JPH10203803A - 水素ガスの回収・精製・貯蔵装置 - Google Patents
水素ガスの回収・精製・貯蔵装置Info
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- JPH10203803A JPH10203803A JP9007486A JP748697A JPH10203803A JP H10203803 A JPH10203803 A JP H10203803A JP 9007486 A JP9007486 A JP 9007486A JP 748697 A JP748697 A JP 748697A JP H10203803 A JPH10203803 A JP H10203803A
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- hydrogen gas
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- purification
- hydrogen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0405—Purification by membrane separation
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微粉化した合金の混入がなく、操作及び装置
構成が簡易であり、かつ、一定量の精製ガスを連続的に
供給することができる水素ガスの回収・精製・貯蔵装置
を提供する。 【解決手段】 水素炉１０に使用した後の水素ガスを回
収し、精製する回収・精製ラインと、精製した水素ガス
を貯蔵する貯蔵タンク６と、貯蔵した水素ガスを水素炉
１０に再度供給する再供給ラインとから構成される水素
ガスの回収・精製・貯蔵装置である。回収・精製ライン
中に配設したパラジウム膜１に水素ガスを透過させるこ
とにより水素ガスの精製を行う。混入した不純物を除去
するため、油除去塔４、酸素除去塔５、脱硫反応器１
１、フィルター１２を設け、水素ガスがパラジウム膜１
を透過できるように昇圧機２を設ける。
構成が簡易であり、かつ、一定量の精製ガスを連続的に
供給することができる水素ガスの回収・精製・貯蔵装置
を提供する。 【解決手段】 水素炉１０に使用した後の水素ガスを回
収し、精製する回収・精製ラインと、精製した水素ガス
を貯蔵する貯蔵タンク６と、貯蔵した水素ガスを水素炉
１０に再度供給する再供給ラインとから構成される水素
ガスの回収・精製・貯蔵装置である。回収・精製ライン
中に配設したパラジウム膜１に水素ガスを透過させるこ
とにより水素ガスの精製を行う。混入した不純物を除去
するため、油除去塔４、酸素除去塔５、脱硫反応器１
１、フィルター１２を設け、水素ガスがパラジウム膜１
を透過できるように昇圧機２を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、水素炉に若しく
はプロセスガスとして使用して純度が低下した水素ガス
を高純度に精製し、貯蔵して、再利用することを可能に
する水素ガスの回収・精製・貯蔵装置に関するものであ
る。
はプロセスガスとして使用して純度が低下した水素ガス
を高純度に精製し、貯蔵して、再利用することを可能に
する水素ガスの回収・精製・貯蔵装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】 水素炉、プロセスガス等に用いる水素
ガスは、製品の酸化及び炭化を防ぐために９９．９％以
上の高純度の水素ガスを用いるが、使用により不純物ガ
ス等が混入するため純度が７０〜９９．０％にまで低下
してしまう。従来、純度低下した水素ガスについては再
利用できないものとして、全てを燃焼処分としていた。
しかしながら、水素ガスを水素製造工場からローダーに
よってタンクに運び、若しくはオンサイト水素製造装置
により製造する場合にあっても、使用した水素をその度
毎に燃焼によって廃棄することは省資源及びコストの面
で大きなマイナスとなっていた。
ガスは、製品の酸化及び炭化を防ぐために９９．９％以
上の高純度の水素ガスを用いるが、使用により不純物ガ
ス等が混入するため純度が７０〜９９．０％にまで低下
してしまう。従来、純度低下した水素ガスについては再
利用できないものとして、全てを燃焼処分としていた。
しかしながら、水素ガスを水素製造工場からローダーに
よってタンクに運び、若しくはオンサイト水素製造装置
により製造する場合にあっても、使用した水素をその度
