JPH08257376A - 水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、並びにそれを用いた水素分離装置 - Google Patents
水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、並びにそれを用いた水素分離装置Info
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- JPH08257376A JPH08257376A JP6927295A JP6927295A JPH08257376A JP H08257376 A JPH08257376 A JP H08257376A JP 6927295 A JP6927295 A JP 6927295A JP 6927295 A JP6927295 A JP 6927295A JP H08257376 A JPH08257376 A JP H08257376A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 水素分離膜を酸素含有ガス中で加熱処理する
水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、
及び原料ガスの導入口、分離された水素ガスの導出口及
び被処理ガスの導出口を有する容器の内部に水素分離膜
を備えた水素分離装置であって、水素分離装置は、酸素
含有ガスの導入口、酸素含有ガスの導出口、酸素含有ガ
スの容器への導入・導出を行うポンプ、及び水素分離装
置を加熱する加熱手段を有する機構をさらに備え、水素
分離工程の前に、酸素含有ガスの導入口を通じて、ポン
プにより、酸素含有ガスを容器内に０．０５ｌ／ｍｉ
ｎ．・ｃｍ2以上で導入しつつ、加熱装置により、容器
内を１５０〜５００℃に２分間以上保持し、その後、ポ
ンプにより、酸素含有ガスを酸素含有ガスの導出口を通
じて排出することにより、水素分離膜の水素ガス透過性
能を回復及び安定化させる水素分離装置。 【効果】 繰り返し使用により水素透過性能が低下した
水素分離膜を回復させることができる。又、水素分離膜
の水素透過性能を安定化させることができる。
水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、
及び原料ガスの導入口、分離された水素ガスの導出口及
び被処理ガスの導出口を有する容器の内部に水素分離膜
を備えた水素分離装置であって、水素分離装置は、酸素
含有ガスの導入口、酸素含有ガスの導出口、酸素含有ガ
スの容器への導入・導出を行うポンプ、及び水素分離装
置を加熱する加熱手段を有する機構をさらに備え、水素
分離工程の前に、酸素含有ガスの導入口を通じて、ポン
プにより、酸素含有ガスを容器内に０．０５ｌ／ｍｉ
ｎ．・ｃｍ2以上で導入しつつ、加熱装置により、容器
内を１５０〜５００℃に２分間以上保持し、その後、ポ
ンプにより、酸素含有ガスを酸素含有ガスの導出口を通
じて排出することにより、水素分離膜の水素ガス透過性
能を回復及び安定化させる水素分離装置。 【効果】 繰り返し使用により水素透過性能が低下した
水素分離膜を回復させることができる。又、水素分離膜
の水素透過性能を安定化させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、水素分離装置に用い
られる水素分離膜の水素ガス透過性能を回復及び安定化
するための方法及びそれを用いた水素分離装置に関す
る。
られる水素分離膜の水素ガス透過性能を回復及び安定化
するための方法及びそれを用いた水素分離装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 水素ガスは石油化学の基本素材ガスと
して大量に使用され、またクリーンなエネルギーとして
大きな期待が寄せられている。純度の高い水素ガスは、
天然ガス、ナフサ等を原料として触媒により水素を含有
するガスに変換し、その水素含有ガスから更に水素ガス
を分離して得られる。
して大量に使用され、またクリーンなエネルギーとして
大きな期待が寄せられている。純度の高い水素ガスは、
天然ガス、ナフサ等を原料として触媒により水素を含有
するガスに変換し、その水素含有ガスから更に水素ガス
を分離して得られる。
【０００３】 水素ガスは、パラジウム又はパラジウム
を含有する合金に溶解する性質を利用して分離できる。
水素ガスのみがこれらの金属に溶解するため、水素ガス
