JPS60232227A - ガスの精製法 - Google Patents
ガスの精製法Info
- Publication number
- JPS60232227A JPS60232227A JP59086148A JP8614884A JPS60232227A JP S60232227 A JPS60232227 A JP S60232227A JP 59086148 A JP59086148 A JP 59086148A JP 8614884 A JP8614884 A JP 8614884A JP S60232227 A JPS60232227 A JP S60232227A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- getter material
- gas
- impurities
- getter
- temperature
- Prior art date
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- Pending
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- Gas Separation By Absorption (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】
（本発明の技術分野）
本発明はゲッタ材による改良されたガスの精製法に関す
る。
る。
（従来法の概要）
従来、不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ 等、ここではＮ。
は含まない）又は水素（水素同位体も含む）に含まれる
不純物（例えば、Ｎ、、ＮＨ，、ｃｏ、ｃｏ、。
不純物（例えば、Ｎ、、ＮＨ，、ｃｏ、ｃｏ、。
ＣＨ，、Ｈ，Ｏ等）を除去するためにこれらのガスを高
温に保持したＴｉ又はＺｒあるいはそれらと他の金属と
の合金等と接触させる高温ゲッタ装置が使われている。
温に保持したＴｉ又はＺｒあるいはそれらと他の金属と
の合金等と接触させる高温ゲッタ装置が使われている。
この装置の構造は第１図に示すように、上記の金属の粒
子（ゲッタ材）８な充填した反応管５を加熱炉１の中で
加熱するものである。従来のものは例えばゲッタ材８と
してＴ１粒子を用い（例えばスポンジ状）それを充填し
た反応管５を加熱炉１（を熱炉又は赤外線炉）に収め、
充填層内に設置した温度検出調整器４と電源装置乙によ
りヒーター２を制御して、ゲッタ材８の温度を所定の一
定値に―節し、そこへガス導入管６から不純物を含んだ
ガスを導入し、ガス排出管７から精製された（不純物を
除去された）ガスを排出する。不純物はゲッタ材８に吸
収され、ガス排出管７の不純物濃度が一定値以上になれ
ばゲッタ材８は取替えられる。
子（ゲッタ材）８な充填した反応管５を加熱炉１の中で
加熱するものである。従来のものは例えばゲッタ材８と
してＴ１粒子を用い（例えばスポンジ状）それを充填し
た反応管５を加熱炉１（を熱炉又は赤外線炉）に収め、
充填層内に設置した温度検出調整器４と電源装置乙によ
りヒーター２を制御して、ゲッタ材８の温度を所定の一
定値に―節し、そこへガス導入管６から不純物を含んだ
ガスを導入し、ガス排出管７から精製された（不純物を
除去された）ガスを排出する。不純物はゲッタ材８に吸
収され、ガス排出管７の不純物濃度が一定値以上になれ
ばゲッタ材８は取替えられる。
ここで使われる加熱炉１は一般に、第２図に示すような
温度分布を持ち、炉の両端部に近い所は大きな温度勾配
を示し、均一な温度を示す所は炉の全長にもよるが限ら
れる。
温度分布を持ち、炉の両端部に近い所は大きな温度勾配
を示し、均一な温度を示す所は炉の全長にもよるが限ら
れる。
ところで、ゲッタ材には第６図に示すように、温度依存
性の高いゲッタ材（以下、これをゲッタ材Ａという）と
温度依存性の低いゲッタ材（以下、これをゲッタ材Ｂと
いう）があり、ゲッタ材Ａ（例えばＴ１スポンジ）は安
価であるが第４図に示すように不純物ガス濃度が低い領
域では反応性が低下する傾向があり、ゲッタ材Ｂ（例え
ば、Ｚｒ＊Ａ１合金）は高価であるが不純物ガス濃度が
低い場合でも高い反応性を示す。
性の高いゲッタ材（以下、これをゲッタ材Ａという）と
温度依存性の低いゲッタ材（以下、これをゲッタ材Ｂと
いう）があり、ゲッタ材Ａ（例えばＴ１スポンジ）は安
価であるが第４図に示すように不純物ガス濃度が低い領
域では反応性が低下する傾向があり、ゲッタ材Ｂ（例え
ば、Ｚｒ＊Ａ１合金）は高価であるが不純物ガス濃度が
低い場合でも高い反応性を示す。
