JPH068162B2 - 水素ガスの吸収方法 - Google Patents
水素ガスの吸収方法Info
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- JPH068162B2 JPH068162B2 JP61060790A JP6079086A JPH068162B2 JP H068162 B2 JPH068162 B2 JP H068162B2 JP 61060790 A JP61060790 A JP 61060790A JP 6079086 A JP6079086 A JP 6079086A JP H068162 B2 JPH068162 B2 JP H068162B2
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- slurry
- solvent
- alloy
- lani
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水素吸蔵合金による水素ガスの吸収方法に関
し、特に化学プラントのパージガスや製鉄所副生ガス中
の水素を吸収する際に有利に適用される同方法に関す
る。
し、特に化学プラントのパージガスや製鉄所副生ガス中
の水素を吸収する際に有利に適用される同方法に関す
る。
〔従来の技術〕 従来水素吸蔵合金はその粉末を容器に充填し、この容器
内に水素を含むガスを圧入して、水素を金属水素化物の
形で捕集し、水素を放出する際は容器を加熱して金属水
素化物を分解するといつた使用形態で利用されている。
また本発明者等は粉末充填方式の欠点を解消するため、
水素吸蔵合金を溶媒に懸濁させたスラリー状という新し
い形態を同日付で提案した。
内に水素を含むガスを圧入して、水素を金属水素化物の
形で捕集し、水素を放出する際は容器を加熱して金属水
素化物を分解するといつた使用形態で利用されている。
また本発明者等は粉末充填方式の欠点を解消するため、
水素吸蔵合金を溶媒に懸濁させたスラリー状という新し
い形態を同日付で提案した。
このような粉末充填方式は次の欠点があつた。
(1) 水素吸蔵合金は水素で還元された清浄な金属であ
るため、水素と共存する不純物ガス、例えばCO，CO2，N
H3，N2，H2O，H2S，O2と反応し、金属カルボニル，炭酸
塩，窒化物，水酸化物，硫化物，酸化物を生成して急速
に劣化する。
るため、水素と共存する不純物ガス、例えばCO，CO2，N
H3，N2，H2O，H2S，O2と反応し、金属カルボニル，炭酸
塩，窒化物，水酸化物，硫化物，酸化物を生成して急速
に劣化する。
(2) 固定床であり、水素の吸収の後必ず水素を放出さ
せて合金を再生する必要があつて、供給ガスの連続処理
が難しい。
せて合金を再生する必要があつて、供給ガスの連続処理
が難しい。
(3) 合金が水素を吸収し、金属水素化物に変化すると
その熱伝導度が極端に低下するため、加熱して水素を放
出させる時の熱の伝導が悪い。すなわち、水素放出時間
が長い。
その熱伝導度が極端に低下するため、加熱して水素を放
出させる時の熱の伝導が悪い。すなわち、水素放出時間
が長い。
(4) 合金が水素を吸収し、金属水素化物に変化する時
膨張するため、容器の変形、破損の恐れがある。
膨張するため、容器の変形、破損の恐れがある。
(5) 水素を放出する際充填した微粉末が同伴するた
め、容器のガス出入口にフイルターが設置されるが、こ
のフイルターの目詰りによるトラブルが発生する。
め、容器のガス出入口にフイルターが設置されるが、こ
のフイルターの目詰りによるトラブルが発生する。
(6) またスラリー状では溶媒の比重が概ね１．０以下
に対し、水素吸蔵合金の比重が高いものでは８．３もあ
り、沈降速度が速く堆積、閉塞の可能性がある。
に対し、水素吸蔵合金の比重が高いものでは８．３もあ
り、沈降速度が速く堆積、閉塞の可能性がある。
本発明は炭素と水素のみで構成された飽和炭化水素、芳
香族炭化水素および脂環式飽和炭化水素から成る群から
選ばれた溶媒に該溶媒に可溶性で且つ水素に不活性な化
合物を溶解し、粘度を３０cPを超えない範囲で上昇させ
たものに水素吸蔵合金を懸濁したスラリーと水素を含む
ガスとを接触させることを特徴とする水素ガスの吸収方
法である。
香族炭化水素および脂環式飽和炭化水素から成る群から
選ばれた溶媒に該溶媒に可溶性で且つ水素に不活性な化
合物を溶解し、粘度を３０cPを超えない範囲で上昇させ
たものに水素吸蔵合金を懸濁したスラリーと水素を含む
ガスとを接触させることを特徴とする水素ガスの吸収方
法である。
本発明は水素吸蔵合金粉末を溶媒中に懸濁させてスラリ
ーとして使用するものである。溶媒は合金と反応するも
のは不可で、有機溶媒が使用できるが、有機溶媒の中で
炭素と水素で構成された飽和炭化水素、芳香族炭化水素
および脂環式飽和炭化水素に限定される。
ーとして使用するものである。溶媒は合金と反応するも
のは不可で、有機溶媒が使用できるが、有機溶媒の中で
炭素と水素で構成された飽和炭化水素、芳香族炭化水素
および脂環式飽和炭化水素に限定される。
本発明で使用される飽和炭化水素、芳香族炭化水素およ
び脂環式飽和炭化水素としては、水素を加熱放出したり
水素吸蔵時の発熱を利用するために少くとも約１００℃
以上の沸点をもち常温で液体のものが用いられる。以下
それらの例をあげる。
び脂環式飽和炭化水素としては、水素を加熱放出したり
水素吸蔵時の発熱を利用するために少くとも約１００℃
以上の沸点をもち常温で液体のものが用いられる。以下
それらの例をあげる。
飽和炭化水素 例；ｎ−ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘ
キサン、３−エチルペンタン、２，２−ジメチルペンタ
ン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペン
タン、３，３−ジメチルペンタン、２，２，３−トリメ
チルブタン、ｎ−オクタン、２−メチルヘプタン、３−
メチルヘプタン、４−メチルヘプタン、３−エチルヘキ
サン、２，２−ジメチルヘキサン、２，３−ジメチルヘ
キサン、２，４−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチル
ヘキサン、３，３−ジメチルヘキサン、３，４−ジメチ
ルヘキサン、２−メチル−３エチルペンタン、３−メチ
ル−３エチルペンタン、２，２，３−トリメチルペンタ
ン、２，２，４−トリメチルペンタン、２，３，３−ト
リメチルペンタン、２，３，４−トリメチルペンタン、
２，２，３，３−テトラメチルブタン、ｎ−ノナン、ｎ
−デカン、ｎ−ウンデカン、ｎ−ドデカン、ｎ−トリデ
カンなど 芳香族炭化水素 例；メチルベンゼン、エチルベンゼン、１，２−ジメチ
ルベンゼン、１，３−ジメチルベンゼン、１，４−ジメ
チルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、ｉ−プロピルベ
ンゼン、１−メチル−２−エチルベンゼン、１−メチル
−３−エチルベンゼン、１−メチル−４−エチルベンゼ
ン、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−ト
リメチルベンゼン、１，２，５−トリメチルベンゼン、
ｎ−ブチルベンゼン、ｎ−ペンチルベンゼン、ｎ−ヘキ
シルベンゼン、ｎ−ヘプチルベンゼン、ｎ−オクチルベ
ンゼン、ｎ−ノニルベンゼン、ｎ−デシルベンゼンなど 脂環式飽和炭化水素 例；エチルシクロペンタン、ｎ−プロピルシクロペンタ
ン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシ
クロヘキサン、ｎ−プロピルシクロヘキサンなど 更に本発明では溶媒に、該溶媒に可溶性で且つ水素に不
活性な化合物を溶解させて水素の吸蔵に支障のない範囲
でスラリーの粘度を上げて沈降速度の遅緩をはかろうと
するものである。
キサン、３−エチルペンタン、２，２−ジメチルペンタ
ン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペン
タン、３，３−ジメチルペンタン、２，２，３−トリメ
チルブタン、ｎ−オクタン、２−メチルヘプタン、３−
メチルヘプタン、４−メチルヘプタン、３−エチルヘキ
サン、２，２−ジメチルヘキサン、２，３−ジメチルヘ
キサン、２，４−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチル
ヘキサン、３，３−ジメチルヘキサン、３，４−ジメチ
ルヘキサン、２−メチル−３エチルペンタン、３−メチ
ル−３エチルペンタン、２，２，３−トリメチルペンタ
ン、２，２，４−トリメチルペンタン、２，３，３−ト
リメチルペンタン、２，３，４−トリメチルペンタン、
２，２，３，３−テトラメチルブタン、ｎ−ノナン、ｎ
−デカン、ｎ−ウンデカン、ｎ−ドデカン、ｎ−トリデ
カンなど 芳香族炭化水素 例；メチルベンゼン、エチルベンゼン、１，２−ジメチ
ルベンゼン、１，３−ジメチルベンゼン、１，４−ジメ
チルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、ｉ−プロピルベ
