JP2015093808A5 - 水素ガス製造方法および水素ガス製造装置 - Google Patents

Claims (23)

1. シリコン粒子と、前記シリコン粒子の０．１重量％〜１０重量％の油分と、水を含む水素ガス製造用シリコン原料Ａを準備する工程、
   アルカリ水溶液を準備する工程、
   前記水素ガス製造用シリコン原料Ａおよび前記アルカリ水溶液を反応槽に注入して、前記水素ガス製造用シリコン原料Ａと前記アルカリ水溶液との混合液を作る工程、
   前記水素ガス製造用シリコン原料Ａを、注入速度を反応槽内の前記混合液の温度に基づいてフィードバック制御しながら、前記反応槽に注入する工程、
   前記アルカリ水溶液を、注入速度を前記反応槽内の前記混合液のアルカリ濃度に基づいてフィードバック制御しながら、前記反応槽に注入する工程、
   前記反応槽内の、前記混合液を、所定温度に維持する工程、
   前記反応槽から取り出された、水素ガス、水蒸気、アルカリ水溶液ミスト、メタケイ酸塩水和物ミスト、シリコン粒子を含む気体Ｐを、スクラバで処理して、前記気体Ｐから前記アルカリ水溶液ミスト、前記メタケイ酸塩水和物ミスト、前記シリコン粒子を除去する工程、
   前記スクラバで処理した、前記水素ガスおよび前記水蒸気を含む気体Ｑを凝縮器で処理して、前記気体Ｑから前記水蒸気を除去する工程を含む水素ガス製造方法。
2. 前記油分は、
   イソプロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチルー１−プロパノール、２−メチルー２−プロパノール、２−エチルー１−ヘキサノール、
   エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、１、２−プロパンジオール、１、４−ブタンジオール、１、２−ブタンジオール、１、３−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、
   の何れか、あるいは、これらから選択される２以上の混合物である請求項１に記載の水素ガス製造方法。
3. 前記シリコン粒子の平均粒径は０．１μｍ〜３０μｍである請求項１または２に記載の水素ガス製造方法。
4. 前記水の重量は、前記シリコン粒子の重量の１倍〜１０倍である請求項１〜３の何れかに記載の水素ガス製造方法。
5. シリコン粒子と、前記シリコン粒子の０．１重量％〜１０重量％の範囲にあるギ酸、乳酸、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、アクリル酸、オレイン酸、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、ビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンイミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、の何れか、あるいは、これらから選択される２以上の混合物と、水を含む水素ガス製造用シリコン原料Ｂを準備する工程、
   アルカリ水溶液を準備する工程、
   前記水素ガス製造用シリコン原料Ｂおよび前記アルカリ水溶液を反応槽に注入して、前記水素ガス製造用シリコン原料Ｂと前記アルカリ水溶液との混合液を作る工程、
   前記水素ガス製造用シリコン原料Ｂを、注入速度を反応槽内の前記混合液の温度に基づいてフィードバック制御しながら、前記反応槽に注入する工程、
   前記アルカリ水溶液を、注入速度を前記反応槽内の前記混合液のアルカリ濃度に基づいてフィードバック制御しながら、前記反応槽に注入する工程、
   前記反応槽内の、前記混合液を、所定温度に維持する工程、
   前記反応槽から取り出された、水素ガス、水蒸気、アルカリ水溶液ミスト、メタケイ酸塩水和物ミスト、シリコン粒子を含む気体Ｐを、スクラバで処理して、前記気体Ｐから前記アルカリ水溶液ミスト、前記メタケイ酸塩水和物ミスト、前記シリコン粒子を除去する工程、
   前記スクラバで処理した、前記水素ガスおよび前記水蒸気を含む気体Ｑを凝縮器で処理して、前記気体Ｑから前記水蒸気を除去する工程を含む水素ガス製造方法。
6. 前記シリコン粒子の平均粒径は０．１μｍ〜３０μｍである請求項５に記載の水素ガス製造方法。
7. 前記水の重量は、前記シリコン粒子の重量の１倍〜１０倍である請求項５または６に記載の水素ガス製造方法。
8. 前記アルカリ水溶液がＮａＯＨ水溶液またはＫＯＨ水溶液である請求項１〜７の何れかに記載の水素ガス製造方法。
9. 前記ＮａＯＨ水溶液またはＫＯＨ水溶液の濃度が１ｍｏｌ／Ｌ〜８ｍｏｌ／Ｌである請求項８に記載の水素ガス製造方法。
10. 前記所定温度が５０℃〜９０℃である請求項１〜９の何れかに記載の水素ガス製造方法。
11. 密閉可能な反応槽と、
    前記反応槽に、シリコン粒子と、前記シリコン粒子の０．１重量％〜１０重量％の油分と、水を含む水素ガス製造用シリコン原料Ａを供給する手段と、
    前記反応槽にアルカリ水溶液を供給する手段と、
    前記反応槽に設けられた温度計、ヒーターおよび冷却器と、
    前記反応槽の水素ガス取り出し側に、スクラバ、凝縮器、レギュレーターをこの順に備えた水素ガス製造装置。
12. 前記油分は、
    イソプロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチルー１−プロパノール、２−メチルー２−プロパノール、２−エチルー１−ヘキサノール、
    エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、１、２−プロパンジオール、１、４−ブタンジオール、１、２−ブタンジオール、１、３−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、
    の何れか、あるいは、これらから選択される２以上の混合物である請求項１１に記載の水素ガス製造装置。
13. 前記シリコン粒子の平均粒径は０．１μｍ〜３０μｍである請求項１１または１２に記載の水素ガス製造装置。
14. 前記水の重量は、前記シリコン粒子の重量の１倍〜１０倍である請求項１１〜１３の何れかに記載の水素ガス製造方法。
15. 前記スクラバが前記反応槽から発生するアルカリ水溶液ミスト、メタケイ酸塩水和物ミスト、シリコン粒子を除去する請求項１１〜１４に記載の水素ガス製造装置。
16. 前記水素ガス製造用シリコン原料Ａを供給する手段がモーノポンプまたはギヤーポンプである請求項１１〜１５に記載の水素ガス製造装置。
17. 前記反応槽が、前記水素ガス製造用シリコン原料Ａと，前記アルカリ水溶液を混合する手段を備えた請求項１１〜１６の何れかに記載の水素ガス製造装置。
18. 密閉可能な反応槽と、
    前記反応槽に、シリコン粒子と、前記シリコン粒子の０．１重量％〜１０重量％の範囲にあるギ酸、乳酸、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、アクリル酸、オレイン酸、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、ビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンイミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、の何れか、あるいは、これらから選択される2以上の混合物と、水を含む水素ガス製造用シリコン原料Ｂを供給する手段と、
    前記反応槽にアルカリ水溶液を供給する手段と、
    前記反応槽に設けられた温度計、ヒーターおよび冷却器と、
    前記反応槽の水素ガス取り出し側に、スクラバ、凝縮器、レギュレーターをこの順に備えた水素ガス製造装置。
19. 前記シリコン粒子の平均粒径は０．１μｍ〜３０μｍである請求項１８に記載の水素ガス製造装置。
20. 前記水の重量は、前記シリコン粒子の重量の１倍〜１０倍である請求項１８または１９に記載の水素ガス製造装置。
21. 前記スクラバが前記反応槽から発生するアルカリ水溶液ミスト、メタケイ酸塩水和物ミスト、シリコン粒子を除去する請求項１８〜２０の何れかに記載の水素ガス製造装置。
22. 前記水素ガス製造用シリコン原料Ｂを供給する手段がモーノポンプまたはギヤーポンプである請求項１８〜２１の何れかに記載の水素ガス製造装置。
23. 前記反応槽が、前記水素ガス製造用シリコン原料Ｂと，前記アルカリ水溶液を混合する手段を備えた請求項１８〜２２の何れかに記載の水素ガス製造装置。