毎に燃焼によって廃棄することは省資源及びコストの面
で大きなマイナスとなっていた。
【０００３】 そこで、純度低下した水素ガスを精製に
より高純度化し再利用する技術として、水素吸蔵合金に
より純度低下した水素ガスを精製する装置が提案されて
いる。当該装置は、純度低下した水素ガスを精製容器に
導入し、当該精製容器内に配設された水素吸蔵合金に水
素ガスのみを吸収させ、残る不純物を系外に排出した
後、水素吸蔵合金から水素ガスを放出させてタンクに貯
蔵する装置である。
より高純度化し再利用する技術として、水素吸蔵合金に
より純度低下した水素ガスを精製する装置が提案されて
いる。当該装置は、純度低下した水素ガスを精製容器に
導入し、当該精製容器内に配設された水素吸蔵合金に水
素ガスのみを吸収させ、残る不純物を系外に排出した
後、水素吸蔵合金から水素ガスを放出させてタンクに貯
蔵する装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前記
装置においては、水素ガスの吸蔵を繰り返すことにより
水素吸蔵合金自体が微粉化し、この際に容器に応力が加
わったり、微粉化した合金が水素ガス中に混入する場合
があった。また、水素吸蔵合金への水素ガスの吸蔵は発
熱反応である一方、水素吸蔵合金からの水素ガスの放出
は吸熱反応であるので、水素ガスを吸蔵・放出させるた
めには、水素吸蔵合金の加熱・冷却を交互に繰り返さな
ければならず、操作が煩雑であった。
装置においては、水素ガスの吸蔵を繰り返すことにより
水素吸蔵合金自体が微粉化し、この際に容器に応力が加
わったり、微粉化した合金が水素ガス中に混入する場合
があった。また、水素吸蔵合金への水素ガスの吸蔵は発
熱反応である一方、水素吸蔵合金からの水素ガスの放出
は吸熱反応であるので、水素ガスを吸蔵・放出させるた
めには、水素吸蔵合金の加熱・冷却を交互に繰り返さな
ければならず、操作が煩雑であった。
【０００５】 更にまた、前記装置においては、１基の
精製容器のみでは水素ガスの吸蔵工程と放出工程を同時
に行うことができないため、一定量の精製ガスを連続的
に供給することは困難であった。従って、通常は２基、
若しくはそれ以上の精製容器を設けて、一方が吸蔵工程
にあるときは他方が放出工程になるように交互に切り換
えて運転し、精製ガス供給量の変動の幅を小さくしてい
たために操作が煩雑であるとともに装置の構成が複雑化
していた。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、微粉化した合金の混
入がなく、操作及び装置構成が簡易であり、かつ、一定
量の精製ガスを連続的に供給することができる水素ガス
の回収・精製・貯蔵装置を提供することにある。
精製容器のみでは水素ガスの吸蔵工程と放出工程を同時
に行うことができないため、一定量の精製ガスを連続的
に供給することは困難であった。従って、通常は２基、
若しくはそれ以上の精製容器を設けて、一方が吸蔵工程
にあるときは他方が放出工程になるように交互に切り換
えて運転し、精製ガス供給量の変動の幅を小さくしてい
たために操作が煩雑であるとともに装置の構成が複雑化
していた。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、微粉化した合金の混
入がなく、操作及び装置構成が簡易であり、かつ、一定
量の精製ガスを連続的に供給することができる水素ガス
の回収・精製・貯蔵装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、水素
炉に使用し、若しくはプロセスガスとして使用した後の
水素ガスを回収し、精製する回収・精製ラインと、精製
した水素ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した水素ガ
スを水素炉に、若しくはプロセスガスとして再度供給す
る再供給ラインとから構成される水素ガスの回収・精製
・貯蔵装置であって、前記回収・精製ライン中にパラジ
ウム膜を配設し、当該パラジウム膜に水素ガスを透過さ
せることによって水素ガスを精製を行うことを特徴とす
る水素ガスの回収・精製・貯蔵装置が提供される。な
お、本発明においては、使用により純度が７０〜９９．
０％に低下した水素ガスを９９．９％以上の高純度水素
ガスに精製することが可能である。
炉に使用し、若しくはプロセスガスとして使用した後の
水素ガスを回収し、精製する回収・精製ラインと、精製
した水素ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵した水素ガ
スを水素炉に、若しくはプロセスガスとして再度供給す
る再供給ラインとから構成される水素ガスの回収・精製
・貯蔵装置であって、前記回収・精製ライン中にパラジ
ウム膜を配設し、当該パラジウム膜に水素ガスを透過さ
せることによって水素ガスを精製を行うことを特徴とす
る水素ガスの回収・精製・貯蔵装置が提供される。な
お、本発明においては、使用により純度が７０〜９９．
０％に低下した水素ガスを９９．９％以上の高純度水素
ガスに精製することが可能である。
【０００７】 また、本発明においては回収・精製ライ
ン中に配設したパラジウム膜の前段に、水素ガス中に混
入したオイルベーパーを除去するための油除去手段を設
けることが好ましい。更に、本発明においては回収・精
製ライン中に配設したパラジウム膜の前段に、水素ガス
中に混入した酸素を除去するための酸素除去手段を設け
ることが好ましい。更にまた、本発明においては回収・
精製ライン中に配設したパラジウム膜の前段に、ガス中
に混入した金属粉を除去するためのフィルターを設ける
ことが好ましい。
ン中に配設したパラジウム膜の前段に、水素ガス中に混
入したオイルベーパーを除去するための油除去手段を設
けることが好ましい。更に、本発明においては回収・精
製ライン中に配設したパラジウム膜の前段に、水素ガス
中に混入した酸素を除去するための酸素除去手段を設け
ることが好ましい。更にまた、本発明においては回収・
精製ライン中に配設したパラジウム膜の前段に、ガス中
に混入した金属粉を除去するためのフィルターを設ける
ことが好ましい。
【０００８】 また、本発明においては回収・精製ライ
ン中に配設したパラジウム膜と貯蔵タンクとの間に昇圧
手段を設けることが好ましい。更に、本発明においては
貯蔵タンクに補充用の予備タンクを設けることが好まし
い。更にまた、本発明においては回収・精製ライン中に
配設したパラジウム膜の前段及び後段に、それぞれ熱交
換器を設けることが好ましい。
ン中に配設したパラジウム膜と貯蔵タンクとの間に昇圧
手段を設けることが好ましい。更に、本発明においては
貯蔵タンクに補充用の予備タンクを設けることが好まし
い。更にまた、本発明においては回収・精製ライン中に
配設したパラジウム膜の前段及び後段に、それぞれ熱交
換器を設けることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】 本発明の水素ガスの回収・精製
・貯蔵装置は、水素ガスのみを選択的に透過する特性が
あるパラジウム膜を回収・精製ライン中に配設し、不純
物ガスを含んだ低純度水素ガスを精製して高純度水素ガ
ス（純度９９．９％以上）とし、貯蔵タンクに貯蔵する
ことにより、繰り返し使用を可能とする。こうすること
により、従来に比し簡易な操作、設備により一定量の精
製ガスを連続的に供給することが可能となる。
・貯蔵装置は、水素ガスのみを選択的に透過する特性が
あるパラジウム膜を回収・精製ライン中に配設し、不純
物ガスを含んだ低純度水素ガスを精製して高純度水素ガ
ス（純度９９．９％以上）とし、貯蔵タンクに貯蔵する
ことにより、繰り返し使用を可能とする。こうすること
により、従来に比し簡易な操作、設備により一定量の精
製ガスを連続的に供給することが可能となる。
【００１０】 本発明において、回収・精製ラインと
は、水素炉等で使用により純度低下した水素ガスを導入
し、ライン内に配設されたパラジウム膜ユニットにより
当該水素ガスを高純度に精製する装置をいう。なお、本
発明において、パラジウム膜ユニットを構成する「パラ
ジウム膜」とはパラジウムを主成分とする膜をいい、パ
ラジウムのみからなる膜の他、パラジウムと他の金属と
の合金からなる膜をいう。
は、水素炉等で使用により純度低下した水素ガスを導入
し、ライン内に配設されたパラジウム膜ユニットにより
当該水素ガスを高純度に精製する装置をいう。なお、本
発明において、パラジウム膜ユニットを構成する「パラ
ジウム膜」とはパラジウムを主成分とする膜をいい、パ
ラジウムのみからなる膜の他、パラジウムと他の金属と
の合金からなる膜をいう。
【００１１】 パラジウム又はパラジウム合金として
は、水素ガスを固溶して透過させる公知のものを用いる
ことができるが、パラジウムの水素脆化防止と高温時の
分離効率向上のためパラジウム合金を用いることが好ま
しく、パラジウムの水素脆化防止の高い銀を含有する合
金であることが、さらに好ましい。なお、Japanese Mem
