JPH0468291B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0468291B2 JPH0468291B2 JP61053093A JP5309386A JPH0468291B2 JP H0468291 B2 JPH0468291 B2 JP H0468291B2 JP 61053093 A JP61053093 A JP 61053093A JP 5309386 A JP5309386 A JP 5309386A JP H0468291 B2 JPH0468291 B2 JP H0468291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- raw material
- alloy
- methane gas
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 122
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 118
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 57
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 50
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 16
- 229910010389 TiMn Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002551 Fe-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002335 LaNi5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019083 Mg-Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017973 MgNi2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019403 Mg—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940123973 Oxygen scavenger Drugs 0.000 description 1
- -1 Ti-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010340 TiFe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010382 TiMn2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000011403 purification operation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、不純ガスとして窒素を同伴する原料
メタンガスの精製方法に関し、水素吸蔵用合金を
利用してこれに原料ガスを接触させ、不純窒素ガ
ス成分を当該合金に吸着せしめるとともに、メタ
ンガス成分をそのまま通過させて原料ガスを高純
度に精製できるものを提供する。
メタンガスの精製方法に関し、水素吸蔵用合金を
利用してこれに原料ガスを接触させ、不純窒素ガ
ス成分を当該合金に吸着せしめるとともに、メタ
ンガス成分をそのまま通過させて原料ガスを高純
度に精製できるものを提供する。
〈従来技術及びその問題点〉
Siアモルフアスの半導体を利用した太陽電池に
おいては、光電変換効率を上げるためにSiCを添
加しているが、メタンガスは当該SiCを化学蒸着
法によつて製造するに際し、Ｃ供給原料として用
いられる。
おいては、光電変換効率を上げるためにSiCを添
加しているが、メタンガスは当該SiCを化学蒸着
法によつて製造するに際し、Ｃ供給原料として用
いられる。
しかしながら、工業的に供給される原料メタン
ガスには、窒素ガスを初め、酸素ガス、二酸化炭
素等の各種不純ガス成分が十数ppm〜数百ppmの
割合で混入しているのが実情である。
ガスには、窒素ガスを初め、酸素ガス、二酸化炭
素等の各種不純ガス成分が十数ppm〜数百ppmの
割合で混入しているのが実情である。
