JPH01294501A - 水素ガス精製装置および精製方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、低純度水素ガスから水素吸蔵合金を用いて高
純度または超高純度の水素ガスを分離精製するための装
置と方法に関するものである。

［従来の技術］ 低純度水素ガスから、高純度水素ガスを分離精製する方
法として、水素吸蔵合金を利用する方法が知られている
。その原理は、まず低純度水素ガスを水素吸蔵合金を収
納した容器に導入し、水素ガスのみを吸蔵させる。吸蔵
後不純物ガスを多量に含んだ水素ガスが容器内空隙部に
存在するため、この残留ガスをまず容器内から排出させ
、その後水素吸蔵合金から脱蔵される水素ガスを高純度
で回収する方法である。

水素吸蔵合金としては粉末、表面をメツキ処理した粉末
および焼結成形体等を用いて、回収率および精製ガス純
度を高めるために、また操作の簡便化および低コスト化
を試みるためいくっがの方法が提案されている。

水素吸蔵合金を用いる場合、水素吸蔵合金の吸蔵反応が
発熱で、また脱蔵時は吸熱反応であり、かつその反応熱
量が大きいため、それらの熱量をいかに処理するかが水
素吸蔵合金を用いた水素ガス精製装置の最適な設計およ
び操作のポイントとなってくる。

水素吸蔵合金は、水素の吸蔵時には冷却し、あるいは脱
蔵時に加熱するもしくはその両方法を組み合わせて用い
ることにより、反応促進を図り装置の小型化、操作時間
の短縮が図られる。しかしそのために冷却装置、あるい
は加熱装置もしくはその両方を設置することになり、装
置が大規模かつ複雑となるため高価な装置とならざるを
えない。

水素吸蔵合金への水素吸蔵時の発熱量を脱蔵時の供給熱
量として利用する方法が提案されており、特公昭５９−
５３２０１号公報には一組の容器を熱交換可能な様に連
結する方法が、特公昭５９〜５３２０３号公報には熱媒
体を用いて吸蔵時の発熱量を回収しその熱媒体により脱
蔵時の合金に熱量を供給する方法等が提案されている。

しかしこれらは、合金と容器の内壁面とのいわゆる接触
面における伝熱について考慮されておらず、どちらの場
合も接触面における伝熱抵抗は非常に大きく、単位時間
あたりの伝熱量は小さいため、充分な熱交換効果は得ら
れにくい。

特に水素吸蔵合金の粉末を用いる場合は、容器内の粉体
層内の伝熱抵抗そのものも非常に大きく、かつ吸蔵時の
水素吸蔵合金の膨張を考慮して容器内に空隙部を空けて
おくため有効な伝熱面積が小さくなり、伝熱効率は非常
に低いものである。容器内充填層内の伝熱効率を上げる
方法として、特開昭５７−７１８０１号公報には容器内
に水素吸蔵に関与しない熱伝導性の良い他の金属粉体、
繊維等を水素吸蔵合金粉末に混ぜる方法が示されいるが
、上述の接触面における伝熱の問題までを解決するため
には充分な方法ではない。

上記のような従来方法では、水素吸蔵合金への水素吸蔵
時の発熱量の回収を行い、その熱量を脱蔵時の合金に供
給する方法はかなりの時間を要し、効率が悪い。

すなわち冷却装置を利用して水素吸蔵時の合金を冷却し
、加熱装置を利用して脱蔵時の合金を加熱する従来の方
法に比べ、水素の吸蔵および脱蔵ともにその反応速度は
小さくなり、単位時間当たり同じ水素流量を得るために
は、従来の方法に比べかなりの水素吸蔵合金量を必要と
する。

また粉末層内の伝熱抵抗を小さくし、伝熱面積を大きく
とるために粉末を小さな容器に小分けすることは容器の
数を増やすことになり経済的ではない。

また容器内に伝熱管を設置する方法は、接触面での伝熱
問題と共に容器内の合金粉末の膨張収縮に伴う粉末の複
雑な挙動により、伝熱管が破損する等の事態が予想され
、安全上の問題を生ずるおそれがある。

また合金への吸蔵時の発熱量を脱蔵時に利用する方法と
して、容器内に水素吸蔵合金と共に挿入しである蓄熱材
に蓄えておいて、脱蔵時にその熱量を利用する方法があ
る。特開昭５９−８８０２号公報には、水素吸蔵合金粉
末と蓄熱材両方を充填した容器、あるいは水素吸蔵合金
粉末と蓄熱用の粉末の混合物からなる焼結ベレットを充
填した容器を用いる方法が示されている。

この方法では、水素吸蔵時の容器内温度上昇および脱蔵
時の容器内温度低下が、前述の様な容器外部からの伝熱
による熱量の授受方法と比べて大きく、吸蔵時の温度上
昇による合金の水素吸蔵能力低下と、脱蔵時の温度低下
による水素脱蔵能力低下が避けられない。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の点に鑑みてなされるもので、その目的
は小型で簡単な水素精製装置と簡便な操作により低純度
水素ガスから高純度水素ガスを回収する水素ガス精製方
法を提供するものである。

［課題を解決するための手段および作用］水素吸蔵合金
の水素吸蔵時の発熱および水素脱蔵時の吸熱の両反応熱
に着目し、水素吸蔵時の発熱量を効率良く脱蔵に用いる
高純度水素精製装置を種々検討した結果、水素吸蔵合金
成形体を収納し、前記成形体と外郭を構成する保持容器
の内壁とを密着させるか、または前記成形体と外郭を構
成する保持容器の内壁の間隙に熱伝導性の良好な金属細
片を充填してなり、さらに水素ガスの導入口および導出
口を設け密閉可能とした水素吸蔵合金保持容器の複数本
を、熱媒体の入口および出口を備えた同一セル内に収納
した水素ガス精製装置を開発した。

本発明で用いる水素吸蔵合金保持容器は以下のような方
法で製作することができる。

水素吸蔵合金成形体は、例えばアーク溶解により溶製し
た水素吸蔵合金を、１００ρ程度に粉砕し、これに銅、
すず等の粉末や比較的融点の低い合金の粉末等のバイン
ダーを加えて良く混合した後、成形機にて所定の大きさ
に成形したもので、成形の過程においては加熱等の操作
を行う場合もある。

この様に成形された水素吸蔵合金成形体の熱伝導度は水
素吸蔵合金粉末の粉体層の熱伝導度よりはるかに大きく
容易に熱移動が行われる。またこの様に作成された成形
体は、水素吸蔵可能にするための活性化処理を行うこと
により体積が膨張するが、活性化により一度膨張した成
形体はその後の水素吸蔵あるいは放出による体積の膨張
、収縮等の体積変化をほとんど生じない。

成形体の形状は、その外形が容器内の形状よりやや小さ
い、すなわち容器の内壁がつくる形状と相似する形状で
あって、大きさがやや小さいものであることが好ましい
。

本発明に用いられる水素吸蔵合金は、これまで水素貯蔵
用として用いられている水素吸蔵合金であればどの様な
ものであってもよい。しかし成形体に加工し上記保持容
器に充填および水素吸蔵可能な様に活性化した後に、そ
の平衡解離圧が室温以上および１００℃以下の範囲内の
操作温度において２０気圧以下、好ましくは２〜８気圧
の範囲以内にあるものが望ましい。

水素吸蔵合金の保持容器への充填方法は、成形体と容器
との間で速やかに熱が伝わるように充填されることが望
ましく、成形体を直接容器の内壁に密着させる方法、お
よび成形体と容器の間に熱伝導性に優れた充填物を充填
する方法について鋭意検討を行った。

前者の方法として、成形体が水素吸蔵可能なように活性
化処理を行うことによりて膨張すること、また活性化に
より一度膨張すると吸蔵、脱蔵を行っても成形体の体積
がほとんど変化しないことに着目し、成形体の形状が容
器よりも若干小さめで、かつ活性化処理による膨張によ
って容器の内壁との間に隙間なく密着する程度の大きさ
の活性化処理していない成形体を充填し、その後活性化
処理を行って成形体を膨張させて容器の内壁に密着させ
る方法である。

