JPS5978907A - 水素ガス精製方法 - Google Patents

水素ガス精製方法

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JPS5978907A
JPS5978907A JP57186471A JP18647182A JPS5978907A JP S5978907 A JPS5978907 A JP S5978907A JP 57186471 A JP57186471 A JP 57186471A JP 18647182 A JP18647182 A JP 18647182A JP S5978907 A JPS5978907 A JP S5978907A
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JP
Japan
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hydrogen
hydrogen gas
alloy
storage tank
gaseous hydrogen
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JP57186471A
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Tsuyoshi Kato
剛志 加藤
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チタン−マンガン系合金専の水素吸蔵合金を
用いて水素ガスを高純度に精製する方法に関する。
半導体工業用或いはフロート法板ガラス製造用の算囲気
ガス、或いは金属熱処理用?r囲気ガスには例えばタタ
、タタタタ%の高純度水素ガスが必要とされる場合があ
る。
ところで従来から水素ガスの精製方法としては吸着法や
拡散法があるが、いずれも設備装置が高価である欠点が
あり、さらに吸着法では液体窒素のような超低温源を要
するためランニングコストが高くなる等の欠点があった
一方、Ti−Mn系台金等の水素吸蔵合金9ノ、不純物
を含む水素ガス中で水素のみを吸蔵し水素のみを放出す
るのでその原理を利用した水素ガスの精製方法がすでに
特開昭31.−ざざに03号公報によって開示されてい
る。それは水素吸蔵合金を収容した一組の容器を並列に
継いで精製しようとする水素ガスを一方の容器に吸蔵さ
せると同時に、他方の容器からは合金に吸蔵されている
水素な精製水素として放出し、さらに同容器を熱交換器
により相互に熱交換可能に連結することで一方の容器の
水素吸蔵時の発生熱を他方の容器の水素放出時に必要な
熱として使用せしめ加熱・冷却源を必要とせず精製水素
ガスを連続的に低コストで得ようとするものであるが、
これにおける水素吸蔵合金を収容した一組の容器は並列
に継ぐものであり、精製しよう2する水素ガスが一組の
容器のいずれか一方を一度通るだけであったので、使用
目的によっては充分な精製純度が得られない欠点があっ
た。
そこで本発明は一組の容器(水素ガス貯槽)を連結管に
よって前後段に直列状に継ぐと共に、その両水累ガス貯
槽を相互に熱交換可能に連結し、前段の水素ガス貯槽に
精製しようとする水素ガスを吸蔵させると同時に後段の
水素ガス貯槽から水素ガスを精製ガスとして放出する工
程と、前段の水素ガス貯槽にいったん吸蔵した水素ガス
を前記連結管を通して後段の水素ガス貯槽に移し替えて
再吸蔵させる工程とを有してなる水素ガス精製方法であ
り、水素プfスを水素ガス貯槽に少なくとも1度通すこ
とができ小型設備でも高い精製能力が得られるようにし
たものである。
以下に本発明を実施例図に従い具体的に説明する。図に
おいて、1は市販の純度タタ、タデ%程の圧縮水素を充
填したガスボンベで、その開口部にバルブ2を設けた水
素供給管3が連結される0円筒状の水素ガス貯槽4の内
部には塊状のTi −Mn系水素吸蔵合金5が入ってお
り、また内部中心にはフィルターチューブ6が配設され
ている。該フィルターチューブ6はステンレス鋼の粉末
を焼結して製造された多孔質の焼結合金で、その一端t
こ水素供給管3が連結される。7けこれと同様の水素ガ
ス貯槽であるが、内部にTi−Mn系よりも平衡水素圧
力が低い一−NI系またはFe−Ti系の水素吸蔵合金
8が入っている。9はそのフィルターチューブである。
10は水素ガス貯槽4.1を継ぐ連結管で、フィルター
チューブ6.9の端部な互いに連結しており、該連結管
10の途中にはバルブUが介設されている。そして該バ
ルブHの一次側に連結管10を分岐させて排出管νが継
がれこれに大剣に開放された排気用のバルブ13が設け
られている。14は水素ガス貯ム117のフイノ1.タ
ーデユープ9の他端に連結された精製ガス供給管でバル
ブ15が介設されている。そしてバルブ15の一次側に
は分岐した排出管16が継がれこれに前記バルブ13と
同様大気に開放された排気用のバルブ17が設けられて
いる。また循環用ポンプ18が設けられた熱交換パイプ
19 &t’ 、両水素ガス貯槽4.γ内にコイル状に
配設され、熱媒体を該循環用ポンプ18の作動によって
流!11させることにより両水素ガス貯槽4.7を相互
に熱交換可能に構成している。
さてボンベ中の水素ガスを精製するに際しては、先ず予
め水素供給管3内、水素ガス貯槽4.7内、連#管10
内、精製ガス供給管14内をできるだけ純粋な水素ガス
をこ置換しておく、そしてバルブ11を閉じバルブ2.
15を開く、そのと哲バルブ13.17は勿論閉状態と
する。それでボンベl内の高圧水素ガスは水素供給管3
を通って水素ガス貯槽4内に導びかれその水素吸蔵合金
6に吸蔵される。即ち水素ガス貯槽4にはボンベ1の3
09!(正置上の高圧が加わって合金5と反応し水素化
物を生成させる。これは発熱反応であるが、その際の発
生熱は熱交拗バイブ19中の媒体に吸収され循環によっ
て水素ガス貯槽7に移動する。水素ガス貯槽7内にはす
でに水素ガスを充分に吸蔵している水素吸蔵合金8が入
れられていて、いまバルブ15が開かれて槽内が低圧と
なりかつ熱交換バイブ19によって水素ガス貯槽7から
移動して来た熱エネルギーによって加熱されることで水
素化物を分解し精製ガス供給管14に水素ガスを放出さ
せる。水素吸蔵合金5が水素ガスによって飽和し水素吸
蔵合金8が吸蔵していた水素ガスが概ね放出した後に、
バルブ2.15を閉じる。そしてバルブ13を開けて水
素ガス貯槽4内に水素吸蔵合金5に吸蔵されることなく
残った不純なガスを大気中に排棄する。しかる後パルプ
連を閉じバルブUを開けて水素吸蔵合金6に吸蔵された
水素ガスを連結管10を通して移し替え水素吸蔵合金8
に再吸蔵させる。そのとき、前段の水素ガス貯槽4の水
素吸蔵合金5の平衡水素圧力は約30気圧のTi −M
n系であり、後段の水素ガス貯槽7の水素吸蔵合金8の
平衡水素圧力はそA]より低い10剣圧程のものである
ので、水素吸蔵合金5から放出された水素ガスは水素吸
蔵合金8に良く吸収される。またその際の水素吸蔵合金
8からの発生熱は、熱交換バイブ19中の熱媒体に吸収
され水素@虱合金5に移動されるので、水素吸蔵合金5
の水素ガス放出作用と水素吸蔵合金8の水素ガスリ蔵作
用は夫々助長される8、そして水素吸蔵合金8が水素ガ
スによって飽和状態に達したらバルブ11を閉じバルブ
17を開けることによって水素ガス貯槽7内に水素吸蔵
合金8に吸蔵されることなく残った不純なガスを大気中
に排棄する。しかる後バルブ17を閉じバルブ15を開
けて水素吸蔵合金8に吸蔵されていた純粋な水素ガスを
精製ガス供給管14に放出させると同時に、バルブ2を
開はボンベlの水素ガスをまた水素ガス貯槽4に導びき
水素吸蔵合金5に吸蔵させる。以下同様にして、前段の
水素ガス貯槽4にいったん吸蔵した水素ガスを後段の水
素ガス貯槽7に移し替えて再吸蔵させる工程と、前段の
水素ガス貯槽4に精製しようとする水素ガスを吸蔵させ
ると同時に後段の水素ガス貯槽から水素ガスを精製ガス
として放出する工程とを交互に行なわしめ、その間前後
段の水素ガス貯槽を相互に熱交換させることでその吸蔵
作用、放出作用をrcさしめるものである。ちなみに水
素供給管3から市販の純度ヂタ、タタ%の水素ガスを供
給して精製したところ精製ガス供給管14にはタタ、タ
デタタタ%の水素ガスカ;得られた。なお必要に応じ水
素ガス貯槽をさらに多段tこ直列に連結することでさら
に高純度の精製が行い得る。その場合においても前後段
の水素ガス貯槽を熱交換可能に連結し、水素ガスの吸蔵
と放出とを同時に行うようにすれば、他の熱源または冷
却源は必要としない、そしてガス圧力の低下に対しては
適所に増圧用のポンプを介在させる。
以上実施例について説明したようをこ本発明の水素ガス
精製方法によれば、−組の水素ガス貯槽による簡単な設
備で水素ガスが高純度に精製でき、しかも熱交換によっ
て熱源を要さずして稼動できるのでランニングコストは
安価であるなど有益である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示したM製装置の概略図である
。 2・・・・バルブ、3・・・・水素供給管、4・・・・
水素カス貯槽、5・・・・水素吸蔵合金、7・・・・水
素ガス貯槽、8・・・・水素吸蔵合金、10・・・・連
結管、11・・・・バルブ、12・・・・排出!、 1
1・・・・ハルフケ14・・・・精製ガス供給管、15
・・・・バルブ、16・・・・排出管。 17・・・・バルブ、】8−・・循環用ポンプ、19・
・・・熱交換パイプ。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水素吸蔵合金を収容した少なくとも一組の水素ガス
    貯槽を連結管によって前後段に直列状に継ぐと共に、そ
    の両水素ガス貯槽を相互に熱交換可能に連結し、前段の
    水素ガス貯槽に精製しようとする水素ガスを吸蔵させる
    と同時に後段の水素ガス貯槽から水素ガスを精製ガスと
    して放出する工程と、前段の水素ガス貯槽にいったん吸
    蔵した水素ガスを前記連結管を通して後段の水素ガス貯
    槽に移し替えて再吸蔵させる工程とを有してなることを
    特徴とする水素ガス精製方法。 2、前段の水素ガス貯槽に後段の水素ガス貯槽よりも高
    い平衡水素圧力の水素吸蔵合金を収容してなる特許請求
    の範囲第1項に記載の水素ガス精製方法。
JP57186471A 1982-10-22 1982-10-22 水素ガス精製方法 Granted JPS5978907A (ja)

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JPS5978907A true JPS5978907A (ja) 1984-05-08
JPH0261403B2 JPH0261403B2 (ja) 1990-12-20

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6086005A (ja) * 1983-10-18 1985-05-15 Sekisui Chem Co Ltd 水素ガス精製方法
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