特に、窒素ガスが原料メタンガスに混入する
と、以下の弊害が出て来る。
と、以下の弊害が出て来る。
即ち、SiCのＣ供給原料として原料メタンガス
を使用すれば、原料ガスに含有される窒素成分が
化学蒸着の際に、一方の原料であるSiと結合して
高絶縁性のSi3N4を生成せしめる結果、電子回路
に高抵抗、不導通若しくはコンデンサー効果を引
き起こして、太陽電池の機能を阻害してしまう。
を使用すれば、原料ガスに含有される窒素成分が
化学蒸着の際に、一方の原料であるSiと結合して
高絶縁性のSi3N4を生成せしめる結果、電子回路
に高抵抗、不導通若しくはコンデンサー効果を引
き起こして、太陽電池の機能を阻害してしまう。
そこで、これらの原料メタンガスから不純ガス
成分を除去しようとすれば、従来では、例えば、
鉄とハロゲン化金属を組み合わせた脱酸素剤を用
いて酸素を除去する技術、各種アルカリ溶液を用
いて二酸化炭素を湿式除去する技術があるが、窒
素に関しては、例えば、(イ)活性炭、(ロ)シリカゲ
ル、(ハ)ゼオライト等のモルキユーラー・シーブを
吸着剤に用いて物理吸着せしめるPSA法
（Pressure Swing Adsorption法）があるにすぎ
ない。
成分を除去しようとすれば、従来では、例えば、
鉄とハロゲン化金属を組み合わせた脱酸素剤を用
いて酸素を除去する技術、各種アルカリ溶液を用
いて二酸化炭素を湿式除去する技術があるが、窒
素に関しては、例えば、(イ)活性炭、(ロ)シリカゲ
ル、(ハ)ゼオライト等のモルキユーラー・シーブを
吸着剤に用いて物理吸着せしめるPSA法
（Pressure Swing Adsorption法）があるにすぎ
ない。
しかしながら、一般に、物理吸着では、
(a) 微量の窒素ガスを吸着させるにはこれに見合
うように固相側と気相側の平衡圧を小さく設定
しなければならない (b) 平衡圧は温度によつて規定される ので平衡圧を小さく保つには操作系全体を極低温
に保つ必要がある。
うように固相側と気相側の平衡圧を小さく設定
しなければならない (b) 平衡圧は温度によつて規定される ので平衡圧を小さく保つには操作系全体を極低温
に保つ必要がある。
従つて、上記PSA法では、極低温設備及び冷
熱供給源が常時必要になるので、装置全体が複雑
で処理コストの上昇を招くうえ、なによりも、除
去能力が不十分であり、10ppm程度の窒素ガスが
なお残留する場合が少なくない。
熱供給源が常時必要になるので、装置全体が複雑
で処理コストの上昇を招くうえ、なによりも、除
去能力が不十分であり、10ppm程度の窒素ガスが
なお残留する場合が少なくない。
〈問題点を解決するための手段〉
水素吸蔵用合金は、その名前からも判るよう
に、水素の貯蔵或いは運搬を主目的として使用さ
れるもので、適切な平衡圧の前・後で、水素を金
属格子内に安全且つ高密度で吸・脱着できる性質
を有する。
に、水素の貯蔵或いは運搬を主目的として使用さ
れるもので、適切な平衡圧の前・後で、水素を金
属格子内に安全且つ高密度で吸・脱着できる性質
を有する。
しかるに、本発明者等は、水素吸蔵用合金に活
性化処理を施してこれを微粉砕化し、この合金微
粉末に市販の水素ガスを流し続けたところ、合金
に対する水素ガスの吸着量が飽和状態に達したの
ちにも、市販ガス中に含まれる微量の窒素成分が
水素ガスに代わつて当該金属に吸着される現象を
新たに発見し、この発見に基づいて先に特願昭59
−191120号（特公平２−53367号公報）に係る発
明を完成した（昭和59年９月12日出願）。
性化処理を施してこれを微粉砕化し、この合金微
粉末に市販の水素ガスを流し続けたところ、合金
に対する水素ガスの吸着量が飽和状態に達したの
ちにも、市販ガス中に含まれる微量の窒素成分が
水素ガスに代わつて当該金属に吸着される現象を
新たに発見し、この発見に基づいて先に特願昭59
−191120号（特公平２−53367号公報）に係る発
明を完成した（昭和59年９月12日出願）。
そこで、本発明者等は加熱温度を徐々に上げな
がら、水素吸蔵用合金（TiMn1.2、TiMn1.5、
TiMn1.65、TiMn2 TiMn0.6Cr0.9、Ti0.3Zr0.7Mn2.
0を使用）に所在圧で100％窒素ガスを接触させ、
夫々の加熱温度における合金の単位重量当たりの
窒素吸着量を測定し、以下の知見を得た（第４図
参照）。
がら、水素吸蔵用合金（TiMn1.2、TiMn1.5、
TiMn1.65、TiMn2 TiMn0.6Cr0.9、Ti0.3Zr0.7Mn2.