brane Science, 56(1991)315-325: "Hydrogen Permeabl
ePalladium - Silver Alloy Membrane Supported on Po
rous Ceramics" や特開昭６３−２９５４０２号公報に
記載されるように、パラジウム以外の金属の含量は１０
〜３０重量％であることが好ましい。
は、水素ガスを固溶して透過させる公知のものを用いる
ことができるが、パラジウムの水素脆化防止と高温時の
分離効率向上のためパラジウム合金を用いることが好ま
しく、パラジウムの水素脆化防止の高い銀を含有する合
金であることが、さらに好ましい。なお、Japanese Mem
brane Science, 56(1991)315-325: "Hydrogen Permeabl
ePalladium - Silver Alloy Membrane Supported on Po
rous Ceramics" や特開昭６３−２９５４０２号公報に
記載されるように、パラジウム以外の金属の含量は１０
〜３０重量％であることが好ましい。
【００１２】 また、パラジウム合金薄膜としては、パ
ラジウムと銀とを含有する薄膜で、薄膜の厚さ方向に銀
成分の濃度が比較的に均一に分布しているものを用いる
ことが好ましい。パラジウム合金薄膜において、パラジ
ウムと銀とを均一に分布させるためには、特開平３−１
４６１２２号公報に記載されるように、耐熱性多孔質支
持体の表面に、化学メッキ法によりパラジウム薄膜を形
成し、パラジウム薄膜上に化学メッキ法により銀薄膜を
形成し、次いで、熱処理を行うことにより製造すること
ができる。
ラジウムと銀とを含有する薄膜で、薄膜の厚さ方向に銀
成分の濃度が比較的に均一に分布しているものを用いる
ことが好ましい。パラジウム合金薄膜において、パラジ
ウムと銀とを均一に分布させるためには、特開平３−１
４６１２２号公報に記載されるように、耐熱性多孔質支
持体の表面に、化学メッキ法によりパラジウム薄膜を形
成し、パラジウム薄膜上に化学メッキ法により銀薄膜を
形成し、次いで、熱処理を行うことにより製造すること
ができる。
【００１３】 更に、パラジウム膜の膜厚は好ましくは
５０μｍ以下であり、更に好ましくは２０μｍ以下であ
る。厚さが５０μｍを超えると、燃料ガスがガス分離膜
を拡散する時間が長くなり、ひいては処理時間も長くな
る。また、支持体が管形状を有するとき、ガス分離膜が
被覆する面は、管の外側でも内側でもこの両者でもよ
い。
５０μｍ以下であり、更に好ましくは２０μｍ以下であ
る。厚さが５０μｍを超えると、燃料ガスがガス分離膜
を拡散する時間が長くなり、ひいては処理時間も長くな
る。また、支持体が管形状を有するとき、ガス分離膜が
被覆する面は、管の外側でも内側でもこの両者でもよ
い。
【００１４】 回収・精製ライン中のパラジウム膜の前
段（不純物含有水素ガス側）に昇圧手段としてコンプレ
ッサ等の昇圧機器が設けることが好ましい。水素ガスが
パラジウム膜を透過するためには、パラジウム膜によっ
て仕切られた不純物含有水素ガス側と精製水素ガス側と
の両者間に圧力差を設けること、すなわち不純物含有水
素ガス側の圧力を精製水素ガス側の圧力より高くするこ
とが必要だからである。また、精製水素ガス側の圧力は
下がるので、当該パラジウム膜の後段にも昇圧手段とし
てのコンプレッサ等の昇圧機が必要である。なお、前記
パラジウム膜の前段には、精製効率を上げるため不純物
であるオイルベーパー、金属粉、酸素ガスの除去手段を
設けることが好ましい。
段（不純物含有水素ガス側）に昇圧手段としてコンプレ
ッサ等の昇圧機器が設けることが好ましい。水素ガスが
パラジウム膜を透過するためには、パラジウム膜によっ
て仕切られた不純物含有水素ガス側と精製水素ガス側と
の両者間に圧力差を設けること、すなわち不純物含有水
素ガス側の圧力を精製水素ガス側の圧力より高くするこ
とが必要だからである。また、精製水素ガス側の圧力は
下がるので、当該パラジウム膜の後段にも昇圧手段とし
てのコンプレッサ等の昇圧機が必要である。なお、前記
パラジウム膜の前段には、精製効率を上げるため不純物
であるオイルベーパー、金属粉、酸素ガスの除去手段を
設けることが好ましい。
【００１５】 本発明において、貯蔵タンクとは、回収
・精製ラインにより高純度に精製された水素ガスを一時
貯蔵するための容器であって、再供給ラインを通じて精
製水素ガスを安定的に水素炉等に供給する目的で設けら
れる。このように、不純物ガスの混入により純度低下し
た水素ガスをパラジウム膜ユニットによって精製を行い
