JPS6177602A - 高純度水素精製装置 - Google Patents
高純度水素精製装置Info
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- JPS6177602A JPS6177602A JP59198500A JP19850084A JPS6177602A JP S6177602 A JPS6177602 A JP S6177602A JP 59198500 A JP59198500 A JP 59198500A JP 19850084 A JP19850084 A JP 19850084A JP S6177602 A JPS6177602 A JP S6177602A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- main body
- tubular
- hydrogen
- end wall
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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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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】
る不純物の除去工程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。
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ツクラジウム合金膜を
用いたものが知られており、この方法は、パラジウムの
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り、すなわちツクラジウム系
合金のｇｌ：加熱し、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ものであり、
今日量も高純度の水素を得ることのできる方法とされて
いる。
用いたものが知られており、この方法は、パラジウムの
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り、すなわちツクラジウム系
合金のｇｌ：加熱し、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ものであり、
今日量も高純度の水素を得ることのできる方法とされて
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
は第２図に示すようにＰｄ−人ｇ合金膜管１の一端１ａ
を直接本体（通常ステンレス製）２に溶接し、Ｐｄ −
Ａｇ合金膜管１の他端１ｂは同じ材質のもので封じられ
ている。そして第２図では省略しているが通常、Ｐｄ−
Ａｇ合金膜管１を加熱するためにその外側（すなわち−
次ｆｉｌ）にヒータが設けられており、加熱温度を均一
にするためにステンレスの粉（切）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１
の外側に供給され、水素だけが管１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構成されている。
は第２図に示すようにＰｄ−人ｇ合金膜管１の一端１ａ
を直接本体（通常ステンレス製）２に溶接し、Ｐｄ −
Ａｇ合金膜管１の他端１ｂは同じ材質のもので封じられ
ている。そして第２図では省略しているが通常、Ｐｄ−
Ａｇ合金膜管１を加熱するためにその外側（すなわち−
次ｆｉｌ）にヒータが設けられており、加熱温度を均一
にするためにステンレスの粉（切）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１
の外側に供給され、水素だけが管１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構成されている。
しかしこのような従来装置においてはパラジウム合金は
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（、それによりＩＪ −りが発生し二次側（
高純度水素側）に不純物が流入するため信頼性が甚だ低
い。また、上述のようなＰｄ −Ａｇ合金膜管を製作す
る場合通常機械工作的方法が用いられているため管の内
側および外側とも油脂やほこり等で相当汚れている。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、二次側に不純物がガスが発生し、
水素の純度を低下させる原因となっている。
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（、それによりＩＪ −りが発生し二次側（
高純度水素側）に不純物が流入するため信頼性が甚だ低
い。また、上述のようなＰｄ −Ａｇ合金膜管を製作す
る場合通常機械工作的方法が用いられているため管の内
側および外側とも油脂やほこり等で相当汚れている。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、二次側に不純物がガスが発生し、
水素の純度を低下させる原因となっている。
さらに加熱温度を均一にする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においてはそこから不純物