0を使用）に所在圧で100％窒素ガスを接触させ、
夫々の加熱温度における合金の単位重量当たりの
窒素吸着量を測定し、以下の知見を得た（第４図
参照）。
即ち、実験した合金のいずれもが窒素ガスを吸
着すること、温度を上げると吸着量は増大してゆ
くこと、及びその吸着量は水素ガスに対する場合
に比較しても少なくないことが判明した。
着すること、温度を上げると吸着量は増大してゆ
くこと、及びその吸着量は水素ガスに対する場合
に比較しても少なくないことが判明した。
また、吸着量は合金を構成する成分元素の相違
によつて異なるばかりでなく（例えば、TiMn1.5
とTiMn0.6Cr0.9を比較のこと）、成分元素が同じ
でも合金組成が異なればやはり変化する（例え
ば、TiMn1.5とTiMn2を比較のこと）。
によつて異なるばかりでなく（例えば、TiMn1.5
とTiMn0.6Cr0.9を比較のこと）、成分元素が同じ
でも合金組成が異なればやはり変化する（例え
ば、TiMn1.5とTiMn2を比較のこと）。
特に、TiMn1.5に着目すると、550℃に加熱し
た状態では194／KgのN2吸着量を示した。
た状態では194／KgのN2吸着量を示した。
従つて、本発明者等は、水素吸蔵用合金が窒素
に対して示すこの予測外の特性を上記先行発明以
外にも拡大利用することを目的として、市販のメ
タンガスを水素ガスに代えて水素吸蔵用合金に適
用し、種々の実験を重ねた結果、上記メタンガス
成分が僅かに吸蔵されるものの、原料メタンガス
に夫々微量の割合で同伴する窒素ガスについて
は、メタンガスの上記吸蔵に影響されることな
く、確かに吸蔵されることを新たに見い出した。
に対して示すこの予測外の特性を上記先行発明以
外にも拡大利用することを目的として、市販のメ
タンガスを水素ガスに代えて水素吸蔵用合金に適
用し、種々の実験を重ねた結果、上記メタンガス
成分が僅かに吸蔵されるものの、原料メタンガス
に夫々微量の割合で同伴する窒素ガスについて
は、メタンガスの上記吸蔵に影響されることな
く、確かに吸蔵されることを新たに見い出した。
即ち、本発明は、この発見に基づくもので、水
素吸蔵用合金に水素ガスを吸蔵させて活性化処理
を施し、これを微粉砕化して合金の表面積を増大
させるとともに、当該合金から水素ガスを排除し
たのちに、不純ガス成分として窒素を同伴する原
料メタンガスを合金の微粉末に常温以上で接触さ
せることにより、この窒素ガス成分を微粉末合金
に吸着させ、メタンガス成分を合金微粉末同士の
間隙に通過せしめて、窒素を原料メタンガスから
分離除去してメタンガス成分を選択的に取り出す
ことを特徴とする。
素吸蔵用合金に水素ガスを吸蔵させて活性化処理
を施し、これを微粉砕化して合金の表面積を増大
させるとともに、当該合金から水素ガスを排除し
たのちに、不純ガス成分として窒素を同伴する原
料メタンガスを合金の微粉末に常温以上で接触さ
せることにより、この窒素ガス成分を微粉末合金
に吸着させ、メタンガス成分を合金微粉末同士の
間隙に通過せしめて、窒素を原料メタンガスから
分離除去してメタンガス成分を選択的に取り出す
ことを特徴とする。
上記水素吸蔵用合金は、水素を多量に吸蔵して
金属水素化物を生成する金属材料であつて、 (1) Ca、Li、Ｋ、Ti、Ｖ、Mg、希土類元素等の
一成分系、 (2) TiMn1.5、TiMn2、TiFe、LaNi5、MgNi2
を初め、Ti−Co、Mg−Ni、希土類元素−Ni
等の二成分系合金、 (3) TiMn0.6Cr0.9、Ti0.3Zr0.7Mn2.0を初め、Ti−
Fe−Mn、希土類元素−Zr−Co、Ca−Ni−
Mg等の多成分系合金 を任意に選択することができる。
金属水素化物を生成する金属材料であつて、 (1) Ca、Li、Ｋ、Ti、Ｖ、Mg、希土類元素等の
一成分系、 (2) TiMn1.5、TiMn2、TiFe、LaNi5、MgNi2
を初め、Ti−Co、Mg−Ni、希土類元素−Ni
等の二成分系合金、 (3) TiMn0.6Cr0.9、Ti0.3Zr0.7Mn2.0を初め、Ti−
Fe−Mn、希土類元素−Zr−Co、Ca−Ni−
Mg等の多成分系合金 を任意に選択することができる。
また、当該水素吸蔵用合金の活性化工程は、合
金中に水素ガスを常温若しくは高温で加圧して合
金表面の組織に変化を与え、いわば風通しを良く
することを目的とする。
金中に水素ガスを常温若しくは高温で加圧して合
金表面の組織に変化を与え、いわば風通しを良く
することを目的とする。
この場合、当該合金は水素の吸・脱着により微
