JPS61157323A - 高純度水素精製装置 - Google Patents
高純度水素精製装置Info
- Publication number
- JPS61157323A JPS61157323A JP59274807A JP27480784A JPS61157323A JP S61157323 A JPS61157323 A JP S61157323A JP 59274807 A JP59274807 A JP 59274807A JP 27480784 A JP27480784 A JP 27480784A JP S61157323 A JPS61157323 A JP S61157323A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen gas
- membrane
- tubular membrane
- tubular
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、例えば核融合炉燃料給排気系にかける不純物
の除去工程や半導体プロセス等に利用され得る高純度水
素精製装置に関するものである。
の除去工程や半導体プロセス等に利用され得る高純度水
素精製装置に関するものである。
従来の技術
従来、高純度水素の製造法として／ぐラジウム合金膜を
用いたものが仰られてシシ、この方法はノぐラジウムの
水素透過性が極めて大きいことを利用して不純物と水素
との分離を行なうものである。
用いたものが仰られてシシ、この方法はノぐラジウムの
水素透過性が極めて大きいことを利用して不純物と水素
との分離を行なうものである。
すなわちパラジウム系合釡の膜を加熱し、上記膜を介し
て不純物を含んだ水素ガス中の水素のみ透過させ、高純
度の水素を精製するものであり、この方法は今回量も高
純度の水素を得ることのできる方法であるとされている
。
て不純物を含んだ水素ガス中の水素のみ透過させ、高純
度の水素を精製するものであり、この方法は今回量も高
純度の水素を得ることのできる方法であるとされている
。
ところでパラジウム合金膜を用いた従来の水素精製装置
としては、Ｐｄ−Ａｇ合金膜管の一端を直接ステンレス
製等の本体に溶接し、他端は同じ材質のもので封じられ
てシシ、そしてＰｄ −Ａｇ合金膜管の外側（すなわち
−次側）には加熱用ヒーターが設けられ、加熱温度を均
一にするためステンレスの粉等を入れる場合がある。処
理すべき水素ガスはＰｄ −Ａｇ合金膜管の外側に供給
され、水素だけが管の外側より内側へ透過して二次側へ
引き出されるようにされている。
としては、Ｐｄ−Ａｇ合金膜管の一端を直接ステンレス
製等の本体に溶接し、他端は同じ材質のもので封じられ
てシシ、そしてＰｄ −Ａｇ合金膜管の外側（すなわち
−次側）には加熱用ヒーターが設けられ、加熱温度を均
一にするためステンレスの粉等を入れる場合がある。処
理すべき水素ガスはＰｄ −Ａｇ合金膜管の外側に供給
され、水素だけが管の外側より内側へ透過して二次側へ
引き出されるようにされている。
しかしこのような従来装置ではノぞラジウム合金は非常
にもろいので、上述のようにＰｄ−Ａｇ合金膜管を直接
ステンレス等の本体に溶接した場合には溶接部に割れが
入り易く、それによりリークが発生し、二次側（高純度
水素側）に不純物が流入する恐れがある。またこのよう
なＰｄ −Ａｇ合金膜管は通常機械工作的方法で製作さ
れるため、管の内側および外側とも油側やはこり寺で相
当汚れている。そのため先端の封じている構造では管内
部の洗浄を十分に行なうことができず、二次側に不純物
ガスが発生し、水素の純度を低下させる原因となってい
る。さらに加熱の均一化のために一次側にステンレス等
の粉を多量に充填したものではそこから不純物が発生し
、パラジウム合金膜を腐食させて穴をあ（しまう場合が
生じ得る。
にもろいので、上述のようにＰｄ−Ａｇ合金膜管を直接
ステンレス等の本体に溶接した場合には溶接部に割れが
入り易く、それによりリークが発生し、二次側（高純度
水素側）に不純物が流入する恐れがある。またこのよう
なＰｄ −Ａｇ合金膜管は通常機械工作的方法で製作さ
れるため、管の内側および外側とも油側やはこり寺で相
当汚れている。そのため先端の封じている構造では管内
部の洗浄を十分に行なうことができず、二次側に不純物
ガスが発生し、水素の純度を低下させる原因となってい
る。さらに加熱の均一化のために一次側にステンレス等
の粉を多量に充填したものではそこから不純物が発生し
、パラジウム合金膜を腐食させて穴をあ（しまう場合が
生じ得る。
このような種々の欠点を解決した高純度水素精製装置が
特願昭ｊターｌりｒｒｏｏ号明細書に提案されておシ、
この装置においてはパラジウム系合金の管状膜の両端部
を開放端とし、その一方の端部は溶接やロウ付けの容易
なニッケル等の高純度金桟の管状部材を介して本体に固
着し、他方の端部には管状部材と同じ材質の封止部材が
嵌合固着され、また管状膜に対する加熱ヒータは不純物
の発生の少ない物質の支持体で支持され、さらに各シー
ル部には超高真空７ランジが用いられている。
特願昭ｊターｌりｒｒｏｏ号明細書に提案されておシ、
この装置においてはパラジウム系合金の管状膜の両端部
を開放端とし、その一方の端部は溶接やロウ付けの容易
なニッケル等の高純度金桟の管状部材を介して本体に固
着し、他方の端部には管状部材と同じ材質の封止部材が