従って、従来装置に、ゲッタ材８として第３図に示すよ
うなゲッタ材Ａを用いる場合には、均熱部の長い大型の
加熱炉を必要とする欠点があり、又ゲッタ材Ｂを用いれ
ば温度不均一部も利用できるが高価であるため、多量に
使用することは経済的に不利であり大型炉の使用より有
利といえない欠点がある。
うなゲッタ材Ａを用いる場合には、均熱部の長い大型の
加熱炉を必要とする欠点があり、又ゲッタ材Ｂを用いれ
ば温度不均一部も利用できるが高価であるため、多量に
使用することは経済的に不利であり大型炉の使用より有
利といえない欠点がある。
なお、こ〜ではゲッタ容器として加熱炉な使用する場合
について述べたが、それ以外の構造（３） 明細書の浄書（内容に変更なし） よりガス中の不純物を除去する方法において、（ヒータ
を反応管に巻きつけたり、ゲッタ容器中に収めた構造）
でもヒータの温度分布は同様な傾向を示すので、他のゲ
ッタ容器を使用する場合でも上述と同様な欠点がある。
について述べたが、それ以外の構造（３） 明細書の浄書（内容に変更なし） よりガス中の不純物を除去する方法において、（ヒータ
を反応管に巻きつけたり、ゲッタ容器中に収めた構造）
でもヒータの温度分布は同様な傾向を示すので、他のゲ
ッタ容器を使用する場合でも上述と同様な欠点がある。
（本発明の目的）
本発明は、ゲッタ材を使用するガス精製法の欠点を解消
すべくなされたものである。
すべくなされたものである。
（本発明の知見）
本発明は、ゲッタ材として単一のゲッタ材を使用するの
ではなく、安価ではあるが温度依存性が高く、不純物ガ
ス濃度が低い領域では反応性が低下するゲッタ材Ａと、
高価ではあるが温度依存性が低く、不純物ガス濃度が低
い領域でも反応性が高いゲッタ材Ｂとを併用し、従来利
用されていなかった加熱炉の温度不均一部を利用しうる
することによって、極めて合目的なガス精製が行えるこ
とを見出した。
ではなく、安価ではあるが温度依存性が高く、不純物ガ
ス濃度が低い領域では反応性が低下するゲッタ材Ａと、
高価ではあるが温度依存性が低く、不純物ガス濃度が低
い領域でも反応性が高いゲッタ材Ｂとを併用し、従来利
用されていなかった加熱炉の温度不均一部を利用しうる
することによって、極めて合目的なガス精製が行えるこ
とを見出した。
（本＠明の構成）
本発明は上記の知見によって完成されたものであって、
本発明は高温ゲッタガス精製装置に（４） 明細書の浄書（内容に変更なし） は低下し、そのため反応性が低下し、ゲッタ材度依存性
が高いゲータ材を充填し、その下流の温度不均一部に不
純物との反応性の温度依存性が低いゲッタ材を充填し、
ガスを温度依存性が高いゲッタ材、温度依存性が低いゲ
ッタ材の順に通すことを特徴とする高温ゲッタ材による
ガスの精製法に関するものである。
本発明は高温ゲッタガス精製装置に（４） 明細書の浄書（内容に変更なし） は低下し、そのため反応性が低下し、ゲッタ材度依存性
が高いゲータ材を充填し、その下流の温度不均一部に不
純物との反応性の温度依存性が低いゲッタ材を充填し、
ガスを温度依存性が高いゲッタ材、温度依存性が低いゲ
ッタ材の順に通すことを特徴とする高温ゲッタ材による
ガスの精製法に関するものである。
本発明は不活性ガス精製、水素ガス精製（核融合炉関係
の水素同位体精製を含む）に有利に通用しうる。
の水素同位体精製を含む）に有利に通用しうる。
以下、本発明を第５図に従って詳述する。ここにおいて
第１図と同符号は第１図と同−機能部を示す。
第１図と同符号は第１図と同−機能部を示す。
加熱炉１内の反応管５の均熱部１１に、第３゜第４図に
示すゲッタ材Ａを充填し、その下流の温度不均一部１２
にゲッタ材Ｂを充填する。
示すゲッタ材Ａを充填し、その下流の温度不均一部１２
にゲッタ材Ｂを充填する。
先ず、ガス導入管６を通って反応管５へ入った不純物ガ
スは、均熱部１１のゲッタ材ムと反応するが、ゲッタ材
の下部では不純物ガス濃度ガスが流れ出る。ところがそ
の下流の温度不均一部１２にはゲッタ材Ｂが充填されて
おり、このゲッタ材Ｂは不均一温度で、かつ低濃度不純
物ガス濃度でも高い反応性を示すので、低濃度不純物含
有ガスは更にゲッタ材Ｂによって処理され、ガス中の不
純物濃度を所期の低濃度まで低減させることができる。
スは、均熱部１１のゲッタ材ムと反応するが、ゲッタ材
の下部では不純物ガス濃度ガスが流れ出る。ところがそ
の下流の温度不均一部１２にはゲッタ材Ｂが充填されて
おり、このゲッタ材Ｂは不均一温度で、かつ低濃度不純
物ガス濃度でも高い反応性を示すので、低濃度不純物含
有ガスは更にゲッタ材Ｂによって処理され、ガス中の不
純物濃度を所期の低濃度まで低減させることができる。
