JPS6071502A - 水素ガス精製装置 - Google Patents
水素ガス精製装置Info
- Publication number
- JPS6071502A JPS6071502A JP18140083A JP18140083A JPS6071502A JP S6071502 A JPS6071502 A JP S6071502A JP 18140083 A JP18140083 A JP 18140083A JP 18140083 A JP18140083 A JP 18140083A JP S6071502 A JPS6071502 A JP S6071502A
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- JP
- Japan
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- hydrogen gas
- gaseous hydrogen
- vessel
- hydrogen
- valve
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- Pending
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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】
本発明は水素ガス精製装置に関し、詳しくは、金属水素
化物を利用した水素ガス精製装置に関する。
化物を利用した水素ガス精製装置に関する。
一般に水素ガスは炭化水素やアンモニアの分解、或いは
水の電気分解等によって工業的に製造されているが、か
かる水素ガスは不純物ガスとしてヘリウム、アルゴン等
の不活性ガスのほか、酸素、水、窒素、−酸化炭素、二
酸化炭素、二酸化イオウ、窒素酸化物、メタン等を含有
しているため、例えば、半導体工業、金属処理工業或い
は機器分析等の分野においては、上記の粗製水素ガスを
精製した後に使用している。
水の電気分解等によって工業的に製造されているが、か
かる水素ガスは不純物ガスとしてヘリウム、アルゴン等
の不活性ガスのほか、酸素、水、窒素、−酸化炭素、二
酸化炭素、二酸化イオウ、窒素酸化物、メタン等を含有
しているため、例えば、半導体工業、金属処理工業或い
は機器分析等の分野においては、上記の粗製水素ガスを
精製した後に使用している。
水素ガスを精製するための方法は既に従来より種々知ら
れているが、近年、ある種の金属又は合金が水素ガスを
選択的に吸蔵して金属水素化物を形成し、また、この金
属水素化物がこの水素を可逆的に放出する特性を利用し
た水素ガス精製が提案されるに至っている。この方法は
、金属水素化物を充填した容器内に粗製水素ガスを所定
の加圧下に充填し、金属水素化物に水素ガスを選択的に
吸蔵させた後、容器内に金属水素化物に吸蔵されないで
残存する不純物ガスを容器からパージさせることにより
除去し、この後に金属水素化物の有する水素平衡分解圧
で水素を放出させて、精製水素ガスを得るものである。
れているが、近年、ある種の金属又は合金が水素ガスを
選択的に吸蔵して金属水素化物を形成し、また、この金
属水素化物がこの水素を可逆的に放出する特性を利用し
た水素ガス精製が提案されるに至っている。この方法は
、金属水素化物を充填した容器内に粗製水素ガスを所定
の加圧下に充填し、金属水素化物に水素ガスを選択的に
吸蔵させた後、容器内に金属水素化物に吸蔵されないで
残存する不純物ガスを容器からパージさせることにより
除去し、この後に金属水素化物の有する水素平衡分解圧
で水素を放出させて、精製水素ガスを得るものである。
しかし、一般に市販されている粗製水素ガスは前記した
ように種々の不純物ガスを含有し、このなかで特に水及
び酸素は、金属水素化物として例えば希土類元素系合金
、マグネシウム系合金、鉄系合金等を使用した場合、こ
れらを酸化劣化させ、経時的にその水素吸蔵能力を低下
させるので、得られる水素ガスのｔｉ製度も低下する。
ように種々の不純物ガスを含有し、このなかで特に水及
び酸素は、金属水素化物として例えば希土類元素系合金
、マグネシウム系合金、鉄系合金等を使用した場合、こ
れらを酸化劣化させ、経時的にその水素吸蔵能力を低下
