JP2002248315A - 分離装置 - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
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- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】設置場所が制限を受けず、すべてをドライ・プ
ロセスであるガス分解・分離装置の提供 【解決手段】ガス分解・分離装置１００は、放電部１１
０，圧縮部１３０，分離部１４０の３つの部分から構成
されている。放電部１１０は放電を利用してガスを分解
するための部分である。放電部１１０は、放電を行う電
極１２０およびそれを収納しているフランジ管１１２で
構成されている。圧縮部１３０では、放電部１１０で分
解したガスの流速を落とし、次の分離部１４０における
流速を上げるために設けられている。分離部１４０で
は、つめ１４２によるガスに対する遠心力を用いて、複
数のガス種を重量に応じて２種類に分離している。
ロセスであるガス分解・分離装置の提供 【解決手段】ガス分解・分離装置１００は、放電部１１
０，圧縮部１３０，分離部１４０の３つの部分から構成
されている。放電部１１０は放電を利用してガスを分解
するための部分である。放電部１１０は、放電を行う電
極１２０およびそれを収納しているフランジ管１１２で
構成されている。圧縮部１３０では、放電部１１０で分
解したガスの流速を落とし、次の分離部１４０における
流速を上げるために設けられている。分離部１４０で
は、つめ１４２によるガスに対する遠心力を用いて、複
数のガス種を重量に応じて２種類に分離している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のガスからな
る混合ガスを分離するためのガス分離装置に関する。
る混合ガスを分離するためのガス分離装置に関する。
【０００２】
【技術的背景】ガス成分の分離には化学的、物理的手法
がそれぞれ特徴に合わせて用いられている。工業的に多
量の分離を行うには、液化蒸留などの大型プラントが用
いられる。しかし、この大型プラントは、高圧ガス設備
であり、設置場所が制限を受けるという問題があった。
また、液化蒸留等の処理に関しては、すべてをドライ・
プロセスにはできないという問題もある。
がそれぞれ特徴に合わせて用いられている。工業的に多
量の分離を行うには、液化蒸留などの大型プラントが用
いられる。しかし、この大型プラントは、高圧ガス設備
であり、設置場所が制限を受けるという問題があった。
また、液化蒸留等の処理に関しては、すべてをドライ・
プロセスにはできないという問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点がないガス分離装置を提供することにある。
の問題点がないガス分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒内部に備えたヘリカル状のつめと、
円筒の中心部から取り出す内管と、円筒の周辺部から取
り出す取り出し部とを備え、ガスを円筒空間に噴出し
て、前記つめによりガスに回転運動を行わせ、ガス構成
物質の質量の差異による、ガス分子のうける回転半径の
差異から軽い分子を中心部に，重い分子を周辺部に偏よ
らせて、ガス構成分子を分離することを特徴とするガス
分離装置である。また、前記ガス分離装置と、放電によ
りガスを分解する放電部と、前記放電部からのガスを圧
縮して、前記ガス分離装置に噴出する圧縮部とを備え、
注入されたガスを分解して、分離することを特徴とする
ガス分解・分離装置も本発明である。この様なガス分解
・分離装置を、カスケードに多段接続するとともに、最
後の段のガス分解・分離装置の取り出し部からのガス
を、最初の段に注入する構成とし、ガスの分解、分離を
高能率で行うこともできる。また、カスケード接続され
た各段階のガス分解・分離装置の内管に、放電による分
解部とフィルターを備えた第２の装置を接続し、カスケ
ード接続された各段階のガス分解・分離装置の内管から
のガスを、さらに放電により分解してから、フィルター
を介して取り出すこともできる。
に、本発明は、円筒内部に備えたヘリカル状のつめと、
円筒の中心部から取り出す内管と、円筒の周辺部から取
り出す取り出し部とを備え、ガスを円筒空間に噴出し
て、前記つめによりガスに回転運動を行わせ、ガス構成
物質の質量の差異による、ガス分子のうける回転半径の
差異から軽い分子を中心部に，重い分子を周辺部に偏よ
らせて、ガス構成分子を分離することを特徴とするガス
分離装置である。また、前記ガス分離装置と、放電によ
りガスを分解する放電部と、前記放電部からのガスを圧
縮して、前記ガス分離装置に噴出する圧縮部とを備え、
注入されたガスを分解して、分離することを特徴とする
ガス分解・分離装置も本発明である。この様なガス分解
・分離装置を、カスケードに多段接続するとともに、最
後の段のガス分解・分離装置の取り出し部からのガス
を、最初の段に注入する構成とし、ガスの分解、分離を
高能率で行うこともできる。また、カスケード接続され
た各段階のガス分解・分離装置の内管に、放電による分
解部とフィルターを備えた第２の装置を接続し、カスケ
ード接続された各段階のガス分解・分離装置の内管から
のガスを、さらに放電により分解してから、フィルター
を介して取り出すこともできる。
【０００４】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、図面を参照
して詳細に説明する。図１は、ガス分解・分離装置１０
０の全体の構成を示す図である。図１に示すように、ガ
ス分解・分離装置１００は、放電部１１０，圧縮部１３
０，分離部１４０の３つの部分から構成されている。放
電部１１０は放電を利用して有機ガス等を分解するため
の部分である。放電部１１０は、放電を行う電極１２０
およびそれを収納しているフランジ管１１２で構成され
ている。圧縮部１３０では、放電部１１０で分解したガ
スの流速を落とし、次の分離部１４０における流速を上
げるために設けられている。分離部１４０では、つめ１
４２によるガスに対する遠心力を用いて、複数のガス種
を重量に応じて２種類に分離している。これらの部分の
働きを以下に詳しく説明する。なお、図１に示した寸法
は例示であり、単位はｍｍである。また、各部の円筒管
等は、ステンレス・スチール（ＳＵＳ）で構成してい
る。
して詳細に説明する。図１は、ガス分解・分離装置１０
０の全体の構成を示す図である。図１に示すように、ガ
ス分解・分離装置１００は、放電部１１０，圧縮部１３
０，分離部１４０の３つの部分から構成されている。放
電部１１０は放電を利用して有機ガス等を分解するため
の部分である。放電部１１０は、放電を行う電極１２０
およびそれを収納しているフランジ管１１２で構成され
ている。圧縮部１３０では、放電部１１０で分解したガ
スの流速を落とし、次の分離部１４０における流速を上
げるために設けられている。分離部１４０では、つめ１
４２によるガスに対する遠心力を用いて、複数のガス種
を重量に応じて２種類に分離している。これらの部分の
働きを以下に詳しく説明する。なお、図１に示した寸法
は例示であり、単位はｍｍである。また、各部の円筒管
等は、ステンレス・スチール（ＳＵＳ）で構成してい
る。
【０００５】＜放電部＞図１では、例としてメタン（Ｃ
Ｈ4）を主とするガスを、ガス分解・分離装置１００に
注入して、放電部１１０において、放電を利用して水素
（Ｈ2）と炭素（Ｃ）に分解している。この放電部１１
０の働きを、図２を用いて詳しく説明する。図２は、図
１における放電部１１０の電極１２０の構成を詳細に示
したものである。図２において、電極１２０は、向かい
合った２つの電極を組み合わせた構成である。それぞれ
の電極は、平板上の四角い絶縁物１２４から、ほぼ等間
隔に複数のステンレス製のビス（ねじ）状の電極１２２
を突きだしている。それぞれのビス状電極１２２は、電
気的に絶縁されている。向かい合った電極の対角の関係
にあるそれぞれ１本のビス状電極に、パルス電極１５２
が接続されている。また、この放電を行う電極の下部に
は、メッシュ状の電極１２６が設置されている。メッシ
ュ状の電極１２６には、直流電源１５４により、ビス状
電極１２２に対して負のバイアス電位（ＶO）を付加し
ている。このような構成で、ビス状電極１２２に対し
て、パルス電源１５２からパルス状の電圧を印加して電
極間に放電を起こすことにより、メタン（ＣＨ4）を水
素（Ｈ2）および炭素（Ｃ）に分解している。この放電
は、複数のビス状電極間で起こる。メタンガスから分解
された炭素粒子は、可能な限り、自重等により下方へ落
