JP2002119848A - 酸素吸収剤および酸素の製造方法 - Google Patents
酸素吸収剤および酸素の製造方法Info
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- JP2002119848A JP2002119848A JP2000317407A JP2000317407A JP2002119848A JP 2002119848 A JP2002119848 A JP 2002119848A JP 2000317407 A JP2000317407 A JP 2000317407A JP 2000317407 A JP2000317407 A JP 2000317407A JP 2002119848 A JP2002119848 A JP 2002119848A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 酸化バリウムを空気酸化し、生成した過
酸化バリウムを分解して酸素を製造する方法において過
酸化バリウムの分解を低温で効率よく行なわせ、もっと
過酸化バリウムの溶融トラブルを解決するとともに酸素
を高い回収率で効率よく取得しうる方法を提供する。 【解決手段】 上記課題は、酸化バリウムに酸化バナジ
ウムを組み合わせたことを特徴とする酸素吸収剤によっ
て解決される。
酸化バリウムを分解して酸素を製造する方法において過
酸化バリウムの分解を低温で効率よく行なわせ、もっと
過酸化バリウムの溶融トラブルを解決するとともに酸素
を高い回収率で効率よく取得しうる方法を提供する。 【解決手段】 上記課題は、酸化バリウムに酸化バナジ
ウムを組み合わせたことを特徴とする酸素吸収剤によっ
て解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化バリウムを主
体とする金属酸化物を空気流通下で酸化し、ついで得ら
れた過酸化バリウムを主体とする金属酸化物を分解して
酸素を回収することによって、空気から酸素を製造する
方法に関する。
体とする金属酸化物を空気流通下で酸化し、ついで得ら
れた過酸化バリウムを主体とする金属酸化物を分解して
酸素を回収することによって、空気から酸素を製造する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化バリウムを使用して酸素を製
造する方法および装置はいくつか知られている。
造する方法および装置はいくつか知られている。
【０００３】例えば、１９世紀末にＢｒｉｎ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓとして実施されていた方法がある。この方法は、
鋳鉄製のレトルト内に塊状の酸化バリウムを充填し、こ
れに５５０〜６５０℃の温度および１．５〜２気圧の圧
力条件下で空気を流通させ、酸化バリウムを過酸化バリ
ウムに酸化し、ついで８００〜９００℃の温度および
０．０５〜０．１５気圧の圧力条件で排気して、過酸化
バリウムを分解し、酸素を回収するものである。
ｅｓｓとして実施されていた方法がある。この方法は、
鋳鉄製のレトルト内に塊状の酸化バリウムを充填し、こ
れに５５０〜６５０℃の温度および１．５〜２気圧の圧
力条件下で空気を流通させ、酸化バリウムを過酸化バリ
ウムに酸化し、ついで８００〜９００℃の温度および
０．０５〜０．１５気圧の圧力条件で排気して、過酸化
バリウムを分解し、酸素を回収するものである。
【０００４】また、特開昭４７−４９６２号公報には、
矩形の反応器内に水平の金網を張り、この金網上に粒状
の酸化バリウムを配置して、これに６５０〜７６０℃の
温度で圧縮空気を流通させて酸化バリウムを酸化し、つ
いで圧力を大気圧に戻して真空ポンプで脱気し、酸素を
回収する空気から酸素を製造する装置が開示されてい
る。
矩形の反応器内に水平の金網を張り、この金網上に粒状
の酸化バリウムを配置して、これに６５０〜７６０℃の
