JP5075484B2 - 熱化学法水素製造装置及びその方法 - Google Patents
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Description
Gab−Jin Hwang and Kaoru Onuki,J.Membrane Science,194(2001) 207−215
ここで、過剰なヨウ素23が付加されることにより、硫酸25を主成分とする相とヨウ化水素24及びヨウ素23を主成分とする相に分離される。この分離されたヨウ化水素24を主成分とする相の中のヨウ化水素24及びヨウ素23はヨウ化水素移送ライン8を経由してヨウ化水素蒸留容器4に導入される。
この生成されたヨウ化ゲルマニウム29は、主に気体となり水素26と共にゲルマニウム充填部5aから下流側であるヨウ化ゲルマニウム保持手段であるヨウ化ゲルマニウム保持部5bに移送される。ヨウ化ゲルマニウム保持部5bにおいて、ヨウ化ゲルマニウム29の融点146℃以下に温度制御されている。このヨウ化ゲルマニウム保持部5bを介して、ヨウ化ゲルマニウム29は固体となり、水素26と分離される。
さらに、再生ガス供給ライン13より不活性ガス又は窒素ガス30を供給する。また、熱分解したヨウ素23は、図1に示す再生ガス出口ライン14からヨウ化水素生成容器3に戻される。かくして、ヨウ化ゲルマニウム29は熱分解し、ゲルマニウム28及びヨウ素23の再利用が可能となる。
×100 (4)
未分解のヨウ化水素24及び生成されたヨウ素23は水酸化ナトリウム溶液にバブリングすることにより除去し、水素生成量を積算流量計で測定した。この測定結果を図4に示す。なお、図中のSVは、以下の(5)式が示すように、空塔速度(h−1)を示している。
積(m3) (5)
本図から明らかなように、温度350℃において、SV1060(□印)のときの水素生成率が10%であり、SV1590(△印)のときの水素生成率が15%であり、SV530(◇印)のときの水素生成率が20%である。また、温度400℃において、SV530(◇印)のときの水素生成率が約60%である。このことから、水素生成率は、温度350℃以上の範囲が好ましく、温度350〜400℃の範囲がより好ましいことが分る。
Claims (9)
- ヨウ素、二酸化硫黄及び水を熱化学的に分解してヨウ化水素及び硫酸が生成されるヨウ化水素生成容器と、
このヨウ化水素生成容器で生成され分離されたヨウ化水素が導入されこのヨウ化水素から水が分離されるヨウ化水素蒸留容器と、
このヨウ化水素蒸留容器で分離されたヨウ化水素が導入されこのヨウ化水素が充填されたゲルマニウムと反応して水素及びヨウ素に分解されるヨウ化水素分解容器と、
このヨウ化水素分解容器で分解されたヨウ素及び未分解のヨウ化水素が回収されるヨウ化水素・ヨウ素回収容器と、
前記ヨウ化水素分解容器で分解された水素が精製される水素精製容器と、
前記ヨウ化水素生成容器で生成され分離された硫酸が導入されこの硫酸から水が分離される硫酸蒸留容器と、
この硫酸蒸留容器で分離された硫酸が二酸化硫黄及び酸素に分解される硫酸分解容器と、
を有することを特徴とする熱化学法水素製造装置。 - 前記ヨウ化水素分解容器は、前記ゲルマニウムとヨウ化水素とを化学反応させて生成されたヨウ化ゲルマニウムをゲルマニウムとヨウ素とに熱分解する熱分解手段を具備すること、を特徴とする請求項1記載の熱化学法水素製造装置。
- 前記ヨウ化水素分解容器は、前記ヨウ化水素と前記ゲルマニウムとの化学反応により水素が製造される水素製造手段と、前記ヨウ化ゲルマニウムをゲルマニウムとヨウ素とに熱分解する熱分解手段と、を具備することを特徴とする請求項1記載の熱化学法水素製造装置。
- 前記ヨウ化水素分解容器は、前記ゲルマニウムとヨウ化水素とを化学反応させて生成されたヨウ化ゲルマニウムを保持するヨウ化ゲルマニウム保持手段を具備すること、を特徴とする請求項1記載の熱化学法水素製造装置。
- 前記ヨウ化水素分解容器は、前記ゲルマニウムとヨウ化水素とを化学反応させる反応容器が複数設置されてなること、を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の熱化学法水素製造装置。
- ヨウ素、二酸化硫黄及び水を熱化学的に分解してヨウ化水素及び硫酸が生成されるブンゼン反応工程と、
この生成され分離されたヨウ化水素が導入されこのヨウ化水素から水が分離されるヨウ化水素蒸留工程と、
この水が分離されたヨウ化水素と充填されたゲルマニウムとを化学反応させて水素及びヨウ素に分解されるヨウ化水素分解工程と、
この分解されたヨウ素及び未分解のヨウ化水素を回収するヨウ化水素・ヨウ素回収工程と、
前記分離された水素が精製される水素精製工程と、
前記生成され分離された硫酸が導入されこの硫酸から水が分離される硫酸蒸留工程と、
この分離された硫酸が二酸化硫黄及び酸素に分解される硫酸分解工程と、
を有することを特徴とする熱化学法水素製造方法。 - 前記ヨウ化水素分解工程において、前記ゲルマニウムと前記ヨウ化水素との化学反応が350℃以上の温度で行われること、を特徴とする請求項6記載の熱化学法水素製造方法。
- 前記ヨウ化水素分解工程において、前記ゲルマニウムと前記ヨウ化水素との化学反応が1000h−1以下の空塔速度で行われること、を特徴とする請求項6記載の熱化学法水素製造方法。
- 前記ヨウ化水素分解工程は、前記ゲルマニウムとヨウ化水素とを化学反応させる反応容器を複数設けて、前記ヨウ化水素及びゲルマニウムの化学反応による水素製造と生成されたヨウ化ゲルマニウムの分解反応とを並行にして行うことにより水素が製造されること、を特徴とする請求項6記載の熱化学法水素製造方法。
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