ンゼン、１−メチル−２−エチルベンゼン、１−メチル
−３−エチルベンゼン、１−メチル−４−エチルベンゼ
ン、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−ト
リメチルベンゼン、１，２，５−トリメチルベンゼン、
ｎ−ブチルベンゼン、ｎ−ペンチルベンゼン、ｎ−ヘキ
シルベンゼン、ｎ−ヘプチルベンゼン、ｎ−オクチルベ
ンゼン、ｎ−ノニルベンゼン、ｎ−デシルベンゼンなど 脂環式飽和炭化水素 例；エチルシクロペンタン、ｎ−プロピルシクロペンタ
ン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシ
クロヘキサン、ｎ−プロピルシクロヘキサンなど 更に本発明では溶媒に、該溶媒に可溶性で且つ水素に不
活性な化合物を溶解させて水素の吸蔵に支障のない範囲
でスラリーの粘度を上げて沈降速度の遅緩をはかろうと
するものである。
溶媒に可溶性で且つ水素に不活性な化合物としてはポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの外、加
硫前のゴムなども上げられる。ポリ塩化ビニールのよう
なハロゲンを含むものは不可である。
スチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの外、加
硫前のゴムなども上げられる。ポリ塩化ビニールのよう
なハロゲンを含むものは不可である。
(1) 合金の表面を溶媒が覆うため不純物ガスによる合
金の被毒が軽減される。
金の被毒が軽減される。
(2) ポンプ輸送が可能で吸収工程と再生工程を分離で
き、連続吸収、再生が可能となる。
き、連続吸収、再生が可能となる。
(3) 溶媒が熱媒体となり熱伝導が向上する。
(4) 合金の膨張による支障や飛散による支障がない。
更に (5) 溶媒の粘度を上げたので合金が沈降分離する現象
を防止することができる。
更に (5) 溶媒の粘度を上げたので合金が沈降分離する現象
を防止することができる。
上記(5)の作用について詳述する。
ストークスの沈降速度式 ｖ：終末沈降速度 ρＰ，ρＬ：粒子および溶媒の密度 ｇ：重力の加速度 DP：粒子の直径 μ：溶媒の粘度 溶媒の粘度は高々１．０センチポイズ（cP）で、高分子
物質の溶解により粘度を２０cPとすれば沈降速度は1/20
になる。ρＬは一般に小さく(ρP-ρL)で沈降速度を大
幅に低下させることはできない。
物質の溶解により粘度を２０cPとすれば沈降速度は1/20
になる。ρＬは一般に小さく(ρP-ρL)で沈降速度を大
幅に低下させることはできない。
以下、本発明の実施例をあげて更に詳述する。
実験例１ LaNi5３３．１ｇを容器に採取し、７Ｎ（セブンナイ
ン：９９．９９９９９％）の水素を圧入して１６atmと
し、室温にて水素を吸蔵させた。しかる後ガス出口バル
ブを開放し、更に容器を８０℃に加熱して、水素ガスを
放出させた。この操作を数回繰返しLaNi5の活性化処理
を終えた。
ン：９９．９９９９９％）の水素を圧入して１６atmと
し、室温にて水素を吸蔵させた。しかる後ガス出口バル
ブを開放し、更に容器を８０℃に加熱して、水素ガスを
放出させた。この操作を数回繰返しLaNi5の活性化処理
を終えた。
次に容器のガス出口をアスピレータに接続し、容器のガ
ス入口からノルマルヘプタン２９８ｇを容器内に吸引し
てLaNi5の１０重量％スラリーを調製した。撹拌機を始
動させた水素圧１６atm、室温にてLaNi5／ノルマルヘプ
タンスラリーに水素を吸蔵させた。第１図に示すとおり
LaNi5合金とほぼ同様の水素吸蔵性能を示した。
ス入口からノルマルヘプタン２９８ｇを容器内に吸引し
てLaNi5の１０重量％スラリーを調製した。撹拌機を始
動させた水素圧１６atm、室温にてLaNi5／ノルマルヘプ
タンスラリーに水素を吸蔵させた。第１図に示すとおり
LaNi5合金とほぼ同様の水素吸蔵性能を示した。
実験例２ 実験例１と同様にして、溶媒をプロピルベンゼンに代え
て水素を吸蔵させた。結果を第１図に示す。合金とほぼ
同様の水素吸蔵性能を示すことが判つた。
て水素を吸蔵させた。結果を第１図に示す。合金とほぼ
同様の水素吸蔵性能を示すことが判つた。
実験例３ 実験例１と同様にして溶媒をｎ−プロピルシクロヘキサ
ンに代えて水素の吸蔵させた。結果を第１図に示す。合
金とほゞ同様の水素吸蔵性能を示すことが判つた。
ンに代えて水素の吸蔵させた。結果を第１図に示す。合
金とほゞ同様の水素吸蔵性能を示すことが判つた。
比較例１ 溶媒をテトラデセン｛CH3(CH2)11CH＝CH2｝とし実験例