を選択的に分離できるのである。
を含有する合金に溶解する性質を利用して分離できる。
水素ガスのみがこれらの金属に溶解するため、水素ガス
を選択的に分離できるのである。
【０００４】 パラジウム又はパラジウムを含有する金
属を水素分離体として用いる場合は、薄膜状に加工して
使用するが、機械的強度が弱いため、通常、多孔質セラ
ミックス等の多孔質基体の表面に、パラジウム薄膜を被
覆して使用する。
属を水素分離体として用いる場合は、薄膜状に加工して
使用するが、機械的強度が弱いため、通常、多孔質セラ
ミックス等の多孔質基体の表面に、パラジウム薄膜を被
覆して使用する。
【０００５】 多孔質基体の表面にパラジウム薄膜を被
覆する方法としては化学メッキ法によるものが知られて
いる。例えば、特開昭６４−４２１６号公報には、無電
解パラジウムメッキを施した後、電解パラジウム又はパ
ラジウムを含有する合金でメッキ層を形成する方法が、
特開平１−１６４４１９号公報には、パラジウムメッキ
を施した後、銀でメッキ層を形成し、熱処理を行うこと
により銀とパラジウムを相互に拡散させて、銀とパラジ
ウムの合金より成る水素分離膜を形成する方法がそれぞ
れ開示されている。
覆する方法としては化学メッキ法によるものが知られて
いる。例えば、特開昭６４−４２１６号公報には、無電
解パラジウムメッキを施した後、電解パラジウム又はパ
ラジウムを含有する合金でメッキ層を形成する方法が、
特開平１−１６４４１９号公報には、パラジウムメッキ
を施した後、銀でメッキ層を形成し、熱処理を行うこと
により銀とパラジウムを相互に拡散させて、銀とパラジ
ウムの合金より成る水素分離膜を形成する方法がそれぞ
れ開示されている。
【０００６】 上記の水素分離膜を利用して水素を効率
良く分離するには、ガス分離膜中でガスが拡散する速度
を速くするため、５〜１０気圧で３００℃以上、好まし
くは５００℃以上という高温、高圧で分離が行われる。
良く分離するには、ガス分離膜中でガスが拡散する速度
を速くするため、５〜１０気圧で３００℃以上、好まし
くは５００℃以上という高温、高圧で分離が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、水素
分離工程を多数回繰り返すと、膜表面への不純物、特に
炭素又は炭素系化合物の付着等の原因により、水素分離
膜の水素ガス透過性能が低下し、水素分離効率が悪くな
るという問題があった。又、同一の水素分離膜でも、使
用の度に、水素分離効率にばらつきがあるという問題が
あった。
分離工程を多数回繰り返すと、膜表面への不純物、特に
炭素又は炭素系化合物の付着等の原因により、水素分離
膜の水素ガス透過性能が低下し、水素分離効率が悪くな
るという問題があった。又、同一の水素分離膜でも、使
用の度に、水素分離効率にばらつきがあるという問題が
あった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 そこで本発明の発明者
らは、劣化した水素分離膜の水素ガス透過性能を回復さ
せるとともに、水素分離膜の水素ガス透過性能を安定化
させる手段について鋭意検討した結果、水素分離膜を酸
素存在下で加熱処理することにより、上記目的を達成で
きることを見いだした。
らは、劣化した水素分離膜の水素ガス透過性能を回復さ
せるとともに、水素分離膜の水素ガス透過性能を安定化
させる手段について鋭意検討した結果、水素分離膜を酸
素存在下で加熱処理することにより、上記目的を達成で
きることを見いだした。
【０００９】 即ち、本発明によれば、水素分離膜を１
５０〜５００℃の温度下において、酸素濃度が５〜１０
０体積％である酸素含有ガスで２分間以上、処理ガス量
０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上で処理する水素分離
膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法が提供され
る。上記の方法において、酸素含有ガスとして空気又は
酸素と窒素との体積比が２０：８０である酸素と窒素と
の混合ガスを用いることが好ましい。
５０〜５００℃の温度下において、酸素濃度が５〜１０
０体積％である酸素含有ガスで２分間以上、処理ガス量
０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上で処理する水素分離
膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法が提供され
る。上記の方法において、酸素含有ガスとして空気又は
酸素と窒素との体積比が２０：８０である酸素と窒素と
の混合ガスを用いることが好ましい。
【００１０】 又、本発明によれば、処理ガスを水素分
離膜に透過させる工程を有する水素ガス分離方法であっ
て、その工程の前に、上記に記載の方法により、水素分
離膜の水素ガス透過性能を回復及び安定化させる水素ガ
ス分離方法が提供される。
離膜に透過させる工程を有する水素ガス分離方法であっ
て、その工程の前に、上記に記載の方法により、水素分
離膜の水素ガス透過性能を回復及び安定化させる水素ガ
ス分離方法が提供される。
【００１１】 さらに、本発明によれば、原料ガスの導
入口、分離された水素ガスの導出口及び被処理ガスの導
出口を有する容器の内部に水素分離膜を備えた水素分離
装置であって、この水素分離装置は、酸素含有ガスの導
入口、酸素含有ガスの導出口、酸素含有ガスの容器への
導入・導出を行うポンプ、及び水素分離装置を加熱する
加熱手段を有する機構をさらに備え、水素分離工程の前
に、酸素含有ガスの導入口を通じて、上記ポンプによ
り、酸素濃度が５〜１００体積％である酸素含有ガスを
容器内に０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上で導入しつ
つ、上記加熱装置により、容器内を１５０〜５００℃に
２分間以上保持し、その後、上記ポンプにより、酸素含
有ガスを上記酸素含有ガスの導出口を通じて排出するこ
とにより、水素分離膜の水素ガス透過性能を回復及び安
定化させる水素分離装置が提供される。上記の水素分離
装置において、酸素含有ガスの導入口として原料ガスの
導入口を用い、酸素含有ガスの導出口として被処理ガス
の導出口を用いてもよい。
入口、分離された水素ガスの導出口及び被処理ガスの導
出口を有する容器の内部に水素分離膜を備えた水素分離
装置であって、この水素分離装置は、酸素含有ガスの導
入口、酸素含有ガスの導出口、酸素含有ガスの容器への
導入・導出を行うポンプ、及び水素分離装置を加熱する
加熱手段を有する機構をさらに備え、水素分離工程の前
に、酸素含有ガスの導入口を通じて、上記ポンプによ
り、酸素濃度が５〜１００体積％である酸素含有ガスを
容器内に０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上で導入しつ
つ、上記加熱装置により、容器内を１５０〜５００℃に
２分間以上保持し、その後、上記ポンプにより、酸素含
有ガスを上記酸素含有ガスの導出口を通じて排出するこ
とにより、水素分離膜の水素ガス透過性能を回復及び安
定化させる水素分離装置が提供される。上記の水素分離
装置において、酸素含有ガスの導入口として原料ガスの
導入口を用い、酸素含有ガスの導出口として被処理ガス
の導出口を用いてもよい。
【００１２】
【作用】 本発明の方法においては、水素分離膜に酸素
含有ガス存在下で加熱処理を施すことにより、水素ガス
透過性能の回復及び安定化を行う。このような処理を行
うことにより、水素分離膜に付着した不純物を酸素との
反応（Ｃ＋Ｏ2→ＣＯ2 又は ＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋
２Ｈ2Ｏ）によりガス化して取り除くことができるので
ある。
含有ガス存在下で加熱処理を施すことにより、水素ガス
透過性能の回復及び安定化を行う。このような処理を行
うことにより、水素分離膜に付着した不純物を酸素との
反応（Ｃ＋Ｏ2→ＣＯ2 又は ＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋
２Ｈ2Ｏ）によりガス化して取り除くことができるので
ある。
【００１３】 加熱処理の条件として、温度は、１５０
〜５００℃の範囲内であることが好ましいが、２００〜
４００℃の範囲内であることがより好ましく、２５０〜
３５０℃の範囲内であることがさらに好ましい。１５０
℃未満の場合は、水素ガス透過性能の回復及び安定化が
十分に行われず、５００℃より高い場合は、水素分離膜
が酸化により劣化して水素ガス透過性能が低下するとと
もに、膜に欠陥が生じて透過ガスの純度が低下するから
である。
〜５００℃の範囲内であることが好ましいが、２００〜
４００℃の範囲内であることがより好ましく、２５０〜
３５０℃の範囲内であることがさらに好ましい。１５０
℃未満の場合は、水素ガス透過性能の回復及び安定化が
十分に行われず、５００℃より高い場合は、水素分離膜
が酸化により劣化して水素ガス透過性能が低下するとと
もに、膜に欠陥が生じて透過ガスの純度が低下するから
である。
【００１４】 又、酸素含有ガスとしては、その酸素濃
度が５〜１００体積％のものを用いることが可能である
が、酸素１００％ガスでは、酸化作用が強すぎて、加熱
処理温度、時間、及びガス処理量を厳密に制御すること
が必要となり作業が煩雑となる。そのため、酸素含有ガ
スとしては、酸素濃度が５〜５０体積％のものを用いる
ことが好ましく、１０〜３０体積％のものを用いること
がより好ましい。酸素濃度が５体積％未満の場合は効果
が不十分となり好ましくない。
度が５〜１００体積％のものを用いることが可能である
が、酸素１００％ガスでは、酸化作用が強すぎて、加熱
処理温度、時間、及びガス処理量を厳密に制御すること
が必要となり作業が煩雑となる。そのため、酸素含有ガ
スとしては、酸素濃度が５〜５０体積％のものを用いる
ことが好ましく、１０〜３０体積％のものを用いること
がより好ましい。酸素濃度が５体積％未満の場合は効果
が不十分となり好ましくない。
【００１５】 加熱処理に用いる酸素含有ガスの量は、
０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上であることが好まし
く、０．１〜１ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2であることがより
好ましい。０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2未満の場合
は、水素ガス透過性能の回復及び安定化が十分に行われ
ず、１ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2より多い場合は酸化により
膜が劣化するおそれがあるからである。
０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上であることが好まし
く、０．１〜１ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2であることがより
好ましい。０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2未満の場合
は、水素ガス透過性能の回復及び安定化が十分に行われ
ず、１ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2より多い場合は酸化により
膜が劣化するおそれがあるからである。
【００１６】 加熱処理時間は、２分間以上であること
が好ましいが、５〜３０分間であることがより好まし
い。２分間未満の場合は、水素ガス透過性能の回復及び
安定化が十分に行われないからである。
が好ましいが、５〜３０分間であることがより好まし
い。２分間未満の場合は、水素ガス透過性能の回復及び
安定化が十分に行われないからである。
【００１７】 酸素含有ガスとしては、酸素濃度５〜１
００体積％の混合ガス等が用いられるが、空気又は酸素
と窒素との体積比が２０：８０である酸素と窒素との混
合ガスを用いることが好ましい。
００体積％の混合ガス等が用いられるが、空気又は酸素
と窒素との体積比が２０：８０である酸素と窒素との混
合ガスを用いることが好ましい。
【００１８】 本発明の方法を水素分離の前工程として
用いることにより、前の使用により低下した水素透過性
能を回復させることができるとともに、安定した水素分
離効率を得ることができる。
用いることにより、前の使用により低下した水素透過性
能を回復させることができるとともに、安定した水素分
離効率を得ることができる。
【００１９】 図１に、上記の方法により加熱処理を行
う機構を設けた水素分離装置の一例を示す。図１の模式
図に示す水素分離装置１６は、容器１、真空ポンプ８、
及び加熱装置４から成り、容器１は原料ガス、空気、及
び置換用ガスの導入口５、分離された水素ガスの導出口
６、及び被処理ガスの導出口７を有する。又、容器１
は、その内部に水素分離膜２を有し、原料ガス導入側と
分離される水素ガス側とをシール部３により隔離する構
造となっている。真空ポンプ８は、被処理ガスの導出口
７、及び分離された水素ガスの導出口６に接続されてい
る。
う機構を設けた水素分離装置の一例を示す。図１の模式
図に示す水素分離装置１６は、容器１、真空ポンプ８、
及び加熱装置４から成り、容器１は原料ガス、空気、及
び置換用ガスの導入口５、分離された水素ガスの導出口
６、及び被処理ガスの導出口７を有する。又、容器１
は、その内部に水素分離膜２を有し、原料ガス導入側と
分離される水素ガス側とをシール部３により隔離する構
造となっている。真空ポンプ８は、被処理ガスの導出口
７、及び分離された水素ガスの導出口６に接続されてい
る。
【００２０】 加熱処理は、以下の手順により行われ
る。まず、原料ガス側空気導入弁９、及び分離水素ガス
側空気導入弁１０を開き、容器１の原料ガス側及び分離
水素ガス側を大気解放として例えば３００℃に昇温す
る。次に、被処理ガス導出弁１３、及び分離水素ガス側
真空引き弁１４を開け、真空ポンプ８を所定時間作動さ
せて容器１内に空気を導入する。その後、原料ガス側空
気導入弁９及び分離水素ガス側空気導入弁１０を閉じ、
真空ポンプ８により容器１内を真空にし、分離水素ガス
側真空引き弁１４を閉じる。このようにして加熱処理を
行った後、置換用ガス導入弁１１を開き、容器１の原料
ガス側に置換用ガスを導入する。これは酸化による膜の
劣化を防止するためであり、真空のまま行うことも可能
である。この時、容器１の分離水素ガス側は真空に保た
れる。置換用ガスには、窒素、アルゴン等が用いられる
が、窒素を用いることが好ましい。又、ポンプとして
は、真空ポンプの他、アスピレータ等が用いられる。
る。まず、原料ガス側空気導入弁９、及び分離水素ガス
側空気導入弁１０を開き、容器１の原料ガス側及び分離
水素ガス側を大気解放として例えば３００℃に昇温す
る。次に、被処理ガス導出弁１３、及び分離水素ガス側
真空引き弁１４を開け、真空ポンプ８を所定時間作動さ
せて容器１内に空気を導入する。その後、原料ガス側空
気導入弁９及び分離水素ガス側空気導入弁１０を閉じ、
真空ポンプ８により容器１内を真空にし、分離水素ガス
側真空引き弁１４を閉じる。このようにして加熱処理を
行った後、置換用ガス導入弁１１を開き、容器１の原料
ガス側に置換用ガスを導入する。これは酸化による膜の
劣化を防止するためであり、真空のまま行うことも可能
である。この時、容器１の分離水素ガス側は真空に保た
れる。置換用ガスには、窒素、アルゴン等が用いられる
が、窒素を用いることが好ましい。又、ポンプとして
は、真空ポンプの他、アスピレータ等が用いられる。
【００２１】 水素分離は以下のように行われる。容器
１内の温度を例えば３００〜５００℃に昇温する。次
に、原料ガスの導入弁１２を開き、原料ガスを導入す
る。その後、分離された水素ガスの導出口６に設けた導
出弁１５を開き、原料ガスを所定の圧力まで昇圧した
後、被処理ガスの導出口７に設けた導出弁１３を開き被
処理ガスを排出する。水素分離中は、原料ガスの導入量
を一定に制御し、さらに被処理ガスの排出量を制御する
ことにより原料ガスの圧力を一定とすることが好まし
い。
１内の温度を例えば３００〜５００℃に昇温する。次
に、原料ガスの導入弁１２を開き、原料ガスを導入す
る。その後、分離された水素ガスの導出口６に設けた導
出弁１５を開き、原料ガスを所定の圧力まで昇圧した
後、被処理ガスの導出口７に設けた導出弁１３を開き被
処理ガスを排出する。水素分離中は、原料ガスの導入量
を一定に制御し、さらに被処理ガスの排出量を制御する
ことにより原料ガスの圧力を一定とすることが好まし
い。
【００２２】 このように、加熱処理の機構を水素分離
装置に組み込み、各水素分離工程前に加熱処理を行うこ
とで、水素分離装置の水素分離効率を長期間、高く維持
することが可能となる。加熱処理の工程が、各水素分離
工程の前に自動的に行われるようにしてもよい。
装置に組み込み、各水素分離工程前に加熱処理を行うこ
とで、水素分離装置の水素分離効率を長期間、高く維持
することが可能となる。加熱処理の工程が、各水素分離
工程の前に自動的に行われるようにしてもよい。
【００２３】 なお、図１の水素分離装置１６において
は、酸素含有ガス、原料ガス及び置換用ガスの導入口と
して、同一の導入口５を併用しているが、それぞれのガ
スに対して別個の導入口を設けてもよい。酸素含有ガス
及び被処理ガスの導出口についても同様である。
は、酸素含有ガス、原料ガス及び置換用ガスの導入口と
して、同一の導入口５を併用しているが、それぞれのガ
スに対して別個の導入口を設けてもよい。酸素含有ガス
及び被処理ガスの導出口についても同様である。
【００２４】
（実施例１〜１０）外径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍの管
