JPS58189383A - 水電解により発生する水素ガス中の不純ガスの除去方法 - Google Patents
水電解により発生する水素ガス中の不純ガスの除去方法Info
- Publication number
- JPS58189383A JPS58189383A JP57069680A JP6968082A JPS58189383A JP S58189383 A JPS58189383 A JP S58189383A JP 57069680 A JP57069680 A JP 57069680A JP 6968082 A JP6968082 A JP 6968082A JP S58189383 A JPS58189383 A JP S58189383A
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- Japan
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- hydrogen
- oxygen
- pure water
- tank
- water
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- Pending
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- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電解前の純水に酸素を吹き込んで酸素以外の
溶存気体を大気中に追い出し九後、電解を行ない、発生
する水素ガスを引き続き、脱水及び脱酸素処理し、水素
ガス中の不純ガスを除去するようにし先方法に関する。
溶存気体を大気中に追い出し九後、電解を行ない、発生
する水素ガスを引き続き、脱水及び脱酸素処理し、水素
ガス中の不純ガスを除去するようにし先方法に関する。
近年、半導体関連分野等において高純度水素の需要が増
大している。水をイオン交換樹脂により精製して純水と
し、この純水を通常の方法により電解して製造される水
素には６ＣＬｐｐｍｌ！度の不純ガスが混入し、この水
素をそのまま半導体製運勢に使用することができなかっ
た。
大している。水をイオン交換樹脂により精製して純水と
し、この純水を通常の方法により電解して製造される水
素には６ＣＬｐｐｍｌ！度の不純ガスが混入し、この水
素をそのまま半導体製運勢に使用することができなかっ
た。
前記方法による水素中の混入気体は、窒素、酸素、アル
ゴン及び二鈑化炭素等の空気の構成成分であり、これは
陽極室に供給される純水中に溶存する空気が陽イオン交
換膜を透過して陰極室に達し、発生する水素に混入する
本のである。この混入気体を電解後に除去し、高純度水
素を得るための方法は公知であるが、混入気体が多種に
と各成分をそれぞれ除去する必要がおるため、たとえば
、パラジウム系合金膜、モレキーラーシーブを使用し、
あるいは低温吸着式、触媒吸着式等による多種類の処理
が不可欠となり、製品コストが高価になるという欠点が
ある。
ゴン及び二鈑化炭素等の空気の構成成分であり、これは
陽極室に供給される純水中に溶存する空気が陽イオン交
換膜を透過して陰極室に達し、発生する水素に混入する
本のである。この混入気体を電解後に除去し、高純度水
素を得るための方法は公知であるが、混入気体が多種に
と各成分をそれぞれ除去する必要がおるため、たとえば
、パラジウム系合金膜、モレキーラーシーブを使用し、
あるいは低温吸着式、触媒吸着式等による多種類の処理
が不可欠となり、製品コストが高価になるという欠点が
ある。
溶液中に溶存する気体を減圧下で脱気する方法は公知で
Ｔｏ夛（特開昭５５−９４６０５号、特公昭５５−１１
３６１号）、この方法により純水を脱気し友後電解する
と、溶存気体が電解によシ発生する水素中に混入するこ
とがなく、水素の純度が向上するものと期待される。し
かし、電解用純水の一部は循環使用され、連続して使用
することができないため、純水を脱気するには２塔式の
減圧塔を設置する必要があシ、設備費がかさ皐、結果的
に製品コストが向上してしまうという欠点がある。
Ｔｏ夛（特開昭５５−９４６０５号、特公昭５５−１１
３６１号）、この方法により純水を脱気し友後電解する
と、溶存気体が電解によシ発生する水素中に混入するこ
とがなく、水素の純度が向上するものと期待される。し
かし、電解用純水の一部は循環使用され、連続して使用
することができないため、純水を脱気するには２塔式の
減圧塔を設置する必要があシ、設備費がかさ皐、結果的
に製品コストが向上してしまうという欠点がある。
本発明は、上述の従来技術の欠点に鑑みてなされたもの