が発生し、パラジウム合金膜を腐食させて穴をあけてし
まう場合がある。
等の粉を多量に充填したものにおいてはそこから不純物
が発生し、パラジウム合金膜を腐食させて穴をあけてし
まう場合がある。
ところで従来技術の一つとして日本原子力学会誌Ｍｏｌ
２４．４６１９８２ 年発行にはＰｄ−Ａｇ膜管の一
端を封じ他端をニッケル管に銀ロウ付ゆし、これをステ
ンレス鋼製の外管に溶着した水素精製器が開示されてい
る。この構造では上述の種々の問題点のうち溶接部位の
割れに伴なう欠点は解消され得るが、その他の問題点に
ついては実質的に解決することができない。
２４．４６１９８２ 年発行にはＰｄ−Ａｇ膜管の一
端を封じ他端をニッケル管に銀ロウ付ゆし、これをステ
ンレス鋼製の外管に溶着した水素精製器が開示されてい
る。この構造では上述の種々の問題点のうち溶接部位の
割れに伴なう欠点は解消され得るが、その他の問題点に
ついては実質的に解決することができない。
そこで本発明は、パラジウム膜管の溶接部の割れの問題
に加えて、 ｔ４ラジウム膜管の洗浄の困難な点、パラ
ジウム合金膜管を腐食させる不純物ガス発生の問題およ
び漏れによる不純物混入の問題を解決した高純度水素精
製装置を提供することを目的とする。
に加えて、 ｔ４ラジウム膜管の洗浄の困難な点、パラ
ジウム合金膜管を腐食させる不純物ガス発生の問題およ
び漏れによる不純物混入の問題を解決した高純度水素精
製装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による高純度水素精
製装置はパラジウム系合金の管状膜の両端部を開放端と
し、その一端部を溶接やロウ付汁の容易なニッケル等の
高純度金属の管状部材を介して本体に固着し、他端部に
上記管状部材と同じ材料から成る封止部材を嵌合固着し
、また上記管状膜に対する加熱ヒータを不純物の発生の
少ない物質の支持体で支持し、さらに各シール部に超高
真空フランジを用いたことを特徴としている。
製装置はパラジウム系合金の管状膜の両端部を開放端と
し、その一端部を溶接やロウ付汁の容易なニッケル等の
高純度金属の管状部材を介して本体に固着し、他端部に
上記管状部材と同じ材料から成る封止部材を嵌合固着し
、また上記管状膜に対する加熱ヒータを不純物の発生の
少ない物質の支持体で支持し、さらに各シール部に超高
真空フランジを用いたことを特徴としている。
ｆ乍 用
以上のように構成したことにより、本発明による高純度
水素精製装置においては１本体（通常ステンレス鋼）と
・ぐラジウム系合金の管状膜との間に挿置されるニッケ
ル等の管状部材は本体と管状膜との熱膨張率の間の熱膨
張率を有しているので各接合部におけるひずみを低く押
さえることができ・溶接部等に割れやひびの生じるのを
防ぐことができる。使用する・ぐラジウム系合金の管状
膜は両端が開放しているので組立て作業に先立って容易
にかつ十分に洗浄することができ、従って油脂やほこり
等に起因して不純物ガスが二次側へ混入する恐れはない
。
水素精製装置においては１本体（通常ステンレス鋼）と
・ぐラジウム系合金の管状膜との間に挿置されるニッケ
ル等の管状部材は本体と管状膜との熱膨張率の間の熱膨
張率を有しているので各接合部におけるひずみを低く押
さえることができ・溶接部等に割れやひびの生じるのを
防ぐことができる。使用する・ぐラジウム系合金の管状
膜は両端が開放しているので組立て作業に先立って容易
にかつ十分に洗浄することができ、従って油脂やほこり
等に起因して不純物ガスが二次側へ混入する恐れはない
。
加熱ヒータを支持する例えば無酸素鋼のような純金属製
の支持体は円筒状にしその外側にヒータを巻き付けるよ
うにできるので、パラジウム系合金の管状膜はヒータの
円筒状支持体に内接するか或いは多少のすき間があって
も加熱温度を均一にすることができ、また不純物を発生
する材料をほとんど含んでいないので管状膜を腐食させ
ることがない。さらに超高真空７ランジを用いたことに
よって漏れによる不純物の混入の恐れがない。実際本装
置を用いて精製した水素中の不純物をＭＳＱによって測
定したところ、その含有量はＱ、Ｉｐ′ｐｍ以下であっ
た。
の支持体は円筒状にしその外側にヒータを巻き付けるよ
うにできるので、パラジウム系合金の管状膜はヒータの
円筒状支持体に内接するか或いは多少のすき間があって
も加熱温度を均一にすることができ、また不純物を発生
する材料をほとんど含んでいないので管状膜を腐食させ
ることがない。さらに超高真空７ランジを用いたことに
よって漏れによる不純物の混入の恐れがない。実際本装
置を用いて精製した水素中の不純物をＭＳＱによって測
定したところ、その含有量はＱ、Ｉｐ′ｐｍ以下であっ
た。
実施例
以下、添附図面の第１図を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図には高純度水素精製装置の一実施例を概略的に示
し、５はステンレス製の本体、４はＰｄ−Ａｇ 管状膜
で、この管状膜４の一方の開端４ａはニッケルの管状部
材５の一端にパラジウムロウ材を用いてロウ付ゆされ、
管状部材の他端は本体３の端壁６に溶接されている。一
方、管状膜４の他方の開端４ｂにはニッケルの封止部材
７が嵌合ロウ付ゆされている。こうして構成された管状
膜組立体が二つ図示されているが、その数は任意に（例
えば一つまたは三つ以上に）設計することができる。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８が挿置されており。
し、５はステンレス製の本体、４はＰｄ−Ａｇ 管状膜