下させて、この放電部１１０の部分で除去している。こ
のために、メッシュ状電極１２６へのバイアス電圧を調
節して、炭素粒子を下方へ導くための電位差を最適な値
に設定する。メタンから水素および炭素への分解を促進
するためには、放電部をいくつかのセクションに分ける
ことも有効である。また、ビス状電極に印加するパルス
の周波数や電流を、アーク放電とならない程度に大きく
することも有効である。放電部１１０においてメタンか
ら発生した水素を含んだ混合ガスは、圧縮部１３０を介
して分離部１４０へ導かれる。
Ｈ4）を主とするガスを、ガス分解・分離装置１００に
注入して、放電部１１０において、放電を利用して水素
（Ｈ2）と炭素（Ｃ）に分解している。この放電部１１
０の働きを、図２を用いて詳しく説明する。図２は、図
１における放電部１１０の電極１２０の構成を詳細に示
したものである。図２において、電極１２０は、向かい
合った２つの電極を組み合わせた構成である。それぞれ
の電極は、平板上の四角い絶縁物１２４から、ほぼ等間
隔に複数のステンレス製のビス（ねじ）状の電極１２２
を突きだしている。それぞれのビス状電極１２２は、電
気的に絶縁されている。向かい合った電極の対角の関係
にあるそれぞれ１本のビス状電極に、パルス電極１５２
が接続されている。また、この放電を行う電極の下部に
は、メッシュ状の電極１２６が設置されている。メッシ
ュ状の電極１２６には、直流電源１５４により、ビス状
電極１２２に対して負のバイアス電位（ＶO）を付加し
ている。このような構成で、ビス状電極１２２に対し
て、パルス電源１５２からパルス状の電圧を印加して電
極間に放電を起こすことにより、メタン（ＣＨ4）を水
素（Ｈ2）および炭素（Ｃ）に分解している。この放電
は、複数のビス状電極間で起こる。メタンガスから分解
された炭素粒子は、可能な限り、自重等により下方へ落
下させて、この放電部１１０の部分で除去している。こ
のために、メッシュ状電極１２６へのバイアス電圧を調
節して、炭素粒子を下方へ導くための電位差を最適な値
に設定する。メタンから水素および炭素への分解を促進
するためには、放電部をいくつかのセクションに分ける
ことも有効である。また、ビス状電極に印加するパルス
の周波数や電流を、アーク放電とならない程度に大きく
することも有効である。放電部１１０においてメタンか
ら発生した水素を含んだ混合ガスは、圧縮部１３０を介
して分離部１４０へ導かれる。
【０００６】＜圧縮部＞圧縮部１３０は、中空間の中央
部を細く絞り込んだ中空管（パイプ）で構成されてい
る。複数のガス種からなる混合ガスは、ノズルである中
空管（パイプ）を流れ、ここでガス流の線速度を高め
る。圧縮部１３０により、放電部からの混合ガス（ＣＨ
4が主成分）の流速を落とし、次の分離部１４０におけ
る流速を上げることができる。圧縮部１３０からの混合
ガスは、分離部１４０を構成する円筒空間内に噴出す
る。まだ、この段階では、炭素も細かい粒子として残っ
ている。
部を細く絞り込んだ中空管（パイプ）で構成されてい
る。複数のガス種からなる混合ガスは、ノズルである中
空管（パイプ）を流れ、ここでガス流の線速度を高め
る。圧縮部１３０により、放電部からの混合ガス（ＣＨ
4が主成分）の流速を落とし、次の分離部１４０におけ
る流速を上げることができる。圧縮部１３０からの混合
ガスは、分離部１４０を構成する円筒空間内に噴出す
る。まだ、この段階では、炭素も細かい粒子として残っ
ている。
【０００７】＜分離部＞分離部１４０は、ガス流体に回
転力を与えるための、ヘリカル状（スパイラル状）の回
転補助翼（つめ）１４２を周辺に有している。このヘリ
カル状のつめ１４２により、混合ガスに対して回転力が
与えられると、ガス構成物質の質量の差異に基づくガス
分子のうける回転半径の差異から、軽い分子を中心部に
重い分子を周辺部に偏よらせて、ガス構成分子を分離す
る。分離部１４０の後部は、二重管の構造を有し、内側
の内管１４６は、メッシュ状の構成１４５で外側の円筒
１４３の内壁と結合されている。内管１４６から、円筒
１４３の中心部分のガスＩ 1を取り出している。この分
離部１４０における分離の原理を、図３および図４を用
いて説明する。まず、スパイラル状のつめ１４２によ
り、混合ガスに回転流を与える。このときに混合ガスに
対する力学的関係を示したのが図３である。図３に示す