させるので、得られる水素ガスのｔｉ製度も低下する。
また、酸素及び水のほか、−ｍ化炭素、二酸化炭素、二
酸化イオウ、窒素酸化物等の不純物酸化物ガスも金属水
素化物表面に強く化学吸着して、金属水素化物の水素の
吸蔵放出反応を阻害する被毒効果を有すると共に、その
強い吸着性のために、水素ガスを容器内に充填した後の
パージ操作によっては除去することができないうえに、
金属水素化物表面でのこれらの吸着量が多くなると、金
属水素化物から水素を放出させる際に、これら不純物ガ
スが金属水素化物より脱着するので、得られる精製水素
ガスを汚染し、また、精製水素ガスの純度が脈動するこ
ととなる。
酸化イオウ、窒素酸化物等の不純物酸化物ガスも金属水
素化物表面に強く化学吸着して、金属水素化物の水素の
吸蔵放出反応を阻害する被毒効果を有すると共に、その
強い吸着性のために、水素ガスを容器内に充填した後の
パージ操作によっては除去することができないうえに、
金属水素化物表面でのこれらの吸着量が多くなると、金
属水素化物から水素を放出させる際に、これら不純物ガ
スが金属水素化物より脱着するので、得られる精製水素
ガスを汚染し、また、精製水素ガスの純度が脈動するこ
ととなる。
本発明は金属水素化物を利用する水素ガスの精製におけ
る上記した問題を解決するためになされたものであって
、金属水素化物の劣化がなく、長期間にわたって安定に
精製水素ガスを得ることができる水素ガス精製装置を提
供することを目的とする。
る上記した問題を解決するためになされたものであって
、金属水素化物の劣化がなく、長期間にわたって安定に
精製水素ガスを得ることができる水素ガス精製装置を提
供することを目的とする。
本発明による水素ガス精製装置は、粗製水素ガス中の酸
素を水に接触変換する触媒反応器と、この反応器からの
水素中の水を吸着除去するための吸着剤容器と、この吸
着剤容器からの水素ガスを吸蔵放出し得る金属水素化物
を充填した金属水素化物容器とを備え、この金属水素化
物容器から精製水素ガスを得るようにしたことを特徴と
する。
素を水に接触変換する触媒反応器と、この反応器からの
水素中の水を吸着除去するための吸着剤容器と、この吸
着剤容器からの水素ガスを吸蔵放出し得る金属水素化物
を充填した金属水素化物容器とを備え、この金属水素化
物容器から精製水素ガスを得るようにしたことを特徴と
する。
以下に実施例を示す第１図に基づいて本発明を説明する
。
。
本発明の装置においては、水素貯蔵容器としての例えば
水素ボンへ１からの粗製水素ガスはバルブ２により適宜
の圧力に調整された後、管３を経て上記粗製水素ガス中
の酸素を接触的に水に変換する触媒反応器４に導かれる
。このための触媒としてはパラジウム系の触媒が適当で
あり、一般に市販されている酸素−水変換用パラジウム
系触媒を使用することができる。
水素ボンへ１からの粗製水素ガスはバルブ２により適宜
の圧力に調整された後、管３を経て上記粗製水素ガス中
の酸素を接触的に水に変換する触媒反応器４に導かれる
。このための触媒としてはパラジウム系の触媒が適当で
あり、一般に市販されている酸素−水変換用パラジウム
系触媒を使用することができる。
このようにして処理された水素ガスは次いで、バルブ５
を備えた管６を経て吸着剤容器７に導かれ、前記反応器
で生じた水素ガス中の水が吸着剤により吸着除去される
。この吸着剤としては、例えば、モレキュラー・シーブ
５Ａ、モレキュラー・シービング・カーボン、シリカ・
ゲル、活性アルミナ、活性炭等を用いることができる。
を備えた管６を経て吸着剤容器７に導かれ、前記反応器
で生じた水素ガス中の水が吸着剤により吸着除去される
。この吸着剤としては、例えば、モレキュラー・シーブ
５Ａ、モレキュラー・シービング・カーボン、シリカ・
ゲル、活性アルミナ、活性炭等を用いることができる。
尚、二酸化炭素、二酸化イオウ等もこの吸着剤により吸
着除去される。
着除去される。
一方、−酸化炭素は酸素の存在下に白金系触媒その他に
よって二酸化炭素に変換さ・ヒ得ることが既に知られて
おり、従って、本発明の装装置においても、必要に応じ
て、前記触媒反応器の前に一酸化炭素一二酸化炭素変換
のための触媒反応器（図示せず）を設けることができる
。
よって二酸化炭素に変換さ・ヒ得ることが既に知られて