１と同様にスラリーによる水素の吸蔵を試験したところ
第２図に示すように合金のみの水素吸蔵量の約７倍の水
素を吸蔵した。テスト後溶媒はテトラデカン｛CH3(CH2)
12・CH3｝に変化していた。オレフイン系の炭化水素はLa
Ni5の触媒作用で水素付加反応が進行し、飽和炭化水素
へ変化することが明らかである。
１と同様にスラリーによる水素の吸蔵を試験したところ
第２図に示すように合金のみの水素吸蔵量の約７倍の水
素を吸蔵した。テスト後溶媒はテトラデカン｛CH3(CH2)
12・CH3｝に変化していた。オレフイン系の炭化水素はLa
Ni5の触媒作用で水素付加反応が進行し、飽和炭化水素
へ変化することが明らかである。
比較例２ 溶媒をヨウ化メチレンとした時の結果を第２図に示し
た。水素を吸蔵する時間が長く、吸蔵量も合金のみの場
合の８割までしか到達しなかつた。合金自身が溶媒で被
毒されることが明らかである。
た。水素を吸蔵する時間が長く、吸蔵量も合金のみの場
合の８割までしか到達しなかつた。合金自身が溶媒で被
毒されることが明らかである。
実験例４ 実験例１と同様にしてLaNi5／ノルマルヘプタン１０重
量％スラリを調製し、第１表に示す不純物濃度の水素ガ
スを用いて実施例１と同様に水素吸蔵性能を試験した。
量％スラリを調製し、第１表に示す不純物濃度の水素ガ
スを用いて実施例１と同様に水素吸蔵性能を試験した。
７Ｎの水素での吸蔵量の８０％に到達する時間（Ｔ30）
を各々７Ｎ水素の場合の時間を１としてその比率で第２
表に示す。
を各々７Ｎ水素の場合の時間を１としてその比率で第２
表に示す。
比較例３ LaNi5を実施例１と同様に活性化処理し、第１表の不純
物を含む水素ガスを用いて水素吸蔵性能を試験した。結
果を第２表に示す。
物を含む水素ガスを用いて水素吸蔵性能を試験した。結
果を第２表に示す。
LaNi5のｎ−ヘプタンスラリでは各種不純物ガスに対す
る耐久性が合金単独の場合よりも優れていることが判
る。
る耐久性が合金単独の場合よりも優れていることが判
る。
実施例１ 実験例２と同様にしてLaNi5／プロピルベンゼン１０重
量％スラリを調製した。このスラリー４００mlに発泡ス
チロールを１６ｇ、２９ｇ、３５ｇ、および４５ｇ溶解
させたところ粘度は各々１０、１９、２９、５５ｃＰと
なつた。発泡スチロールを溶解しないLaNi5／プロピル
ベンゼン１０重量％スラリーの沈降速度は約８cm／分で
あつたが粘度を上昇させると沈降速度は各々1/13，1/2
5，1/35となり、５５cPの場合はほとんど沈降が観測で
きない程度であつた。
量％スラリを調製した。このスラリー４００mlに発泡ス
チロールを１６ｇ、２９ｇ、３５ｇ、および４５ｇ溶解
させたところ粘度は各々１０、１９、２９、５５ｃＰと
なつた。発泡スチロールを溶解しないLaNi5／プロピル
ベンゼン１０重量％スラリーの沈降速度は約８cm／分で
あつたが粘度を上昇させると沈降速度は各々1/13，1/2
5，1/35となり、５５cPの場合はほとんど沈降が観測で
きない程度であつた。
各粘度のスラリーを容器に入れ実験例１と同様にして水
素を吸蔵させた。第３図に結果を示す。５５cPでは水素
の吸蔵がほとんど生じなかつた。
素を吸蔵させた。第３図に結果を示す。５５cPでは水素
の吸蔵がほとんど生じなかつた。
粘度は３０cP以下好ましくは２０cP以下の範囲で選択す
る必要がある。
る必要がある。
実施例２ 実施例１と同様にしてLaNi5／ノルマルヘプタン１０重
量％スラリーを調製し、このスラリーに融点が６８〜７
０℃の試薬のパラフインを溶解し、スラリー粘度を１５
cPとした。このスラリーを実施例１と同様にして水素を
吸蔵させた。第３図に結果を示す。また沈降速度はLaNi
5／ノルマルヘプタン１０重量％スラリーの約1/20とな
つた。
量％スラリーを調製し、このスラリーに融点が６８〜７
０℃の試薬のパラフインを溶解し、スラリー粘度を１５
cPとした。このスラリーを実施例１と同様にして水素を
吸蔵させた。第３図に結果を示す。また沈降速度はLaNi
5／ノルマルヘプタン１０重量％スラリーの約1/20とな
つた。
実施例３ 実施例１と同様にしてLaNi5／デカリン１０重量％スラ
リーを調製し、融点が６８〜７０℃の試薬のパラフイン
を溶解し、スラリー粘度を１８cPとした。このスラリー
を実施例１と同様にして水素を吸蔵させた。第３図に結
果を示す。沈降速度はLaNi5／デカリン１０重量％スラ
リーの約1/18に低下した。
リーを調製し、融点が６８〜７０℃の試薬のパラフイン
を溶解し、スラリー粘度を１８cPとした。このスラリー
を実施例１と同様にして水素を吸蔵させた。第３図に結