後者の方法として、前記保持容器の内壁と水素吸蔵合金
成形体の間隙に熱伝導性の良好な金属細片を充填する方
法、あるいは内壁と水素吸蔵合金成形体の間隙に、熱伝
導性の良好な金属細片を充填した水素吸蔵合金保持容器
を容器ごと加熱する方法、あるいは予め水素吸蔵合金保
持容器より若干小さめに成形した水素吸蔵合金成形体に
活性化処理を施し、水素吸蔵合金成形体の体積膨張を行
わせた後、この成形体を水素吸蔵合金保持容器に入れ、
前記保持容器の内壁と水素吸蔵合金成形体の間隙に、さ
らに熱伝導性の良好な金属細片を充填し、保持容器ごと
加熱する方法等のいずれの方法であってもよい。

これらの方法は水素吸蔵合金と水素吸蔵合金保持容器を
極めて密着性良く充填することができると共に、水素吸
蔵合金の水素吸蔵放出特性に悪影響を及ぼさない方法で
ある。また活性化前または活性化後の水素吸蔵合金の成
形体の複数個を用い、そのまま、またはその間隙に熱伝
導性の良好な金属細片を充填してから、さらに水素吸蔵
合金保持容器ごと加熱することもできる。

水素吸蔵合金保持容器の内壁と水素吸蔵合金成形体との
間に充填する金属細片としては、金属粉末または金属箔
または短冊状等の金属片を単独あるいは混合して用いら
れる。その材料としては、アルミニウムＣＡＤ　）　、
銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｌ）等が挙げられる。

熱伝導性の良好な金属片の水素吸蔵合金に対する充填比
率としては、余分な熱容量を増加させないために５０ｗ
ｔ％以下が望ましい。この様に水素吸蔵合金および金属
細片等を充填させた後、水素吸蔵を可能とするための合
金の活性化処理による体積膨張により、更に密着性は増
大することができる。−度膨張した成形体はその後の水
素放出によっても体積の収縮はほとんど生ぜず、保持容
器との密着性は良好に保たれる。

上記の方法により水素吸蔵合金を充填された水素吸蔵合
金保持容器は、その容器内部の水素吸蔵合金と容器外部
の熱媒体との間の熱移動が、極めて速やかに行われるよ
うになる。このため、吸蔵時の発熱量のほとんどが水素
吸蔵合金から容器外部の熱媒体に速やかに移動し、脱蔵
時には熱媒体から熱エネルギーが速やかに供給される。

更に合金の水素吸蔵時の発熱量を吸収した熱媒体で、脱
蔵時の水素吸蔵合金に熱エネルギーの供給が効率良く充
分にできるようになった。

この様に反応熱の供給、除去が速やかに行われる様にな
ったため吸蔵、脱蔵の反応速度が大きくなり、短時間の
うちに大量の水素ガスを吸蔵させ、かつ大量の水素ガス
の脱蔵を行うことが可能となった。前述の構成により少
量の水素吸蔵合金で大量の水素ガスを精製分離すること
が可能となった。

水素吸蔵合金保持容器はその外表面に、フィンを取り付
けたものでもよい。また水素吸蔵合金保持容器は水素ガ
ス導入および導出のために前述の様に導入口、導出口を
別にして２本取り付けたものでも、管１本のみを取り付
けて導入口、導出口を兼用させて、バルブ、コック等の
操作により水素ガス導入および導出を行わせるものであ
っても良いが、高純度のガスを取り扱うのであるから、
精製操作中に接続ラインからの不純物成分の混入を防ぐ
ためにも、各ラインにバルブ等を取り付けて密閉可能の
構造とする。

水素吸蔵合金保持容器は、セルの中に、多管式熱交換器
の伝熱管のごとくに容管が平行になるように取り付けて
も良く、３本以上の水素吸蔵合金保持容器を用いる場合
は、熱エネルギーの有効利用のために吸蔵中の水素吸蔵
合金保持容器の隣には、脱蔵中の水素吸蔵合金保持容器
が交互に置かれるように設置されることが望ましい。

セル内に収納する水素吸蔵合金保持容器は、精製操作に
おいて吸蔵、脱蔵が同時操作されるように２系列に分け
る。故に収納する数は２本以上を必要とするが、同じ本
数ずつ２系列に分けることが望ましく、それ故偶数本を
収納することが好ましい。

多数の水素吸蔵合金保持容器を用いる場合の、系列ごと
の水素吸蔵合金保持容器の接続方法は並列、あるいは直
列もしくはその両方法を組み合わせた方法でも良いが、
両系列とも同じ接続方法であることが望ましい。

またセルの外表面は断熱材等で外部と熱的に遮断されて
いることが好ましいが、熱損失分は加熱装置を設けるこ
とにより、セルの熱媒体入口における熱媒体温度を所定
の温度に保つようにできる。

この加熱装置は補助的なものであり大容量は必要とせず
、加熱部は第１図の様にセルの外部にあって熱媒体を加
熱する方法でも良く、またセル内部にあって熱媒体を加
熱する方法でも良い。

セル内に熱媒体を循環させる駆動装置は、例えばセルの
外部にあってセルの熱媒体出口から熱媒体を抜きだして
セルの熱媒体入口から再び熱媒体をセル内に送り込むこ
とを連続で行う循環ポンプ等を用いても良い。またセル
内部に攪はん羽根等を設置しその羽根を回転させてセル
内の熱媒体を攪はん流動させる装置であってもよい。

セルはその内部に伝熱効率を増大させるためのじゃま板
等を取り付けたものでもよい。

熱媒体としては、前記操作温度範囲において液体のもの
であればよく、水、エチレングライコール、メタノール
等のアルコール類、シリコーンオイル、油等が好ましい
。

前記水素ガス精製装置の概略を第１図に示す。

前記水素ガス精製装置には、セル１２内空隙部の熱媒体
重６を循環させるための外部循環ポンプ２２と、熱媒体
の温度を所定の温度に保つための加熱装置２１が設置さ
れている。なおセル１２は、断熱材１３で外気と熱的に
遮断されている。また熱媒体の温度調整をするためには
、熱媒体人口１４付近で熱媒体の温度を測定することが
好ましい。

上記水素ガス精製装置の操作方法は、熱媒体を所定の温
度に加熱保持して、かつ前記循環ポンプ等でその熱媒体
をセル内に循環させながら、例えばまずバルブ２のみを
開として、セル内の一方の水素吸蔵合金保持容器４に低
純度水素ガスを導入口１７から加圧導入して、水素を充
分吸蔵させた後バルブ２を閉とする。それからバルブ３
．７のみを開として、水素吸蔵合金保持容器４からは水
素を脱蔵させて導出口１９より所定量を排気ガスライン
１１に放出させる。

この時は不純物を多く含んだ容器内空隙部内の残留した
低純度水素ガスがほとんどなのでこれを排気する。次に
脱蔵してくる高純度水素ガスを製品ガス回収管１０より
回収するためバルブ７を閉とした後バルブ６を開とする
。この間水素吸蔵合金保持容器５は原料ガス加圧による
水素吸蔵が行われている。

この様に脱蔵工程と吸蔵工程を同時に所定時間行ったの
ち全てのバルブを閉とする。次に水素吸蔵合金保持容器
４．５の脱蔵工程と吸蔵工程とを切り替えて、バルブ２
と９のみを開として、水素吸蔵合金保持容器５からは水
素を脱蔵させて導出口２０より所定量を排気ガスライン
１１に放出させ、不純物を多く含んだ容器内空隙部内の
低純度水素ガスを排気する。

次に貯蔵してくる高純度水素ガスを製品ガス回収管１０
より回収するためバルブ９を閉とした後バルブ８を開と
する。この間水素吸蔵合金保持容器４は原料ガス加圧に
よる水素吸蔵が行われている。

この様に工程の切り替え操作を繰り返すことにより、連
続的に高純度水素精製ガスを得る方法である。

また上記セルを複数個用いて、それぞれの熱媒体出入口
を接続して同一熱媒体を全セルに循環させてもよい。

〔実　施　例コ 実施例　ｌ Ｆｅ　−ＴＩ　　−Ｍｍ系水素吸蔵合金粉末に銅粉末を
３０重量％加えた円筒形の水素吸蔵合金成形体（外径１
ｇ、２＋＋ｍ、内径６．Ｏｖｒｒａ、高さｌＯｍの円筒
型）７２個（１，ｏｌｋｇ）を内径１８．９關、長さ８
Ｂ（至）の鋼管に充填して水素吸蔵合金保持容器とした
。その際に水素吸蔵合金成形体とその鋼管の間隙には銅
箔を充填して水素吸蔵合金と水素吸蔵合金保持容器とを
密着させた。また水素ガスの導入口と導出口を水素吸蔵
合金保持容器の両端に設けた。

上記水素吸蔵合金保持容器２本を、水素吸蔵可能なよう
に活性化処理を行った後、第１図に示す様に同一のセル
１２内に収納して、循環ポンプ２２により熱媒体１６を
循環させる。また熱媒体は、水を使用し熱媒体のセル人
口１４での温度を６５℃になるように、ポンプとセル入
口の間に設けられた加熱装置２１を通して加熱した後、
セル内に循環させた。

この時の水素吸蔵合金の水素平衡解離圧は４）ｃｇ／ｄ
Ｇである。

原料水素ガスには水素純度９９．９９％のガスを使用し
た。

９．８）ｃｇ／ｃｄＧで原料ガスを導入口より水素吸蔵
合金保持容器に入れて加圧吸蔵させ、脱蔵は容器内圧力
が約２．０ｋｇ／ｃＪＧになるまで放出させた。

まず連続精製操作を行う前にバルブ２のみを開にして水
素吸蔵合金保持容器４に水素を吸蔵させておいた。それ
から連続精製操作を開始してバルブ３．７のみを開にし
て、水素吸蔵合金保持容器５に水素を吸蔵させ、同時に
水素吸蔵合金保持容器４より水素を脱蔵放出させ、水素
吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり３Ｎｆｆ／ｓｉｎの放出量
で、２分間に水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり６Ｎｊ！
を放出排気させて、不純物濃度の高い水素ガスを除去し
た。

次にバルブ７を閉、６を開にして水素吸蔵合金成形体１
ｋｇ当たり３ＮＮ／ｍ１ｎの放出量で１２分間高純度水
素ガスの回収を行った。この後バルブ２゜９のみを開と
して水素吸蔵合金保持容器４に水素を吸蔵させ、同時に
水素吸蔵合金保持容器５より水素を脱蔵放出させ、水素
吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり３Ｎ！Ｉｗｉｎの放出量で
、２分間に水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり６Ｎｇを放
出排気させて不純物濃度の高い水素ガスを除去した。

次にバルブ９を閉、８を開にして水素吸蔵合金成形体１
ｋｇ当たり３Ｎｊ？／ｍｌｎの放出量で１２分間高純度
水素ガスの回収を行った。この様に操作を交互に繰り返
すことにより連続的に水素ガスを吸蔵、脱蔵させた。

１サイクル当たりの操作として、吸蔵を１４分間行って
、水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり４２Ｎｊ？／■１ｎ
を吸蔵させ、放出は水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり３
ＮＮ／ｓ１ｎの放出量で２分間に水素吸蔵合金成形体１
ｋｇ当たり６Ｎ！Ｉを放出排気させて不純物濃度の高い
水素ガスを除去した後、水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当た
り３ＮＪ！／ｓｉｎの放出量で１２分間高純度水素ガス
の回収を行った。