本発明の作用を第６図を参照しながら詳述する。
図において、’ｒ、 、 Ｔ、はそれぞれゲッタ材ム。
Ｂの温度を示す。
例えば２０００ ｐｐｍの不純物ガス濃度を１０ｐｐｍ
に下げる場合、ガス流れ上流側に、ゲッタ材Ａを充填し
ておくと、最上流部では図のｒｌの速度で不純物が除去
される。しかし中・下流部では上流での除去により不純
物濃度は下るので、反応速度はγ意に低下する。
に下げる場合、ガス流れ上流側に、ゲッタ材Ａを充填し
ておくと、最上流部では図のｒｌの速度で不純物が除去
される。しかし中・下流部では上流での除去により不純
物濃度は下るので、反応速度はγ意に低下する。
一方、ゲッタ材ムの下流にゲッタ材Ｂを充填明細書の浄
書（内容に変更なし） しておくと、反応速度は再び上シ、γ１の速度で反応し
ゲッタ材Ｂの下流側では１０ ｐｐｍ以下の不純物ガス
に対し、ゲッタ材Ａの数百ｐｐｍの不純物ガス濃度と同
程度のｒ４の反応速度で不純物を除去する。
書（内容に変更なし） しておくと、反応速度は再び上シ、γ１の速度で反応し
ゲッタ材Ｂの下流側では１０ ｐｐｍ以下の不純物ガス
に対し、ゲッタ材Ａの数百ｐｐｍの不純物ガス濃度と同
程度のｒ４の反応速度で不純物を除去する。
要するに、ゲッタ材Ａだけで１０ ｐｐｍ以下に不純物
濃度を低減させようとすれば、低濃度域での反応速度が
低いために、高い充填層高さを必要とするが、ゲッタ材
Ｂと組合せることによって低濃度域でも適度の反応速度
をもたせることができ、結局、ゲッタ材Ａ、Ｂ合せても
ゲッタ材Ａのみよシ低い充填層高さとすることができる
。
濃度を低減させようとすれば、低濃度域での反応速度が
低いために、高い充填層高さを必要とするが、ゲッタ材
Ｂと組合せることによって低濃度域でも適度の反応速度
をもたせることができ、結局、ゲッタ材Ａ、Ｂ合せても
ゲッタ材Ａのみよシ低い充填層高さとすることができる
。
具体例としてＨｅガス中５０００ ｐｐｍのＮ、ガスを
ｉ ｐｐｍ以下に低減する場合に必要なゲッタ材充填長
さと、加熱炉長を従来の単段高温ゲッタガス精製装置（
第１図）と、本発明を実施する第６図の二段高温ゲッタ
ガス精製装置とを比較しその効果を示す。
ｉ ｐｐｍ以下に低減する場合に必要なゲッタ材充填長
さと、加熱炉長を従来の単段高温ゲッタガス精製装置（
第１図）と、本発明を実施する第６図の二段高温ゲッタ
ガス精製装置とを比較しその効果を示す。
（但し、従来の単段高温ゲッタ装置のゲッタ１４Ｊ４細
書の浄書（内容に変更なし）材として、第５，４図に示
す非常に高価なゲッタ材Ｂを使用する場合は、経済的に
非現実的であるから比較対象とはしないこととする。）
従来の単段高温ゲッタ装置（第１図）の反応管５にゲッ
タ材Ａ（Ｔｉスポンジ粒子）８を充填し、Ｎ２濃度を１
ｐｐｍ以下とするためには、約８０謂の充填長さを必
要とした。従って約８０ｍの均熱部を確保するため約１
２０１ｆｆｉの加熱炉長を要した。
書の浄書（内容に変更なし）材として、第５，４図に示
す非常に高価なゲッタ材Ｂを使用する場合は、経済的に
非現実的であるから比較対象とはしないこととする。）
従来の単段高温ゲッタ装置（第１図）の反応管５にゲッ
タ材Ａ（Ｔｉスポンジ粒子）８を充填し、Ｎ２濃度を１
ｐｐｍ以下とするためには、約８０謂の充填長さを必
要とした。従って約８０ｍの均熱部を確保するため約１
２０１ｆｆｉの加熱炉長を要した。
一方、本発明による二段高温ゲッタ装置（第３図）の均
熱部１１にゲッタ材Ａ （Ｔｉ スポンジ）を２０ｃｌ
ｎ分充填し、その下流側の温度不均一部１２にゲッタ材
Ｂ（ｚｒ−Ａ１合金）を１０１分充填した場合、１１の
ゲッタ材Ａ下流側にはＮ、が約１００ ｐｐｍ流出して
いたが、１２のゲッタ材Ｂ下流では１ ｐｐｍを下回る
濃度を示した。
熱部１１にゲッタ材Ａ （Ｔｉ スポンジ）を２０ｃｌ
ｎ分充填し、その下流側の温度不均一部１２にゲッタ材
Ｂ（ｚｒ−Ａ１合金）を１０１分充填した場合、１１の
ゲッタ材Ａ下流側にはＮ、が約１００ ｐｐｍ流出して
いたが、１２のゲッタ材Ｂ下流では１ ｐｐｍを下回る
濃度を示した。
又、このために必要な加熱炉は約２０ｒｒｎの均熱部を
持つ全要約６０ｃｔｎの加熱炉であった。
持つ全要約６０ｃｔｎの加熱炉であった。
第１図は従来の高温ゲッタ装置の概略図、第明細書の浄
書（内容に変更なしΣ ２図は加熱炉の温度分布図、第３図、第４図は２種のゲ
ッタ材の特性を示す図、第５図は本発明方法を実施する
装置の一例を示す図、第６図は本発明方法の作用の説明