で、電解する純水に予め酸素を吹き込み、純水中に溶存
する酸素以外の気体を大気中に追い出した後電解し、酸
素と水蒸気のみが混入する水素を発生させ、この混合物
から酸素と水蒸気を除去することにより、容易かつ経済
的に水素中の不純ガスを除き、高純度水素を製造しうる
ようにし友ものである。
で、電解する純水に予め酸素を吹き込み、純水中に溶存
する酸素以外の気体を大気中に追い出した後電解し、酸
素と水蒸気のみが混入する水素を発生させ、この混合物
から酸素と水蒸気を除去することにより、容易かつ経済
的に水素中の不純ガスを除き、高純度水素を製造しうる
ようにし友ものである。
すなわち本発明は、隔膜によって陽極室と陰極室に区−
され丸亀解槽の陽極室に純水を供給して亀解し、陽極室
に酸素を、−極室に水素を発生させる方法において、陽
極室に供給する純水を貯留槽に貯留し、この貯留槽内に
酸素を吹き込んで貯留された純水中の酸素以外の溶存気
体を大気中に追い出した彼、陰極室に供給して電解し、
陰極室に水素を発生させ、この水素を脱水及び脱酸素処
理することを特徴とする水電解により発生する水素ガス
中の不純ガスの除去方法に関する。
され丸亀解槽の陽極室に純水を供給して亀解し、陽極室
に酸素を、−極室に水素を発生させる方法において、陽
極室に供給する純水を貯留槽に貯留し、この貯留槽内に
酸素を吹き込んで貯留された純水中の酸素以外の溶存気
体を大気中に追い出した彼、陰極室に供給して電解し、
陰極室に水素を発生させ、この水素を脱水及び脱酸素処
理することを特徴とする水電解により発生する水素ガス
中の不純ガスの除去方法に関する。
添付図面は、本発明方法の実ＩＮ要領を示す貌明図で、
１は貯留槽、２は酸素分離槽、５は電解槽、４は水素分
離槽でおる。
１は貯留槽、２は酸素分離槽、５は電解槽、４は水素分
離槽でおる。
イオン交換樹脂により精製された純水を、後述のように
ｉＩＮ素分ｍ橿２で分離される酸素ガスが吹き込まれて
いる貯留槽１に供給する。供給された純水５中には、窒
素、酸素、アルゴン、二酸化炭素等が溶存しているが、
純水５が貯ｉ１Ｎ！１に滞留する間に、吹き込まれる酸
素によって、窒素、アルゴン、二酸化炭素等が大気中に
追い出され、純水５中の溶存気体がほぼ酸素のみとなる
。この純水５を、酸素分離槽２に併設された液面検知器
６と連動するボ／ブ７により酸素分離槽２に送水する。
ｉＩＮ素分ｍ橿２で分離される酸素ガスが吹き込まれて
いる貯留槽１に供給する。供給された純水５中には、窒
素、酸素、アルゴン、二酸化炭素等が溶存しているが、
純水５が貯ｉ１Ｎ！１に滞留する間に、吹き込まれる酸
素によって、窒素、アルゴン、二酸化炭素等が大気中に
追い出され、純水５中の溶存気体がほぼ酸素のみとなる
。この純水５を、酸素分離槽２に併設された液面検知器
６と連動するボ／ブ７により酸素分離槽２に送水する。
酸素分離槽２に送水された純水５′は引き続きポンプ８
により、隔膜９で陽極室１０と陰極室１１に区画された
電解槽３の陽極室１０に導入され、電解される。電解に
より陽極室１０に発生する酸素は、未電解の純水ととも
に酸素分離槽２に返送されて酸素と純水に分離され、純
水はさらに循環使用される。分離された酸素はその一部
がそのまま外部に取り出されるとともに、その他は貯留
槽２に分岐管１２を経て送気されて貯留！ｅ２内の純水
５中に吹き込まれ、純水５中の窒素等を大気中に追い出
す。電解によシ陰極Ｗ１１１に発生する水素は未電解の
純水とともに水素分離槽４に送水されて水素と純水に分
離され、水素はそのｉｔ外部に取り出される。分離され
九純水５“は、水素分離槽４に併設された液面検知器１
５と連動するパルプ１４によシ貯留槽１に返送され、循
環使用される。水素分離槽４から取り出された水嵩は、
白金触媒勢の触媒燃焼法による脱酸素カラム１５を通り
、さらにモレキエラーシープの充填カラム１６を通って
脱水処理され、９９．９９９９−の純度を有する水素が
提供される。
により、隔膜９で陽極室１０と陰極室１１に区画された
電解槽３の陽極室１０に導入され、電解される。電解に
より陽極室１０に発生する酸素は、未電解の純水ととも
に酸素分離槽２に返送されて酸素と純水に分離され、純
水はさらに循環使用される。分離された酸素はその一部
がそのまま外部に取り出されるとともに、その他は貯留
槽２に分岐管１２を経て送気されて貯留！ｅ２内の純水
５中に吹き込まれ、純水５中の窒素等を大気中に追い出
す。電解によシ陰極Ｗ１１１に発生する水素は未電解の
純水とともに水素分離槽４に送水されて水素と純水に分
離され、水素はそのｉｔ外部に取り出される。分離され
九純水５“は、水素分離槽４に併設された液面検知器１
５と連動するパルプ１４によシ貯留槽１に返送され、循
環使用される。水素分離槽４から取り出された水嵩は、
白金触媒勢の触媒燃焼法による脱酸素カラム１５を通り
、さらにモレキエラーシープの充填カラム１６を通って
脱水処理され、９９．９９９９−の純度を有する水素が
提供される。
従って本発明によれば、′従来の電解プロセスに貯留槽
を設置するのみで、電解により発生する水嵩中の不純ガ
スをほぼ完全に除去することができ、各混入ガスごとに
後処理をする必要がなくなるため、作業性、生産性も肉
止し、きわめて好都合である。
を設置するのみで、電解により発生する水嵩中の不純ガ
スをほぼ完全に除去することができ、各混入ガスごとに
後処理をする必要がなくなるため、作業性、生産性も肉
止し、きわめて好都合である。
明ｒよこれに限定されるものではなく、酸素ボンベのｅ
素を使用してもよい。
素を使用してもよい。
実施例
直径２■、長さ４５■のチタン棒に、酸化イリジウム７
０−と酸化ルテニウム３０ｓからなる被ａ−を熱分解法
により形成して陽極とし、直径２■、擾さ４５■のチタ
ン棒に″嵯気メッキに上り白金を被覆して陽極とした。
０−と酸化ルテニウム３０ｓからなる被ａ−を熱分解法
により形成して陽極とし、直径２■、擾さ４５■のチタ
ン棒に″嵯気メッキに上り白金を被覆して陽極とした。
３１間隔に平行に配置した１１本の棒状の陽極と３■間
隔に平行に配置した１１本の棒状の陰極との間に陽イオ
ン交換膜を陽極と陰極に密着するように挾んで配置し、
電解槽を製作した。
隔に平行に配置した１１本の棒状の陰極との間に陽イオ
ン交換膜を陽極と陰極に密着するように挾んで配置し、
電解槽を製作した。
貯留槽、酸素分離槽、水素分離槽としては、それぞれ１
５ｔ、１！ＩＭ、１０ｔの容量を有するポリプロピレン
製タンクを使用し友。
５ｔ、１！ＩＭ、１０ｔの容量を有するポリプロピレン
製タンクを使用し友。
イオン交換樹脂により、比抵抗２ Ｘ １０−＠Ω・１
（２５℃）に脱イオンした純水を酸素が吹き込まれてい
る貯留槽に供給する。酸素分離槽の液面が所定値以下と
なると、併設された液面検知器が検知してポンプを作動
させて、貯留槽内の純水１ｋｌｉｌｌ素分離槽内に送水
する。酸素分離槽内の純水をＣＬＩＡ／ｈｒの割合で電
解槽内に供給（７，６Ａの直流峨流で電解した。
（２５℃）に脱イオンした純水を酸素が吹き込まれてい
る貯留槽に供給する。酸素分離槽の液面が所定値以下と
なると、併設された液面検知器が検知してポンプを作動
させて、貯留槽内の純水１ｋｌｉｌｌ素分離槽内に送水
する。酸素分離槽内の純水をＣＬＩＡ／ｈｒの割合で電
解槽内に供給（７，６Ａの直流峨流で電解した。
陽ｆｆｉ’！で発生する酸素量は１．７９ｆ／ｈτで、
陰極この水素中の不純ガスを質量分析により分析し九と
ころ、次の値が得られ九（ドライベース）。
陰極この水素中の不純ガスを質量分析により分析し九と
ころ、次の値が得られ九（ドライベース）。
酸素・・・・・・・・・・・・・・５８ ｐｐｍｗＩｉ
素・・・・・・・・・・・・・・・ＣＬ １ ｐｐｍ以
下アルゴン・・・・・・・・・ＣＬ１ｐｐｍ以下二酸化
炭素・・・・・・α１ ｐｐｍ以下この水素を白金系触
媒のフィルターを通して触媒燃焼法により酸素を除去し
、引き続きモレキーシーンープの充填されたカラムゼ通
して水を除去し、質量分析により、分析したところ次の
値が得られた。
素・・・・・・・・・・・・・・・ＣＬ １ ｐｐｍ以
下アルゴン・・・・・・・・・ＣＬ１ｐｐｍ以下二酸化
炭素・・・・・・α１ ｐｐｍ以下この水素を白金系触
媒のフィルターを通して触媒燃焼法により酸素を除去し
、引き続きモレキーシーンープの充填されたカラムゼ通
して水を除去し、質量分析により、分析したところ次の
値が得られた。
水素・・・・・・・・・・・・・・９９．９９９９ ％
酸素・・・・・・・・・・・・・α８ ｐｐｍ窒素・・
・・・・・・・・・・・・（Ｌ １ ｐｐｍ以下アルゴ
ン・・・・・・・・αｌｐｐｍ以下二酸化炭素・・・・
・・α１ ｐｐｍ以下比較例 貯留槽を設けない点以外については、前記実施例と同様
の条件で純水を電解し、脱酸素、脱水したところ、次の
組成を有する混合ガスが得られた。
酸素・・・・・・・・・・・・・α８ ｐｐｍ窒素・・
・・・・・・・・・・・・（Ｌ １ ｐｐｍ以下アルゴ
ン・・・・・・・・αｌｐｐｍ以下二酸化炭素・・・・
・・α１ ｐｐｍ以下比較例 貯留槽を設けない点以外については、前記実施例と同様
の条件で純水を電解し、脱酸素、脱水したところ、次の
組成を有する混合ガスが得られた。
水素・・・・・・・・・・・・・・・９９．９９５３優
窒素・・・・・・・・・・・・・・４０ ｐｐｍ酸素・
・・・・・・・・・・・・・・α７ ｐｐｍアルゴン・
・・・・・・・・５ ｐｐｍ二酸化炭素・・・・・・１
ｐｐｍ
