JPS61151001A - 水素ガス昇圧方法 - Google Patents

水素ガス昇圧方法

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Publication number
JPS61151001A
JPS61151001A JP59272285A JP27228584A JPS61151001A JP S61151001 A JPS61151001 A JP S61151001A JP 59272285 A JP59272285 A JP 59272285A JP 27228584 A JP27228584 A JP 27228584A JP S61151001 A JPS61151001 A JP S61151001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
hydrogen
metal hydride
hydrogen gas
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP59272285A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Ikeno
池野 健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Techno Research Corp
Original Assignee
Kawatetsu Techno Research Corp
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Publication date
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Publication of JPS61151001A publication Critical patent/JPS61151001A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の金属水素化物を利用して、水素ガスを
順次昇圧する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、金属水素化物が温度により水素解離圧が異なるこ
とに着目し、水素解離圧の低い温度に金属水素化物を保
持しながらこれに水素ガスを吸蔵させ、その後に、水素
解離圧の高い温度に金属水素化物を保持しながらこれか
ら水素ガスを脱蔵させることにより、吸蔵時の水素ガス
の圧力よりも高い圧力の水素ガスを得ることが出来るこ
とは知られていた。
しかしながら、この原理を用いた利用技術や応用技術は
工業的に発展していない、その理由は、金属水素化物を
1種類のみ用いているためである。
1種類の金属水素化物を用いる場合について、第4図を
用いて説明する。第4図は横軸に温度をとり、縦軸に圧
力をとって金属水素化物の温度と水素解離圧との関係を
描いたものである。ある第1の金属水素化物(第1の金
属水素化物)の水素解離圧を、図中のMAという線で示
した。この第1の金属水素化物を用いて、水素ガスを所
要の圧力P)lまで昇圧しようとする場合、A1点にお
いてと、温度θlで、この金属水素化物に圧力Plなる
水素ガスを吸蔵させ、温度θHにこの金属水素化物を昇
温させると所要の圧力Puの水素ガスを得ることが出来
る。しかし、工場等において、工場より発生する廃熱を
用いてこの金属水素化物を加温する場合、例えば第1の
金属水素化物を02まで昇温することは可能であっても
、θHまで加温するには、新たな燃料を燃焼させて加温
源としなければならない、この場合、燃料を新たに消費
するに必要な費用が、圧力P)lの水素ガスを得ること
による利得よりも大きく、従来このような1段昇圧は経
済的に成立しなかった。
また、同じく第4図に第2の金属水素化物の水素解離圧
を図中のMBという線で示した。この第2の金属水素化
物は温度θ2では、所要の圧力PHよりも高いP4の圧
力の水素ガスを得ることが出来るが、水素を吸蔵させる
場合の圧力が温度θ1では、P3であり、PlからP3
まで水素ガスを昇圧させるための水素カス昇圧装置と、
それを駆動するための動力が必要となり、やはり経済的