粉砕化され、その表面積を著しく増大させること
になる。
粉砕化され、その表面積を著しく増大させること
になる。
こうして、窒素ガスを不純ガスとして同伴する
原料メタンガスを上記活性化処理済みの合金微粉
末に接触させると、メタンガス成分はわずかに吸
蔵されるが、ほとんどのメタンガスは合金微粉末
の表面と相互作用することなくその間隙を通過し
てゆく。これに対し、原料メタンガス中の窒素ガ
スは、メタンガスの上記吸蔵に影響されることな
く当該合金の表面に吸蔵されるので、結果的には
高純度のメタンガス成分のみを選択的に取り出す
ことができ、原料メタンガスの精製を円滑に達成
できる。
原料メタンガスを上記活性化処理済みの合金微粉
末に接触させると、メタンガス成分はわずかに吸
蔵されるが、ほとんどのメタンガスは合金微粉末
の表面と相互作用することなくその間隙を通過し
てゆく。これに対し、原料メタンガス中の窒素ガ
スは、メタンガスの上記吸蔵に影響されることな
く当該合金の表面に吸蔵されるので、結果的には
高純度のメタンガス成分のみを選択的に取り出す
ことができ、原料メタンガスの精製を円滑に達成
できる。
〈発明の効果〉
(1) 本発明は、水素吸蔵用合金が窒素を吸着する
という全く新たな特性を利用したもので、水素
吸蔵用合金は、メタンガスの吸蔵に影響される
ことなく、極微量の窒素をも吸着することか
ら、従来のシリカゲルや活性炭等の物理的吸着
剤を用いた場合に比べて、原料メタンガスを高
純度（具体的には、常温処理で数ppm以下、加
熱処理で1ppm以下）に精製することができる。
という全く新たな特性を利用したもので、水素
吸蔵用合金は、メタンガスの吸蔵に影響される
ことなく、極微量の窒素をも吸着することか
ら、従来のシリカゲルや活性炭等の物理的吸着
剤を用いた場合に比べて、原料メタンガスを高
純度（具体的には、常温処理で数ppm以下、加
熱処理で1ppm以下）に精製することができる。
従つて、SiCのＣ供給原料として本発明方法
で精製したメタンガスを用いれば、予め窒素成
分を十分に排除できるので、窒素成分がSiと結
合してSi3N4を生成することをなくし、太陽電
池の機能を高く維持できる。
で精製したメタンガスを用いれば、予め窒素成
分を十分に排除できるので、窒素成分がSiと結
合してSi3N4を生成することをなくし、太陽電
池の機能を高く維持できる。
(2) 活性化処理により微粉砕化された水素吸蔵用
合金に原料メタンガスを常温以上で接触させる
だけで、窒素成分を合金微粉末表面に吸蔵して
原料メタンガスから分離除去できるので、例え
ば、極低温で行なうPSA法に比べて、極低温
設備や冷熱供給源が不要になり、精製処理を迅
速且つ容易に行なえるうえ、処理コストを低減
できる。
合金に原料メタンガスを常温以上で接触させる
だけで、窒素成分を合金微粉末表面に吸蔵して
原料メタンガスから分離除去できるので、例え
ば、極低温で行なうPSA法に比べて、極低温
設備や冷熱供給源が不要になり、精製処理を迅
速且つ容易に行なえるうえ、処理コストを低減
できる。
特に、加温状態で原料メタンガスを水素吸蔵
用合金に接触させて合金の化学吸着を促進すれ
ば、窒素ガス成分を合金微粉末表面に不可逆的
に吸着することができ、従来の物理的吸着量の
限界を克服して、窒素ガスの成分の吸着容量の
増大をもたらすので、原料メタンガスの大量精
製処理に好適である。
用合金に接触させて合金の化学吸着を促進すれ
ば、窒素ガス成分を合金微粉末表面に不可逆的
に吸着することができ、従来の物理的吸着量の
限界を克服して、窒素ガスの成分の吸着容量の
増大をもたらすので、原料メタンガスの大量精
製処理に好適である。
〈実施例〉
以下、原料メタンガスの精製装置の機構を概説
するとともに、この装置に原料メタンガスを通し
て行なつた精製実験結果を逐次述べる。
するとともに、この装置に原料メタンガスを通し
て行なつた精製実験結果を逐次述べる。
（原料メタンガス精製装置）
第３図は原料メタンガス精製装置の概略系統図
であつて、当該精製装置は立型の原料ガス精製塔
１の下端から原料ガスライン２を導出し、その上
流側に入口弁４、原料ガス仕切弁５及び圧力調整
弁６を順次介して原料ガス供給源７を接続する。
であつて、当該精製装置は立型の原料ガス精製塔
１の下端から原料ガスライン２を導出し、その上
流側に入口弁４、原料ガス仕切弁５及び圧力調整
弁６を順次介して原料ガス供給源７を接続する。
また、原料ガス精製塔１の上端から精製ガスラ
イン８を導出し、その下流側に出口弁１０、精製