嵌合固着され、また管状膜に対する加熱ヒータは不純物
の発生の少ない物質の支持体で支持され、さらに各シー
ル部には超高真空７ランジが用いられている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、このような従来技術の装置では、精製す
べき水素ガスの導入される一次側におけるｎ製膜への水
素ガスの吹き出しが制御されてなく、そのため複数本配
置される精製膜に局所的に水素ガス流が吹き付けられ、
その結果、各精製膜は比較的短期間で劣化し、安定した
精製を行なうことができない。
べき水素ガスの導入される一次側におけるｎ製膜への水
素ガスの吹き出しが制御されてなく、そのため複数本配
置される精製膜に局所的に水素ガス流が吹き付けられ、
その結果、各精製膜は比較的短期間で劣化し、安定した
精製を行なうことができない。
そこで本発明の目的は、８ｆ−Ｊ製膜への一次側水素ガ
ス流を一様にして膜の局部的劣化を防ぐことにある。
ス流を一様にして膜の局部的劣化を防ぐことにある。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明によれば、ステンレ
ス等の本体にパラジウム系合金の管状膜を溶接し、この
管状膜を加熱し、この管状膜を介 １して不純物を含
んだ水素ガス中の水素のみを透過させ、高純度の水素を
精製するようにしな高純度水素精製装置において精製す
べき水素ガスを管状膜に対して均一に流すようにした水
素ガス導入部を設けたことを特徴とする高純度水素精製
装置が提供される。
ス等の本体にパラジウム系合金の管状膜を溶接し、この
管状膜を加熱し、この管状膜を介 １して不純物を含
んだ水素ガス中の水素のみを透過させ、高純度の水素を
精製するようにしな高純度水素精製装置において精製す
べき水素ガスを管状膜に対して均一に流すようにした水
素ガス導入部を設けたことを特徴とする高純度水素精製
装置が提供される。
作用
このように構成した本発明による高純度水素精製装置に
おいては、水素ガス導入部から導入される精製すべき水
素ガスは各管状膜に直接吹き付けられず、−次側の壁部
分に衝突した波谷管状膜に向って流れるので、各管状膜
はその全体にわたってほぼ一様で均一なガス流を受ける
ようにされる。
おいては、水素ガス導入部から導入される精製すべき水
素ガスは各管状膜に直接吹き付けられず、−次側の壁部
分に衝突した波谷管状膜に向って流れるので、各管状膜
はその全体にわたってほぼ一様で均一なガス流を受ける
ようにされる。
その結果、各管状膜の局所的劣化は実質的に避けること
ができる。
ができる。
なお水素ガス導入部は本発明によれば、直接管状膜に付
き付けるものでなければ種々の形態で実施することがで
きる。
き付けるものでなければ種々の形態で実施することがで
きる。
実施例
以下添付図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図には、本発明の一実施例を示し、ｌはステンレス
製の本体、２はＰｄ−Ａｇ管状膜で、この管状膜コの一
方の開端２ａはニッケルの管状部材３の一端に）ぞラジ
ウムロウ材を用いてロウ付けされ、管状部材３の他端は
本体ｌの端壁弘に溶接されている。一方、管状膜コの他
方の開端２ｂにはニッケルの封止部材！が嵌合ロウ付け
されている。
製の本体、２はＰｄ−Ａｇ管状膜で、この管状膜コの一
方の開端２ａはニッケルの管状部材３の一端に）ぞラジ
ウムロウ材を用いてロウ付けされ、管状部材３の他端は
本体ｌの端壁弘に溶接されている。一方、管状膜コの他
方の開端２ｂにはニッケルの封止部材！が嵌合ロウ付け
されている。
こうして構成された管状膜組立体は図面には二つだけ示
されているが、その数は任意に設計することができる。
されているが、その数は任意に設計することができる。
各管状膜λ内にはその全長に沿って、表面を窒化チタン
でコーティングしたステンレスまたはタングステン等の
ばね状体６が内接した状態で挿置されている。これによ
シ管状膜λは一次側の圧力に十分耐えることができる。
でコーティングしたステンレスまたはタングステン等の
ばね状体６が内接した状態で挿置されている。これによ
シ管状膜λは一次側の圧力に十分耐えることができる。
管状膜組立体の外周には、その全長にわたってのびる無
酸素銅製の円筒体７が配置されておシ、この円筒体７は
一端で本体／の端壁♂に一定されてシリ、そしてこの円
筒体７の外周面上にはヒータタが装着されている。この
ヒータタは図示してない導線を介して外部電源に接続さ
れる。またＩＯは１ｎｌｉすべき水素ガスの導入管であ
り、その先端には各管状膜λの一部分に局所的に水素ガ
スが吹き付けるのを避け、本体ｌ内で比較的均一なガス
流を得るため、第２図に示すように横方向の多数の吹き
出し口／／ａを備えたドラム状の導入部ｉｉが設けられ
ている。これにより一次側ガスの精製筒すなわち各管状
膜λへの水素ガスの吹き出しが制御され、その結果管状
膜−の寿命を延ばすことができる。
酸素銅製の円筒体７が配置されておシ、この円筒体７は
一端で本体／の端壁♂に一定されてシリ、そしてこの円
筒体７の外周面上にはヒータタが装着されている。この
ヒータタは図示してない導線を介して外部電源に接続さ
れる。またＩＯは１ｎｌｉすべき水素ガスの導入管であ
り、その先端には各管状膜λの一部分に局所的に水素ガ
スが吹き付けるのを避け、本体ｌ内で比較的均一なガス
流を得るため、第２図に示すように横方向の多数の吹き