おり、従って、本発明の装装置においても、必要に応じ
て、前記触媒反応器の前に一酸化炭素一二酸化炭素変換
のための触媒反応器（図示せず）を設けることができる
。
吸着剤容器にて処理された水素ガスは次いでバルブ８を
備えた管９により金属水素化物容器１゜に加圧下に充填
される。ここにおいて、水素ガスが尚含有する不純物ガ
スは、上記の一連の処理によって殆どが金属水素化物へ
の吸着性が著しく弱い不活性ガス、窒素、メタン等であ
るので、水素ガスば選択的に金属水素化物に吸蔵される
一方、不純物ガスは金属水素化物に吸蔵されないまま、
容器内に残存する。従って、所定の圧力にて金属水素化
物容器に水素を充填した後、バルブ８及び精製水素ガス
供給管ｌｌ上のバルブ１２を閉じ、パージ管１３のパー
ジ・バルブ１４を開いて容器内のガスを一部容器から放
出すれば、上記不純物゛ ガスが容器から除かれる。従
って、この後にバルブ１２を開き、好ましくは金属水素
化物の水素平衡分解圧付近にて金属水素化物から水素ガ
スを放出させれば、この水素ガスを水素供給管１１より
精製水素ガスとして得ることができる。
備えた管９により金属水素化物容器１゜に加圧下に充填
される。ここにおいて、水素ガスが尚含有する不純物ガ
スは、上記の一連の処理によって殆どが金属水素化物へ
の吸着性が著しく弱い不活性ガス、窒素、メタン等であ
るので、水素ガスば選択的に金属水素化物に吸蔵される
一方、不純物ガスは金属水素化物に吸蔵されないまま、
容器内に残存する。従って、所定の圧力にて金属水素化
物容器に水素を充填した後、バルブ８及び精製水素ガス
供給管ｌｌ上のバルブ１２を閉じ、パージ管１３のパー
ジ・バルブ１４を開いて容器内のガスを一部容器から放
出すれば、上記不純物゛ ガスが容器から除かれる。従
って、この後にバルブ１２を開き、好ましくは金属水素
化物の水素平衡分解圧付近にて金属水素化物から水素ガ
スを放出させれば、この水素ガスを水素供給管１１より
精製水素ガスとして得ることができる。
本発明において用いる金属水素化物は特に制限されるも
のではないが、本発明の装置によれば、前記したように
、粗製水素ガスを金属水素化物容器に充填する前に、予
め酸素及び水を除去するので、これによって酸化劣化を
受けやすい希土類元素系合金からなる金属水素化物をも
好適に用いることができ、しかも、かかる金属水素化物
は廉価でもある。かかる希土類元素からなる金属水素化
物として、例えば、ＬａＮｉ 、、ＬａＮｉ ４．７Ａ
ｌ ｏ、３．５ ＭｍＮｉ４，５ ＡｌＣｌ、５ （Ｍｍはミツシュメタ
ルを意味する。）等を例示することができる。また、こ
れら以外にも鉄系合金、マグネシウム系合金等も用いる
ことができる。
のではないが、本発明の装置によれば、前記したように
、粗製水素ガスを金属水素化物容器に充填する前に、予
め酸素及び水を除去するので、これによって酸化劣化を
受けやすい希土類元素系合金からなる金属水素化物をも
好適に用いることができ、しかも、かかる金属水素化物
は廉価でもある。かかる希土類元素からなる金属水素化
物として、例えば、ＬａＮｉ 、、ＬａＮｉ ４．７Ａ
ｌ ｏ、３．５ ＭｍＮｉ４，５ ＡｌＣｌ、５ （Ｍｍはミツシュメタ
ルを意味する。）等を例示することができる。また、こ
れら以外にも鉄系合金、マグネシウム系合金等も用いる
ことができる。
以上のように、本発明の装置によれば、予め粗製水素ガ
スを処理して、特に金属水素化物を被毒する酸素及び水
、また、金属水素化物表面に強く吸着される不純物ガス
成分を実質的に除去した後に金属水素化物容器に充填し
、金属水素化物に吸蔵させるので、金属水素化物は劣化
することがなく、また、得られる精製水素ガスはその純
度が脈動することもない。更に、金属水素化物容器に導
かれる水素ガスが尚不純物ガスを含有しているとしても
、その不純物ガスは殆どが金属水素化物への吸着性が著
しく弱いガスであるから、容器内に金属水素化物に吸着
されないままに残存し、従って、所定の圧力で水素ガス
を金属水素化物容器に充填後に容器をパージすればこれ
ら不純物ガスは容易に容器から除去される。このように
して、本発明の装置によれば、金属水素化物の劣化がな
く、長期間にわたって安定して精製水素ガスを得ること
ができる。
スを処理して、特に金属水素化物を被毒する酸素及び水