形状で表面に０．２μｍの細孔径を有するアルミナ多孔
質基体に、ＳｎＣｌ2、及びＰｄＣｌ2を含有する液を用
いて活性化処理を施した。次に化学メッキ法により、基
体表面に、厚さ５μｍのパラジウム膜を形成し、さらに
電気メッキ法により１１μｍのパラジウム膜を形成し
た。次に銀膜を電気メッキ法により４μｍ形成し、不活
性ガス中で熱処理することにより、基体表面にＰｄ−Ａ
ｇ合金膜から成る水素分離膜を形成した。この水素分離
膜を酸素含有ガス中で加熱処理した。原料ガス圧力９ａ
ｔｍ、透過ガス圧力１ａｔｍ、５００℃の条件で、原料
としてＨ2 ７５体積％とＣＯ2２５体積％を含有するガ
スを用いて水素透過速度を測定した。加熱処理に用いた
酸素含有ガスの組成、処理ガス量、加熱処理の温度、及
び時間、加熱処理前及び後の水素透過速度を表１に示
す。
形状で表面に０．２μｍの細孔径を有するアルミナ多孔
質基体に、ＳｎＣｌ2、及びＰｄＣｌ2を含有する液を用
いて活性化処理を施した。次に化学メッキ法により、基
体表面に、厚さ５μｍのパラジウム膜を形成し、さらに
電気メッキ法により１１μｍのパラジウム膜を形成し
た。次に銀膜を電気メッキ法により４μｍ形成し、不活
性ガス中で熱処理することにより、基体表面にＰｄ−Ａ
ｇ合金膜から成る水素分離膜を形成した。この水素分離
膜を酸素含有ガス中で加熱処理した。原料ガス圧力９ａ
ｔｍ、透過ガス圧力１ａｔｍ、５００℃の条件で、原料
としてＨ2 ７５体積％とＣＯ2２５体積％を含有するガ
スを用いて水素透過速度を測定した。加熱処理に用いた
酸素含有ガスの組成、処理ガス量、加熱処理の温度、及
び時間、加熱処理前及び後の水素透過速度を表１に示
す。
【００２５】（比較例１〜１１）実施例１〜１０と同様
の方法により水素分離膜を製造して、加熱処理を施し、
実施例１と同様の方法により水素透過速度を測定した。
加熱処理に用いた酸素含有ガスの組成、処理ガス量、加
熱処理の温度、及び時間、加熱処理前及び後の水素透過
速度を表１に示す。
の方法により水素分離膜を製造して、加熱処理を施し、
実施例１と同様の方法により水素透過速度を測定した。
加熱処理に用いた酸素含有ガスの組成、処理ガス量、加
熱処理の温度、及び時間、加熱処理前及び後の水素透過
速度を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】 加熱処理の条件が所定の範囲内にある場
合は、水素透過性能の大幅な回復が見られた。一方、加
熱処理の条件が所定の範囲外にある場合は、水素透過性
能の回復が十分ではなかった。
合は、水素透過性能の大幅な回復が見られた。一方、加
熱処理の条件が所定の範囲外にある場合は、水素透過性
能の回復が十分ではなかった。
【００２８】（実施例１１〜１６）実施例１〜１０と同
様の方法により水素分離膜を製造した。この水素分離膜
に、大気中において、３００℃、３０ｍｉｎの条件で加
熱処理を行った。原料ガス圧力９ａｔｍ、透過ガス圧力
１ａｔｍ、５００℃の条件で、原料としてＨ2 ７５体
積％とＣＯ2 ２５体積％を含有するガスを用いて水素
透過速度を測定した。水素分離膜の安定性を確認するた
め測定を７回繰り返し、熱サイクルによる影響を調べ
た。各回の測定時間は１００時間とした。各測定は、測
定終了後一旦室温まで冷却した後再度測定温度まで昇温
し測定する方法により行った。水素透過速度の測定結果
を、各回毎に表２に示す。
様の方法により水素分離膜を製造した。この水素分離膜
に、大気中において、３００℃、３０ｍｉｎの条件で加
熱処理を行った。原料ガス圧力９ａｔｍ、透過ガス圧力
１ａｔｍ、５００℃の条件で、原料としてＨ2 ７５体
積％とＣＯ2 ２５体積％を含有するガスを用いて水素
透過速度を測定した。水素分離膜の安定性を確認するた
め測定を７回繰り返し、熱サイクルによる影響を調べ
た。各回の測定時間は１００時間とした。各測定は、測
定終了後一旦室温まで冷却した後再度測定温度まで昇温
し測定する方法により行った。水素透過速度の測定結果
を、各回毎に表２に示す。
【００２９】（比較例１２〜１７）実施例１〜１０と同
様の方法により水素分離膜を製造し、実施例１１〜１６
と同様の方法により水素透過速度を測定した。但し、水
素分離前の加熱処理は行わなかった。水素透過速度の測
定結果を、各回毎に表２に示す。
様の方法により水素分離膜を製造し、実施例１１〜１６
と同様の方法により水素透過速度を測定した。但し、水
素分離前の加熱処理は行わなかった。水素透過速度の測
定結果を、各回毎に表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】 この結果、加熱処理を行ったものは、透
過速度が安定しており、さらに繰り返し測定による低下
も認められなかった。これに対して、加熱処理を行わな
かったものでは、透過速度がばらついており、又、繰り
返しにより透過速度が低下することが認められた。
過速度が安定しており、さらに繰り返し測定による低下
も認められなかった。これに対して、加熱処理を行わな
かったものでは、透過速度がばらついており、又、繰り
返しにより透過速度が低下することが認められた。
【００３２】（実施例１７〜２２） 比較例１２〜１７
において繰り返し使用を行ったことにより透過速度が低
下した水素分離膜に、実施例２と同じ条件で加熱処理を
施した。加熱処理前及び後の水素透過速度を表３に示
す。
において繰り返し使用を行ったことにより透過速度が低
下した水素分離膜に、実施例２と同じ条件で加熱処理を
施した。加熱処理前及び後の水素透過速度を表３に示
す。
【００３３】
【表３】
【００３４】 表３より、加熱処理を施すことにより、
低下した水素ガス透過性能が回復するとともに、透過速
度が安定化することがわかる。
低下した水素ガス透過性能が回復するとともに、透過速
度が安定化することがわかる。
【００３５】
【発明の効果】 本発明の方法を用いることで、繰り返
し使用により水素透過性能が低下した水素分離膜を回復
させることができる。又、水素分離膜の水素透過性能を
安定化させることができる。
し使用により水素透過性能が低下した水素分離膜を回復
させることができる。又、水素分離膜の水素透過性能を
安定化させることができる。
【図１】 本発明の水素分離装置の一例を示す模式図で
ある。
ある。
１・・・容器、２・・・水素分離膜、３・・・シール部、４・・・加
熱装置、５・・・原料ガス、空気（又は酸素含有ガス）、
及び置換用ガス導入口、６・・・分離水素ガスの導出口、
７・・・被処理ガスの導出口、８・・・真空ポンプ、９・・・原
料ガス側空気導入弁、１０・・・分離水素ガス側空気導入
弁、１１・・・置換用ガス導入弁、１２・・・原料ガス導入
弁、１３・・・被処理ガス導出弁、１４・・・分離水素ガス側
真空引き弁、１５・・・分離水素ガス導出弁、１６・・・水素
分離装置。
熱装置、５・・・原料ガス、空気（又は酸素含有ガス）、
及び置換用ガス導入口、６・・・分離水素ガスの導出口、
７・・・被処理ガスの導出口、８・・・真空ポンプ、９・・・原
料ガス側空気導入弁、１０・・・分離水素ガス側空気導入
弁、１１・・・置換用ガス導入弁、１２・・・原料ガス導入
弁、１３・・・被処理ガス導出弁、１４・・・分離水素ガス側
真空引き弁、１５・・・分離水素ガス導出弁、１６・・・水素
分離装置。
Claims (8)
- 【請求項１】 水素分離膜を酸素含有ガス中で加熱処理
することを特徴とする水素分離膜の水素ガス透過性能の
回復及び安定化方法。 - 【請求項２】 当該酸素含有ガスが５〜１００体積％の
酸素を含有する請求項１に記載の水素分離膜の水素ガス
透過性能の回復及び安定化方法。 - 【請求項３】 当該酸素含有ガスが空気又は酸素と窒素
との体積比が２０：８０である酸素と窒素との混合ガス
である請求項２に記載の水素分離膜の水素ガス透過性能
の回復及び安定化方法。 - 【請求項４】 １５０〜５００℃で当該加熱処理を行う
請求項１、２又は３に記載の水素分離膜の水素ガス透過
性能の回復及び安定化方法。 - 【請求項５】 ０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上の当
該酸素含有ガスで、当該加熱処理を２分間以上行う請求
項１、２、３又は４に記載の水素分離膜の水素ガス透過
性能の回復及び安定化方法。 - 【請求項６】 処理ガスを水素分離膜に透過させる工程
を有する水素ガス分離方法であって、当該工程前に、請
求項１〜５のいずれかの請求項に記載の方法により、水
素分離膜の水素ガス透過性能を回復及び安定化させるこ
とを特徴とする水素ガス分離方法。 - 【請求項７】 原料ガスの導入口、分離された水素ガス
の導出口及び被処理ガスの導出口を有する容器の内部に
水素分離膜を備えた水素分離装置であって、 当該水素分離装置は、酸素含有ガスの導入口、酸素含有
ガスの導出口、酸素含有ガスの容器への導入・導出を行
うポンプ、及び当該水素分離装置を加熱する加熱手段を
有する機構をさらに備え、 水素分離工程の前に、当該酸素含有ガスの導入口を通じ
て、当該ポンプにより、酸素含有ガスを当該容器内に
０．０５ｌ／ｍｉｎ．・ｃｍ2以上で導入しつつ、当該
加熱装置により、当該容器内を１５０〜５００℃に２分
間以上保持し、その後、当該ポンプにより、当該酸素含
有ガスを当該酸素含有ガスの導出口を通じて排出するこ
とにより、水素分離膜の水素ガス透過性能を回復及び安
定化させることを特徴とする水素分離装置。 - 【請求項８】 当該酸素含有ガスの導入口として当該原
料ガスの導入口を用い、当該酸素含有ガスの導出口とし
て当該被処理ガスの導出口を用いる請求項７に記載の水
素分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6927295A JPH08257376A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、並びにそれを用いた水素分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6927295A JPH08257376A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、並びにそれを用いた水素分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257376A true JPH08257376A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13397882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6927295A Pending JPH08257376A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 水素分離膜の水素ガス透過性能の回復及び安定化方法、並びにそれを用いた水素分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257376A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000070655A (ja) * | 1998-09-01 | 2000-03-07 | Ngk Insulators Ltd | 高純度ｃｏの製造方法及び製造装置 |
| JP2004203367A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-07-22 | Denso Corp | 空調システム |
| JP2010201304A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Ngk Insulators Ltd | 水素分離装置および水素分離装置の運転方法 |
| US8353977B2 (en) | 2008-07-14 | 2013-01-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen separator and method of operating hydrogen separator |
| JP2015530352A (ja) * | 2012-09-27 | 2015-10-15 | マーンケン・アンド・パートナー・ゲーエムベーハーＭａｈｎｋｅｎ ＆Ｐａｒｔｎｅｒ ＧｍｂＨ | 水素を獲得するための方法および獲得のための装置 |
| JP2016028812A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-03-03 | 三菱化学株式会社 | 水素分離装置及び水素分離方法 |
| JP2016175063A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 日本碍子株式会社 | 膜の再生方法 |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP6927295A patent/JPH08257376A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110078022A (zh) * | 2012-09-27 | 2019-08-02 | 马恩肯合伙人有限责任公司 | 用于获得氢的方法和用于此的设备 |
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