出し口／／ａを備えたドラム状の導入部ｉｉが設けられ
ている。これにより一次側ガスの精製筒すなわち各管状
膜λへの水素ガスの吹き出しが制御され、その結果管状
膜−の寿命を延ばすことができる。
各管状膜組立体の内部はふた部材／コに設けられた精製
水素取出管１３へ空所ｌμを介して連通している。また
本体ｌの両端の７ランジ／ ａ、 ／ｂと組合さった端
壁≠、ｔとの間および端壁弘とふた部材ｌλとの間のシ
ール部にはタタ、タタタタ２％以上の高純度の水素を精
製する観点から装置内部を超高真空にできしかも２００
℃以上の高温にも耐え得るようにするため、それぞ
れメタル０リング／！、 ／ｌ、 ／７が使用され
る。これらのメタルＯＩＪングは例えばステンレス、
Ｎｉ、 ｈｔに窒化チタンをコーティングしたものか
ら成り、つぶれないようにするため内部にばねを入れた
ものが好ましい。
水素取出管１３へ空所ｌμを介して連通している。また
本体ｌの両端の７ランジ／ ａ、 ／ｂと組合さった端
壁≠、ｔとの間および端壁弘とふた部材ｌλとの間のシ
ール部にはタタ、タタタタ２％以上の高純度の水素を精
製する観点から装置内部を超高真空にできしかも２００
℃以上の高温にも耐え得るようにするため、それぞ
れメタル０リング／！、 ／ｌ、 ／７が使用され
る。これらのメタルＯＩＪングは例えばステンレス、
Ｎｉ、 ｈｔに窒化チタンをコーティングしたものか
ら成り、つぶれないようにするため内部にばねを入れた
ものが好ましい。
また本体ｌの内壁の水素ガスと接触する部分および二次
側の空所ｌ弘の内壁部分には図示されたように、高温に
耐え安定でしかも放出ガスの少ない導電性材料例えび窒
化チタンコーティング／ 、ｒ。
側の空所ｌ弘の内壁部分には図示されたように、高温に
耐え安定でしかも放出ガスの少ない導電性材料例えび窒
化チタンコーティング／ 、ｒ。
ｌりが施されており、これにより放出ガスを少なくして
管状膜コの腐食や精製水素の純度低下を防止している。
管状膜コの腐食や精製水素の純度低下を防止している。
このコーティング材料としては上記窒化チタンの他に、
放出ガスの少ない材料例えばＯｒＮ、 Ａ／、Ｎ、 Ｂ
Ｎ等を挙げることができる。
放出ガスの少ない材料例えばＯｒＮ、 Ａ／、Ｎ、 Ｂ
Ｎ等を挙げることができる。
さらに第１図にかいてコＱは一次側で不純物成分の濃縮
された水素ガスを排出するための排出系で、この排出系
λＱは図示されたように二つの７９ルブ２０ａ、Ｊｏｂ
とフィルタコＯＣとを備えている。
された水素ガスを排出するための排出系で、この排出系
λＱは図示されたように二つの７９ルブ２０ａ、Ｊｏｂ
とフィルタコＯＣとを備えている。
フィルタ２０Ｃは大気中から微粒子が一次側に侵入して
管状膜コに付着するのを阻止する働きをし、例えば０．
０２μｍ フィルタから成シ得る。またバルブ、２０ａ
には操作時に微粒子発生のな゛いバルブ。
管状膜コに付着するのを阻止する働きをし、例えば０．
０２μｍ フィルタから成シ得る。またバルブ、２０ａ
には操作時に微粒子発生のな゛いバルブ。
例えばペローバルブ、ｚイアフラム・々ルブ等が使
ｔｊ用され得る。管状膜コに微粒子が付着すると、微
結晶成長核となり、ピンホール発生の原因となるため、
微粒子の侵入を防ぐことは安定動作の観点からも重要で
ある。
ｔｊ用され得る。管状膜コに微粒子が付着すると、微
結晶成長核となり、ピンホール発生の原因となるため、
微粒子の侵入を防ぐことは安定動作の観点からも重要で
ある。
＠３〜弘図には変形実施例を示し、水素ガスの導入部コ
／がドーナツ状を成し、端壁ｒに向って多数の吹き出し
ロコ／ａｔ−備えている点を除いて第１図に示す構造と
同じである。
／がドーナツ状を成し、端壁ｒに向って多数の吹き出し
ロコ／ａｔ−備えている点を除いて第１図に示す構造と
同じである。
図示実施例は単に例示のための、ものであって、各部分
の構造、形状等は種々設計することができ、また本発明
は当然上述で述べたような先行技術の水素精製装置にも
適用され得るものである。
の構造、形状等は種々設計することができ、また本発明
は当然上述で述べたような先行技術の水素精製装置にも
適用され得るものである。
効果
以上説明してきたように、本発明によれば精製すべき水
素ガスの管状膜への吹き込みが均一となるようにしてい
るので、管状膜自体の局所的劣化を避けることができ、
その結果長期間安定した精製動作を保証することができ
る。
素ガスの管状膜への吹き込みが均一となるようにしてい
るので、管状膜自体の局所的劣化を避けることができ、
その結果長期間安定した精製動作を保証することができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
８ｇ１図の装置ｌの一部を拡大して示す斜視図、第３図
は本発明の変形実施例を示す概略断面図、第μ図は第３
図の装置の一部の拡大平面図である。 図中、ｌ：本体、コニ管状膜、／ｌ、コｌ：水素ガス導
入部。 第１図 第２図 第４図 第３図
８ｇ１図の装置ｌの一部を拡大して示す斜視図、第３図
は本発明の変形実施例を示す概略断面図、第μ図は第３
図の装置の一部の拡大平面図である。 図中、ｌ：本体、コニ管状膜、／ｌ、コｌ：水素ガス導
入部。 第１図 第２図 第４図 第３図
Claims (1)
- ステンレス等の本体にパラジウム系合金の管状膜を溶接
し、この管状膜を加熱し、上記管状膜を介して不純物を
含んだ水素ガス中の水素のみを透過させ、高純度の水素
