阀，以引入氮气等，用来吹扫管线中的氧气等。

在本发明设备的另一个实施方式中，每个独立的氟盒可配有必备的装置，即使某些“核心”部件出现故障的情况下设备仍能继续工作。在此替代实施方式中，独立的盒子外包装也可以配备直流电源，用于电解、氟纯化和压缩以及氟存储/缓冲。盒子的体积较大，氟发生单元位于盒子外包装的下部，为其他装置留出了足够的空间。储存罐/缓冲装置的连接也可以通过双隔离阀实现。在此替代实施方式中，盒子与设备外包装之间可以从氟气罐/缓冲单元的输出端断开，因为氟盒本身、纯化和压缩装置在其上游。

本发明第二方面提供了由氟化氢电解生产氟气的装置的操作和维护方法，该方法包括如下步骤：提供许多氟发生单元，它们与氟气输运系统相连，供远处客户使用和所述氟的消耗；提供将单个氟发生单元从所述氟气输运系统隔离出来以及彼此分开的手段；提供将所述分开的氟发生单元从所述设备上拆走的手段，该手段不会中断剩余氟发生单元对氟气的供应。

本发明第一方面所述设备中与氟发生单元相关的相同定义适用于本发明方法。

为了使本发明能得到更充分的理解，下面将结合附图介绍一些实施例，但仅用作说明目的。

图1所示是现有技术氟发生池的截面示意图；

图2A所示是本发明设备的第一种实施方式的前视图(没有面板)；

图2B所示是图2A所示设备的后视图；

图3所示是图2所示氟盒的侧视图，没有包装板；

图4所示是图3所示没有包装板的氟盒的前视图；

图5所示是图2所示设备中氟纯化单元的侧视图，没有包装板；

图6所示是图5所示纯化单元的前视图；

图7所示是图2所示设备中缓冲单元的侧视图，没有包装板；

图8所示是图7所示缓冲单元的前视图；

图9所示是本发明设备的第二种实施方式的透视图，但为清楚起见，没有显示主包装板和其他包装板。

现在看图1，它只是为了解释用电解法生产氟气的基本原理。氟发生池是标号10所示部分。氟发生池包含一个安全容器12，它可以构成氟发生池的阴极，也可以不构成阴极；在后一种情况下，标号14所示为一个独立的阴极。容器12的顶部16是封闭的，只分别为氟气和氢气留了出口18、20，其上有阀门装置。容器12含有氟化氢在熔融氟化钾盐中形成的电解质22。一个独立的套筒24悬挂在容器顶壁16上，其下端30延伸到电解质表面32的下面，将电解质表面以上的空间有效地分成两个独立的氢气室34和氟气室36。阳极38通常由高密度各向同性碳构成，它延伸到电解质22中，通常低于套筒24的最下端，但并非在所有情况下都如此。容器12一般带有将电解质加热和熔化的装置(未示出)，因为这种电解质在室温下为固体。一般地，当氟发生池处于静态时，电解质的温度通过加热装置保持在80-100℃。在电解过程中产生热量，一般必须用合适的冷却装置冷却电解质。任何合适的加热工具都可采用，例如它们包括管式加热器，伸进容器并通过电解质，还有包括包在容器周围的电加热毯或蒸气套。提供合适的电源40，使电解质发生电解。一般地，电压较低，约为6-9伏，但电流较高，约为500-2400安培，具体取决于盒子中的阳极数。

电解反应是：

2HF→F₂+H₂

氟气发生量与所加电流成正比。氟气和氢气几乎垂直于阳极和阴极表面升起，分别进入电解质表面32上面的收集室中。电解质温度按上述方法调节，组成和含量通过加入无水氟化氢控制。

现在看图2至8，其中相同特征由通用标号代表。本发明第一种实施方式的设备用100表示；该设备包含一个主包装框架102，它有可拆卸板(未示出)，在使用中形成主密封包装104，密封包装通过歧管124连接到抽真空系统(未示出)上，歧管又连接到涤气系统(未示出)上，以中和有害化学物质。在主包装102、104中装有三个氟盒106、108、110，它们基本上相同，意思是每个氟盒都可为其他氟盒所替换，并且连接配件，如阀、管道、管道配件、电气部件等的位置相同。氟盒连接到氟气歧管114上，所述歧管可收集氟盒中产生的氟气，歧管通过氟气竖管116与氟盒中电解池的氟气室相连(见上面图1和下面对氟盒的更详细的描述)。竖管116通过双隔离阀118、120与歧管114相连，它们之间的交叉空间连接到抽真空氟歧管124上，它又连接到涤气系统上(未示出)，用于中和任何有害气体。电解过程中产生的氢气通过每个盒子上的竖管130排出，通过法兰接头132连接到氢气歧管134的竖管上，该歧管将氢气送出，根据需要进一步处理或烧掉。氟气流通的所有管件都通过合适的阀门(未示出)连接到吹扫气源上(未示出)，如氮气等，以便在导入氟气之前从管件上吹扫氧气和/或湿气。

每个氟盒106、108、110各自包含氟盒包装框架140，它可水平分成2部分：下部142，其中装有氟发生池144；上部146，其中装有电源，用于电解等。将盒子包装分开，当盒子从主包装102、104上取下后，就容易接近氟发生池。为增加运动性，可在氟盒上装备轮子148，以利于从主包装上102、104上取下。图3和4所示盒子有一个氟发生池，但该池可包含6、12或24阳极，具体取决于所需产氟量，如上面所解释的。每个盒子中的氟气总输出量通过内部途径导入氟气竖管116(它也是单氟气收集管116)，它有双隔离阀门118、120。类似地，电解产生的所有氢气都导入单收集竖管130。氟发生池144有一个钢制共用安全容器150，形成池阴极，焊接到包装框架140的下部142上。因此，包装框架形成整个盒子的阴极连接。每个盒子都可以有一个自己的直流电源152和控制系统154，但是，所有盒子的电源和控制系统都可以位于主包装104的中央。主包装102、104的上部160装有总线和主电源(未示出)等，每个氟盒在安装到主包装中的时候都与之相连，通过即插即用型插头(未示出)连接到接线盒158上。

如上所述，包装框架140可形成本发明设备的阴极连接。既然框架是阴极，它也带电，24阳极盒上的电流可达约2400安培。因此，该框架基本上由型材制成，以防因热阻而使温度过高。阴极连接相对于大地设定为0伏，而阳极连接为6-9伏。用包装框架作阴极连接和电流载体可使设备的制造更加经济，而且强度更高，因为型材更厚，而且不必再用铜线制成阴极接头。由于框架相对于大地为0伏，该设备用电安全。

氟盒106、108、110的总氟输出端与氟纯化盒170相连，氟气通过纯化盒后，可除去特定物质，如氟化氢或氟气流带来的其他电解质组分，以及在电解过程中形成的污染物。纯化盒子在图5和6中有更详细的介绍。纯化盒包含容器172，它装有化学阱和过滤器(未示出)，用已知方法从氟气流中清除不需要的物质。纯化盒170有一个包装框架174将容器172包起来，且类似于氟盒，它有双隔离阀178、180，以便在需要的时候在设备上安装和取下纯化盒。该单元配有轮子180，以利于移动。

经过纯化的氟气从盒子170通过到氟压缩盒190中，如图7和8所示。在此实施例中，压缩盒包含三个集气罐192，其总容量为650升，能够安全承受5巴的氟气压力，但从安全角度考虑，一般不采用这种压力的氟气。将来自纯化盒170的纯化氟气送入压缩盒泵194中，并通过压缩控制器196送入集气罐192。压缩盒190存储有氟气。当因某种原因需要关闭设备、停产一段时间，以便更换纯化盒170的时候，储量氟可继续满足加工要求，直到恢复氟气生产。压缩盒还可减小氟气生产的波动，使氟气以稳定压力输送到加工车间。类似于氟盒和纯化盒，压缩盒也有一个包装框架200和轮子202。压缩盒再次通过双隔离阀(未示出)连接到氟气歧管114上，就像氟盒和纯化盒那样。输出的氟气通过第二个压力控制器198送入氟气歧管114中，然后送到要使用氟气的车间。

从图2A、2B、3和4可以看出，氟盒106等可在主包装102、104上安装和拆除，而不会干涉另两个盒子108、110，它们可继续为设备外部进行的加工过程提供所需氟气。设备100的氟气发生容量可计算出来，使得所述设备上的三个盒子中的任意两个都可满足供气车间的总体处理要求，因此允许一个盒子可根据需要缺损、拆下或更换。

在上述实施例中，设备100的长度大致小于ISO容器的长度，因此很容易进行陆运或海运。也可以使上述容器的尺寸稍大一些，但仍在标准ISO容器的尺寸范围之内，它当中是空的，可以容纳另外一些氟盒等，在需求增加的时候，可扩大氟气发生容量。空间提供有必备的阀门和连接到歧管等上的管连接，从而使额外的氟盒只能像已经存在的盒子那样连接到系统上。

主包装框架102配有可拆卸板，以便在使用中密封氟气出口等。包装连接到原位抽真空和涤气系统上，以清除有害化学物质。此外，每个氟盒、纯化盒和压缩盒在使用中都类似地在框架140、174和200上配有板，从而在主包装102、104中形成基本密封的次级包装，次级包装同样连接到原位抽真空和涤气系统上。

图9所示为本发明第二个实施方式中的氟气发生车间300的单透视图。就生产、处理、控制和存储氟气的容量和能力而言，图9所示设备类似于第一种实施方式中图2至8所述。设备300还包含主包装框架302，它配有板(未示出)，形成基本上密封的外包装。配有三个氟盒304、306和308，每个都有自己的带板(未示出)的外包装框架310、312、314，每个都可独立地利用阀门(未示出)隔离和拆卸，就像第一种实施方式那样。氟气通过纯化盒，所述纯化盒包含主纯化器320和备用纯化盒324，接着通过主压缩器和备用压缩器328、330进入压缩盒，所述压缩盒包含许多储存罐326。然后用管子将氟气运送到CVD装置等中利用。罐332中装有液态氟化氢。氟化氢蒸发器334使罐332中的液态氟化氢蒸发，提供给盒子304、306、308，以保持电解质浓度的恒定。配备的氟消除盒340可用来清除氟气中的固体，当盒子更换下来保养或修理时，可清除管件中的氟气，等等，所抽取出来的氟气不能供客户使用。图9所示设备具有第一种实施方式中那样的完整管件吹扫系统、安全抽气和涤气系统。

Claims (25)

1.电解氟化氢产生氟气的设备，该设备包括：许多单个氟发生盒，各个氟发生盒包括氟发生池；所述单个氟发生盒与氟气输运系统相连，以满足远处设备对所述氟气的利用和消耗；所述氟发生盒各自可与所述氟气输运系统分隔开，并且可从设备上取下，拿到远的地方维护。

2.权利要求1所述设备，其特征在于氟发生盒通过阀门连接到设备上，阀用于从设备上隔离和断开所述氟发生盒。

3.权利要求2所述设备，其特征在于阀是双隔离阀，它们之间的空间与抽气和涤气系统相连。

4.前述任意一项权利要求所述设备，其特征在于它还包含共用的设备主包装，所述氟发生盒安装在所述共用的设备主包装中。

5.权利要求4所述设备，其特征在于所有的氟发生盒都基本上相同。

6.权利要求5所述设备，其特征在于所述氟发生盒配有轮子。

7.权利要求1-3中任一项所述设备，其特征在于每个氟发生盒配有包装。

8.权利要求4所述设备，其特征在于每个氟发生盒配有包装。

9.权利要求4所述设备，其特征在于所述主包装连接到抽气设备和涤气系统上。

10.权利要求7所述设备，其特征在于每个氟发生盒的包装连接到抽气设备和涤气系统上。

11.前述权利要求1-3中任一项所述设备，其特征在于它还包含至少一个氟纯化盒，所述氟发生盒排出的氟气通过它。

12.前述权利要求1-3中任一项所述设备，其特征在于它还包含至少一个氟缓冲盒，它连接在至少一个氟纯化盒的下游氟气管道上。

13.权利要求12所述设备，其特征在于缓冲盒装有压缩氟气。

14.权利要求7所述设备，其特征在于氟发生盒中的氟发生池固定在所述包装上，使得所述包装为所述氟发生池提供阴极连接。

15.权利要求14所述设备，其特征在于所述包装包括带板的框架。

16.权利要求14所述设备，其特征在于阴极连接相对于大地为0伏。

17.前述权利要求1-3中任一项所述设备，其特征在于它还包括带有连接到设备管道上的阀的吹扫装置，以便在氟气进入管道前清除可能存在的反应活性流体。

18.前述权利要求1-3中任一项所述设备，其特征在于所述设备可作为整体单元陆运或海运。

19.权利要求4所述设备，其特征在于所述设备可作为整体单元陆运或海运。

20.权利要求19所述设备，其特征在于所述设备的整体尺寸最多为标准ISO容器的尺寸。

21.前述权利要求1-3中任一项所述设备，其特征在于所述每个氟发生单元还配有至少用于电解的电源、氟纯化装置、氟压缩装置和氟存储罐/缓冲装置。

22.由氟化氢电解生产氟气的装置的操作和维护方法，该方法包括下列步骤：提供许多氟发生盒，它们与氟气输运系统相连，供远处使用和消耗所述氟气；提供将任一单个氟发生盒从所述氟气输运系统隔离出来以及彼此分开的手段；提供将所述分开的氟发生盒从所述设备上拆下和取走的手段，该手段不会中断剩余氟发生盒的氟气供应。

23.权利要求22所述方法，其特征在于许多氟发生盒配有足够的氟发生容量，这样由小于所述设备中氟发生盒总数的氟发生盒就能满足对氟气的总需求量。

24.权利要求22或23所述方法，其特征在于单个氟发生盒可从设备中取下，拿到远处进行维护，同时仍能维持氟气的输出量，以满足要求。

25.权利要求22或23所述方法，其特征在于它还包括为每个氟发生盒提供至少用于电解的电源、氟纯化装置、氟压缩装置和氟存储罐/缓冲装置的步骤。

Images