に負担が大きく成立しなかった。
A″お、第5図に示すように金属水素化物の同一温度θ
における水素吸蔵時の圧力Pと、脱蔵時の圧力Paはヒ
ステリシスカーブを描き厳密には異なるが、上記の説明
では簡明化のため同一圧力とみなして説明した。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明方法は、工場等から排出される廃熱源を用いるな
ど、工場等において容易に入手可能な、熱源温度01〜
θ2の範囲の熱源で、所要の圧力の水素ガスを得る方法
を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
以下2種の金属水素化物の場合について詳細に説明する
第6図に示すように水素解離圧のより低い第1の金属水
素化物とより高い第2の金属水素化物をそれぞれ収納す
る容器1と容器2を設ける。
容器1は圧力PLの低圧水素ガスタンク3と、弁20を
有する管10によって接続されている。更に容器1の中
には低温熱源5からθla<θ1なる温度θIaの流体
Rが流れる管11と、高温熱源6から θ2a>02なる温度θ2aの流体Sが流れる管12と
が配され、それぞれの管に設けられた弁21、弁22を
交互に開閉することによって容器1の中の第1の金属水
素化物を温度θ1あるいはθ2に任意に保持することが
出来る。容器2は圧力PHの高圧水素ガスタンク4と弁
26を有する管16によって接続している。更に容器2
には、低温熱源5から温度θ1aの流体Rが流れる管1
4と、高温熱源6から温度θ2aの流体Sが流れる管1
5が配されている。管11、管12、管14、管15に
は、弁21、弁22、弁24、弁25が設けられている
また容器1と容器2は弁23を有する管13によって接
続されている。容器lを流れた低温流体R1または高温
流体Sは、管17.17aから排は管18,18aから
排出される。
〔作用〕
次に操作とその作用について述べる。
次の第1表に示す操作I、操作■を交互に繰り返す。
第1表 操作Iの状態では、容器1の中に水素ガスタンク3から
管10を経て水素ガスが導き入れられる。管11には、
低温熱源5から温度01.の流体Rが流れるので第1の
金属水素化物は温度01に保持される。第1の金属水素
化物は、温度θ1、圧力P1の状態で、即ち第4図にお
けるA1点で水素を吸蔵する。第1の金属水素化物が水
素を吸蔵する際、発熱反応が生ずるがこの熱は流体Hに
よって冷却され、第1の金属水素化物は温度θ1を保持
することが出来る。
一方、管15には、高温熱源6から流体Sが流れ容器2
の中の第2の金属水素化物は、温度θ2に保持される。
第2の金属水素化物は、温度θ2、圧力P4の状態で、
即ち第4図におけるB2点で、水素を脱蔵する。脱蔵し
た水素は管16を経て高圧の水素ガスタンク4に流入す
る。
第2の金属水素化物が水素を脱蔵する際吸熱反応を生ず
るが、この熱は流体Sによって補給され、第2の金属水
素化物は温度θ2を保持することが出来る。操作工によ
り、第1の金属水素化物は、充分水素を吸蔵し、第2の
金属水素化物は充分水素を脱蔵した時点で、操作Hに移
行する。操作Hの状態では、管12には、高温熱源6か
ら温度02、の流体Sが流れ容器lの中の第1の金属水
素化物は、温度01から02に加温され、保持される。
これにより第1の金属水素化物の水素解離圧は、第4図
のA2点で示す圧力P2どなる。一方、管14には、低
温熱源5から温度θlaの流体Rが流れ、容器2内の第
2の金属水素化物は、θ2から01の温度に冷却される
。これにより第2の金属水素化物は、水素解離圧が第4
図のB1点の圧力P3まで低下する。操作■では弁23
が開放しているため、容器1と容器2は管13で連通し
ている。また、第1の金属水素化物の水素解離圧P2ど
第2の金属水素化物の水素解離圧P3はP2>P3の関
係にあるため、第1の金属水素化物は水素をP2の圧力
で脱蔵し、脱蔵した水素ガスは、管13を経て、容器l
から容器2に流入し、第2の金属水素化物は、水素を吸
蔵する状態となる。
第1の金属水素化物が水素を脱蔵する際吸熱反応が生ず
るが、この吸熱は、流体Sによって補給され第1の金属
水素化物は温度θ2を保持することが出来る。また第2
の金属水素化物が水素を吸蔵する際、発熱反応が生ずる
が、この発熱は流体Rによって冷却され、第2の金属水
素化物は、温度θ1を保持することが出来る。
操作Hにより、第1の金属水素化物が水素を充分脱蔵し
、第2の金属水素化物が充分、水素を吸蔵した時点で操
作工に移行する。操作I、操作■を繰り返すことにより
、水素ガスタンク3の圧力PLの水素ガスは、水素ガス
タンク4に圧力pHとなって収納される。
〔実施例〕
第1の金属水素化物としてLaNi5.第2の金属水素
化物としてFeTiを用い、低温熱源流体として地下水
(20℃)を、高温熱源流体として、鋼片加熱炉の冷却
排水(80℃)を用いた、本発明の実施に用いる水素ガ
ス昇圧装置の例を第1図に示す。また第2図には、容器
1.2の実施例の詳細図を示した。第3図(a)は、第
1の金属水素化物として用いたLaNi5と第2の金属
水素化物として用いたFeTiの水素解離圧をそれぞれ
MA 、MBという線で示している。第3図(b)には
水素ガスタンク3、および水素ガスタンク4、の圧力P
L 、rHを示した。第3図(a)、および第3図(b
)にまたがって、本実施例における水素ガスの圧力の変
化をA1→A2→B14B2→4→3→A1の閉回路で
示した。
第1図は、一点鎖線で囲った枠によって、第1のユニッ
ト100、第2のユニ7)110、第3のユニッ)12
0・・・・・・を表わしている。
第2のユニット以降は省略形で示しているが、第1のユ
ニットと同一のユニットであって、第2、第3、・・・
・・・第30のユニy)まで、合計30箇のユニットを
有している。
それぞれのユニットは、管10によって水素ガスタンク
3に、管16によって水素ガスタンク4に、管11.管
14によって、低温熱源流体Rとして用いている地下水
の給水管5に、管12、管15によって高温熱源流体S
として用いている加熱炉冷却排水管6にそれぞれ接続さ
れている。
水素ガスタンク4と水素ガスタンク3との間にはタービ
ン41が設けられ、タービン41には同軸の発電@42
が結合されている。水素ガスタンク4の出口には、図示
しない減圧弁が設けられ、9kg/cm”(ゲージ圧)
でタービン41に水素ガスが供給される。水素ガスはタ
ービン41を駆動し、膨張して、低圧力の水素ガスとな
って、水素ガスタンク3に流入する。タービン41出口
の水素ガスの圧力は、水素ガスタンク3の前に設けられ
た図示しない圧力調節弁によって2kg/crn’(ゲ
ージ圧)に調整されている。
発電機42はタービン41の駆動により、発電し:この
電力は工場用電力として供給されている。
一方、地下水管5および加熱炉冷却排水管6には、ポン
プ43、ポンプ44がそれぞれ設けられ、各ユニットに
、地下水、あるいは加熱炉冷却排水を送水している。
第2図は容器1、容器2の詳細図を示している。外ケー
ス55の内側に、ケース51が12本設けられ、仕切板
54によって間隔を置いて固定されている。ケース51
の中には、粒状の金属水素化物50が収納されている。
容器1の場合には、LaNi5が、容器2の場合は、F
eTiがそれぞれ収納されている。ケースの両端は、水
素ガスが流入あるいは流出するための細い口があり、分
岐管53、あるいは集合管52を経て管10.13、ま
たは管13.16に通じている。
外ケース55は、管11.14、管12.15、管17
.18と接続してあり地下水Rは管ti、14から、加
熱炉冷却排水Sは管12.15から、ケース55内に入
り、仕切壁54によって。
外ケース55内を蛇行しつつケース51と熱交換し、管
17.18より排出される。地下水R1あるいは加熱炉
冷却排水Sは、外ケース55内を蛇行する際ケース51
を介して金属水素化物50を冷却し、あるいは加温して
いる。尚ケース51の長さは、FeTiとLaNi5と
の水素吸蔵量の違い、脱蔵時の水素ガス圧力、ケース5
1内の充填率によって定められ、容器1と容器2の場合
では異なる寸法としている。例えば本実施例ではLaN
i5を充填したケース51の長さは、FeTiを充填し
たケース51の長さの約2倍となっている。
第1のユニット100の操作は、前述の第1表に示す操
作工、操作■を交互に繰り返すことによって行われる。
操作■では、温度20℃の地下水Rが容器l内を流れL
aNi5を30℃以下に冷却することによりLaNi5
が水素を吸蔵し、吸蔵された水素ガス量は水素ガスタン
ク3から流入する。この吸蔵時の水素ガス圧力は、1.