を精製するようにした高純度水素精製装置において、精
製すべき水素ガスを管状膜に対して均一に流すようにし
た水素ガス導入部を設けたことを特徴とする高純度水素
精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274807A JPS61157323A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高純度水素精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274807A JPS61157323A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高純度水素精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157323A true JPS61157323A (ja) | 1986-07-17 |
| JPH038811B2 JPH038811B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=17546836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59274807A Granted JPS61157323A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高純度水素精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157323A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05506402A (ja) * | 1991-03-06 | 1993-09-22 | ドイチェ、フォルシュンクサンシュタルト、ヒュール、ルフト・ウント・ラオムファールト、アインゲトゥラゲナー、フェライン | 表面拡散による気体分離装置および気体分離方法 |
| US5376167A (en) * | 1991-12-19 | 1994-12-27 | Institut Francais Du Petrole | Purifying device for hydrogen comprising a base made of an alloy of the same composition as that of the tubes |
| US5614001A (en) * | 1994-05-23 | 1997-03-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen separator, hydrogen separating apparatus and method for manufacturing hydrogen separator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691802A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Selective gas permeable membrane cell |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59274807A patent/JPS61157323A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691802A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Selective gas permeable membrane cell |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05506402A (ja) * | 1991-03-06 | 1993-09-22 | ドイチェ、フォルシュンクサンシュタルト、ヒュール、ルフト・ウント・ラオムファールト、アインゲトゥラゲナー、フェライン | 表面拡散による気体分離装置および気体分離方法 |
| US5376167A (en) * | 1991-12-19 | 1994-12-27 | Institut Francais Du Petrole | Purifying device for hydrogen comprising a base made of an alloy of the same composition as that of the tubes |
| US5614001A (en) * | 1994-05-23 | 1997-03-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen separator, hydrogen separating apparatus and method for manufacturing hydrogen separator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038811B2 (ja) | 1991-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |