JPH03146112A - 化学的空気分離方法 - 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） 本発明は溶融アルカリ金属塩を用いて空気から窒素と酸
素を化学的に分離する方法に関し、さらに詳しくはアル
カリ金属硝酸塩またはアルカリ金属亜硝酸塩を用いて高
温高圧の下で空気から窒素と酸素を分離するに際して、
その分離用装置に用いられる耐食性材料に関するもので
ある。

（従来の技術〉 溶融したアルカリ金属の硝酸塩および亜硝酸塩を用いて
空気から酸素富化ガスと窒素富化カスとを分離する方法
は化学的空気分離方法として既に知られており、例えば
米国特許第４１３２７７６号、第１１４２１５３１号、
第４４２１５３０号、第４３／１０５７８号、第４２８
７１７０号、第４５２１３９８号、第４５２６７７５号
、第４６２９５５７号、第４５６５６８５号、第４６１
７０２９号、第４８０００７０号、第４６１７１８２号
、第４７４６５０２号および第４７０８８６０号等に記
載されている。

上記米国特許においては、該空気分離法に使用される機
器用の合金として鉄を含むニッケルーアルミニウム合金
が多数知られており、これらの合金は一般に２５モルパ
ーセントまたはそれ以下のアルミニウムを含有している
ことについても知られている。例えば、米国特許第４６
１２１８５号ごく少量のハフニウムとジルコニウムを含
み、さらに鉄６乃至１２％を含むＮｉ３ＡＮ合金につい
て開示されており、米国特許第４７１１７６１号には少
量のホウ素と６乃至１６重量％の鉄を含むＮｉ３ＡＮ合
金についての記載がある。

またさらに、米国特許第４７２２８２８号にはＮｉ３Ａ
Ｎ合金にイＴ効星の４Ｂ族元素を加えることによって高
温強度を増大し得ること、十分な量の鉄または稀土類元
素を加えることによって高温加工性が改善されること、
および十分な量のホウ素を加えることによって合金の可
鍛性が高まること、その場合の鉄含有量は１４．５乃至
１７．５重量％が適当であること、またこの合金は耐酸
化性に優れていることなどが記載されている。

米国特許第４７３１２２１号には、はぼ３分子のニッケ
ルと１分子のアルミニウムの比率のアルニッケルーアル
ミニウム化合物にクロムを添加して高温雰囲気における
可鍛性を高め得るとともに酸化性雰囲気中でいて優れた
耐酸化性を示す合金について開示されており、その一つ
の実施態様としてアルミニウム１７乃至２０分子パーセ
ント、鉄９乃至１６分子パーセントを含むニッケル合金
が記載されている。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記した刊行物に記載されている種々の
合金は、これを酸化物、過酸化物および超酸化物等の存
在のもとで行なわれる溶融アルカリ金属硝酸塩または亜
硝酸塩を使用しての化学的空気分離方法における機器材
料として用いた場合においては、該溶融塩を含む環境に
対する腐食速度が実用上容認できる範囲である１０ミル
（１ミルは０．００１インチ）７年より遥かに高い値を
示すことから実際上問題があった。

本発明はアルカリ金属硝酸塩または亜硝酸塩による溶融
塩を使用した化学的な空気分離方法において器材用とし
て使用される合金における従来の問題点を解決し、腐食
速度が少なくとも実用上容認される値の１０ミル／年以
下となる上うな優れた耐食性をイｆする合金による空気
分離方法を提供することを目的とするものて゛ある。

（課題を解決するための手段〉 本発明は上記目的を達成するためになされたものであり
、空気を酸素受入用の溶融塩に接触させることにより該
溶融塩に選択的に酸素を吸収させることによって窒素富
化ガスを得、しかる後酸素受入用の溶融塩に吸収された
酸素を該溶融塩から放出させることによって酸素富化ガ
スと再生溶融塩を回収するような方式の空気からの窒素
と酸素の化学的分離方法において使用する器材用合金で
あって、少なくとも２８分子パーセントのアルミニウム
とニッケル＝ｉたは鉄またはその両者との金属間化合物
からなることを特徴とする化学的空気分離方法において
器材用としてｆ重用する合金および該合金を使用して化
学的に空気から酸素と窒素を分離する方法に係るもので
ある。

本発明の合金における金属間化合物中のアルミニウムの
好ましい含有範囲は２８〜５０分子パーセンＩ〜である
。しかして、該金属間化合物は少なくとも２８８モルバ
ーセンへのアルミニウムを含む鉄−アルミニウム化合物
、もしくは少なくとも２８モルパーセントのアルミニウ
ムを含むニッケルーアルミニウム化合物であることが好
ましい。