ガス仕切弁１１、流量調整弁１２及び流量計１３
を順次接続する。
イン８を導出し、その下流側に出口弁１０、精製
ガス仕切弁１１、流量調整弁１２及び流量計１３
を順次接続する。
精製塔１は上述のように立型構造をとり、水素
吸蔵用合金をこれに収容して活性化処理を施し、
水素ガスを除去したのち、塔内の下方から上方に
原料メタンガスを流せば、合金微粉末層に高い効
率で当該原料メタンガスを接触通過させることが
できる。
吸蔵用合金をこれに収容して活性化処理を施し、
水素ガスを除去したのち、塔内の下方から上方に
原料メタンガスを流せば、合金微粉末層に高い効
率で当該原料メタンガスを接触通過させることが
できる。
この精製塔１の外側壁をシース型の加熱装置１
４で囲繞し、精製塔１の外壁に装着した熱電対１
５を加熱装置１４と接続した温度制御装置１６に
連動し、熱電対１５で検知した塔外壁温度に基づ
いて制御装置１６を作動せしめることにより、精
製塔１を自動的に所定温度に保持する。
４で囲繞し、精製塔１の外壁に装着した熱電対１
５を加熱装置１４と接続した温度制御装置１６に
連動し、熱電対１５で検知した塔外壁温度に基づ
いて制御装置１６を作動せしめることにより、精
製塔１を自動的に所定温度に保持する。
原料メタンガスを上記圧力調整弁６で所定圧力
に調圧して精製塔１に流通せしめるとともに、精
製ガスライン８のうち、出口弁１０の上流側を分
岐して圧力計１７を接続し、精製操作時の圧力を
指示せしめる。
に調圧して精製塔１に流通せしめるとともに、精
製ガスライン８のうち、出口弁１０の上流側を分
岐して圧力計１７を接続し、精製操作時の圧力を
指示せしめる。
また、仕切弁１１及び流量調整弁１２で上上記
精製ガスライン８の流量を制御することにより、
精製塔１内の滞留時間を設定する。
精製ガスライン８の流量を制御することにより、
精製塔１内の滞留時間を設定する。
原料ガスライン２の入口弁４の上流側及び精製
ガスライン８の出口弁１０の下流側から各々ガス
採取ライン１８・１９を分岐し、これらを三方弁
２０を介してガスモニター２１に接続する。
ガスライン８の出口弁１０の下流側から各々ガス
採取ライン１８・１９を分岐し、これらを三方弁
２０を介してガスモニター２１に接続する。
三方弁２０を原料ガスライン２の方に切換える
と、原料ライン中のガスの組成を測定でき、精製
ガスライン８の方に切換えると、精製ライン中の
ガスの組成、例えば不純ガスとしての窒素濃度を
測定できる。
と、原料ライン中のガスの組成を測定でき、精製
ガスライン８の方に切換えると、精製ライン中の
ガスの組成、例えば不純ガスとしての窒素濃度を
測定できる。
尚、符号３及び２２は水素吸蔵用合金の流出を
防止するためのフイルターである。
防止するためのフイルターである。
斯くしてなる原料メタンガス精製装置の精製塔
１に水素吸蔵用合金を収容し、圧力35Kg／cm2、温
度25℃で８時間水素ガスを接触させて活性化処理
を施し、合金の表面積を増大させたのち、加温減
圧下で水素ガスを合金微粉末から放出排除する。
１に水素吸蔵用合金を収容し、圧力35Kg／cm2、温
度25℃で８時間水素ガスを接触させて活性化処理
を施し、合金の表面積を増大させたのち、加温減
圧下で水素ガスを合金微粉末から放出排除する。
上記水素吸蔵用合金には、既述の100％窒素吸
着試験において顕著な吸着能を示すTiMn1.5合金
を使用する。
着試験において顕著な吸着能を示すTiMn1.5合金
を使用する。
そして、窒素ガスを不純ガス成分として同伴す
る原料メタンガスを当該精製装置に流すことによ
り、以下の実験を順次行なつた。
る原料メタンガスを当該精製装置に流すことによ
り、以下の実験を順次行なつた。
（原料メタンガスの精製実験）
操作圧力を10Kg／cm2、滞留時間13.75分、通過
ガス流量20.4／Kg−metal・Hrの条件下で、N2
ガスを1008ppmなる高濃度で含む原料メタンガス
を精製塔１に流しながら、加熱温度を当初設定温
度150℃から200℃→250℃→300℃→350℃に逐次
上昇してゆき、残留N2ガス濃度の経時変化を測
定した。
ガス流量20.4／Kg−metal・Hrの条件下で、N2
ガスを1008ppmなる高濃度で含む原料メタンガス
を精製塔１に流しながら、加熱温度を当初設定温
度150℃から200℃→250℃→300℃→350℃に逐次
上昇してゆき、残留N2ガス濃度の経時変化を測
定した。
第１図はその結果を示すもので、150℃の加熱
温度下では残留N2ガス濃度は増加を続け、特に、