、また、金属水素化物表面に強く吸着される不純物ガス
成分を実質的に除去した後に金属水素化物容器に充填し
、金属水素化物に吸蔵させるので、金属水素化物は劣化
することがなく、また、得られる精製水素ガスはその純
度が脈動することもない。更に、金属水素化物容器に導
かれる水素ガスが尚不純物ガスを含有しているとしても
、その不純物ガスは殆どが金属水素化物への吸着性が著
しく弱いガスであるから、容器内に金属水素化物に吸着
されないままに残存し、従って、所定の圧力で水素ガス
を金属水素化物容器に充填後に容器をパージすればこれ
ら不純物ガスは容易に容器から除去される。このように
して、本発明の装置によれば、金属水素化物の劣化がな
く、長期間にわたって安定して精製水素ガスを得ること
ができる。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例
第１図に示した装置において、触媒反応器に市販粒状パ
ラジウム触媒を、吸着剤容器の吸着剤としてモレキュラ
ー・シーブ５Ａを、また、金属水素化物としてＬａＮｉ
５をそれぞれ用い、水素純度９９．９９％、酸素含有量
５ ｐｐｍ及び水含有量４０ｐｐｍの工業用水素ガスを
室温で処理し、最終的に８ｋｇ／ｃｎＴの圧力で金属水
素化物容器に水素ガスを充填した。触媒反応器及び吸着
剤容器で処理された水素ガス中の水は約０．５ ｐｐｍ
、酸素は約０．ｌｐｐｍであった。
ラジウム触媒を、吸着剤容器の吸着剤としてモレキュラ
ー・シーブ５Ａを、また、金属水素化物としてＬａＮｉ
５をそれぞれ用い、水素純度９９．９９％、酸素含有量
５ ｐｐｍ及び水含有量４０ｐｐｍの工業用水素ガスを
室温で処理し、最終的に８ｋｇ／ｃｎＴの圧力で金属水
素化物容器に水素ガスを充填した。触媒反応器及び吸着
剤容器で処理された水素ガス中の水は約０．５ ｐｐｍ
、酸素は約０．ｌｐｐｍであった。
パージ・バルブを開いて５％のガスを容器から放出した
後、水素供給管より精製水素ガスを得た。
後、水素供給管より精製水素ガスを得た。
この水素ガスはガスクロマトグラフ（検出器ＴｃＤ、
Ｔ ｉ Ｄ）の検出限界を越えた９９．９９９９％以上
の高純度を有していた。
Ｔ ｉ Ｄ）の検出限界を越えた９９．９９９９％以上
の高純度を有していた。
上記のような粗製水素ガスの精製操作を繰り返したとき
の金属水素化物の水素吸蔵能力の相対的な経時変化を初
期を１００として第２図に示す。
の金属水素化物の水素吸蔵能力の相対的な経時変化を初
期を１００として第２図に示す。
また、比較のために、上記と同じ工業用水素ガスをその
まま直接に金属水素化物容器に充填し、水素ガスを精製
する操作を繰り返したときの金属水素化物の相対的な水
素吸蔵能力の経時変化を併せて第２図に示す。比較のた
めの後者の方法によれば、１０４回のサイクル後に金属
水素化物の水素吸蔵能力は当初の５０％に低下するが、
本発明の装置によれば、ｌＯ回のサイクル後にも７０％
以上を保持している。更にこのときの水素ガスも前記と
同様にガスクロマトグラフの検出限界を越えた高純度を
保っていた。
まま直接に金属水素化物容器に充填し、水素ガスを精製
する操作を繰り返したときの金属水素化物の相対的な水
素吸蔵能力の経時変化を併せて第２図に示す。比較のた
めの後者の方法によれば、１０４回のサイクル後に金属
水素化物の水素吸蔵能力は当初の５０％に低下するが、
本発明の装置によれば、ｌＯ回のサイクル後にも７０％
以上を保持している。更にこのときの水素ガスも前記と
同様にガスクロマトグラフの検出限界を越えた高純度を
保っていた。
第１図は本発明の水素ガス精製装置の一実施例を示す構
成図、第２図は本発明の装置及び従来の装置による金属
水素化物容器内の金属水素化物の水素吸蔵能力の経時変
化を示すグラフである。 ｌ・・・水素貯蔵容器、４・・・触媒反応器、７・・・
吸着剤容器、１０・・・金属水素化物容器、１１・・・
精製水素ガス供給管、１４・・・パージ・バルブ。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者藤沼基利
成図、第２図は本発明の装置及び従来の装置による金属
水素化物容器内の金属水素化物の水素吸蔵能力の経時変
化を示すグラフである。 ｌ・・・水素貯蔵容器、４・・・触媒反応器、７・・・
