RU2063927C1 - Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities - Google Patents

Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities Download PDF

Info

Publication number
RU2063927C1
RU2063927C1 RU93025050A RU93025050A RU2063927C1 RU 2063927 C1 RU2063927 C1 RU 2063927C1 RU 93025050 A RU93025050 A RU 93025050A RU 93025050 A RU93025050 A RU 93025050A RU 2063927 C1 RU2063927 C1 RU 2063927C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
gas
absorber
purification
inert
Prior art date
Application number
RU93025050A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93025050A (en
Inventor
Л.А. Ривкис
А.Н. Перевезенцев
А.И. Князев
В.А. Шомин
Original Assignee
Малое предприятие "Фильтрам"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малое предприятие "Фильтрам" filed Critical Малое предприятие "Фильтрам"
Priority to RU93025050A priority Critical patent/RU2063927C1/en
Publication of RU93025050A publication Critical patent/RU93025050A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2063927C1 publication Critical patent/RU2063927C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

FIELD: hydrogen and inert gasses fine complex purification from different gas-shaped impurities. SUBSTANCE: method of hydrogen and inert gasses purification from gas-shaped impurities provides for contacting of purified gas with solid absorber, that has intermetallic compound, they use absorber, that was preliminary saturated with hydrogen, dehydrogenated by heating and / or vacuum treatment and / or inert gas blowing through. In the case absorber is contacting with purified gas under temperature of 300 - 800 C. As intermetallic absorber they use compounds from group Zr(CrZr(Cr1-xFex)2 and / or Zr(CrZr(Cr1-xFex)2 and / or (Zr (Zr1-xTix)Mn2 and / or their mixture with 0.05 <x <0.95. Purification gas-shaped impurities is exercised from group: oxygen, water, carbon oxide and dioxide, hydrocarbons, halogen-bearing hydrocarbons, ammonia or their mixtures. Absorber dehydrogenation is exercised by heating up to 200 - 800 C and / or vacuum treatment to 1010-3 - 1010-1 mmHg and / or by inert gas or hydrogen blowing through. EFFECT: improved quality of purification. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к процессам тонкой комплексной очистки водорода и инертных газов от различных газообразных примесей и может быть использовано в химической промышленности, микроэлектронике, радиотехнике, металлургии, в анализе газовых смесей и др. The invention relates to processes for the complex complex purification of hydrogen and inert gases from various gaseous impurities and can be used in the chemical industry, microelectronics, radio engineering, metallurgy, in the analysis of gas mixtures, etc.

Известны различные способы очистки водорода и инертных газов от газообразных примесей. Способ очистки, основанный на использовании металлических поглотителей, позволяет снизить содержание примесей до минимального уровня (Высокочистые вещества, п.2,1990, с.23). Various methods are known for purifying hydrogen and inert gases from gaseous impurities. The cleaning method based on the use of metal absorbers allows to reduce the content of impurities to a minimum level (High-purity substances, clause 2.1990, p.23).

Известен способ поглощения активных газов металлами, включающими чистые металлы, такие как лантан, церий, торий, титан, цирконий, ниобий, тантал (Г. Д. Глебов, Поглощение газов активными металлами.-Л. 1961, с. 110-172). Поглощение газов основано на растворении атомов газов в металлах и на последующем образовании соответствующих оксидов, нитридов, карбидов металлов при повышенной температуре. A known method of absorption of active gases by metals, including pure metals, such as lanthanum, cerium, thorium, titanium, zirconium, niobium, tantalum (G. D. Glebov, Absorption of gases by active metals. -L. 1961, S. 110-172). The absorption of gases is based on the dissolution of gas atoms in metals and on the subsequent formation of the corresponding oxides, nitrides, and metal carbides at elevated temperatures.

Недостатком известного способа является высокая температура и низкая скорость поглощения газов. The disadvantage of this method is the high temperature and low rate of absorption of gases.

Известен способ очистки водорода от газообразных примесей, заключающийся в том, что интерметаллические соединения, такие как TiMn1,5, TiFe, LaNi5, Mg2 Ni, TiCo, MgNi, TiFeMn и др. используемые для хранения водорода, измельчают, активируют, насыщают водородом после чего через слой порошкообразного поглотителя пропускают очищаемый водород (см.источник) прототип.A known method of purification of hydrogen from gaseous impurities, which consists in the fact that intermetallic compounds such as TiMn 1,5 , TiFe, LaNi 5 , Mg 2 Ni, TiCo, MgNi, TiFeMn and others. Used to store hydrogen, crushed, activated, saturated hydrogen and then through the layer of powder absorber pass purified hydrogen (see source) prototype.

Согласно известному способу процесс проводят при комнатной температуре или повышенной до 350o С температуре. Максимально достигнутое количество поглощенной примеси из водорода составило 30 нсм3 /г ИМС при поглощении азота при 350o С. Концентрация примеси в очищенном водороде составляла для азота 10-6 об.According to a known method, the process is carried out at room temperature or elevated to 350 o With temperature. The maximum achieved amount of absorbed impurities from hydrogen was 30 ncm 3 / g IC for nitrogen absorption at 350 o C. The concentration of impurities in purified hydrogen was 10 -6 vol. For nitrogen.

Недостатком известного способа является низкая скорость поглощения и небольшое количество поглощенной примеси. The disadvantage of this method is the low absorption rate and a small amount of absorbed impurities.

Целью изобретения является создание технологии комплексной очистки водорода и инертных газов от газообразных примесей, обеспечивающей высокую скорость процесса очистки и высокий ресурс работы поглотителя. The aim of the invention is the creation of a technology for the complex purification of hydrogen and inert gases from gaseous impurities, providing a high speed of the cleaning process and a high service life of the absorber.

Это решается способом комплексной очистки водорода и инертных газов от газообразных примесей, включающим их контактирование с предварительно насыщенным водородом и затем дегидрированным поглотителем, содержащим интерметаллическое соединение циркония, выбранное из группы: Zr(Cr1-x Feх)2, и/или Zr(Cr1-x Vx)2, и/или (Zr1-x Tix)Mn2 и/или их смесь, где 0,05 < x < 0,95, а контактирование осуществляют при температуре 300-800o С.This is solved by the method of complex purification of hydrogen and inert gases from gaseous impurities, including contacting them with pre-saturated hydrogen and then a dehydrogenated absorber containing an intermetallic zirconium compound selected from the group: Zr (Cr 1-x Fe x ) 2 , and / or Zr ( Cr 1-x V x ) 2 , and / or (Zr 1-x Ti x ) Mn 2 and / or their mixture, where 0.05 <x <0.95, and contacting is carried out at a temperature of 300-800 o C.

При этом очистку осуществляют от газообразных примесей, выбранных из группы: кислород, вода, оксид и диоксид углерода, углеводороды, галогенсодержащие углеводороды, аммиак или их смеси. In this case, purification is carried out from gaseous impurities selected from the group: oxygen, water, carbon monoxide and dioxide, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ammonia or mixtures thereof.

Сущность изобретения заключается в том, что при контакте водорода или инертных газов, содержащих газообразные примеси, на активной поверхности металлов при повышенной температуре происходит реакция образования оксидов, нитридов, карбидов,галогенидов металлов,а затем атомы примесей переносятся в объем кристаллической решетки поглотителя. Температура процесса является необходимой и достаточной для того, чтобы скорость переноса молекул примеси в газовой фазе и атомов примеси в кристаллической решетке поглотителя были очень высоки и не влияли на скорость поглощения примеси. The essence of the invention lies in the fact that the contact of hydrogen or inert gases containing gaseous impurities on the active surface of metals at elevated temperatures leads to the formation of oxides, nitrides, carbides, metal halides, and then the impurity atoms are transferred into the bulk of the crystal lattice of the absorber. The process temperature is necessary and sufficient so that the transfer rate of impurity molecules in the gas phase and impurity atoms in the crystal lattice of the absorber are very high and do not affect the absorption rate of the impurity.

Данный способ позволяет увеличить скорость очистки за счет использования активных интерметаллических поглотителей, которые сохраняют высокоразвитую активную поверхность, а также увеличить ресурс работы поглотителя за счет большого удельного количества поглощенной примеси. This method allows to increase the cleaning rate due to the use of active intermetallic absorbers that retain a highly developed active surface, as well as to increase the life of the absorber due to the large specific amount of absorbed impurity.

П р и м е р. Интерметаллическое соединение Zr(Cr0,5 Fe0,5)2, приготовленное дуговой плавкой в атмосфере аргона, измельчали повторением циклов сорбции-десорбции водорода или механическим помолом и затем насыщали водородом. Порошкообразный поглотитель помещали в реактор цилиндрической формы, нагревали до температуры разложения гидрида и дегидрировали вакуумированием до 10-3 10-1 мм рт.ст. или продувкой инертным газом. В качестве газа продувки может быть использован очищаемый газ.PRI me R. The intermetallic compound Zr (Cr 0.5 Fe 0.5 ) 2 , prepared by arc melting in an argon atmosphere, was ground by repeating hydrogen sorption-desorption cycles or by mechanical grinding and then saturated with hydrogen. The powder absorber was placed in a cylindrical reactor, heated to the decomposition temperature of the hydride, and dehydrated by vacuum to 10 −3 10 −1 mm Hg. or by blowing inert gas. The purge gas can be used as a purge gas.

Затем в реактор подавали очищаемый газ (аргон) и контролировали изменение во времени концентрации примеси в газе, выходящем из слоя поглотителя. Then the purified gas (argon) was fed into the reactor and the change in time of the concentration of the impurity in the gas leaving the absorber layer was monitored.

В течение всего времени очистки концентрация примесей в очищаемом газе не превышала 10-6 об. (а для метана 4•10-6 об.). Процесс очистки завершался при появлении в очищенном аргоне заданной концентрации примеси. Примеси по возрастанию эффективности их поглощения располагаются в следующей последовательности: CF4-CH4-NH3-CO-CO2-O2-H2O.During the entire cleaning time, the concentration of impurities in the gas to be cleaned did not exceed 10 -6 vol. (and for methane 4 • 10 -6 vol.). The purification process was completed when a predetermined impurity concentration appeared in the purified argon. Impurities in increasing their absorption efficiency are located in the following sequence: CF 4 —CH 4 —NH 3 —CO — CO 2 —O 2 —H 2 O.

Данные по эффективности проведения процесса приведены в таблице. Data on the effectiveness of the process are given in the table.

При реализации изобретения обеспечиваются следующие преимущества: большое удельное количество поглощаемой примеси, т.е. большой ресурс работы поглотителя; высокая скорость поглощения примесей, что обеспечивает компактность устройств очистки газов; невысокая температура поглощения, что облегчает эксплуатацию устройств очистки газов. ТТТ1 When implementing the invention provides the following advantages: a large specific amount of absorbed impurities, i.e. long life of the absorber; high absorption rate of impurities, which ensures the compactness of gas purification devices; low absorption temperature, which facilitates the operation of gas purification devices. TTT1

Claims (4)

1. Способ очистки водорода и инертных газов от газообразных примесей, включающий контактирование газов с твердым поглотителем, содержащим интерметаллическое соединение, отличающийся тем, что используют поглотитель, предварительно насыщенный водородом и дегидрированный нагревом, и/или вакуумированием, и/или продувкой инертным газом, а контакт газов с поглотителем осуществляют при 300-800oС.1. The method of purification of hydrogen and inert gases from gaseous impurities, comprising contacting the gases with a solid absorber containing an intermetallic compound, characterized in that they use an absorber pre-saturated with hydrogen and dehydrogenated by heating and / or vacuum and / or blowing with an inert gas, and the contact of gases with the absorber is carried out at 300-800 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве интерметаллического соединения используют соединения из группы: Zr(Cr1-x Fex)2, и/или Zr (Cr1-x V<Mv>x<D<)2, и/или Zr1-x Tix)Mn2 и/или их смесь, где 0,05 <x <0,95.2. The method according to claim 1, characterized in that as an intermetallic compound using compounds from the group: Zr (Cr 1-x Fe x ) 2 , and / or Zr (Cr 1-x V <Mv> x <D <) 2 , and / or Zr 1-x Ti x ) Mn 2 and / or a mixture thereof, where 0.05 <x <0.95. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что очистку осуществляют от газообразных примесей, выбранных из группы: кислород, вода, оксид и диоксид углерода, углеводороды, галогенсодержащие углеводороды, аммиак или их смеси. 3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the purification is carried out from gaseous impurities selected from the group: oxygen, water, carbon monoxide and dioxide, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ammonia or mixtures thereof. 4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что дегидрирование поглотителя перед контактом с газом осуществляют нагревом до 200-800oС, и/или вакуумированием до 10-3 10-1 мм рт.ст. и/или продувкой инертным газом или водородом.4. The method according to PP. 1-3, characterized in that the dehydrogenation of the absorber before contact with the gas is carried out by heating to 200-800 o With, and / or evacuation to 10 -3 10 -1 mm RT.article and / or blowing with an inert gas or hydrogen.
RU93025050A 1993-06-03 1993-06-03 Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities RU2063927C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93025050A RU2063927C1 (en) 1993-06-03 1993-06-03 Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93025050A RU2063927C1 (en) 1993-06-03 1993-06-03 Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93025050A RU93025050A (en) 1996-06-20
RU2063927C1 true RU2063927C1 (en) 1996-07-20

Family

ID=20141022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93025050A RU2063927C1 (en) 1993-06-03 1993-06-03 Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2063927C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630917C2 (en) * 2015-12-29 2017-09-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Method for separating gas mixtures containing hydrogen and carbon dioxide, by hydrides of metals

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Японии N 61-68303, кл. C 01 B 3/56, 1985. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630917C2 (en) * 2015-12-29 2017-09-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Method for separating gas mixtures containing hydrogen and carbon dioxide, by hydrides of metals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4869883A (en) Inert gas purifier for bulk nitrogen without the use of hydrogen or other reducing gases
JP6651172B2 (en) Hydrogen recovery method from biomass pyrolysis gas
RU95106479A (en) Method of apparatus for removing gaseous admixtures from hydrogen stream
RU95106987A (en) Method of apparatus for removing gaseous admixtures from hydrogen stream
US6261528B1 (en) Hydrogen purification using metal hydride getter material
US7736609B1 (en) Hydrogen purification system
KR100225449B1 (en) Process for the purification of ammonia
RU2063927C1 (en) Method of hydrogen and / or inert gasses purification from gas-shaped impurities
US5441715A (en) Method for the separation of hydrogen isotopes using a hydrogen absorbing alloy
RU2063926C1 (en) Absorber of hydrogen and / or inert gasses impurities and method of its production
JP2000072404A (en) Production of hydrogen-nitrogen gaseous mixture and device therefor
JPS5869724A (en) Oxygen-stabilized intermetallic compound able to absorbing hydrogen reversibly
US5993760A (en) Bulk nitrogen purification process that requires no hydrogen in the regeneration
AU2011317344B2 (en) A method of generating thermal energy
JP3292995B2 (en) Gas purification method and apparatus
JPH0549838A (en) Method for conversion of carbon dioxide
JPH05155601A (en) Hydrogen isotope separating alloy and separation of hydrogen using the alloy
JP4391620B2 (en) A hydrogen storage alloy for hydrogen purification and a method for purifying a hydrogen-containing gas.
JPS6071502A (en) Purifying apparatus of gaseous hydrogen
RU93025050A (en) Method of purification of hydrogen and / or inert gases from gaseous impurities
GB2416137A (en) Preparation of a gold catalyst
JPH09124515A (en) Hydrogenation of carbon oxide
JPH0468291B2 (en)
JPS6313925B2 (en)
Kim et al. Study of the Effect of Hydrogen Purification with Metal Hydride