精製開始後１時間10分から２時間15分までの間に
は大幅に増加する。
温度下では残留N2ガス濃度は増加を続け、特に、
精製開始後１時間10分から２時間15分までの間に
は大幅に増加する。
200℃の加熱温度下では残留N2ガス濃度が
4ppm台、また、250℃では2ppm前後を維持でき
るが、本発明が目的とする原料メタンガスの高純
度精製の観点からすれば未だ不十分である。
4ppm台、また、250℃では2ppm前後を維持でき
るが、本発明が目的とする原料メタンガスの高純
度精製の観点からすれば未だ不十分である。
300℃の加熱温度下では、昇温後30分経過時点
から残留N2ガス濃度は痕跡→N.D.に移行し、さ
らに引続き、350℃に温度上昇すれば、反転クロ
マトグラムを継続することが判る。
から残留N2ガス濃度は痕跡→N.D.に移行し、さ
らに引続き、350℃に温度上昇すれば、反転クロ
マトグラムを継続することが判る。
従つて、略1000ppmの高濃度N2ガスを含むメ
タンガスをTiMn1.5合金層に流せば、N2吸着量
6.18／Kgの時点においても、加熱温度を350℃
に設定することにより、N2ガスの排除は十分に
達成できることになる。
タンガスをTiMn1.5合金層に流せば、N2吸着量
6.18／Kgの時点においても、加熱温度を350℃
に設定することにより、N2ガスの排除は十分に
達成できることになる。
一方、太陽電池に利用するSiアモルフアスには
光電変換効率の向上を目的としてSiCを添加して
いるが、このSiCのＣ供給原料に原料メタンガス
を使用することは冒述の通りである。
光電変換効率の向上を目的としてSiCを添加して
いるが、このSiCのＣ供給原料に原料メタンガス
を使用することは冒述の通りである。
そして、この原料メタンガス中にN2ガスが混
入しておれば、SiCの一方の主原料であるSiとN2
ガスとが反応して高絶縁性のSi3N4を生成して、
最終の太陽電池の性能に悪影響を及ぼすことも既
述した。
入しておれば、SiCの一方の主原料であるSiとN2
ガスとが反応して高絶縁性のSi3N4を生成して、
最終の太陽電池の性能に悪影響を及ぼすことも既
述した。
しかしながら、原料メタンガス中には不純ガス
としてN2だけではなくO2も含まれているのが実
情であり、このO2ガスはSiと接触すればSiO2を
生成し、その高絶縁性により上記Si3N4と同様に
太陽電池の性能を低下させてしまう問題がある。
としてN2だけではなくO2も含まれているのが実
情であり、このO2ガスはSiと接触すればSiO2を
生成し、その高絶縁性により上記Si3N4と同様に
太陽電池の性能を低下させてしまう問題がある。
ところが、本発明者等は市販の原料メタンガス
を水素吸蔵用合金層に通してN2ガスの除去実験
を繰り返したおりに、当該原料メタンガス中に同
伴したO2ガスもN2ガスと同時に合金層に吸着さ
れることを見い出したので、以下の実験結果を付
け加えることにする。
を水素吸蔵用合金層に通してN2ガスの除去実験
を繰り返したおりに、当該原料メタンガス中に同
伴したO2ガスもN2ガスと同時に合金層に吸着さ
れることを見い出したので、以下の実験結果を付
け加えることにする。
この結果、市販の原料メタンガスを水素吸蔵用
合金で精製処理すれば、原料メタンガス中に同伴
するN2ガスばかりでなくO2ガスをも吸着排除で
きるので、得られたメタンガスでSiCを製造すれ
ば、Si3N4やSiO2がSiCに混入することを容易に
なくせ、太陽電池の性能を高品位に維持できる。
合金で精製処理すれば、原料メタンガス中に同伴
するN2ガスばかりでなくO2ガスをも吸着排除で
きるので、得られたメタンガスでSiCを製造すれ
ば、Si3N4やSiO2がSiCに混入することを容易に
なくせ、太陽電池の性能を高品位に維持できる。
（原料メタンガス中のO2ガス成分除去実験）
操作圧力２Kg／cm2、滞留時間５分、通過ガス流
量9.5／Kg−metal・Hrの条件下で、O2ガスを
254ppm含む原料メタンガスを精製塔１に流しな
がら、加熱温度を当初の常温（11℃）から200℃
→350℃に逐次上昇してゆき、残留O2ガス濃度の
経時変化を測定した。
量9.5／Kg−metal・Hrの条件下で、O2ガスを
254ppm含む原料メタンガスを精製塔１に流しな
がら、加熱温度を当初の常温（11℃）から200℃
→350℃に逐次上昇してゆき、残留O2ガス濃度の
経時変化を測定した。
第２図はその結果を示すもので、常温下では残
留O2ガス濃度は増加を続け、実験開始後１時間