タンクに貯蔵することによって、水素炉内には常時純度
９９．９％以上の水素ガスを導入することができる。
・精製ラインにより高純度に精製された水素ガスを一時
貯蔵するための容器であって、再供給ラインを通じて精
製水素ガスを安定的に水素炉等に供給する目的で設けら
れる。このように、不純物ガスの混入により純度低下し
た水素ガスをパラジウム膜ユニットによって精製を行い
タンクに貯蔵することによって、水素炉内には常時純度
９９．９％以上の水素ガスを導入することができる。
【００１６】 上記のパラジウム膜を用いた精製手段に
おいて、パラジウム膜の特性を十分に発揮させるために
は、膜を透過するガスの温度を一定温度以上に保つのみ
で足り、従来の水素吸蔵合金を用いた装置のように加熱
と冷却を交互に繰り返して運転する必要はない。また、
パラジウム膜を透過させるだけの単純な精製機構による
ので、装置構成を簡単にすることができる。
おいて、パラジウム膜の特性を十分に発揮させるために
は、膜を透過するガスの温度を一定温度以上に保つのみ
で足り、従来の水素吸蔵合金を用いた装置のように加熱
と冷却を交互に繰り返して運転する必要はない。また、
パラジウム膜を透過させるだけの単純な精製機構による
ので、装置構成を簡単にすることができる。
【００１７】
【実施例】 以下、本発明について図面を参照しながら
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。図１は、本発明の装置の概要を水素炉
とともに示した説明図である。図中の符号の１０は水素
炉、１はパラジウム膜を組み込んだパラジウム膜ユニッ
ト、２及び３は昇圧機、４は油除去筒、５は酸素除去
筒、６は貯蔵タンク、７は補充水素用の予備タンク、
８，９は昇温用の熱交換器、１１は脱硫反応器、１２は
フィルター、１３は回収・精製ライン、１４は再供給ラ
インである。なお、水素炉１０は、ＣＶ炉、大型容器に
置換することも可能である。
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。図１は、本発明の装置の概要を水素炉
とともに示した説明図である。図中の符号の１０は水素
炉、１はパラジウム膜を組み込んだパラジウム膜ユニッ
ト、２及び３は昇圧機、４は油除去筒、５は酸素除去
筒、６は貯蔵タンク、７は補充水素用の予備タンク、
８，９は昇温用の熱交換器、１１は脱硫反応器、１２は
フィルター、１３は回収・精製ライン、１４は再供給ラ
インである。なお、水素炉１０は、ＣＶ炉、大型容器に
置換することも可能である。
【００１８】 水素炉１０内には貯蔵タンク６より導入
された水素ガスが存在する。水素炉１０で使用され不純
物ガスが混入して純度が低下した水素ガスは、回収・精
製ライン１３中のパラジウム膜ユニット１によって高純
度に精製される。精製された水素は貯蔵タンク６に貯蔵
された後、再供給ライン１４により再び水素炉１０内に
導入されて再使用される。このように、不純物ガスの混
入により純度低下した水素ガスをパラジウム膜ユニット
１によって精製を行い貯蔵タンク６に貯蔵することによ
って、水素炉１０内には常時純度９９．９％以上の水素
ガスを導入することができる。
された水素ガスが存在する。水素炉１０で使用され不純
物ガスが混入して純度が低下した水素ガスは、回収・精
製ライン１３中のパラジウム膜ユニット１によって高純
度に精製される。精製された水素は貯蔵タンク６に貯蔵
された後、再供給ライン１４により再び水素炉１０内に
導入されて再使用される。このように、不純物ガスの混
入により純度低下した水素ガスをパラジウム膜ユニット
１によって精製を行い貯蔵タンク６に貯蔵することによ
って、水素炉１０内には常時純度９９．９％以上の水素
ガスを導入することができる。
【００１９】 回収・精製ライン１３中のパラジウム膜
ユニット１の前段（不純物含有水素ガス側）には昇圧手
段として例えばコンプレッサ等の昇圧機２を設ける。こ
うすることにより、不純物含有水素ガス側の圧力を精製
水素ガス側の圧力より高くすることができ、水素ガスが
パラジウム膜ユニット１を透過することができる。更
に、精製水素ガス側の圧力の低下を防止するため、回収
・精製ライン１３中のパラジウム膜ユニット１の後段に
も昇圧手段としてのコンプレッサ等の昇圧機３を設け
る。なお、これら昇圧機は、水素ガスを使用するため防
爆タイプでかつオイルミストの混入のないオイルフリー
のものを用いなければならない。
ユニット１の前段（不純物含有水素ガス側）には昇圧手
段として例えばコンプレッサ等の昇圧機２を設ける。こ
うすることにより、不純物含有水素ガス側の圧力を精製
水素ガス側の圧力より高くすることができ、水素ガスが
パラジウム膜ユニット１を透過することができる。更
に、精製水素ガス側の圧力の低下を防止するため、回収
・精製ライン１３中のパラジウム膜ユニット１の後段に
も昇圧手段としてのコンプレッサ等の昇圧機３を設け
る。なお、これら昇圧機は、水素ガスを使用するため防
爆タイプでかつオイルミストの混入のないオイルフリー
のものを用いなければならない。
【００２０】 なお、水素ガス中の不純物の種類によ
り、回収・精製ライン１３中のパラジウム膜ユニット１
の前段に以下の装置を配設する。不純物含有水素ガス中
にオイルベーパーが存在する場合には、油除去筒４を設
けることが好ましい。このようにすれば、オイルベーパ
ーがパラジウム膜に付着して、水素ガス透過性能が低下
する事態を防止することができる。この油除去手段とし
ては、例えばオイルベーパーを吸着して除去できる活性
炭などが好適に用いられる。
り、回収・精製ライン１３中のパラジウム膜ユニット１
の前段に以下の装置を配設する。不純物含有水素ガス中
にオイルベーパーが存在する場合には、油除去筒４を設
けることが好ましい。このようにすれば、オイルベーパ
ーがパラジウム膜に付着して、水素ガス透過性能が低下
する事態を防止することができる。この油除去手段とし
ては、例えばオイルベーパーを吸着して除去できる活性
炭などが好適に用いられる。
【００２１】 また、不純物含有水素ガス中に、炉内の
処理物に由来する硫黄成分が混入する場合には、硫黄成
分を除去する脱硫反応器１１を設けることが好ましい。
硫黄成分がパラジウム膜に付着して、水素ガス透過性能
が低下するおそれがあるためである。更に、不純物含有
水素ガス中に、金属粉が混入する場合には、フィルター
１２を設けることが好ましい。こうすることにより、金
属粉がパラジウム膜に付着・反応してピンホールが発生
して気密低下を生ずる事態を回避できる。フィルターと
しては、例えばセラミックフィルター等が用いられる。
処理物に由来する硫黄成分が混入する場合には、硫黄成
分を除去する脱硫反応器１１を設けることが好ましい。
硫黄成分がパラジウム膜に付着して、水素ガス透過性能
が低下するおそれがあるためである。更に、不純物含有
水素ガス中に、金属粉が混入する場合には、フィルター
１２を設けることが好ましい。こうすることにより、金
属粉がパラジウム膜に付着・反応してピンホールが発生
して気密低下を生ずる事態を回避できる。フィルターと
しては、例えばセラミックフィルター等が用いられる。
【００２２】 また、不純物含有水素ガス中に高濃度の
酸素（Ｏ2）が含まれる場合には、酸素除去塔５を設け
ることが好ましい。パラジウム膜上での水素の酸化によ
る水素ガスの回収率低下や、残ガス側の酸素分圧が上昇
し水素の燃焼範囲に入ることによる爆発危険性を抑制す
ることができるからである。この酸素除去手段として
は、具体的には、パラジウムを主成分とする粒状の金属
で、水素の酸化を活性化し、ガス中の水素と酸素を反応
させて水にするパラジウム触媒と、その反応により生じ
た水を除湿するためのシリカゲル等とからなるものなど
が好適に使用できる。なお、パラジウム膜に到達する前
に、この酸素除去手段によって、ガス中のＯ2濃度が数
ｐｐｍまで低下していることが望ましい。
酸素（Ｏ2）が含まれる場合には、酸素除去塔５を設け
ることが好ましい。パラジウム膜上での水素の酸化によ
る水素ガスの回収率低下や、残ガス側の酸素分圧が上昇
し水素の燃焼範囲に入ることによる爆発危険性を抑制す
ることができるからである。この酸素除去手段として
は、具体的には、パラジウムを主成分とする粒状の金属
で、水素の酸化を活性化し、ガス中の水素と酸素を反応
させて水にするパラジウム触媒と、その反応により生じ
た水を除湿するためのシリカゲル等とからなるものなど
が好適に使用できる。なお、パラジウム膜に到達する前
に、この酸素除去手段によって、ガス中のＯ2濃度が数
ｐｐｍまで低下していることが望ましい。
【００２３】 貯蔵タンク６には、水素を補充するため
の予備タンク７を付設しても良い。こうすることによ
り、高純度の水素ガスをより安定して供給することが可
能となる。
の予備タンク７を付設しても良い。こうすることによ
り、高純度の水素ガスをより安定して供給することが可
能となる。
【００２４】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の装置を
用いることにより、一度使用した水素ガスを回収・精製
することにより高純度な水素とすることができ、貯蔵タ
ンクに貯蔵して再利用することができる。しかも、本発
明の装置は構成が簡単で操作も容易である。また、水素
吸蔵合金を用いた装置のような合金粉末の飛散等のおそ
れがない。
用いることにより、一度使用した水素ガスを回収・精製
することにより高純度な水素とすることができ、貯蔵タ
ンクに貯蔵して再利用することができる。しかも、本発
明の装置は構成が簡単で操作も容易である。また、水素
吸蔵合金を用いた装置のような合金粉末の飛散等のおそ
れがない。
【図１】 本発明に係る装置の概要を示す説明図であ
る。
る。
１…パラジウム膜ユニット、２、３…昇圧機、４…油除
去塔、５…酸素除去塔、６…貯蔵タンク、７…予備タン
ク、８、９…熱交換器、１０…水素炉、１１…脱硫反応
器、１２…フィルター、１３…回収・精製ライン、１４
…再供給ライン。
去塔、５…酸素除去塔、６…貯蔵タンク、７…予備タン
ク、８、９…熱交換器、１０…水素炉、１１…脱硫反応
器、１２…フィルター、１３…回収・精製ライン、１４
…再供給ライン。
Claims (8)
- 【請求項１】 水素炉に使用し、若しくはプロセスガス
として使用した後の水素ガスを回収し、精製する回収・
精製ラインと、 精製した水素ガスを貯蔵する貯蔵タンクと、 貯蔵した水素ガスを水素炉に、若しくはプロセスガスと
して再度供給する再供給ラインとから構成される水素ガ
スの回収・精製・貯蔵装置であって、 前記回収・精製ライン中にパラジウム膜を配設し、当該
パラジウム膜に水素ガスを透過させることによって水素
ガスの精製を行うことを特徴とする水素ガスの回収・精
製・貯蔵装置。 - 【請求項２】 使用により純度が７０〜９９．０％に低
下した水素ガスを９９．９％以上の高純度水素ガスに精
製する請求項１記載の水素ガスの回収・精製・貯蔵装
置。 - 【請求項３】 回収・精製ライン中に配設したパラジウ
ム膜の前段に、水素ガス中に混入したオイルベーパーを
除去するための油除去手段を設けた請求項１記載の水素
ガスの回収・精製・貯蔵装置。 - 【請求項４】 回収・精製ライン中に配設したパラジウ
ム膜の前段に、水素ガス中に混入した酸素を除去するた
めの酸素除去手段を設けた請求項１記載の水素ガスの回
収・精製・貯蔵装置。 - 【請求項５】 回収・精製ライン中に配設したパラジウ
ム膜の前段に、ガス中に混入した金属粉を除去するため
のフィルターを設けた請求項１記載の水素ガスの回収・
精製・貯蔵装置。 - 【請求項６】 回収・精製ライン中に配設したパラジウ
ム膜と貯蔵タンクとの間に昇圧手段を設けた請求項１記
載の水素ガスの回収・精製・貯蔵装置。 - 【請求項７】 貯蔵タンクに補充用の予備タンクを設け
た請求項１記載の水素ガスの回収・精製・貯蔵装置。 - 【請求項８】 回収・精製ライン中に配設したパラジウ
ム膜の前段及び／又は後段に、それぞれ熱交換器を設け
た請求項１記載の水素ガスの回収・精製・貯蔵装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9007486A JPH10203803A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 水素ガスの回収・精製・貯蔵装置 |
| US09/006,829 US6179902B1 (en) | 1997-01-20 | 1998-01-14 | Apparatus for recovering, refining, and storing hydrogen gas |
| DE69834283T DE69834283T2 (de) | 1997-01-20 | 1998-01-19 | Vorrichtung zur Zurückgewinnung, Raffination und Speicherung von Wasserstoffgas |
| EP98300336A EP0854111B1 (en) | 1997-01-20 | 1998-01-19 | Apparatus for recovering, refining, and storing hydrogen gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9007486A JPH10203803A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 水素ガスの回収・精製・貯蔵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10203803A true JPH10203803A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11667108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9007486A Pending JPH10203803A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 水素ガスの回収・精製・貯蔵装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6179902B1 (ja) |
| EP (1) | EP0854111B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10203803A (ja) |
| DE (1) | DE69834283T2 (ja) |
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| KR20170030430A (ko) | 2015-09-09 | 2017-03-17 | 니폰 파이오니쿠스 가부시키가이샤 | 가스 정제 장치 |
| KR102174941B1 (ko) * | 2020-02-27 | 2020-11-05 | 주식회사 솔벡 | 유기성폐기물류의 비연소 연속 가열식 수소 및 카본 자원화장치 및 이를 이용한 자원화방법 |
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| EA201170677A1 (ru) * | 2008-11-12 | 2011-10-31 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Баллонно-компрессорные способы и системы |
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| CN114031038B (zh) * | 2021-12-02 | 2023-04-07 | 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 一种自热式钯膜纯化装置及纯化方法 |
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| US3365276A (en) * | 1964-02-17 | 1968-01-23 | Phillips Petroleum Co | Process for producing hydrogen from dissociation of a hydrogen halide |
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| US3336730A (en) * | 1964-11-17 | 1967-08-22 | Union Carbide Corp | Hydrogen continuous production method and apparatus |
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- 1998-01-14 US US09/006,829 patent/US6179902B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-19 DE DE69834283T patent/DE69834283T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-19 EP EP98300336A patent/EP0854111B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0854111A3 (en) | 1999-03-03 |
| US6179902B1 (en) | 2001-01-30 |
| DE69834283T2 (de) | 2007-04-12 |
| EP0854111A2 (en) | 1998-07-22 |
| DE69834283D1 (de) | 2006-06-01 |
| EP0854111B1 (en) | 2006-04-26 |
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