この結果９９．９９９９９％以上の超高純度水素ガスが
得られた。この時の水素回収率は８Ｂ％であった。

実施例　２ 実施例１と同様にして準備した水素吸蔵合金保持容器６
本を、活性化処理した後、３本−組をそれぞれ並列に連
結してＡ塔、他の３本−組も同様に並列に連結してＢ塔
として第２図に示すように同一セル内に設置した。

操作温度は６５℃、操作圧力も実施例１と同じ９．８ｋ
ｇ／ｃｄＧから約２．０ｋｇ／ｃｊＧまでとして、同様
に一方の水素吸蔵合金保持容器に吸蔵させている間に、
同時に他方より水素を脱蔵放出させる操作を交互に繰り
返すことにより連続的に水素ガスを吸蔵、脱蔵させた。

１サイクル当たりの操作としては、吸蔵を１４分間行っ
て、１２６Ｎｆｆを吸蔵させ、放出は水素吸蔵合金成形
体１ｋｇ当たり３ＮＮ／ｓｉｎの放出量で２分間に１８
ＮＮを放出排気させて不純物濃度の高い水素ガスを除去
した後、水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり３ＮＮ／ｓｉ
ｎの放出量で１２分間高純度水素ガスの回収を行った。

原料水素ガスには水素純度９９．９９％のガスを使用し
た。この時も純度９９．９９９９９％以上の超高純度水
素が、回収率８６％で得られた。

実施例　３ 実施例２と同様の水素吸蔵合金保持容器６本を、活性化
処理した後、３本−組をＡ塔、外の３本−組をＢ塔とし
て第２図に示すように同一セル内に設置した。

操作温度、操作圧力も実施例１と同じ６５℃、９．８　
ｋｇ／ｃｊＧから約２．０ｋｇ／ｃｄＧまでで、同様に
一方の水素吸蔵合金保持容器に吸蔵させている間に、同
時に他方より水素を脱蔵放出させる操作を交互に繰り返
すことにより連続的に水素ガスを吸蔵、脱蔵させた。

１サイクル当たりの操作としては、吸蔵を４分間行って
、水素ガス１０８Ｎｊ７を吸蔵させ、放出は水素吸蔵合
金成形体１ｋｇ当たり９Ｎｉｌ／ｍ１ｎの放出量で４０
秒間に１８Ｎｆｉを放出排気させて不純物濃度の高い水
素ガスを除去した後、水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり
９Ｎ１／ａｌｎの放出量で３分２０秒間高純度水素ガス
の回収を行った。

原料水素ガスには水素純度９９．９９％のガスを使用し
た。この時もまた回収された水素ガスは純度９９．９９
９９９％の超高純度水素であった。水素回収率は８３％
であった。

実施例　４ 実施例１と同じ＜Ｆｅ　−Ｔｆ　　−Ｍｍ系水素吸蔵合
金粉末に銅粉末を３０重量９６加えた円筒形の水素添加
吸蔵合金成形体（外径１８．２＋ａｌｓ内径８．０１１
１％高さ１０ｍｍの円筒型）７２個（１，０３）ｃｇ）
を、内径１８．６龍に調整した、長さ８Ｂａｎの鋼管に
充填して水素吸蔵合金保持容器とした。その際に水素吸
蔵合金成形体とその鋼管の間隙には何も充填せず、水素
ガスの導入口と導出口は前述の実施例１と同様に水素吸
蔵合金保持容器の両端に設けた。

上記水素吸蔵合金保持容器２本を、水素吸蔵可能なよう
に活性化処理を行って前述の水素吸蔵合金成形体を膨張
させて直接容器の内壁に密着させた。ガス精製操作時の
、操作温度、操作圧力も実施例１と同じ６５℃、９．８
ｋｇ／ｃシＧから約２．０ｋｇ／ｃｄＧまでで、同様に
一方の水素吸蔵合金保持容器に吸蔵させている間に、同
時に他方より水素を脱蔵放出させる操作を交互に繰り返
すことにより連続的に水素ガスを吸蔵、脱蔵させた。

１サイクル当たりの操作条件を実施例１と全く同じ条件
にて精製実験を行った。即ち吸蔵を１４分間行って、水
素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり４２Ｎｊ？　／ｗｉｎを
吸蔵させ、放出は水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当たり３Ｎ
ｊ２／ａ１ｎの放出量で２分間に水素吸蔵合金成形体１
ｋｇ−当たり６ＮＮを放出排気させて不純物濃度の高い
水素ガスを除去した後、水素吸蔵合金成形体１ｋｇ当た
り３Ｎ、９／ｓｉｎの放出量で１２分間高純度水素ガス
の回収を行った。

この結果９９．９９９９９％以上の超高純度水素ガスが
同様に得られた。

［発明の効果］ 本発明によれば、伝熱効率が非常に高くなるため、水素
ガス脱蔵促進のための加熱装置および吸蔵促進のための
冷却装置を用いることなく、放熱等による熱媒の熱損失
分を補う程度の小規模な加熱装置があればよく、また水
素吸蔵合金の単位重量当たり約２倍以上の水素脱蔵およ
び吸蔵の高速処理が可能となるため、少量の水素吸蔵合
金による小規模で簡略化された低コストの高すイクル運
転ＰＳＡ装置および操作が実現できる。また本発明によ
り純度９９．９９％の原料ガスから９９．９９９９９％
以上の高純度水素ガスを高回収率で精製分離することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）および第２図は本発明の高純
度水素ガス精製装置の概略図および断面図である。 １・・・原料ガス供給ライン ２、　３．６．　７．８．　９・・・バルブ４．５・・
・水素吸蔵合金保持容器 １０・・・高純度ガス回収ライン １１・・・低純度水素ガス排気ライン １２・・・セ　ル　　　　　　　１３・・・断熱材１４
・・・熱媒体人口　　　　　１５・・・熱媒体出口１６
・・・熱媒体　　　　　　　１７．１８・・・ガス導入
口１９、２０・・・ガス導出口　　　２１・・・熱媒体
加熱装置２２・・・熱媒体循環ポンプ 代　理　人　　弁理士　　茶野木　立　夫第１図 （α） 第２図 手続補正書（自発） 昭和６３年６月２１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水素吸蔵合金成形体を収納し、前記成形体と外郭を
   構成する保持容器の内壁とを密着させるか、または前記
   成形体と外郭を構成する保持容器の内壁の間隙に熱伝導
   性の良好な金属細片を充填してなり、さらに水素ガスの
   導入口および導出口を設け密閉可能とした水素吸蔵合金
   保持容器の少なくとも２本以上を、熱媒体の入口および
   出口を備えた同一セル内に収納した構造を特徴とする水
   素ガス精製装置。 ２、セル内の熱媒体を循環させる駆動装置を設けた請求
   項１記載の水素ガス精製装置。 ３、熱媒体の加熱装置を設けた請求項１または２記載の
   水素ガス精製装置。 ４、水素吸蔵合金成形体を収納し、前記成形体と外郭を
   構成する保持容器の内壁とを密着させるか、または前記
   成形体と外郭を構成する保持容器の内壁の間隙に熱伝導
   性の良好な金属細片を充填してなり、さらに水素ガスの
   導入口および導出口を設け密閉可能とした水素吸蔵合金
   保持容器の少なくとも２本以上を、熱媒体の入口および
   出口を備えた同一セル内に収納した水素ガス精製装置を
   用い、前記セル内の一方の水素吸蔵合金保持容器に低純
   度水素ガスを導入口から加圧導入して水素を吸蔵させる
   工程と、他方の水素吸蔵合金保持容器からは水素を脱蔵
   させて導出口より流出する高純度水素ガスを回収する工
   程を同時に行うことを特徴とする水素ガス精製方法。 ５、熱媒体を所定の温度に保持して、セル内に循環させ
   る請求項４記載の水素ガス精製方法。 ６、定期的に水素吸蔵合金保持容器の水素を吸蔵させる
   工程と、水素を脱蔵させる工程を切り替えて繰り返すこ
   とを特徴とする請求項４または５記載の水素ガス精製方
   法。