吸着剤容器、１０・・・金属水素化物容器、１１・・・
精製水素ガス供給管、１４・・・パージ・バルブ。 特許出願人 積水化学工業株式会社 代表者藤沼基利
Claims (1)
- （１１粗製水素ガス中の酸素を水に接触変換する触媒反
応器と、この反応器からの水素中の水を吸着除去するた
めの吸着剤容器と、この吸着剤容器からの水素ガスを吸
蔵放出し得る金属水素化物を充填した金属水素化物容器
とを備え、この金属水素化物容器から精製水素ガスを得
るようにしたことを特徴とする水素ガス精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18140083A JPS6071502A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 水素ガス精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18140083A JPS6071502A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 水素ガス精製装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071502A true JPS6071502A (ja) | 1985-04-23 |
Family
ID=16100083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18140083A Pending JPS6071502A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 水素ガス精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071502A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007045655A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Japan Pionics Co Ltd | ガスの精製方法及び精製装置 |
| CN109734997A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 东华能源(宁波)新材料有限公司 | 一种采用氢调和降解法制备聚丙烯材料的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163796A (en) * | 1977-12-19 | 1979-12-26 | Billings Energy Corp | Method and apparatus for removing oxygen and impurities of water from hydrogen |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP18140083A patent/JPS6071502A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163796A (en) * | 1977-12-19 | 1979-12-26 | Billings Energy Corp | Method and apparatus for removing oxygen and impurities of water from hydrogen |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007045655A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Japan Pionics Co Ltd | ガスの精製方法及び精製装置 |
| CN109734997A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-05-10 | 东华能源(宁波)新材料有限公司 | 一种采用氢调和降解法制备聚丙烯材料的方法 |
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