8kg/ c rrf (絶対圧)以上であれば良いが
本実施例では0.8〜2kg/crn’(ゲージ圧)で
あツタ。
一方、容器z内を流れる加熱炉冷却排水は80°Cで流
入し、FeTiを50°C以上に加温することによりF
eTiが水素を脱蔵する。この時の水素ガス圧力は、1
2kg/cm’(絶対圧)以上となるが、本実施例では
水素ガスタンク4の圧力と略同じ圧力となり9〜t t
 kg/crn” (ゲージ圧)となっている。
操作■では、容器1内を流れる加熱炉冷却排水Sがケー
ス51内(7)LaNi5を50”0以上に加温し、L
aNi5は水素を脱蔵する3、一方容器2内を流れる地
下水Rはケース51内のFeTiを30℃まで冷却し、
FeTfは水素を吸蔵する。
この結果LaNi5が脱蔵した水素ガスは、容器lから
管13を通り容器2へ流入する。
操作I、操作IIを繰り返すことにより、水素ガスタン
ク3の水素ガスは第1のユニッ)100により水素ガス
タンク4へ、高圧ガスとなって移送される。
本実施例では、操作工、操作■を繰り返す時の弁20,
21,22,23,24,25.26の開閉は、電動装
置によって行ない、流速検出器31.32.33の検出
値と弁開閉による圧力変化に応じ、次のff52表に示
す制御方法によった。
第2表 以上、第1のユニットについて説明を行なったが、第2
のユニット以下第30のユニットまで、全く同様の操作
が行なわれる。第1の二ニア)乃至第30のユニットの
操作は各ユニットの弁23の開動作が、一定の間隔を経
て順序良く作動するようシーケンス制御されている。
〔発明の効果〕
本発明は水素解離圧の異なる複数の種類の金属水素化物
を用いることにより、加熱炉の冷却排水等の未利用の熱
源を利用して水素ガスを順次昇圧することを可能とし、
従来廃棄されていたエネルギーを有効に回収する効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の一実施例のフローシート、第2図
は本発明の実施に用いる金属水素化物を収納する容器の
詳細図を示し、(a)は縦断面図、(b)は(a)のA
−A矢視(一部切欠)図、第3図(a)は実施例に用い
た金属水素化物FeTiとLaNiの水素解離圧線図、
第3図(b)は実施例に用いた水素ガスタンクの圧力線
図、第4図は金属水素化物の温度による水素解離圧の関
係の一般的な傾向を表したグラフ、第5図は定温度にお
ける圧力変化による金属水素化物の水素吸蔵・脱蔵の一
般的傾向を示すグラフ、第6図は本発明を説明するフロ
ーシートである。 1.2・・・容器、3,4・・・水素ガスタンク、5・
・・低温熱源、6・・・高温熱源、R・・・低温熱源流
体、S・・・高温熱源流体・、10,11,12,13
゜14.15,16,17.18・・・管、20゜21
.22,23,24,25.26・・・弁、31.32
.33・・・流速検出器、41・・・タービン、42・
・・発電機、43.44・・・ポンプ、50・・・金属
水素化物、51・・・ケース、52・・・分岐管、53
・・・集合管、54・・・仕切板、55・・・外ケース
、100,110,120・・・第1、第2、第3のユ
ニット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水素解離圧の異なる複数の種類の金属水素化物をそ
    れぞれ容器の中に収納し、水素解離圧が低い第1の金属
    水素化物を低温に保持した容器中に水素ガスを導いて該
    金属水素化物に水素を吸蔵させ、その後、該金属水素化
    物を昇温し、初期の圧力より高圧の状態で水素を脱蔵さ
    せ、この高圧の水素ガスを水素解離圧のより高い第2の
    金属水素化物を低温に保持した容器の中に導いて第2の
    金属水素化物に高圧の状態で吸蔵させ、その後、第2の
    金属水素化物を昇温し、より高圧の状態で水素を脱蔵さ
    せ、順次昇圧することを特徴とする水素ガスの昇圧方法
JP59272285A 1984-12-24 1984-12-24 水素ガス昇圧方法 Pending JPS61151001A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019019884A (ja) * 2017-07-14 2019-02-07 株式会社神戸製鋼所 水素昇圧システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5738301A (en) * 1980-08-11 1982-03-03 Seijiro Suda Generating method for high pressure hydrogen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5738301A (en) * 1980-08-11 1982-03-03 Seijiro Suda Generating method for high pressure hydrogen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019019884A (ja) * 2017-07-14 2019-02-07 株式会社神戸製鋼所 水素昇圧システム

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