JP2601823B2 - 二重格納型水素精製器 - Google Patents
二重格納型水素精製器Info
- Publication number
- JP2601823B2 JP2601823B2 JP62136254A JP13625487A JP2601823B2 JP 2601823 B2 JP2601823 B2 JP 2601823B2 JP 62136254 A JP62136254 A JP 62136254A JP 13625487 A JP13625487 A JP 13625487A JP 2601823 B2 JP2601823 B2 JP 2601823B2
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- hydrogen
- purifier
- gas
- hydrogen purifier
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0405—Purification by membrane separation
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二重格納型水素精製器に関し、特にパラジウ
ム水素精製器本体を格納容器で格納した二重格納水素精
製器に係わる。
ム水素精製器本体を格納容器で格納した二重格納水素精
製器に係わる。
周知の如く、不純物を含んだ水素同位体ガス（水素、
重水素、トリチウム）の精製法としては、高温ゲッタ
法、低温吸着法及びパラジウム合金膜法等ある。ここ
で、高温ゲッタ法や低温吸着法の場合は、各々ゲッタ材
又は高温ゲッタ本体の定期的交換、吸着剤の再生又は交
換が不可欠である。また、両者の場合とも不純物の完全
除去は困難であり、特に希ガス成分であるヘリウムの除
去は不可能である。一方、パラジウムウム合金膜法はパ
ラジウムが水素同位体ガスのみを選択的に吸収し透過さ
せる特性をもつことを利用したものであり、次に述べる
長所をもつ精製法である。ヘリウムを初めとする全て
の不純物の完全除去が可能であること。不純物と水素
同位体ガスとの分離が連続運転で行なえること。パラ
ジウム合金膜の定期的な再生や交換を必要としないこと
等。そして、上記精製法の目的等に放射性同位元素であ
るトリチウムを含む水素混合ガス精製に応用する時にも
っとも適した方法の一つである。
重水素、トリチウム）の精製法としては、高温ゲッタ
法、低温吸着法及びパラジウム合金膜法等ある。ここ
で、高温ゲッタ法や低温吸着法の場合は、各々ゲッタ材
又は高温ゲッタ本体の定期的交換、吸着剤の再生又は交
換が不可欠である。また、両者の場合とも不純物の完全
除去は困難であり、特に希ガス成分であるヘリウムの除
去は不可能である。一方、パラジウムウム合金膜法はパ
ラジウムが水素同位体ガスのみを選択的に吸収し透過さ
せる特性をもつことを利用したものであり、次に述べる
長所をもつ精製法である。ヘリウムを初めとする全て
の不純物の完全除去が可能であること。不純物と水素
同位体ガスとの分離が連続運転で行なえること。パラ
ジウム合金膜の定期的な再生や交換を必要としないこと
等。そして、上記精製法の目的等に放射性同位元素であ
るトリチウムを含む水素混合ガス精製に応用する時にも
っとも適した方法の一つである。
ところで、上記パラジウム合金膜を使用した水素精製
器（パラジウム合金膜水素精製器）の今後の用途として
は、核融合炉における排気ガス中よりの水素同位体の精
製回収、重水炉又は軽水炉からのトリチウム回収及び再
処理トリチウムの回収の分野が考えられる。即ち、工業
的純水素製造以外にトリチウム精製・製造への応用であ
る。第３図は、上記パラジウム合金膜を使用した従来の
水素精製器である。
器（パラジウム合金膜水素精製器）の今後の用途として
は、核融合炉における排気ガス中よりの水素同位体の精
製回収、重水炉又は軽水炉からのトリチウム回収及び再
処理トリチウムの回収の分野が考えられる。即ち、工業
的純水素製造以外にトリチウム精製・製造への応用であ
る。第３図は、上記パラジウム合金膜を使用した従来の
水素精製器である。
図中の１は、パラジウム（Pd）膜拡散器である。この
拡散器１の一端側には供給ガス入口２及びブリードガス
出口３が設けられ、かつ他端には透過ガス出口４が設け
られている。前記拡散器１の内部には、多数のパラジウ
ム合金膜管５が設けられている。前記拡散器１の周囲に
は、該拡散器１を加熱する電気炉６が設けられている。
拡散器１の一端側には供給ガス入口２及びブリードガス
出口３が設けられ、かつ他端には透過ガス出口４が設け
られている。前記拡散器１の内部には、多数のパラジウ
ム合金膜管５が設けられている。前記拡散器１の周囲に
は、該拡散器１を加熱する電気炉６が設けられている。
こうした構造の水素精製器において、前記拡散器１は
電気炉６により所要運転温度（200〜400℃）まで加熱さ
れる。このように加熱した状態で、供給ガス入口２より
供給された不純物を含んだ供給ガスのうち水素同位体ガ
スは前記パラジウム合金膜管５により選択的に透過さ
れ、透過ガス出口４より99.99〜99.9999％以上の純度で
回収される。また、透過されなかった水素同位体ガス及
び不純物は、ブリードガス出口３より排出される。
電気炉６により所要運転温度（200〜400℃）まで加熱さ
れる。このように加熱した状態で、供給ガス入口２より
供給された不純物を含んだ供給ガスのうち水素同位体ガ
スは前記パラジウム合金膜管５により選択的に透過さ
れ、透過ガス出口４より99.99〜99.9999％以上の純度で
回収される。また、透過されなかった水素同位体ガス及
び不純物は、ブリードガス出口３より排出される。
しかしながら、従来の水素精製器によれば、次に述べ
る問題点を有する。即ち、一般に水素同位体ガスは、高
温状態で金属を透過（特に100℃以上になると顕著）す
る性質を有し、高温で使用されるPd膜拡散器１において
は水素同位体ガスが器壁等透過し、外部環境へ拡散され
る。
る問題点を有する。即ち、一般に水素同位体ガスは、高
温状態で金属を透過（特に100℃以上になると顕著）す
る性質を有し、高温で使用されるPd膜拡散器１において
は水素同位体ガスが器壁等透過し、外部環境へ拡散され
る。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、Pd膜拡散
器を透過した水素同位体ガスが外部環境へ拡散するのを
防止でき、トリチウム等の放射性同位元素の取り扱いが
容易な二重格納型水素精製器を提供することを目的とす
る。
器を透過した水素同位体ガスが外部環境へ拡散するのを
防止でき、トリチウム等の放射性同位元素の取り扱いが
容易な二重格納型水素精製器を提供することを目的とす
る。
本発明は、パラジウム合金膜を用いて不純物を含んだ
水素同位体ガスを精製する二重格納型水素精製器におい
て、パラジウム水素精製器本体と、この精製器本体の周
囲に設置され、該精製器本体を加熱する加熱手段と、前
記パラジウム水素精製器本体に連通する高温ガス配管に
設けられた放熱フィンと、前記パラジウム水素精製器本
体の近くに設置された熱シールド板と、前記精製器本体
及び前記熱シールド板を格納するとともに精製器本体よ
り透過してくる水素同位体ガスを真空引き又はガスパー
ジする出入口弁を有した格納容器とを具備したことを特
徴とした二重格納型水素精製器であり、もって水素同位
体ガスが外部環境へ拡散するのを防止し、放射性同位元
素の取り扱いを容易にした。
水素同位体ガスを精製する二重格納型水素精製器におい
て、パラジウム水素精製器本体と、この精製器本体の周
囲に設置され、該精製器本体を加熱する加熱手段と、前
記パラジウム水素精製器本体に連通する高温ガス配管に
設けられた放熱フィンと、前記パラジウム水素精製器本
体の近くに設置された熱シールド板と、前記精製器本体
及び前記熱シールド板を格納するとともに精製器本体よ
り透過してくる水素同位体ガスを真空引き又はガスパー
ジする出入口弁を有した格納容器とを具備したことを特
徴とした二重格納型水素精製器であり、もって水素同位
体ガスが外部環境へ拡散するのを防止し、放射性同位元
素の取り扱いを容易にした。
本発明によれば、水素同位体ガスが外部環境へ拡散す
るのを防止できる。従って、トリチウム等の放射性同位
元素の取り扱いが容易になる。
るのを防止できる。従って、トリチウム等の放射性同位
元素の取り扱いが容易になる。
以下、本発明の実施例を第１図（実施例１）、第２図
（実施例２）を参照して説明する。但し、従来と同部材
は同符号を付して説明を省略する。また、パラジウム合
金膜管は図示しないが、その精製システムは従来と同様
である。
（実施例２）を参照して説明する。但し、従来と同部材
は同符号を付して説明を省略する。また、パラジウム合
金膜管は図示しないが、その精製システムは従来と同様
である。
実施例１ 図中の11は、Pd膜拡散器（Pd水素精製器本体）１の周
囲に設置されたヒータである。前記Pd水素精製器本体１
は、前記ヒータ11により昇温される。なお、昇温は別途
の予熱器等により行ってもよい。前記水素精製器本体１
の前記供給ガス入口２（又はブリードガス出口３）に連
通する高温ガス配管12には放熱フィン13aが設けられ、
前記透過ガス出口４に連通する高温ガス配管12には放熱
フィン13bが設けられている。前記Pd膜拡散器１の近く
には、該拡散器１の長手方向ひ沿って熱シールド板14が
設けられている。また、前記Pd膜拡散器１、ヒータ11及
び熱シールド板14は、金属製の格納容器15により格納さ
れている。この格納容器15の一部には伸縮ベローズ16が
設けられ、これにより前記Pd膜拡散器１の伸びが吸収さ
れる。また、前記格納容器15には、真空引き又はガスパ
ージを行う弁17a、17bが設けられている。更に、前記格
納容器15の伸縮ベローズ16付近には、スティボルト18が
設けられている。
囲に設置されたヒータである。前記Pd水素精製器本体１
は、前記ヒータ11により昇温される。なお、昇温は別途
の予熱器等により行ってもよい。前記水素精製器本体１
の前記供給ガス入口２（又はブリードガス出口３）に連
通する高温ガス配管12には放熱フィン13aが設けられ、
前記透過ガス出口４に連通する高温ガス配管12には放熱
フィン13bが設けられている。前記Pd膜拡散器１の近く
には、該拡散器１の長手方向ひ沿って熱シールド板14が
設けられている。また、前記Pd膜拡散器１、ヒータ11及
び熱シールド板14は、金属製の格納容器15により格納さ
れている。この格納容器15の一部には伸縮ベローズ16が
設けられ、これにより前記Pd膜拡散器１の伸びが吸収さ
れる。また、前記格納容器15には、真空引き又はガスパ
ージを行う弁17a、17bが設けられている。更に、前記格
納容器15の伸縮ベローズ16付近には、スティボルト18が
設けられている。
こうした構造の水素精製器において、前記Pd膜拡散器
１をヒータ11により昇温させた状態で不純物を含んだ水
素同位体ガスを供給ガス入口２より供給すると、Pd膜拡
散器１の内部のPd合金膜管（５）により選択的に透過さ
れた高純度の水素同位体ガスが透過ガス出口４より回収
される。一方、不純物等はブリードガス出口３より排気
される。また、前記格納容器15の温度は、熱シールド板
14の設置、格納容器15の寸法を適切に設計する事、及び
高温ガス配管12に放熱フィン13a、13bを設ける事によ
り、水素同位体ガスの透過が顕著に低減する100℃以下
に抑えられる。更に、高温の為Pd膜拡散器１を透過した
水素同位体ガスは、弁17a、17bより真空引き又はガスパ
ージにより外部排出され、適当な方法により処理され
る。
１をヒータ11により昇温させた状態で不純物を含んだ水
素同位体ガスを供給ガス入口２より供給すると、Pd膜拡
散器１の内部のPd合金膜管（５）により選択的に透過さ
れた高純度の水素同位体ガスが透過ガス出口４より回収
される。一方、不純物等はブリードガス出口３より排気
される。また、前記格納容器15の温度は、熱シールド板
14の設置、格納容器15の寸法を適切に設計する事、及び
高温ガス配管12に放熱フィン13a、13bを設ける事によ
り、水素同位体ガスの透過が顕著に低減する100℃以下
に抑えられる。更に、高温の為Pd膜拡散器１を透過した
水素同位体ガスは、弁17a、17bより真空引き又はガスパ
ージにより外部排出され、適当な方法により処理され
る。
上記実施例１によれば、Pd膜拡散器１等を弁17a、17b
を有した金属製の格納容器15に格納した構造となってい
るため、格納容器15の内部を弁17a、17bで真空引き又は
パージする事により、Pd膜拡散器１から透過した水素同
位体ガスを排気することができる。また、Pd膜拡散器１
に連通する高温ガス配管12に放熱フィン13a、13bを設け
るとともに、Pd膜拡散器１の近くに熱シールド板14を設
ける等の手段を講じた構造となっているため、格納容器
15の器壁温度及び高温ガス配管12の管壁温度を水素同位
体ガスの透過が顕著に低減する100℃以下に抑えること
ができる。以上より、水素同位体ガスが格納容器15から
外部環境へ透過するの防止でき、トリチウム等の放射性
同位元素を容易に取扱うことができる。
を有した金属製の格納容器15に格納した構造となってい
るため、格納容器15の内部を弁17a、17bで真空引き又は
パージする事により、Pd膜拡散器１から透過した水素同
位体ガスを排気することができる。また、Pd膜拡散器１
に連通する高温ガス配管12に放熱フィン13a、13bを設け
るとともに、Pd膜拡散器１の近くに熱シールド板14を設
ける等の手段を講じた構造となっているため、格納容器
15の器壁温度及び高温ガス配管12の管壁温度を水素同位
体ガスの透過が顕著に低減する100℃以下に抑えること
ができる。以上より、水素同位体ガスが格納容器15から
外部環境へ透過するの防止でき、トリチウム等の放射性
同位元素を容易に取扱うことができる。
実施例２ 第２図において、21は格納容器15の端部に設けられた
フランジである。本実施例によれば、Pd膜拡散器１の伸
びを自由にすると同時にフランジ21を解放する事によ
り、Pd膜拡散器１又はヒータ11等に不具合が生じた場合
に保守点検が可能となる。
フランジである。本実施例によれば、Pd膜拡散器１の伸
びを自由にすると同時にフランジ21を解放する事によ
り、Pd膜拡散器１又はヒータ11等に不具合が生じた場合
に保守点検が可能となる。
なお、上記実施例において、格納容器の器壁の冷却に
は内部を真空引き又はドライの不活性ガスを充填すれば
水による冷却も可能である。また、格納容器16の内部に
弁17a、17bを用いて不活性ガスをスィープする事によっ
ても可能である。
は内部を真空引き又はドライの不活性ガスを充填すれば
水による冷却も可能である。また、格納容器16の内部に
弁17a、17bを用いて不活性ガスをスィープする事によっ
ても可能である。
以上詳述した如く本発明によれば、水素同位体ガスが
外部環境へ拡散するとを防止でき、トリチウム等の放射
性同位元素の取扱いが容易な二重格納型水素精製器を提
供できる。
外部環境へ拡散するとを防止でき、トリチウム等の放射
性同位元素の取扱いが容易な二重格納型水素精製器を提
供できる。
第１図は本発明の実施例１に係る二重格納型水素精製器
の断面図、第２図は本発明の実施例２に係る二重格納型
水素精製器の断面図、第３図は従来の水素精製器の断面
図である。 １……パラジウム膜拡散器（Pd水素精製器本体）、２…
…供給ガス入口、３……ブリードガス出口、４……透過
ガス出口、５……Pd合金膜管、11……ヒータ、12……高
温ガス配管、13a、13b……放熱フィン、14……熱シール
ド板、15……格納容器、16……伸縮ベローズ、17a、17b
……弁、18……スティボルト、21……フランジ。
の断面図、第２図は本発明の実施例２に係る二重格納型
水素精製器の断面図、第３図は従来の水素精製器の断面
図である。 １……パラジウム膜拡散器（Pd水素精製器本体）、２…
…供給ガス入口、３……ブリードガス出口、４……透過
ガス出口、５……Pd合金膜管、11……ヒータ、12……高
温ガス配管、13a、13b……放熱フィン、14……熱シール
ド板、15……格納容器、16……伸縮ベローズ、17a、17b
……弁、18……スティボルト、21……フランジ。
フロントページの続き (72)発明者 牟田 健次 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 天野 順造 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 永井 博行 神戸市兵庫区小松通５丁目１番16号 株 式会社神菱ハイテック内 (56)参考文献 特開 昭59−182399（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−58422（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】パラジウム合金膜を用いて不純物を含んだ
水素同位体ガスを精製する二重格納型水素精製器におい
て、パラジウム水素精製器本体と、この精製器本体の周
囲に設置され、該精製器本体を加熱する加熱手段と、前
記パラジウム水素精製器本体に連通する高温ガス配管に
設けられた放熱フィンと、前記パラジウム水素精製器本
体の近くに設置された熱シールド板と、前記精製器本体
及び前記熱シールド板を格納するとともに精製器本体よ
り透過してくる水素同位体ガスを真空引き又はガスパー
ジする出入口弁を有した格納容器とを具備したことを特
徴とする二重格納型水素精製器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136254A JP2601823B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 二重格納型水素精製器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136254A JP2601823B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 二重格納型水素精製器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303802A JPS63303802A (ja) | 1988-12-12 |
| JP2601823B2 true JP2601823B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=15170884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62136254A Expired - Lifetime JP2601823B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 二重格納型水素精製器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601823B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6490182B1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-03-27 | 株式会社飯島機械製作所 | 水素ガス分離装置 |
| JP7081824B2 (ja) * | 2019-02-26 | 2022-06-07 | 株式会社飯島機械製作所 | 水素ガス分離装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758422A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-08 | Hitachi Zosen Corp | Signal transmitting method |
| JPS59182399A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | 三井造船株式会社 | 放射性物質輸送容器 |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP62136254A patent/JP2601823B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63303802A (ja) | 1988-12-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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