JPS62176902A - 高純度精製水素ガスの製造方法 - Google Patents
高純度精製水素ガスの製造方法Info
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- JPS62176902A JPS62176902A JP61017856A JP1785686A JPS62176902A JP S62176902 A JPS62176902 A JP S62176902A JP 61017856 A JP61017856 A JP 61017856A JP 1785686 A JP1785686 A JP 1785686A JP S62176902 A JPS62176902 A JP S62176902A
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- hydrogen gas
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- gas
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- hydrogen
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Landscapes
- Gas Separation By Absorption (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）
本発明は水素吸蔵合金を用いての高純度精製水素ガスの
製造方法に関する。
製造方法に関する。
（従来の技術）
現在水素吸蔵合金の特性である水素カス選択吸収性を利
用した高純度水素ガス精製システムが開発されている、
従来の精製システムを第３図に示す。
用した高純度水素ガス精製システムが開発されている、
従来の精製システムを第３図に示す。
第３図においては、１は例えば、ＬａＮｉ５のような水
素吸蔵合金２を収納した容器（以１、これを精製装置と
いう）、■はパルプである。
素吸蔵合金２を収納した容器（以１、これを精製装置と
いう）、■はパルプである。
粗水素ガスはＶを介して、Ａで示すように高められた圧
力下で精製装置１中に供給され、水素吸蔵合金２に水素
カスを吸蔵させる。精製装置１内には粗水素ガス中の不
純物カスが水素吸蔵合金２に吸蔵されないまま譲縮され
て残っているので、パルプＶを操作して精製装置ｉ内の
圧力分低めて先ずこの濃縮不純物ガスを８で示すように
放出させる。すると精製装置１内の減圧した分は水素吸
蔵合金２から水素ガス平衡圧まで水素ガスが放出される
ため、精製装置１の不純物ガスの含有率が水素ガスによ
って希釈されて低下することになる。このようなパルプ
Ｖの開閉操作による効果で順次精製装置１内の水素ガス
純度を上げて、最終的にパルプＶｔ−Ｂ方向に開いて９
９．９９９９％以上の純度をもつ水素ガスを得ている。
力下で精製装置１中に供給され、水素吸蔵合金２に水素
カスを吸蔵させる。精製装置１内には粗水素ガス中の不
純物カスが水素吸蔵合金２に吸蔵されないまま譲縮され
て残っているので、パルプＶを操作して精製装置ｉ内の
圧力分低めて先ずこの濃縮不純物ガスを８で示すように
放出させる。すると精製装置１内の減圧した分は水素吸
蔵合金２から水素ガス平衡圧まで水素ガスが放出される
ため、精製装置１の不純物ガスの含有率が水素ガスによ
って希釈されて低下することになる。このようなパルプ
Ｖの開閉操作による効果で順次精製装置１内の水素ガス
純度を上げて、最終的にパルプＶｔ−Ｂ方向に開いて９
９．９９９９％以上の純度をもつ水素ガスを得ている。
（柳原伸行著、′機能材料１馬３（＋９８３）１０頁参
照）このような操作では粗水素ガス中の水素ガスの歩留
りは９０％程度にしかならない。この従来の精製システ
ムはバルブ開閉法と呼ばれている。
照）このような操作では粗水素ガス中の水素ガスの歩留
りは９０％程度にしかならない。この従来の精製システ
ムはバルブ開閉法と呼ばれている。
上記した操作によって得られるＮ製水紮ガス量と不純物
ガスと共に放出される水素ガス量との関係を示したのが
第４図（横軸；水素吸Ｎｔｉｔ１縦軸；平衡水素圧）で
あシ、第４図中、Ｃは精製水素ガス量、Ｄは不純物ガス
と共に放出されろ水素ガス量である。
ガスと共に放出される水素ガス量との関係を示したのが
第４図（横軸；水素吸Ｎｔｉｔ１縦軸；平衡水素圧）で
あシ、第４図中、Ｃは精製水素ガス量、Ｄは不純物ガス
と共に放出されろ水素ガス量である。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は粗水素ガス中の水素ガスのロスを少なくした水
素吸蔵合金を使用する高純度Ｎ裂水素ガスの製造方法を
提供しようとするものである。
素吸蔵合金を使用する高純度Ｎ裂水素ガスの製造方法を
提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、■水素吸蔵合金を収納したＮ製容器を少なく
とも３つ準備し、原料粗水素ガスが供給されて水素ガス
を吸蔵した第１のａＳ装置に第３の精製装置からの精製
水素ガスの一部を供給して、第１の精製装置中の製動不
純物ガスを放出させ該濃縮不純物ガスを第２の精製装置
に供給する工程。
とも３つ準備し、原料粗水素ガスが供給されて水素ガス
を吸蔵した第１のａＳ装置に第３の精製装置からの精製
水素ガスの一部を供給して、第１の精製装置中の製動不
純物ガスを放出させ該濃縮不純物ガスを第２の精製装置
に供給する工程。
■第１の精製装置に一部の精製ガスを供給した後の第５
の精製装置からは精製水素ガスを採取し、第１の精製装
置から濃縮不純物ガスを供給された第２の精製装置には
続いて粗水素ガスを供給して水素ガスを吸蔵させる工程
。
の精製装置からは精製水素ガスを採取し、第１の精製装
置から濃縮不純物ガスを供給された第２の精製装置には
続いて粗水素ガスを供給して水素ガスを吸蔵させる工程
。
■上記（１）、（２）の工程を終えた後、上記第１の精
製装置を上記第３の精製装置として、上記第２の精製装
置を上記第１の精製装置として、また上記第３の精製装
置を上記第２の精製装装置として操作し、以下順次上記
と同様に精製装置を切換えて操作する工程。
製装置を上記第３の精製装置として、上記第２の精製装
置を上記第１の精製装置として、また上記第３の精製装
置を上記第２の精製装装置として操作し、以下順次上記
と同様に精製装置を切換えて操作する工程。
よりなることを特徴とする為純度精製水素ガスの製造方
法である。
法である。
以下、本発明の一実Ｍ態様を第１図に従って詳述する。
この第１図に示した実施態様においては、３基の水素吸
蔵合金を内蔵した容器すなわち第１Ｎ製装置、第２ａＭ
装置２及び第３精製装置から構成され、導入口の配管が
各々２本づつ接続されている、１本はｆ＃製水素ガスの
一部を導入する配管で、他の１本は粗水素ガスの導入口
、不純物ガスの放出口、かつ精製水素ガスの放出口を兼
用している。
蔵合金を内蔵した容器すなわち第１Ｎ製装置、第２ａＭ
装置２及び第３精製装置から構成され、導入口の配管が
各々２本づつ接続されている、１本はｆ＃製水素ガスの
一部を導入する配管で、他の１本は粗水素ガスの導入口
、不純物ガスの放出口、かつ精製水素ガスの放出口を兼
用している。
精製途中の１サイクルについて説明する。各々のａＳ装
置１．２．３に充分活性化処理された水素ｇ＆蔵金合金
ａ Ｎｉ ｓが充填されており、第３精製装置３には精
製水素ガスのみがＬａ Ｎｉ ５に吸蔵しておシ、第２
ｆＩＩ製装置２は精製水素ガスが放出されてしまいＬａ
Ｎ ｉ ｓの水素吸蔵合金のみが存在している。ここ
で第１精製装置１にＶ、のパルプを介して粗水素ガスが
導入されると、水素ガスのみがＬａＮｉ５に吸蔵され、
第１精製装置１の空間には不純物ガスの濃縮された水素
ガスが存在した状態となる。
置１．２．３に充分活性化処理された水素ｇ＆蔵金合金
ａ Ｎｉ ｓが充填されており、第３精製装置３には精
製水素ガスのみがＬａ Ｎｉ ５に吸蔵しておシ、第２
ｆＩＩ製装置２は精製水素ガスが放出されてしまいＬａ
Ｎ ｉ ｓの水素吸蔵合金のみが存在している。ここ
で第１精製装置１にＶ、のパルプを介して粗水素ガスが
導入されると、水素ガスのみがＬａＮｉ５に吸蔵され、
第１精製装置１の空間には不純物ガスの濃縮された水素
ガスが存在した状態となる。
不発８Ａは、この第−ｍｇ装置１の空間に存在する不純
物ガスを放出する為に第５精裂装置３中の精製水素ガス
の一部Ｆ（第２図参照）をｖ６とｖ４パルプを介して導
入し、第１精製装置１内の不純物含有水素ガス量Ｇ（第
２図参照）をＶ、とｖ２イζルブを介して第２精製装置
２に導入し、第２精裂装ｆｔ２内のＬａＮｉ５に水素ガ
スのみを吸蔵させる。この時ｖ３とｖ５のパルプは閉じ
た状態になっている。第１精製装置１中の不純物ガスが
ｊ ｐｐｍ以下になった時点でｖｌ パルプを閉じ、
ｖ４ パルプのみ開放とし、精製水素ガス分Ｅ（第２
回診服）を放出する。ｖｌ パルブを閉じたら、ｖ２
パルプは開放のままで粗水素ガスを第２′ＪＩ？！
製装置２に導入する。
物ガスを放出する為に第５精裂装置３中の精製水素ガス
の一部Ｆ（第２図参照）をｖ６とｖ４パルプを介して導
入し、第１精製装置１内の不純物含有水素ガス量Ｇ（第
２図参照）をＶ、とｖ２イζルブを介して第２精製装置
２に導入し、第２精裂装ｆｔ２内のＬａＮｉ５に水素ガ
スのみを吸蔵させる。この時ｖ３とｖ５のパルプは閉じ
た状態になっている。第１精製装置１中の不純物ガスが
ｊ ｐｐｍ以下になった時点でｖｌ パルプを閉じ、
ｖ４ パルプのみ開放とし、精製水素ガス分Ｅ（第２
回診服）を放出する。ｖｌ パルブを閉じたら、ｖ２
パルプは開放のままで粗水素ガスを第２′ＪＩ？！
製装置２に導入する。
以上の操作が１サイクルあたｐ、上記精７・表装置番号
を１→２→３→１と繰り返すことにより水素ガス歩留″
！ジの高い精製水素ガスを得ることができる。
を１→２→３→１と繰り返すことにより水素ガス歩留″
！ジの高い精製水素ガスを得ることができる。
サイクルを重ねるごとに不純物ガスが濃縮されていくが
、不純物ガスが多くなると水素吸蔵合金に対する水素ガ
スの吸蔵速度と吸蔵量が低下してくる。このため、不純
物ガスを多量に含んだ粗水素ガスはｖ７ を介して大
気放出することになる。
、不純物ガスが多くなると水素吸蔵合金に対する水素ガ
スの吸蔵速度と吸蔵量が低下してくる。このため、不純
物ガスを多量に含んだ粗水素ガスはｖ７ を介して大
気放出することになる。
伺サイクル目にこの操作が必要になるかと言うと、水素
吸蔵合金の被毒性と粗水素ガスの純度によって異なるが
、実施例のＬａ Ｎｉ ｓ合金で工業用水素（９９，９
％Ｈ２）を用い、９９．９ ？ ９９％Ｈ２以上の水素
ガスを得る場合ＩＱサイクル目であった。従って従来法
による粗水素ガス損失量と比較すると、約％に減少させ
ることができた。粗水素ガス損失量は理論的には１／、
。程度となるはすであるが、不純物ガス量が増すほど（
サイクルを重ねるほど）不純物含有水素ガスｆｋ ｋ多
く放出しないといけなくなるので上記のように実質的に
は約り程度となるのである。
吸蔵合金の被毒性と粗水素ガスの純度によって異なるが
、実施例のＬａ Ｎｉ ｓ合金で工業用水素（９９，９
％Ｈ２）を用い、９９．９ ？ ９９％Ｈ２以上の水素
ガスを得る場合ＩＱサイクル目であった。従って従来法
による粗水素ガス損失量と比較すると、約％に減少させ
ることができた。粗水素ガス損失量は理論的には１／、
。程度となるはすであるが、不純物ガス量が増すほど（
サイクルを重ねるほど）不純物含有水素ガスｆｋ ｋ多
く放出しないといけなくなるので上記のように実質的に
は約り程度となるのである。
（高純度水素ガスをリサイクルする分を含むため）
第１図に示した実施態様で得られる精製水素ガス量と不
純物ガスと共に放出される水素カス量との関係を示した
のが第２図（横軸；水累吸ｘｉ、縦軸；平衡水素圧）で
あり、Ｍ２図図中上精製水素ガス量、Ｆ＃ｉＶ６．Ｖ４
バルブを通じて送入される精製水素ガス量、ＧはｖＩ
Ｔ Ｖ２パルプを通じて送入させる不純物含有水素ガス
量である。
純物ガスと共に放出される水素カス量との関係を示した
のが第２図（横軸；水累吸ｘｉ、縦軸；平衡水素圧）で
あり、Ｍ２図図中上精製水素ガス量、Ｆ＃ｉＶ６．Ｖ４
バルブを通じて送入される精製水素ガス量、ＧはｖＩ
Ｔ Ｖ２パルプを通じて送入させる不純物含有水素ガス
量である。
第３図の従来法と第１図の本発明法を図表で説明すると
第５図になる。すなわち、従来法では、不純物ガスを分
離・放出するために要する、水素合金中から放出される
水素ガスも含めた不純物含有水素量は粗水素ガス（供給
粗ガス＝９９．９％Ｈ２）の約１０ＸＫａるガスを要す
る。
第５図になる。すなわち、従来法では、不純物ガスを分
離・放出するために要する、水素合金中から放出される
水素ガスも含めた不純物含有水素量は粗水素ガス（供給
粗ガス＝９９．９％Ｈ２）の約１０ＸＫａるガスを要す
る。
さらに、不純物分離時間は水素吸蔵合金からの放出水素
量に左右されているため下表に示すように最短でも２７
０ｓｅｃを要していた。
量に左右されているため下表に示すように最短でも２７
０ｓｅｃを要していた。
本発明法では、容器例えば精製装置１、空間史に龜縮さ
れ九不純物含有水累蓋は粗水素ガスの約３％であるが、
このカスを除去するために精製水素ガス（不純物分離が
終了した容器例えば精製装置３からの）を１０〜１４％
供給し、不純物分離に要した不純物含有水素：１１３〜
１７％を水素ガスを吸蔵できる状態にある容器例えば精
製装置２に導入する。
れ九不純物含有水累蓋は粗水素ガスの約３％であるが、
このカスを除去するために精製水素ガス（不純物分離が
終了した容器例えば精製装置３からの）を１０〜１４％
供給し、不純物分離に要した不純物含有水素：１１３〜
１７％を水素ガスを吸蔵できる状態にある容器例えば精
製装置２に導入する。
この操作を５基の容器組合せで、サイクル化し、５基ト
ータルのサイクル数１０回目に不純物ガスが龜縮され、
水素ガス含有量が低下し、次の容器に吸蔵しにくくなる
ため、大気放出を行う。この時の大気放出量は１０サイ
クルで１回の操作のため、粗水素カスの処理量に対し、
２ Ｘ （粗水素ガス９９％純度で３５Ａ）に相当する
。さらに、不純物分離時間は従来法のパルプ開閉操作と
異なり、連続的に精製水素ガスを不純物分離状態の容器
に送り込むために短時間で良く１３０〜２２０友で可能
であった。
ータルのサイクル数１０回目に不純物ガスが龜縮され、
水素ガス含有量が低下し、次の容器に吸蔵しにくくなる
ため、大気放出を行う。この時の大気放出量は１０サイ
クルで１回の操作のため、粗水素カスの処理量に対し、
２ Ｘ （粗水素ガス９９％純度で３５Ａ）に相当する
。さらに、不純物分離時間は従来法のパルプ開閉操作と
異なり、連続的に精製水素ガスを不純物分離状態の容器
に送り込むために短時間で良く１３０〜２２０友で可能
であった。
以上のことから、粗水素ガスからの不純物分離Ｋｉ’Ｌ
、大気へ放出する不純物含有水素ガス１ＩｋＩｆｉ、下
記に示すように、本発明法は従来法の％〜％に低下し、
かつ、不純物分離時間はｈ〜４１５に短縮できた。
、大気へ放出する不純物含有水素ガス１ＩｋＩｆｉ、下
記に示すように、本発明法は従来法の％〜％に低下し、
かつ、不純物分離時間はｈ〜４１５に短縮できた。
不純物分離用高純度ガスが、サイクル数が多くなる忙従
って１０％〜１４％と高くなっているが、これは不純物
含有水素ガス（３％）中に不純物が濃縮されてくると、
水素吸蔵合金の吸蔵能力″ｔ’阻害する。
って１０％〜１４％と高くなっているが、これは不純物
含有水素ガス（３％）中に不純物が濃縮されてくると、
水素吸蔵合金の吸蔵能力″ｔ’阻害する。
したがって、サイクル数が多くなるに従って不純物含有
水素ガスを排出させるための高純度水素ガスの使用ｔ’
を多くする。
水素ガスを排出させるための高純度水素ガスの使用ｔ’
を多くする。
１サイクル・・・・・・１０％ 、２．３サイクル・・
・・・・１１χ４．５サイクル・・・１２％、６．７サ
イクル・・・・・・１３χ８．９サイクル・・・１４％ １０サイクル分の性能比較（１基当りの有効水素吸蔵量
中４００４） 操作条件 １）吸 蔵・・・・・・不純物ガス含有水素３〜５ ａ
ｔｍ（ａｔ３０Ｃ）粗水素ガス１０ ａｔｍ（ａｔ３０
Ｃ）２）高純度水素パージ圧力・・・・・・５ ａｔｍ
（ａｔ ８０Ｃ）量 ・・・・・・高純度水素蓋の５
％ ３）パルプ開閉法・・・・・・（２シ戒開放＋２０ｓｅ
ｃ閉鎖）×６回サイクル数と粗水素ガスの損失率を本発
明と第６図に本発明の効果を理解し易くするために、カ
スの収支の図表を示す。
・・・・１１χ４．５サイクル・・・１２％、６．７サ
イクル・・・・・・１３χ８．９サイクル・・・１４％ １０サイクル分の性能比較（１基当りの有効水素吸蔵量
中４００４） 操作条件 １）吸 蔵・・・・・・不純物ガス含有水素３〜５ ａ
ｔｍ（ａｔ３０Ｃ）粗水素ガス１０ ａｔｍ（ａｔ３０
Ｃ）２）高純度水素パージ圧力・・・・・・５ ａｔｍ
（ａｔ ８０Ｃ）量 ・・・・・・高純度水素蓋の５
％ ３）パルプ開閉法・・・・・・（２シ戒開放＋２０ｓｅ
ｃ閉鎖）×６回サイクル数と粗水素ガスの損失率を本発
明と第６図に本発明の効果を理解し易くするために、カ
スの収支の図表を示す。
第１図は本発明の一実施態様を説明するための図、第２
図は第１図で示した実施態様で得られる精製水素ガス量
と不純物ガスと共に放出される水素ガス量との関係を示
した図表、第３図は従来法を説明するための図、第４図
は従来法で得られる精製水素ガス量と不純物ガスと共に
放出される水素ガス量との関係を示した図表、第５図は
第１図の本発明方法と第３図の従来法とを比較した図表
、第６図は本発明のガス収支を示した図表である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 第１図 一惨粗水素か初流孔 第５区
図は第１図で示した実施態様で得られる精製水素ガス量
と不純物ガスと共に放出される水素ガス量との関係を示
した図表、第３図は従来法を説明するための図、第４図
は従来法で得られる精製水素ガス量と不純物ガスと共に
放出される水素ガス量との関係を示した図表、第５図は
第１図の本発明方法と第３図の従来法とを比較した図表
、第６図は本発明のガス収支を示した図表である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 第１図 一惨粗水素か初流孔 第５区
Claims (3)
- （１）水素吸蔵合金を収納した精製容器を少なくとも３
つ準備し、原料粗水素ガスが供給されて水素ガスを吸蔵
した第１の精製装置に第３の精製装置からの精製水素ガ
スの一部を供給して、第１の精製装置中の濃縮不純物ガ
スを放出させ該濃縮不純物ガスを第２の精製装置に供給
する工程。 - （２）第１の精製装置に一部の精製ガスを供給した後の
第５の精製装置からは精製水素ガスを採取し、第１の精
製装置から濃縮不純物ガスを供給された第２の精製装置
には続いて粗水素ガスを供給して水素ガスを吸蔵させる
工程。 - （３）上記（１）、（２）の工程を終えた後、上記第１
の精製装置を上記第３の精製装置として、上記第２の精
製装置を上記第１の精製装置として、また上記第３の精
製装置を上記第２の精製装置として操作し、以下順次上
記と同様に精製装置を切換えて操作する工程。 よりなることを特徴とする高純度精製水素ガスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017856A JPH0753563B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 高純度精製水素ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017856A JPH0753563B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 高純度精製水素ガスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176902A true JPS62176902A (ja) | 1987-08-03 |
| JPH0753563B2 JPH0753563B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=11955297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61017856A Expired - Fee Related JPH0753563B2 (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 高純度精製水素ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753563B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5895519A (en) * | 1996-03-28 | 1999-04-20 | Saes Pure Gas, Inc. | Method and apparatus for purifying hydrogen gas |
| JP2012214371A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Kobe Steel Ltd | 高純度水素精製方法 |
| US8328399B2 (en) | 2010-01-08 | 2012-12-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Turn signal device for saddle-ride type vehicle |
| CN113670701A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-19 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种气体纯化装置、稀有气体同位素的测定设备及其方法 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61017856A patent/JPH0753563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5895519A (en) * | 1996-03-28 | 1999-04-20 | Saes Pure Gas, Inc. | Method and apparatus for purifying hydrogen gas |
| US8328399B2 (en) | 2010-01-08 | 2012-12-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Turn signal device for saddle-ride type vehicle |
| JP2012214371A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Kobe Steel Ltd | 高純度水素精製方法 |
| CN113670701A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-19 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种气体纯化装置、稀有气体同位素的测定设备及其方法 |
| CN113670701B (zh) * | 2021-08-20 | 2024-01-23 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种气体纯化装置、稀有气体同位素的测定设备及其方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0753563B2 (ja) | 1995-06-07 |
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