で、この管状膜４の一方の開端４ａはニッケルの管状部
材５の一端にパラジウムロウ材を用いてロウ付ゆされ、
管状部材の他端は本体３の端壁６に溶接されている。一
方、管状膜４の他方の開端４ｂにはニッケルの封止部材
７が嵌合ロウ付ゆされている。こうして構成された管状
膜組立体が二つ図示されているが、その数は任意に（例
えば一つまたは三つ以上に）設計することができる。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８が挿置されており。
この円筒体８は一端で本体６の端壁９に固定されており
、そしてこの円筒体８の外周面上にはヒータ１０が巻回
されている。セータ１０は図示してない導線を介して外
部電源に接続され、また本体３内は図示してないが当然
排気系に接続される０また第１図において１１は精製す
べき水素ガスの導入管であり、その先端は本体３内に開
放している。管状膜組立体の内部はふた部材１２に設け
られた精製水素取出管１３へ空所１４を介して連通して
いる。本体３０両端の７ランジ５ｔｂ、５ｂと各組合さ
った端壁６，９との間および端壁６とふた部材１２との
間のシール部は、 ９’？、９９９９９％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°Ｃ以上の高温にも耐え得るようにするため
にそれぞれメタルガスケット１５．１６．１７を使用し
、超高真空フランジを形成している。
、そしてこの円筒体８の外周面上にはヒータ１０が巻回
されている。セータ１０は図示してない導線を介して外
部電源に接続され、また本体３内は図示してないが当然
排気系に接続される０また第１図において１１は精製す
べき水素ガスの導入管であり、その先端は本体３内に開
放している。管状膜組立体の内部はふた部材１２に設け
られた精製水素取出管１３へ空所１４を介して連通して
いる。本体３０両端の７ランジ５ｔｂ、５ｂと各組合さ
った端壁６，９との間および端壁６とふた部材１２との
間のシール部は、 ９’？、９９９９９％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°Ｃ以上の高温にも耐え得るようにするため
にそれぞれメタルガスケット１５．１６．１７を使用し
、超高真空フランジを形成している。
効果
以上説明してきたように本発明による高純度水素精製装
置においては次のような効果が得られ得る。
置においては次のような効果が得られ得る。
（１）溶接部等に割れの生じる危険がなく、装置の信頼
性を向上させることができる。
性を向上させることができる。
（２１ｔＪ？ラジウム系合金を含む全ての部品の洗浄を
容易にかつ十分に行なうことができ、不純物ブスの発生
を防止して水素の精製純度を向上させることができる。
容易にかつ十分に行なうことができ、不純物ブスの発生
を防止して水素の精製純度を向上させることができる。
（３） −次側に不純物ガスを発生させるものがほと
んどな（なり、）４ラジウム系合金の腐食を防止でき、
その結実装置の安定した動作を保証することができる。
んどな（なり、）４ラジウム系合金の腐食を防止でき、
その結実装置の安定した動作を保証することができる。
（４） 超高真空７ランジの使用により漏れによる不
純物混入を防止できる。
純物混入を防止できる。
（５） ニッケル等の中間連結部材の使用により組立て
の際の溶接やロウ付けが容易となり、製造コストを低減
させることが可能である。
の際の溶接やロウ付けが容易となり、製造コストを低減
させることが可能である。
偶因面の簡単な説明
第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図・第２図は
従来装置の構造を示す部分断面図である◎図中、６：本
体、 ３ａ、５ｂ：フランジ。
従来装置の構造を示す部分断面図である◎図中、６：本
体、 ３ａ、５ｂ：フランジ。
４：パラジウム系合金の管状膜、 ５：ニッケル管状部
材、 ６，９：端壁、 ７：ニツケル封止部材、 ８：
ヒータ支持体、 １２：ふた部材、１５．１６．１７
：メタルガスケット。
材、 ６，９：端壁、 ７：ニツケル封止部材、 ８：
ヒータ支持体、 １２：ふた部材、１５．１６．１７
：メタルガスケット。
第１図
第２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、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、パラジウム系合金の管状
膜の両端部を開放端とし、その一端部を溶接やロウ付け
の容易なニッケル等の高純度金属の管状部材を介して固
着し、他端部に上記管状部材と同じ材料から成る封止部
材を嵌合固着し、また上記管状膜に対する加熱ヒータを
不純物の発生の少ない物質の支持体で支持し、さらに各
シール部に超高真空フランジを用い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 |
|---|---|---|---|
| JP59198500A JPS6177602A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 高純度水素精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198500A JPS6177602A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 高純度水素精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177602A true JPS6177602A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH049724B2 JPH049724B2 (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=16392161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198500A Granted JPS6177602A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 高純度水素精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177602A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2685218A1 (fr) * | 1991-12-19 | 1993-06-25 | Inst Francais Du Petrole | Epurateur d'hydrogene comprenant une embase en alliage de meme composition que celui des tubes. |
| US5518530A (en) * | 1993-10-18 | 1996-05-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Connected body comprising a gas separator and a metal, and apparatus for separating hydrogen gas from a mixed gas |
| JP2007269600A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素分離装置および水素製造装置 |
| JP2008285404A (ja) * | 2001-09-27 | 2008-11-27 | Idatech Llc | 水素精製装置、構成要素、及び同一物を含む燃料処理システム |
| JP2012522639A (ja) * | 2009-04-07 | 2012-09-27 | リンデ アクチエンゲゼルシャフト | 隔膜パイプ及び隔膜パイプを有する反応器 |
| JP2017192930A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 日本精線株式会社 | ヒーター内蔵型の水素分離モジュールとこれを用いた水素分離装置 |
| CN111778416A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-16 | 西北有色金属研究院 | 一种钯合金细径薄壁毛细管的制备方法 |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59198500A patent/JPS6177602A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2685218A1 (fr) * | 1991-12-19 | 1993-06-25 | Inst Francais Du Petrole | Epurateur d'hydrogene comprenant une embase en alliage de meme composition que celui des tubes. |
| US5518530A (en) * | 1993-10-18 | 1996-05-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Connected body comprising a gas separator and a metal, and apparatus for separating hydrogen gas from a mixed gas |
| JP2008285404A (ja) * | 2001-09-27 | 2008-11-27 | Idatech Llc | 水素精製装置、構成要素、及び同一物を含む燃料処理システム |
| JP2007269600A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素分離装置および水素製造装置 |
| JP2012522639A (ja) * | 2009-04-07 | 2012-09-27 | リンデ アクチエンゲゼルシャフト | 隔膜パイプ及び隔膜パイプを有する反応器 |
| JP2017192930A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 日本精線株式会社 | ヒーター内蔵型の水素分離モジュールとこれを用いた水素分離装置 |
| CN111778416A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-16 | 西北有色金属研究院 | 一种钯合金细径薄壁毛细管的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049724B2 (ja) | 1992-02-21 |
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