ように、半径ｒ0で速さｖで回転するガスは、遠心力Ｆ
が生じる。このとき、メタン，水素，炭素では、以下の
式に示すように、それそれ遠心力Ｆ m，ＦH，ＦCを受け
る。なお、ｍm，ｍH，ｍCは、各分子の質量である。
転力を与えるための、ヘリカル状（スパイラル状）の回
転補助翼（つめ）１４２を周辺に有している。このヘリ
カル状のつめ１４２により、混合ガスに対して回転力が
与えられると、ガス構成物質の質量の差異に基づくガス
分子のうける回転半径の差異から、軽い分子を中心部に
重い分子を周辺部に偏よらせて、ガス構成分子を分離す
る。分離部１４０の後部は、二重管の構造を有し、内側
の内管１４６は、メッシュ状の構成１４５で外側の円筒
１４３の内壁と結合されている。内管１４６から、円筒
１４３の中心部分のガスＩ 1を取り出している。この分
離部１４０における分離の原理を、図３および図４を用
いて説明する。まず、スパイラル状のつめ１４２によ
り、混合ガスに回転流を与える。このときに混合ガスに
対する力学的関係を示したのが図３である。図３に示す
ように、半径ｒ0で速さｖで回転するガスは、遠心力Ｆ
が生じる。このとき、メタン，水素，炭素では、以下の
式に示すように、それそれ遠心力Ｆ m，ＦH，ＦCを受け
る。なお、ｍm，ｍH，ｍCは、各分子の質量である。
【数１】 これらの遠心力の水素に対する比をとると、次のように
なる。
なる。
【数２】 よって、メタン（ＣＨ4）や炭素（Ｃ）は水素より８〜
６倍の遠心力を受ける可能性がある。図４に各分子のう
ける遠心力と速度との関係をグラフに示す。この図４か
ら分かるように、速度が大きくなると軽いガス分子（Ｈ
２）と重い分子（Ｃ，ＣＨ４）との遠心力の差が大きく
なる。このため、軽いガス分子（Ｈ２）は分離部１４０
の中心部に、重いガス分子（ＣＨ４）は外周部に偏よる
ことになる。その結果、それそれの分圧は、図５に示さ
れるようになる。図５は、分離部１４０の円筒内壁内の
分圧を示している。中心Ｏは、分離部１４０を構成して
いる円筒１４３の中心であり、それから等距離に円筒１
４３の内壁が存在する。円筒１４３の内壁の間に、図５
に示すように、水素は中心部にメタンや炭素は周辺部に
密度が濃く存在している。従って、図１において、分離
部１４０の終端部から円筒１４３の中心部のガスのみを
取り出すように、メッシュ状の構成１４５を介して、内
管１４６を設けている。そして、内管１４６から、Ｉ1
として分離すれば軽い分子である水素のガス成分が高濃
度で得られる。
６倍の遠心力を受ける可能性がある。図４に各分子のう
ける遠心力と速度との関係をグラフに示す。この図４か
ら分かるように、速度が大きくなると軽いガス分子（Ｈ
２）と重い分子（Ｃ，ＣＨ４）との遠心力の差が大きく
なる。このため、軽いガス分子（Ｈ２）は分離部１４０
の中心部に、重いガス分子（ＣＨ４）は外周部に偏よる
ことになる。その結果、それそれの分圧は、図５に示さ
れるようになる。図５は、分離部１４０の円筒内壁内の
分圧を示している。中心Ｏは、分離部１４０を構成して
いる円筒１４３の中心であり、それから等距離に円筒１
４３の内壁が存在する。円筒１４３の内壁の間に、図５
に示すように、水素は中心部にメタンや炭素は周辺部に
密度が濃く存在している。従って、図１において、分離
部１４０の終端部から円筒１４３の中心部のガスのみを
取り出すように、メッシュ状の構成１４５を介して、内
管１４６を設けている。そして、内管１４６から、Ｉ1
として分離すれば軽い分子である水素のガス成分が高濃
度で得られる。
【０００８】＜多段接続＞図６は、図１に示すユニット
を２段接続したガス分解・分離装置の構成を示す。セク
ションＩ２２２，２３２は、図１に示したユニットであ
る。各セクションＩ２２２，２３２に対して、メタンガ
スがボンベ２１０から送られる。各セクションＩ２２
２，２３２の中心部Ｉ1からは、水素濃度の高いガスが
捕捉され、セクションＩＩ２２４，２３４に送入され
る。図７は、セクションＩＩの構成を示している。セク
ションＩＩは、放電部３２０と、パラジウム・フィルタ
ー３４０とで構成されている。放電部３２０は、図２に
示す放電部１１０と同様な構成であり、まだ残っている
メタンガスをさらに分解して水素を発生させる。パラジ
ウム・フィルター３４０は、パラジウム（Ｐｄ）または
パラジウム（Ｐｄ）−銀（Ａｇ）合金でできた透過膜で
あり、水素のみを通過させる。セクションＩＩでは、放
電部３２０の分解工程を経て、パラジウム・フィルター
３４０を通して、純粋な水素ガスが得られる。セクショ
ンＩ２３２の周辺部やセクションＩＩ２２４，２３４か
らは、水素濃度の低いガス成分Ｉ2が集められ、加圧ポ
ンプ２４０により加圧されて、一段目のセクションＩ２
２２に再度給気される。この様にして、繰り返し分解・
分離が行われるようになっている。なお、図６では２段
のカスケード接続した構成例を示したが、３段以上の多
段のカスケード接続としてもよい。
を２段接続したガス分解・分離装置の構成を示す。セク
ションＩ２２２，２３２は、図１に示したユニットであ
る。各セクションＩ２２２，２３２に対して、メタンガ
スがボンベ２１０から送られる。各セクションＩ２２
２，２３２の中心部Ｉ1からは、水素濃度の高いガスが
捕捉され、セクションＩＩ２２４，２３４に送入され
る。図７は、セクションＩＩの構成を示している。セク
ションＩＩは、放電部３２０と、パラジウム・フィルタ
ー３４０とで構成されている。放電部３２０は、図２に
示す放電部１１０と同様な構成であり、まだ残っている
メタンガスをさらに分解して水素を発生させる。パラジ
ウム・フィルター３４０は、パラジウム（Ｐｄ）または
パラジウム（Ｐｄ）−銀（Ａｇ）合金でできた透過膜で
あり、水素のみを通過させる。セクションＩＩでは、放
電部３２０の分解工程を経て、パラジウム・フィルター
３４０を通して、純粋な水素ガスが得られる。セクショ
ンＩ２３２の周辺部やセクションＩＩ２２４，２３４か
らは、水素濃度の低いガス成分Ｉ2が集められ、加圧ポ
ンプ２４０により加圧されて、一段目のセクションＩ２
２２に再度給気される。この様にして、繰り返し分解・
分離が行われるようになっている。なお、図６では２段
のカスケード接続した構成例を示したが、３段以上の多
段のカスケード接続としてもよい。
【０００９】＜実施例＞図６に示した２段接続構成の装
置を用いた実施例を以下に示す。ボンベ２１０から、通
常グレードの詰められたメタンガスを２００ｍｌ／ｓｅ
ｃで、セクションＩの一段目２２２の入口から給気し
た。セクションＩの一段目２２２の中心部直径１ｃｍ部
分からガスを取り出したところ、その成分比は水素：メ
タン＝８０：２０であった。セクションＩの２段目２３
２から取り出したガスの成分比は、水素：メタン＝９
５：５であった。各セクションＩＩ２２４，２３４から
は、Ｐｄ−Ａｇ透過膜３４０で高度に精製された水素ガ
スが得られた。
置を用いた実施例を以下に示す。ボンベ２１０から、通
常グレードの詰められたメタンガスを２００ｍｌ／ｓｅ
ｃで、セクションＩの一段目２２２の入口から給気し
た。セクションＩの一段目２２２の中心部直径１ｃｍ部
分からガスを取り出したところ、その成分比は水素：メ
タン＝８０：２０であった。セクションＩの２段目２３
２から取り出したガスの成分比は、水素：メタン＝９
５：５であった。各セクションＩＩ２２４，２３４から
は、Ｐｄ−Ａｇ透過膜３４０で高度に精製された水素ガ
スが得られた。
【００１０】
【発明の効果】この発明における分離法は、流速を高め
るとそれだけ分離の良さが高められるため、大量のガス
の分離・精製に有利である。
るとそれだけ分離の良さが高められるため、大量のガス
の分離・精製に有利である。
【図１】ガス分解・分離装置の構成を示す図である。
【図２】図１の放電部における電極の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】分子に対する遠心力を説明する図である。
【図４】遠心力と速度との関係を示す図である。
【図５】図１の分離部内部の分圧分布を示す図である。
【図６】２段階構成のガス分解・分離装置の構成を示す
図である。
図である。
【図７】図５におけるセクションＩＩの構成を示す図で
ある。
ある。
１００ ガス分解・分離装置 １１０ 放電部 １１２ フランジ管 １２０ 電極 １２２ ビス状電極 １２４ 絶縁物 １２６ メッシュ状電極 １３０ 圧縮部 １４０ 分離部 １４３ 円筒 １４５ メッシュ構成 １４６ 内管 １５２ パルス電源 １５４ 直流電源 ２１０ ボンベ ２２２，２３２ セクションＩ ２２４，２３４ セクションＩＩ ２４０ 加圧ポンプ ２６２ バルブ ２６４，２６６ 逆流防止弁 ３２０ 放電部 ３４０ パラジウム・フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA41 HA21 KA01 KB30 MA02 MB04 MC02 PA01 PB20 PB66 PC80 4G075 AA03 BA01 BA05 BB05 BB07 BD01 CA05 CA15 DA02 EB21 EB22 EC21 FB02 FC11
Claims (4)
- 【請求項１】 円筒内部に備えたヘリカル状のつめと、 円筒の中心部から取り出す内管と、 円筒の周辺部から取り出す取り出し部とを備え、ガスを
円筒空間に噴出して、前記つめによりガスに回転運動を
行わせ、ガス構成物質の質量の差異による、ガス分子の
うける回転半径の差異から軽い分子を中心部に，重い分
子を周辺部に偏よらせて、ガス構成分子を分離すること
を特徴とするガス分離装置 - 【請求項２】 請求項１のガス分離装置と、 放電によりガスを分解する放電部と、 前記放電部からのガスを圧縮して、前記ガス分離装置に
噴出する圧縮部とを備え、注入されたガスを分解して、
分離することを特徴とするガス分解・分離装置。 - 【請求項３】 請求項２のガス分解・分離装置を、カス
ケードに多段接続するとともに、最後の段のガス分解・
分離装置の取り出し部からのガスを、最初の段に注入す
る構成を有し、ガスの分解、分離を高能率で行うことを
特徴とするガス分解・分離装置。 - 【請求項４】 請求項３のガス分解・分離装置におい
て、 カスケード接続された各段階のガス分解装置の内管に、
放電による分解部とフィルターを備えた第２の装置を接
続し、 カスケード接続された各段階のガス分解・分離
装置の内管からのガスを、さらに放電により分解してか
ら、フィルターを介して取り出すことを特徴とするガス
分解・分離装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005033582A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Toshihiro Abe | 燃焼装置 |
| JP2005298286A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Japan Science & Technology Agency | 炭化水素分解装置及び炭化水素分解方法 |
| JP5407003B1 (ja) * | 2013-06-25 | 2014-02-05 | Ｓａｉｓｅｉ合同会社 | メタンガス分解装置 |
| KR101501192B1 (ko) * | 2013-05-02 | 2015-03-11 | 한국기계연구원 | 기액 분리 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| US7704460B2 (en) * | 2003-02-03 | 2010-04-27 | Advanced Electron Beams, Inc. | Gas separation device |
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Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB172838A (en) * | 1920-11-01 | 1921-12-22 | Frank Morris | Improvements in and relating to separators for gaseous substances, dust collectors, spark arrestors, dust extractors and the like |
| GB1310792A (en) * | 1970-04-24 | 1973-03-21 | Pall Corp | Vortex separator |
| US4565556A (en) * | 1982-01-12 | 1986-01-21 | Ladislao Jose Biro | Molecular and isotopic fractionating process and apparatus |
| JPS6051528A (ja) * | 1983-09-01 | 1985-03-23 | Kiyoyuki Horii | 螺旋気流による混合ガスの分離方法 |
| EP0496128A1 (en) * | 1991-01-25 | 1992-07-29 | Stork Product Engineering B.V. | Method and device for separating a gas from a gas mixture |
| JP3388842B2 (ja) * | 1993-11-09 | 2003-03-24 | 株式会社東芝 | 電導フィルター |
| CH692381A5 (de) * | 1996-02-15 | 2002-05-31 | Abb Research Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln eines Treibhausgases. |
| JPH1128389A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 旋回流を発生させる流体通路を有する分離装置 |
| RU2139236C1 (ru) * | 1998-07-07 | 1999-10-10 | Кириллов Леонид Иванович | Установка для производства водорода, сажи и алмазов |
| US6168716B1 (en) * | 1998-08-19 | 2001-01-02 | G.B.D. Corp. | Cyclone separator having a variable transverse profile |
| EP1074535A1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-07 | Abb Research Ltd. | Process for the synthesis of hydrocarbons |
| JP3653565B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2005-05-25 | 三菱電機株式会社 | イオン状物質の分離方法および分離装置 |
| US6395197B1 (en) * | 1999-12-21 | 2002-05-28 | Bechtel Bwxt Idaho Llc | Hydrogen and elemental carbon production from natural gas and other hydrocarbons |
-
2001
- 2001-02-23 JP JP2001049149A patent/JP2002248315A/ja active Pending
-
2002
- 2002-02-05 US US10/468,814 patent/US20040120868A1/en not_active Abandoned
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- 2002-02-05 EP EP02710507A patent/EP1362631A4/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005033582A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Toshihiro Abe | 燃焼装置 |
| JP2005298286A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Japan Science & Technology Agency | 炭化水素分解装置及び炭化水素分解方法 |
| KR101501192B1 (ko) * | 2013-05-02 | 2015-03-11 | 한국기계연구원 | 기액 분리 장치 |
| JP5407003B1 (ja) * | 2013-06-25 | 2014-02-05 | Ｓａｉｓｅｉ合同会社 | メタンガス分解装置 |
| WO2014208503A1 (ja) * | 2013-06-25 | 2014-12-31 | Ｓａｉｓｅｉ合同会社 | メタンガス分解装置およびメタンガス分解装置を含むバイオマス処理システム |
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