窒素・・・・・・・・・・・・・・４０ ｐｐｍ酸素・
・・・・・・・・・・・・・・α７ ｐｐｍアルゴン・
・・・・・・・・５ ｐｐｍ二酸化炭素・・・・・・１
ｐｐｍ
図面は、本発明の実施要領を示す説明図である。
１・・・・・・・・・・・・・・・貯留槽２・・・・・
・・・・・・・・・・酸Ｉ分離槽５・・・・・・・・・
・・・・・・電解槽４・・・・・・・・・・・・・・・
水素分離槽５．５’、５”・・・・・・純水 ６・・・・・・・・・・・・・・・液面検知器７・・・
・・・・・・・・・・・・ポンプ８・・・・・・・・・
・・・・・・ポンプ９・・・・・・・・・・・・・・隔
膜
・・・・・・・・・・酸Ｉ分離槽５・・・・・・・・・
・・・・・・電解槽４・・・・・・・・・・・・・・・
水素分離槽５．５’、５”・・・・・・純水 ６・・・・・・・・・・・・・・・液面検知器７・・・
・・・・・・・・・・・・ポンプ８・・・・・・・・・
・・・・・・ポンプ９・・・・・・・・・・・・・・隔
膜
Claims (2)
- （１）隔膜によって陽極室と陰極室とに区画され九噸解
槽の陽極室に純水を供給して亀解し、ｌｌ！他室に酸素
を、陰極室に水素を発生させる方法において、陽極室に
供給する純水を貯留槽に貯留し、この貯留槽内に酸素を
吹き込んで貯留された純水中の酸素以外の溶存気体を大
気中に追い出した後、陽極室に供給して題解し、陰極室
に水素を発生させ、この水素を脱水及び脱酸素処理する
ことを特徴とする水電解により発生する水素ガス中の不
純ガスの除去方法。 - （２）貯留槽に吹き込むＭ素が陽極室に発生する酸素で
ある特許請求の範囲第（１）項に記載の水電解により発
生する水素ガス中の不純ガスの除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57069680A JPS58189383A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 水電解により発生する水素ガス中の不純ガスの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57069680A JPS58189383A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 水電解により発生する水素ガス中の不純ガスの除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58189383A true JPS58189383A (ja) | 1983-11-05 |
Family
ID=13409811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57069680A Pending JPS58189383A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | 水電解により発生する水素ガス中の不純ガスの除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58189383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9937465B2 (en) | 2015-05-13 | 2018-04-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Gas-producing apparatus and gas-producing method |
| JP2021063244A (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 日立造船株式会社 | 水電解装置および水電解方法 |
-
1982
- 1982-04-27 JP JP57069680A patent/JPS58189383A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9937465B2 (en) | 2015-05-13 | 2018-04-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Gas-producing apparatus and gas-producing method |
| JP2021063244A (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 日立造船株式会社 | 水電解装置および水電解方法 |
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