45分にして42.6ppmに達した。
留O2ガス濃度は増加を続け、実験開始後１時間
45分にして42.6ppmに達した。
ところが、200℃の加熱温度下では残留O2ガス
濃度は2ppm台を維持し、350℃の加熱温度下では
実験開始後45分でN.D.を示した。
濃度は2ppm台を維持し、350℃の加熱温度下では
実験開始後45分でN.D.を示した。
従つて、200℃→350℃に加熱温度を高めること
によりO2ガスの除去効率は向上することが判り、
N2成分と同様にO2成分についても温度効果が有
効に支配することが確認された。
によりO2ガスの除去効率は向上することが判り、
N2成分と同様にO2成分についても温度効果が有
効に支配することが確認された。
第１図は窒素ガスを含有する原料メタンガスの
精製実験結果を示す図表、第２図は原料メタンガ
スの酸素ガス除去実験結果を示す図表、第３図は
本発明に係る精製実験装置の概略系統図、第４図
は水素吸蔵用合金の窒素ガスに対する吸着挙動を
示す加熱温度−吸着量関係図である。 １…原料ガス精製塔、２…原料ガスライン、６
…圧力調整弁、７…原料ガス供給源、８…精製ガ
スライン、１２…流量調整弁、１４…加熱装置、
１６…温度制御装置、１８，１９…ガス採取ライ
ン、２１…ガスモニター。
精製実験結果を示す図表、第２図は原料メタンガ
スの酸素ガス除去実験結果を示す図表、第３図は
本発明に係る精製実験装置の概略系統図、第４図
は水素吸蔵用合金の窒素ガスに対する吸着挙動を
示す加熱温度−吸着量関係図である。 １…原料ガス精製塔、２…原料ガスライン、６
…圧力調整弁、７…原料ガス供給源、８…精製ガ
スライン、１２…流量調整弁、１４…加熱装置、
１６…温度制御装置、１８，１９…ガス採取ライ
ン、２１…ガスモニター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素吸蔵用合金に水素ガスを吸蔵させて活性
化処理を施し、 これを微粉砕化して合金の表面積を増大させる
とともに、当該合金から水素ガスを排除したのち
に、不純ガス成分として窒素を同伴する原料メタ
ンガスを合金の微粉末に常温以上で接触させるこ
とにより、この窒素ガス成分を微粉末合金に吸着
させ、 メタンガス成分を合金微粉末同士の間隙に通過
せしめて、窒素を原料メタンガスから分離除去し
てメタンガス成分を選択的に取り出すことを特徴
とする原料メタンガスの精製方法。 ２ 加温状態で原料メタンガスを合金微粉末に接
触させることにより、化学吸着を促進せしめるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の原
料メタンガスの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053093A JPS62212208A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | 原料メタンガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053093A JPS62212208A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | 原料メタンガスの精製方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027149A Division JP2584381B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 原料希ガスの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62212208A JPS62212208A (ja) | 1987-09-18 |
| JPH0468291B2 true JPH0468291B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=12933165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61053093A Granted JPS62212208A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | 原料メタンガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62212208A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6299670B1 (en) | 1999-06-10 | 2001-10-09 | Saes Pure Gas, Inc. | Integrated heated getter purifier system |