図である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − （９） 第１図 第２図 −一一一炉今長一一 第３図 第４図 不純物がス）農度（ＰＰＴＩＬ） 第５図 昭和５９年 ６ 月 ／／１」 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第 ８６１４８ 号 ２、発明の名称 ガスの精製法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号代表者
末 永 聡一部 ４復代理人 ｌ補正の対象 （１） 明細書「発明の詳細な説明」及び「図面の簡単
な説明」の欄（頁番号の訂正） ａ補正の内容 別紙のとおり （内容に変更なし） （２）
書（内容に変更なしΣ ２図は加熱炉の温度分布図、第３図、第４図は２種のゲ
ッタ材の特性を示す図、第５図は本発明方法を実施する
装置の一例を示す図、第６図は本発明方法の作用の説明
図である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − （９） 第１図 第２図 −一一一炉今長一一 第３図 第４図 不純物がス）農度（ＰＰＴＩＬ） 第５図 昭和５９年 ６ 月 ／／１」 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第 ８６１４８ 号 ２、発明の名称 ガスの精製法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号代表者
末 永 聡一部 ４復代理人 ｌ補正の対象 （１） 明細書「発明の詳細な説明」及び「図面の簡単
な説明」の欄（頁番号の訂正） ａ補正の内容 別紙のとおり （内容に変更なし） （２）
Claims (1)
- 高温ゲッタガス精製装置によりガス中の不純物を除去す
る方法において、該装置加熱炉の均熱部に不純物との反
応性の温度依存性が高いゲータ材を充填し、その下流の
温度不均一部に不純物との反応性の温度依存性が低いゲ
ッタ材を充填し、ガスを温度依存性が高いゲッタ材、温
度依存性が低いゲッタ材の順に通すことを特徴とする高
温ゲッタ材によるガスの精製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086148A JPS60232227A (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | ガスの精製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086148A JPS60232227A (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | ガスの精製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60232227A true JPS60232227A (ja) | 1985-11-18 |
Family
ID=13878650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59086148A Pending JPS60232227A (ja) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | ガスの精製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60232227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0315582A2 (de) * | 1987-11-04 | 1989-05-10 | Hwt Gesellschaft Für Hydrid- Und Wasserstofftechnik Mbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Wasserstoffgas |
-
1984
- 1984-05-01 JP JP59086148A patent/JPS60232227A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0315582A2 (de) * | 1987-11-04 | 1989-05-10 | Hwt Gesellschaft Für Hydrid- Und Wasserstofftechnik Mbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Wasserstoffgas |
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