果を示す。沈降速度はLaNi5／デカリン１０重量％スラ
リーの約1/18に低下した。
水素吸蔵合金をスラリー化し、水素を含むガスと接触さ
せて水素を吸収することにより、(1)合金粉末の飛散が
防止できる。(2)可動性（mobility）が付与される。(3)
合金の不純物ガスに対する耐久性が向上する。(4)熱伝
導性が向上する。(5)合金の膨張、収縮による障害がな
い。など従来の欠点が解消できる。また溶媒に可溶性で
且つ水素に不活性な化合物を溶解させ粘度を上げること
によりスラリーの沈降防止がはかられる。
せて水素を吸収することにより、(1)合金粉末の飛散が
防止できる。(2)可動性（mobility）が付与される。(3)
合金の不純物ガスに対する耐久性が向上する。(4)熱伝
導性が向上する。(5)合金の膨張、収縮による障害がな
い。など従来の欠点が解消できる。また溶媒に可溶性で
且つ水素に不活性な化合物を溶解させ粘度を上げること
によりスラリーの沈降防止がはかられる。
第１図は本発明の実施例としてのLaNi5スラリーの水素
吸収を示す図表、第２図は本発明の比較例としてのLaNi
5スラリーの水素吸収を示す図表、第３図は本発明の実
施例としてのLaNi5スラリーの水素吸収を示す図表であ
る。
吸収を示す図表、第２図は本発明の比較例としてのLaNi
5スラリーの水素吸収を示す図表、第３図は本発明の実
施例としてのLaNi5スラリーの水素吸収を示す図表であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】炭素と水素のみで構成された飽和炭化水
素、芳香族炭化水素および脂環式飽和炭化水素から成る
群から選ばれた溶媒に、該溶媒に可溶性で且つ水素に不
活性な化合物を溶解し、粘度を３０ｃＰを超えない範囲
で上昇させたものに水素吸蔵合金を懸濁したスラリーと
水素を含むガスとを接触させることを特徴とする水素ガ
スの吸収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060790A JPH068162B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 水素ガスの吸収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060790A JPH068162B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 水素ガスの吸収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62223003A JPS62223003A (ja) | 1987-10-01 |
| JPH068162B2 true JPH068162B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=13152447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61060790A Expired - Lifetime JPH068162B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 水素ガスの吸収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068162B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2506047B1 (fr) * | 1981-05-12 | 1986-02-07 | Mole Alain | Systeme d'identification electronique |
| JPS60151201A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-09 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 水素吸蔵合金の取扱い方法 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61060790A patent/JPH068162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62223003A (ja) | 1987-10-01 |
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