温度で圧縮空気を流通させて酸化バリウムを酸化し、つ
いで圧力を大気圧に戻して真空ポンプで脱気し、酸素を
回収する空気から酸素を製造する装置が開示されてい
る。
【０００５】さらにまた、米国特許３，３１０，３８１
号には、酸化器に５００〜７２０℃、１〜４気圧の条件
で空気を流通して酸化バリウムを酸化し、得られた酸化
バリウムと過酸化バリウムの混合物スラリーを酸素分離
器に送り、ついで酸素分離器で７００〜８００℃、０．
１〜１気圧の条件下で分解し、生成した酸化バリウムと
過酸化バリウムの混合物スラリーを再び酸化器に送るこ
とを、繰り返し行う、酸素の製造方法が開示されてい
る。
号には、酸化器に５００〜７２０℃、１〜４気圧の条件
で空気を流通して酸化バリウムを酸化し、得られた酸化
バリウムと過酸化バリウムの混合物スラリーを酸素分離
器に送り、ついで酸素分離器で７００〜８００℃、０．
１〜１気圧の条件下で分解し、生成した酸化バリウムと
過酸化バリウムの混合物スラリーを再び酸化器に送るこ
とを、繰り返し行う、酸素の製造方法が開示されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｂｒｉ
ｎ Ｐｒｏｃｅｓｓによる酸素の製造方法においては、
塊状の酸化バリウムおよび過酸化バリウム粒子の加熱方
法として、鋳鉄製のレトルトを外部より熱風で加熱する
方式を採用している。ところが、酸化バリウムおよび過
酸化バリウムは熱伝導性が悪いために、酸化バリウムお
よび過酸化バリウム粒子への熱伝達が良好に行われず、
特に吸熱反応である過酸化バリウムの分解反応において
反応に必要な温度が確保できない。したがって、過酸化
バリウムの分解率が低く、酸素の回収率が十分でないな
どの問題があった。
ｎ Ｐｒｏｃｅｓｓによる酸素の製造方法においては、
塊状の酸化バリウムおよび過酸化バリウム粒子の加熱方
法として、鋳鉄製のレトルトを外部より熱風で加熱する
方式を採用している。ところが、酸化バリウムおよび過
酸化バリウムは熱伝導性が悪いために、酸化バリウムお
よび過酸化バリウム粒子への熱伝達が良好に行われず、
特に吸熱反応である過酸化バリウムの分解反応において
反応に必要な温度が確保できない。したがって、過酸化
バリウムの分解率が低く、酸素の回収率が十分でないな
どの問題があった。
【０００７】特開昭４７−４９６２号公報に記載の酸素
の製造装置においては、粒状の酸化バリウムが金網より
落下しやすかった。また、粒状の酸化バリウムは、酸化
反応の進行に伴って過酸化バリウムの割合が増加し、徐
々に溶融するため、溶融物が金網に固着した。これが金
網を閉塞するなどして、空気の流通が困難になるなどの
問題があった。
の製造装置においては、粒状の酸化バリウムが金網より
落下しやすかった。また、粒状の酸化バリウムは、酸化
反応の進行に伴って過酸化バリウムの割合が増加し、徐
々に溶融するため、溶融物が金網に固着した。これが金
網を閉塞するなどして、空気の流通が困難になるなどの
問題があった。
【０００８】米国特許３，３１０，３８１号に記載の酸
素の製造方法においては、酸素分離器から排出される酸
化バリウム−過酸化バリウム混合物スラリー中の酸化バ
リウムの濃度が１４％であるのに対して、酸化器から排
出される酸化バリウム−過酸化バリウム混合物スラリー
中の酸化バリウムの濃度が７％である。すなわち、酸化
器と酸素分離器との間を循環する酸化バリウムと過酸化
バリウムの混合物スラリーのうち、実際に酸化反応、分
解反応に関与する割合がわずか７％しかなく、したがっ
て極めて効率が悪い方法であった。また、酸化バリウム
−過酸化バリウム混合物スラリーは粘度が高く、また８
００℃前後の温度で循環するには、極めて特殊でかつ高
価な循環ポンプが必要であるなどの問題があった。
素の製造方法においては、酸素分離器から排出される酸
化バリウム−過酸化バリウム混合物スラリー中の酸化バ
リウムの濃度が１４％であるのに対して、酸化器から排
出される酸化バリウム−過酸化バリウム混合物スラリー
中の酸化バリウムの濃度が７％である。すなわち、酸化
器と酸素分離器との間を循環する酸化バリウムと過酸化
バリウムの混合物スラリーのうち、実際に酸化反応、分
解反応に関与する割合がわずか７％しかなく、したがっ
て極めて効率が悪い方法であった。また、酸化バリウム
−過酸化バリウム混合物スラリーは粘度が高く、また８
００℃前後の温度で循環するには、極めて特殊でかつ高
価な循環ポンプが必要であるなどの問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討の結果、酸化バリウムに酸化バナ
ジウムを組み合わせることによって過酸化バリウムの熱
分解反応を活性化させてこれを効率よく進行させうるば
かりでなく、分解温度も低下させることができ、これに
よって上記課題を解決しうることを見出した。
を解決すべく鋭意検討の結果、酸化バリウムに酸化バナ
ジウムを組み合わせることによって過酸化バリウムの熱
分解反応を活性化させてこれを効率よく進行させうるば
かりでなく、分解温度も低下させることができ、これに
よって上記課題を解決しうることを見出した。
【００１０】また、この酸化バリウムに酸化バナジウム
を組み合わせた触媒を無機多孔体に担持させることによ
り、生成した過酸化バリウムの高温下における溶融、固
着による反応表面積低下を防止すると同時に、通気性が
確保され、その結果として熱損失の低減化の図られ、熱
量原単位が低く抑えられるとともに、酸素の回収効率が
向上することを見出した。
を組み合わせた触媒を無機多孔体に担持させることによ
り、生成した過酸化バリウムの高温下における溶融、固
着による反応表面積低下を防止すると同時に、通気性が
確保され、その結果として熱損失の低減化の図られ、熱
量原単位が低く抑えられるとともに、酸素の回収効率が
向上することを見出した。
【００１１】すなわち、本発明は、酸化バリウムに酸化
バナジウムを組み合わせたことを特徴とする酸素吸収剤
と、無機多孔体に担持されていることを特徴とする上記
の酸素吸収剤と、上記各酸素吸収剤を上記の酸素吸収剤
を空気流直下で酸化して過酸化バリウムを生成させ、次
いでこの過酸化バリウムを分解することを特徴とする酸
素の製造方法に関するものである。
バナジウムを組み合わせたことを特徴とする酸素吸収剤
と、無機多孔体に担持されていることを特徴とする上記
の酸素吸収剤と、上記各酸素吸収剤を上記の酸素吸収剤
を空気流直下で酸化して過酸化バリウムを生成させ、次
いでこの過酸化バリウムを分解することを特徴とする酸
素の製造方法に関するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の触媒は酸化バリウムに酸
化バナジウムを組み合わせたものである。酸化バナジウ
ムには、一酸化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化
バナジウム、王酸化バナジウム等が知られているが、本
発明の酸化バナジウムは王酸化バナジウムを主体とする
ものである。酸化バナジウムは、過酸化バリウムの熱分
解反応を活性化させ、分解温度の低温化に有効であり、
その測定例を図２に示す。図２ＡはＢａＯ２のみを高純
度空気中で１０℃／ｍｉｎの速度が昇温して熱天秤で重
量変化を調べたものであり、図２ＢはＢａＯ２とＶ２Ｏ
５を１：１のモル比で混合して同様に昇温して重量変化
を調べたものである。同図に示されているように、Ｂａ
Ｏ２単独では約７００℃〜８５０℃の間で重量減少が起
こり、その中心点は約８００℃であるが、ＢａＯ２にＶ
２Ｏ５を混合すると約５５０℃で急激に重量減少が起こ
っている。酸化バリウムに対する酸化バナジウムの割合
は、モル比で９：１から４：６程度であり、好ましく
は、８：２〜５：５程度である。
化バナジウムを組み合わせたものである。酸化バナジウ
ムには、一酸化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化
バナジウム、王酸化バナジウム等が知られているが、本
発明の酸化バナジウムは王酸化バナジウムを主体とする
ものである。酸化バナジウムは、過酸化バリウムの熱分
解反応を活性化させ、分解温度の低温化に有効であり、
その測定例を図２に示す。図２ＡはＢａＯ２のみを高純
度空気中で１０℃／ｍｉｎの速度が昇温して熱天秤で重
量変化を調べたものであり、図２ＢはＢａＯ２とＶ２Ｏ
５を１：１のモル比で混合して同様に昇温して重量変化
を調べたものである。同図に示されているように、Ｂａ
Ｏ２単独では約７００℃〜８５０℃の間で重量減少が起
こり、その中心点は約８００℃であるが、ＢａＯ２にＶ
２Ｏ５を混合すると約５５０℃で急激に重量減少が起こ
っている。酸化バリウムに対する酸化バナジウムの割合
は、モル比で９：１から４：６程度であり、好ましく
は、８：２〜５：５程度である。
【００１３】無機多孔体は、細孔容積が０．１ｃｍ３／
ｇ以上で、無機多孔体のＢＥＴ法で測定される比表面積
は５０ｍ２／ｇ以上、特に１００ｍ２／ｇ以上のものが
好ましい。具体的には、ファーム金属、セラミックス、
ゼオライト、燐酸塩等を使用することができる。ファー
ム状金属とは、例えば鉄を多孔質な球状粒子に形成した
ものであり、好ましくは耐熱性に優れるもの、例えばス
テンレスに代表されるニッケル、クロム、アルミニウム
合金が適当である。セラミックスはアルミナ、シリカ、
シリカアルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、
カルシアなどの金属酸化物を例として挙げることができ
る。これらのうち、特にアルミナ、シリカ、シリカアル
ミナが細孔容積が大きく、かつ比表面積が大きいので好
ましい。粒径は使用する反応容器の大きさにもよるが、
１〜１０ｍｍ程度のものを使用する。また、形状は特に
限定されるものではないが、充填性、通気性の確保、耐
粉化・欠損性を考慮して球状あるいは丸みを帯びた形状
が好ましい。
ｇ以上で、無機多孔体のＢＥＴ法で測定される比表面積
は５０ｍ２／ｇ以上、特に１００ｍ２／ｇ以上のものが
好ましい。具体的には、ファーム金属、セラミックス、
ゼオライト、燐酸塩等を使用することができる。ファー
ム状金属とは、例えば鉄を多孔質な球状粒子に形成した
ものであり、好ましくは耐熱性に優れるもの、例えばス
テンレスに代表されるニッケル、クロム、アルミニウム
合金が適当である。セラミックスはアルミナ、シリカ、
シリカアルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、
カルシアなどの金属酸化物を例として挙げることができ
る。これらのうち、特にアルミナ、シリカ、シリカアル
ミナが細孔容積が大きく、かつ比表面積が大きいので好
ましい。粒径は使用する反応容器の大きさにもよるが、
１〜１０ｍｍ程度のものを使用する。また、形状は特に
限定されるものではないが、充填性、通気性の確保、耐
粉化・欠損性を考慮して球状あるいは丸みを帯びた形状
が好ましい。
【００１４】酸化バリウムを主体とする金属酸化物の無
機多孔体への担持は一般的な触媒調製方法である含浸
法、混練法およびイオン交換法などの技術が利用でき
る。例えば水酸化バリウム、硝酸バリウムなどのバリウ
ムの金属塩を含む水溶液と蓚酸バナジルなどのバナジウ
ムの金属塩を含む水溶液の混合溶液に無機多孔体を投入
して、蒸発乾固、乾燥後、焼成を行う。焼成は、窒素中
または炭酸ガスおよび水分を除去した空気中において、
４００℃から８００℃の温度で１〜１０時間加熱して行
うのがよい。また、担持量は特に限定されるものではな
いが、反応塔のコンパクト化、熱効率の向上の観点で、
アルミナを例に挙げると、酸化バリウムを主体とする金
属酸化物とアルミナの比率が重量比で５：９５〜８０：
２０程度であり、１０：９０〜７０：３０程度が好まし
い。
機多孔体への担持は一般的な触媒調製方法である含浸
法、混練法およびイオン交換法などの技術が利用でき
る。例えば水酸化バリウム、硝酸バリウムなどのバリウ
ムの金属塩を含む水溶液と蓚酸バナジルなどのバナジウ
ムの金属塩を含む水溶液の混合溶液に無機多孔体を投入
して、蒸発乾固、乾燥後、焼成を行う。焼成は、窒素中
または炭酸ガスおよび水分を除去した空気中において、
４００℃から８００℃の温度で１〜１０時間加熱して行
うのがよい。また、担持量は特に限定されるものではな
いが、反応塔のコンパクト化、熱効率の向上の観点で、
アルミナを例に挙げると、酸化バリウムを主体とする金
属酸化物とアルミナの比率が重量比で５：９５〜８０：
２０程度であり、１０：９０〜７０：３０程度が好まし
い。
【００１５】酸化バリウムを主体とする金属酸化物を担
持した無機多孔体を充填する固定床式反応容器の大きさ
や形状は特に限定されないが、大きさは酸素製造規模に
よって決定される。また、材質は８００℃程度の温度に
耐え得る材質であれば特に限定されないが、耐熱性、耐
食性等からＳＵＳが好ましい。また、反応容器の加熱方
法は水蒸気や炭酸塩等の熱媒による熱交換方式、燃料の
燃焼熱による直接加熱方式等の外部加熱による。
持した無機多孔体を充填する固定床式反応容器の大きさ
や形状は特に限定されないが、大きさは酸素製造規模に
よって決定される。また、材質は８００℃程度の温度に
耐え得る材質であれば特に限定されないが、耐熱性、耐
食性等からＳＵＳが好ましい。また、反応容器の加熱方
法は水蒸気や炭酸塩等の熱媒による熱交換方式、燃料の
燃焼熱による直接加熱方式等の外部加熱による。
【００１６】このような反応容器に精製済みの空気を流
通させて酸化バリウムの酸化反応を行い、ついで、反応
塔内を脱気して過酸化バリウムの分解反応を行うことに
よって、高効率で酸素を回収することができる。
通させて酸化バリウムの酸化反応を行い、ついで、反応
塔内を脱気して過酸化バリウムの分解反応を行うことに
よって、高効率で酸素を回収することができる。
【００１７】酸化バリウムの酸化反応においては、反応
温度は４００〜６００℃、好ましくは４５０〜５５０℃
の範囲、反応圧力は２〜１０気圧の範囲、空気の供給量
は酸化バリウムと過酸化バリウムの合計量１ｋｇ当た
り、１時間当たり２〜１０Ｎｍ３の範囲である。
温度は４００〜６００℃、好ましくは４５０〜５５０℃
の範囲、反応圧力は２〜１０気圧の範囲、空気の供給量
は酸化バリウムと過酸化バリウムの合計量１ｋｇ当た
り、１時間当たり２〜１０Ｎｍ３の範囲である。
【００１８】また、過酸化バリウムの分解反応において
は、反応温度は５００〜７００℃、好ましくは４５０〜
６５０℃の範囲、反応圧力は０．１〜１．０気圧の範囲
である。
は、反応温度は５００〜７００℃、好ましくは４５０〜
６５０℃の範囲、反応圧力は０．１〜１．０気圧の範囲
である。
【００１９】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。図１に本発明を実施する装置の一態様を示す。まず
酸化工程では、空気用導管１より供給された空気は、空
気圧縮機２で加圧され、空気精製装置３に導入される。
空気精製装置３で炭酸ガスおよび水蒸気が除去された空
気は、熱交換器４で反応器より排出された廃空気と熱交
換されて予熱され、固定床式反応装置５に導入される。
反応装置５は複数の反応容器６から構成される。反応装
置５から排出された廃空気は、切り替えバルブ７を経
て、熱交換器４で原料用空気と熱交換され、さらに熱交
換器８で水蒸気と熱交換されて冷却され、廃空気用導管
９より排出される。酸化反応用熱媒加熱炉１０で加熱さ
れた熱媒は、熱媒ポンプ１１により、反応装置５に導入
される。
る。図１に本発明を実施する装置の一態様を示す。まず
酸化工程では、空気用導管１より供給された空気は、空
気圧縮機２で加圧され、空気精製装置３に導入される。
空気精製装置３で炭酸ガスおよび水蒸気が除去された空
気は、熱交換器４で反応器より排出された廃空気と熱交
換されて予熱され、固定床式反応装置５に導入される。
反応装置５は複数の反応容器６から構成される。反応装
置５から排出された廃空気は、切り替えバルブ７を経
て、熱交換器４で原料用空気と熱交換され、さらに熱交
換器８で水蒸気と熱交換されて冷却され、廃空気用導管
９より排出される。酸化反応用熱媒加熱炉１０で加熱さ
れた熱媒は、熱媒ポンプ１１により、反応装置５に導入
される。
【００２０】次に分解工程では、原料空気の供給が停止
され、また切り替えバルブ７が切り替えられて、酸素ブ
ロワー１２により反応装置５で発生した酸素が、熱交換
器１３を経て酸素用導管１４より回収される。熱媒ポン
プ１５により、分解用熱媒加熱炉１６で加熱された熱媒
が、反応装置５に導入される。上述した酸化工程と分解
工程は、一定時間間隔で繰り返し行われる。
され、また切り替えバルブ７が切り替えられて、酸素ブ
ロワー１２により反応装置５で発生した酸素が、熱交換
器１３を経て酸素用導管１４より回収される。熱媒ポン
プ１５により、分解用熱媒加熱炉１６で加熱された熱媒
が、反応装置５に導入される。上述した酸化工程と分解
工程は、一定時間間隔で繰り返し行われる。
【００２１】図３Ａにあらかじめ酸化バリウムを主体と
する金属酸化物を含浸、保持した無機多孔体の断面図、
図３Ｂにその二次電子像および図３ＣにＥＰＭＡでピン
グ像を示す。表面及び内部気孔に酸化バリウムが均一に
分散した状態で保持されている。
する金属酸化物を含浸、保持した無機多孔体の断面図、
図３Ｂにその二次電子像および図３ＣにＥＰＭＡでピン
グ像を示す。表面及び内部気孔に酸化バリウムが均一に
分散した状態で保持されている。
【００２２】実施例１ １）酸素吸収剤の調製 １−１）酸素吸収剤１ 水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ）、５．５７
ｋｇと五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ３）、５．３６ｋｇ
および蓚酸（（ＣＯＯＨ）２）、７．９５ｋｇ（五酸化
二バナジウムに対し３倍モル）に徐々に水を加えながら
均一な混合水溶液になるようにした。この混合水溶液に
粒径およそ１０ｍｍの多孔質アルミナ１５ｋｇを投入し
て、水酸化バリウム水溶液と蓚酸バナジル水溶液を含浸
した。
ｋｇと五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ３）、５．３６ｋｇ
および蓚酸（（ＣＯＯＨ）２）、７．９５ｋｇ（五酸化
二バナジウムに対し３倍モル）に徐々に水を加えながら
均一な混合水溶液になるようにした。この混合水溶液に
粒径およそ１０ｍｍの多孔質アルミナ１５ｋｇを投入し
て、水酸化バリウム水溶液と蓚酸バナジル水溶液を含浸
した。
【００２３】次にこの成形品を高温反応器中、窒素気流
下、およそ７００℃の温度で２時間焼成して目的の酸素
吸収剤１を得た。得られた酸素吸収剤の組成は（ＢａＯ
＋Ｖ ２Ｏ５）：Ａｌ２Ｏ３＝５０：５０（重量比）、Ｂ
ａＯ：Ｖ２Ｏ５＝１：１（モル比）であった。
下、およそ７００℃の温度で２時間焼成して目的の酸素
吸収剤１を得た。得られた酸素吸収剤の組成は（ＢａＯ
＋Ｖ ２Ｏ５）：Ａｌ２Ｏ３＝５０：５０（重量比）、Ｂ
ａＯ：Ｖ２Ｏ５＝１：１（モル比）であった。
【００２４】１−２）酸素吸収剤２ 実施例１−１）と同様にＢａＯ：Ｖ２Ｏ５＝５：１（モ
ル比）になるように、水酸化バリウム、五酸化二バナジ
ウム、蓚酸を調整し、多孔質アルミナに含浸させ、同様
の焼成条件で目的の酸素吸収剤２を得た。得られた酸素
吸収剤の組成は（ＢａＯ＋Ｖ２Ｏ５）：Ａｌ２Ｏ３＝５
０：５０（重量比）、ＢａＯ：Ｖ２Ｏ５＝５：１（モル
比）であった。
ル比）になるように、水酸化バリウム、五酸化二バナジ
ウム、蓚酸を調整し、多孔質アルミナに含浸させ、同様
の焼成条件で目的の酸素吸収剤２を得た。得られた酸素
吸収剤の組成は（ＢａＯ＋Ｖ２Ｏ５）：Ａｌ２Ｏ３＝５
０：５０（重量比）、ＢａＯ：Ｖ２Ｏ５＝５：１（モル
比）であった。
【００２５】１−３）酸素吸収剤３ 実施例１−１）と同様にＢａＯ：Ｖ２Ｏ５＝２：１（モ
ル比）になるように、水酸化バリウム、五酸化二バナジ
ウム、蓚酸を調整し、多孔質アルミナに含浸させ、同様
の焼成条件で目的の酸素吸収剤２を得た。得られた酸素
吸収剤の組成は（ＢａＯ＋Ｖ２Ｏ５）：Ａｌ２Ｏ３＝５
０：５０（重量比）、ＢａＯ：Ｖ２Ｏ５＝２：１（モル
比）であった。
ル比）になるように、水酸化バリウム、五酸化二バナジ
ウム、蓚酸を調整し、多孔質アルミナに含浸させ、同様
の焼成条件で目的の酸素吸収剤２を得た。得られた酸素
吸収剤の組成は（ＢａＯ＋Ｖ２Ｏ５）：Ａｌ２Ｏ３＝５
０：５０（重量比）、ＢａＯ：Ｖ２Ｏ５＝２：１（モル
比）であった。
【００２６】２）反応 上記の酸素吸収剤１．２５ｋｇを固定床式反応容器に充
填した。その後、反応器内の温度を５００℃に加熱し、
同時に圧力を５ｋｇ／ｃｍ２−Ｇに設定した。これに炭
酸ガスおよび水分を除去した空気１０Ｎｍ３／ｈを流通
させながら、酸素吸収剤中の酸化バリウム成分の酸化反
応を行った。次に空気の供給を停止して、反応容器内を
３８０ｍｍＨｇに減圧し、また、温度を６００℃に昇温
して酸素吸収剤中の生成過酸化バリウム成分の分解反応
を実施した。酸素吸収剤２，３についても同様に酸化・
分解反応を実施した。
填した。その後、反応器内の温度を５００℃に加熱し、
同時に圧力を５ｋｇ／ｃｍ２−Ｇに設定した。これに炭
酸ガスおよび水分を除去した空気１０Ｎｍ３／ｈを流通
させながら、酸素吸収剤中の酸化バリウム成分の酸化反
応を行った。次に空気の供給を停止して、反応容器内を
３８０ｍｍＨｇに減圧し、また、温度を６００℃に昇温
して酸素吸収剤中の生成過酸化バリウム成分の分解反応
を実施した。酸素吸収剤２，３についても同様に酸化・
分解反応を実施した。
【００２７】３）結果 上記の酸化反応および分解反応を繰り返し行った結果を
表１に示す。いずれの酸素吸収剤も酸素の純度はほぼ１
００％であった。
表１に示す。いずれの酸素吸収剤も酸素の純度はほぼ１
００％であった。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】本発明の酸素吸収剤を用いることによ
り、酸化バリウムの空気酸化で生成した過酸化バリウム
の分解反応を低温で速やかに行わせることができる。そ
の結果、過酸化バリウムの溶融による反応表面積の減少
や目詰まり等のトラブルを排除し、高い収率で酸素を取
得することができる。
り、酸化バリウムの空気酸化で生成した過酸化バリウム
の分解反応を低温で速やかに行わせることができる。そ
の結果、過酸化バリウムの溶融による反応表面積の減少
や目詰まり等のトラブルを排除し、高い収率で酸素を取
得することができる。
【００３０】この酸素吸収剤を無機多孔体に担持させて
用いれば生成した過酸化バリウムの高温下における溶
融、固着による反応表面積低下を防止すると同時に、通
気性が確保され、その結果として熱損失の低減化の図ら
れ、熱量原単位が低く抑えられるとともに、酸素の回収
効率が向上などの顕著な結果が得られる。
用いれば生成した過酸化バリウムの高温下における溶
融、固着による反応表面積低下を防止すると同時に、通
気性が確保され、その結果として熱損失の低減化の図ら
れ、熱量原単位が低く抑えられるとともに、酸素の回収
効率が向上などの顕著な結果が得られる。
【図１】 本発明の酸素の製造に使用される装置の一例
のフローシートである。
のフローシートである。
【図２】 ＢａＯ２単独とＢａＯ２／Ｖ２Ｏ５混合物を
昇温して重量変化を測定した結果を示すグラフである。
昇温して重量変化を測定した結果を示すグラフである。
【図３】 酸化バリウムをアルミナペレットに担持させ
た状態を模式的に示す断面図である。
た状態を模式的に示す断面図である。
１ 空気用導管 ２ 空気圧縮機 ３ 空気精製装置 ４ 熱交換器 ５ 固定床式反応装置 ６ 反応容器 ７ 切り替えバルブ ８ 熱交換器 ９ 廃空気用導管 １０ 酸化反応用熱媒加熱炉 １１ 熱媒ポンプ １２ 酸素ブロワー １３ 熱交換器 １４ 酸素用導管 １５ 熱媒加熱炉 １６ 分解反応用熱媒加熱炉