| CN110013735B (zh) * | 2018-01-09 | 2022-07-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 含氢驰放气的安全吸附处理装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57156314A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Purification of rare gas |
-
1986
- 1986-03-11 JP JP61053093A patent/JPS62212208A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57156314A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Purification of rare gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62212208A (ja) | 1987-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4869883A (en) | Inert gas purifier for bulk nitrogen without the use of hydrogen or other reducing gases | |
| US3996028A (en) | Process for purification of argon from oxygen | |
| JP7245818B2 (ja) | ガス状水素流の連続生産方法 | |
| US11273405B2 (en) | Method for recovering hydrogen from biomass pyrolysis gas | |
| US6017502A (en) | Hydrogen purification using metal hydride getter material | |
| JPH0688765B2 (ja) | 希ガス精製装置 | |
| JPH0468291B2 (ja) | ||
| US5737941A (en) | Method and apparatus for removing trace quantities of impurities from liquified bulk gases | |
| US4358429A (en) | Oxygen stabilized zirconium vanadium intermetallic compound | |
| JP4187569B2 (ja) | 水素製造装置 | |
| JP2009249571A (ja) | バイオガス中の硫化水素の除去方法 | |
| JP5500650B2 (ja) | アルゴンガスの精製方法および精製装置 | |
| JPH0253367B2 (ja) | ||
| JPS6351056B2 (ja) | ||
| JP3213851B2 (ja) | 不活性ガス中の一酸化炭素の除去方法 | |
| JPH049723B2 (ja) | ||
| JP2584381B2 (ja) | 原料希ガスの精製方法 | |
| JPH04925B2 (ja) | ||
| JPH02293310A (ja) | 希ガスの高純度精製装置 | |
| JPH04310509A (ja) | 窒素中の不純酸素の除去方法 | |
| JPS6244973Y2 (ja) | ||
| JPS60155521A (ja) | 吸着法を使用して一酸化炭素を含む混合ガスより一酸化炭素を精製する方法 | |
| JPS6313925B2 (ja) | ||
| JPH04265217A (ja) | 一酸化炭素を主成分とするガスの精製方法 | |
| JPS6071502A (ja) | 水素ガス精製装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |