JPH0121949Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は金属水素化物を利用した水素回収・
精製容器に関する。

従来の技術 金属水素化物（Metal Hydride：以下MHと称
する）は大量の水素を吸・脱蔵するので、水素ガ
スを貯蔵し、必要に応じて利用する水素ガス回収
装置に利用することができる。又、MHは水素の
選択的吸蔵特性を有するため、不純物を含有した
水素ガスをMH微粉に接触させると水素のみが吸
蔵され、不純物はMHの微粉間の空〓に残る水素
ガスに濃縮されて残るので、この水素ガスをパー
ジした後、MHに吸蔵された水素を脱蔵すれば純
度の高い水素ガスが得られ、このプロセスを多
段、繰返すことにより、PSA法等、従来の水素
精製方法では限度とされている以上の高純度水素
（例えば７×Ｎ，９×Ｎ）を得ることができる。

ところで、MHの水素吸蔵反応は、表面反応律
速であることから、上述のMHを利用した水素回
収・精製装置では、MHは微粉に粉砕して容器に
充填されるため、容器の容積の約半分がMHの粒
子間に空〓として残る（MHは球状ではないが、
例えば球の体積はその直径を一辺とする立方体の
体積の0.52倍である。）ので、その部分に残存す
る不純物を多く含んだガスのパージが水素精製効
率に大きく影響する。

MHは水素吸・脱蔵の繰返しによつてより小さ
い粒子に微粉化し、小さい粒子が容器の下部に集
まり、大きな粒子が上方に浮出してくるいわゆる
圧密現象が起り易い。この現象を防止するため、
水素回収・精製のためのMH保持容器は第３図及
び第４図に示す如く横型にするのが一般的であ
る。第３図の装置は円筒状外側容器１内に円筒状
内側容器２が設けられ、その内部が微粉状MH保
持スペース３となつている。このスペース内に
は、通気性壁を持つた水素ガス流通管４が長手方
向に設けられその一端から水素ガスが出し入れさ
れる。内側容器２と外側容器１との間は、熱交換
流体の通路５となつており、水素吸・脱蔵時の反
応熱は内側容器の壁を介して熱交換流体に伝達さ
れる。

第４図に示す装置は横形の円筒状容器１１の中
心線上に通気性壁を有する水素ガス管１２を設
け、外部の水素ガス管１３に結合し、管１２と容
器１１の間をMH保持スペース１４とし、その中
に水素ガス管１２を囲繞してコイル状に熱交換流
体管１５が設けられている。

本考案が解消しようとする問題点 上記のように容器を横型に配置することによつ
て、圧密現象は防止することが容易になるが、不
純ガスを多く含んだ水素ガスのパージの際水素ガ
ス管４，１２を通じてMHの間〓のガスを排出す
るため、MH保持スペース３，１４の上部３ａ，
１４ａの部分のガスを排出することは構造的に困
難である。そのため、エジエクタやポンプで強制
的に排気することを余儀なくされ、又その際MH
からの水素の放出を極力少なくするため容器及び
MHを冷却するのが一般的であり、コスト高にな
つていた。

本考案の目的 本考案は、従来のMHを利用した水素回収・精
製装置の上述の欠点を解消した、MH保持スペー
ス内の不純物を多く含むガスのパージが容易で、
かつMHの水素ガス吸・脱蔵による膨張、収縮を
容易に逃がすことができ、これにより容器及び
MHに有害な応力が発生することがなく、かつ微
粉化したMHの圧密が防止される水素回収・精製
容器を提供することを目的とする。

目的達成の手段 上記の目的を達成させるため、本考案は内側に
金属水素化物保持スペースが形成され、外側又は
金属水素化物保持スペースの内側に熱交換流体流
路が形成される長筒状容器と、上記金属水素化物
保持スペース内に長手方向に延び管壁に通気孔を
有する水素ガス流通管とを有する水素回収・精製
容器において、上記の長筒状容器は縦に設置さ
れ、金属水素化物は微粉状にして、上記容器の内
面に嵌合する立上り部と、上記の水素ガス流通管
が貫通しうる孔を穿設した底板とより成る保持皿
内に、上下をフエルト層により層状に挟んで保持
し、かく金属水素化物を保持した保持皿を複数個
積重ねて上記容器内に装填し、水素ガス流通管の
管壁の通気孔は上記保持皿内の下側のフエルト層
の厚さの範囲に設けられ、また、水素ガス流通管
の管端開口部の一方が最上位の保持皿の金属水素
化物の層の上位にあるフエルト層内に設けられた
ことを特徴とする。

上記の特徴を有する水素回収・精製容器に対し
ては、水素ガスを下部より導入し、上部より放出
するのがよい。

作 用 本考案の水素回収・精製容器では上記の如く
MHを収容する容器は縦に設置され、その内部を
長手方向に水素ガス流通管が貫通しているので、
不純ガスを含有する水素ガスをパージする際、水
素ガス流通管より上方に離れ、ガス処理が困難に
なるような部分がなく、MH粒子の〓間のガスの
パージは、例えば容器内圧を利用したガスブロー
など簡単な操作で実施可能になる。

又MHは微粒状にして保持皿内に上下両側を通
気性と弾力性のあるフエルト層により層状に挟ん
で保持し、これを複数個積重ねて容器内に装填し
たので、MHの水素吸・脱蔵によるMHの体積変
化に容易に追随することができ、MH保持皿、容
器に過大な応力が発生したり、空所ができたりす
ることがなく、したがつてMHがさらに微粉に破
砕されて圧密状態が発生し、水素の吸蔵量が減少
したり、容器に有害な力が発生することを回避す
ることができる。

MH保持皿は容器中に遊嵌状態で積重ねて装填
されているので、容器の下部から水素ガスを容器
中に導入し、上部から排出するようにすれば、水
素ガスは水素ガス流通管からその管壁に穿設され
た通気孔を介してMH保持皿内下側のフエルトを
通つてその広い上面からMH微粉層に容易に進入
してすべてのMHと反応する。不純物含有ガスの
パージ時、脱蔵された水素ガスの放出時、ガスは
下側のフエルト層を通し、水素流通管へ通気孔を
介して入りその中を上昇して放出されるだけでな
く、MH微粉層の上側のフエルト層を通り、上下
に重ねられた保持皿の間、保持皿外周面と容器内
面との間及び保持皿底板の孔と水素流通管外面と
の間で各間〓を通り抜けて上方へ移動して行くの
で、ガスの放出が非常に容易になる。

実施例 第１図は本考案の実施例の水素回収・精製容器
の全体を示す縦断面図、第２図はそのMH保持部
の構成を詳細に示す部分拡大図である。

この実施例の水素回収・精製容器は、上下に欠
球面の鏡板を持つた縦長円筒状の外側容器２１
と、これと同心的にその内部に設けられた同様の
円筒状の内側容器２２と、内側容器２２の内部に
中心線に設けられた両端の開いた水素ガス流通管
２３を主要構成部材とする。外側容器２１と内側
容器２２との間の空間２４は熱交換流体の流路と
なつており、外側容器２１の下部及び上部には
夫々熱交換流体導入管２５及び導出管２６が設け
られ、外部の熱交換流体導管に接続されている。

内側容器２２と水素ガス流通管２３との間は
MH保持スペース２７となつている。このスペー
スの上下両端部の欠球面の鏡板で囲まれた部分に
はフエルト２８が充填されている。円筒状部には
その内面に遊嵌する外面を持つた環状立上り部３
１と、水素ガス流通管２３が遊嵌する円形孔が穿
設された底板３２とにより構成されたMH保持皿
３０に、微粉状MH３３の層をその上下に設けら
れたフエルト層３４，３５でサンドウイツチ状に
挟んで充填されたものが複数段積重ねられて装填
されている。内側容器２２の上下両端中心線上に
は、夫々水素ガス排出管４１、導入管４０が取付
けられており、外側容器２１を貫通して外部に出
た後、外部の水素ガス導管に接続される。

水素ガス流通管２３の管壁には、MH保持スペ
ース２７に装填されたMH保持皿３０内の下側フ
エルト層３４の厚さの範囲内に水素通気孔３６が
設けられている。水素ガス流通管２３の上下端は
開いており、上端はフエルト２８内に若干入り込
んだ状態に保持され、下端はフエルト２８を貫通
して導入管４０と直接接続されている。

上記のMH保持スペースの上下端及びMH保持
皿３０内の上下フエルト層３４，３５の材質とし
てはMGフエルト、ステンレスフエルト等の通気
性とクツシヨン性を有するものが使用される。

上記構成の実施例の作用は作用の項で述べた通
りである。

上記実施例では熱交換流体流路を内側容器の外
側に設けたが、MH保持スペース内にMH保持皿
を貫通して水素流通管と並行に配設するようにし
てもよい。

効 果 以上の如く、本考案によれば、水素回収、精製
装置内MHへの水素ガスの導入及びMHからの水
素ガス、不純物を含有するガスの排出が容易にな
り、MHの吸脱蔵の繰返しによる圧密現象が回避
され、水素の吸蔵量の減少を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の全体構成を示す縦断
面図、第２図はその金属水素化物保持部の構造を
詳細に示す断面図、第３図及び第４図は夫々従来
の金属水素化物を利用した水素回収・精製用等の
容器の構成を示す縦断面図である。 ２１……外側容器、２２……内側容器、２３…
…水素ガス流通管、２４……熱交換流体流路、２
７……金属水素化物保持スペース、２８，３４，
３５……フエルト、３０……保持皿、３３……微
粉状金属水素化物層、３６……水素通気孔、４０
……水素ガス導入管、４１……水素ガス排出管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 下部に熱交換流体導入口２５を、上部に熱交換
   流体導出口２６を有し、内部に熱交換流体流路２
   ４が形成された縦長筒状の外側容器２１、 該外側容器２１内に設けられ、上部に水素ガス
   排出管４１を、下部に水素ガス導入管４０を有す
   る縦長筒状の内側容器２２、 該内側容器２２の下部の水素ガス導入管４０の
   内側容器内管端に接続され、内側容器２２内を水
   素ガス排出管４１の内側容器内開口近傍迄導設さ
   れ、管壁に複数の水素通気孔３６を有する水素ガ
   ス流通管２３、 上記内側容器２２の内側面に遊嵌する立上り部
   ３１と、上記水素ガス流通管２３が貫通可能な孔
   を有する底板３２とより成る複数の金属水素化物
   保持皿３０ を有し、 上記の保持皿３０は底板３２の孔を上記水素ガ
   ス流通管２３に通して、内側容器２２の上端近傍
   迄積重ねられ、該保持皿３０内には上下をフエル
   ト層３５，３４で挟んで微粉状金属水素化物３３
   が層状に充填され 上記水素ガス流通管２３の管壁に設けられた水
   素通気孔３６は各保持皿３０内の下側フエルト層
   ３４の厚さの範囲内に設けられ、水素ガス流通管
   ２３の上端の開口は最上位の保持皿の上側フエル
   ト層２３内に開いていることを特徴とする水素回
   収・精製容器。