フロントページの続き (72)発明者 上野 一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 石井 純 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D020 AA02 BA01 BA06 BA08 BB01 BB07 BC01 BC02 CA01 CC21 4G042 BA05 BB02 BC06 4G066 AA16B AA20C AA24B AE19C CA37 DA03 FA12 FA22 GA01 GA06
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化バリウムに酸化バナジウムを組み合
わせたことを特徴とする酸素吸収剤 - 【請求項２】 無機多孔体に担持されていることを特徴
とする請求項１記載の酸素吸収剤 - 【請求項３】 水溶性バリウム化合物および水溶性バナ
ジウム化合物を含有する水溶液を無機多孔体に含浸さ
せ、これを乾燥後達成することを特徴とする請求項２に
記載の酸素吸収剤の製造方法 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の酸素吸収剤を空
気流直下で酸化して過酸化バリウムを生成させ、次いで
この過酸化バリウムを分解することを特徴とする酸素の
製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317407A JP2002119848A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 酸素吸収剤および酸素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317407A JP2002119848A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 酸素吸収剤および酸素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002119848A true JP2002119848A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=18796191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000317407A Pending JP2002119848A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 酸素吸収剤および酸素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002119848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009042074A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Denka Seiken Co Ltd | 吸着担体及び吸着担体の製造方法 |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000317407A patent/JP2002119848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009042074A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Denka Seiken Co Ltd | 吸着担体及び吸着担体の製造方法 |
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