また、本発明の金属間化合物合金においては合金の可鍛
性および高温強度を増加させるために該金属間化合物に
さらに適量のホウ素、ハフニウムおよび／またはジルコ
ニウムを加入させることが好ましい。

該合金を使用した本発明による空気分離方法における好
ましい操業温度範囲は約４５０〜１２５０″Ｆ（約２３
３〜６７８℃〉である。また好ましい酸素受入用の溶融
塩はｔ／ａｆ１．で約１％の酸化バリウムおよび約０．
４％の過酸化ナトリウムを含む約５０％ナトリウムと約
５０％カリウムの各硝酸塩および亜硝酸塩からなるもの
であり、好ましい金属間化合物合金は少なくとも２８８
モルバーセンへのアルミニウムを含む鉄−アルミニウム
化合物、若しくは同モルパーセントのアルミニウムを含
むニッケルーアルミニウム化合物あるいはその両者から
なるものである。

本発明をさらに具体的に述べると本発明の方法は４５０
〜１２５０°Ｆの温度範囲、４〜２００　ｐｓｉｇの圧
力範囲において種々の酸化物、過酸化物、超酸化物を含
むアルカリ金属硝酸塩および亜硝酸塩の溶融塩に空気を
接触させて、該空気から酸素を吸収することにより少な
くとも一部の硝酸塩を亜硝酸塩に酸化して無酸素ガス流
を得、次に溶融液に減圧または昇温することによって少
なくとも一部の亜硝酸塩をｉｉ’ｉ酸塩に還元して溶融
塩から吸収された酸素を放出して酸素富化ガスを得ると
ともにさらに空気と接触させるための溶融塩を再生回収
する工程を繰返すことによって空気から酸素を連続的に
分離取得する方法において、該方法をアルミニウ１１２
８〜５０分子パーセントを含む鉄−アルミニウム化合物
およびニッケルーアルミニウム化合物のうちから選ばれ
た耐食性金属間化合物合金によって作成した装置を使用
して行なうことを特徴とするものである。

（作用〉 本発明は酸素受入用の溶融塩に空気中の酸素を選択的に
反応吸収させる化学的空気分離方法において、これに使
用される機器、例えば反応容器、移送樋、ポンプ、熱交
換用面材、吸収および放出容器その他の関連装置におけ
る改良構造材を提供したものである。

さらに本発明において行なわれる酸素吸収方法は従来行
なわれている冷凍による空気分離方法に代わって、酸素
含有ガスから酸素ガス、酸素富化ガス、窒素富化ガス等
を分離取得する方法を提供するものである。

次に本発明において行なわれる化学的な空気吸収分離方
法の概要について説明する。本発明においては、酸素吸
収のために使用される酸素受入用物質としてＮａ、　　
Ｋ、　Ｂａ、Ｃａ、　Ｃｓ、　Ｒｂ、　Ｈｇ、Ｓｒおよ
びＲｅの硝酸塩および亜硝酸塩を組合せたもの、あるい
はこれにこれらの金属の酸化物、過酸化物および超酸化
物等を触媒物質として溶融状態で供給することによって
容易に空気の如き、酸素含有カスから連続的に酸素の分
離を行なうことができる。

好ましい酸素受入用溶融塩は、アルカリ金属カチオンと
してほぼ１００％に近いナトリウノ＼と、少量のリチウ
１１およびカリウムを含むアルカリ金属の蛸酸塩および
亜梢酸塩の混合物からなるものであり、また該溶融塩に
はこれ以外のアルカリ金属カチオンとしてご゛く微量の
ルビジウｌ＼および゛セシウムを含むこともある。また
さらに、他のカチオン特にバリウム、カルシウム、スト
ロンチラノ、およびマダイ・シウムの如きアルカリ土類
金属のカチオンを含んでもよい。これに加えてこの酸素
受入用溶融塩には５０モルパーセント以上のアルカリ金
属の酸化物過酸化物および超酸化物を組合わせて含有さ
せることもでき、それらの化合物の含有量は反応温度に
依存して定められ、本方法の操業中混合物を形成し且つ
維持される。

この他酸素受入用として使用される物質とじては、Ｂａ
Ｏ、Ｈｎ０３、ＣｕＣＪ！ｚ　、ＳｒＯ、ｌ１ｇ、Ｐｒ
−Ｃｅ酸化物、Ｃｒ２Ｏ３，５ｒＣｒ０４、フルオミン
、サルコミン、ヘモグロビンおよびフォスフイノ−マン
ガン錯体を含む溶液等が挙げられる。

本発明においては上記したような各物質を使用して化学
的空気分離を行なうのであるが、その実施に際して考慮
すべき重要且つ基本的な条件は酸素分圧の平衡について
である。即ち本発明の方法においては上記の酸素受入用
溶融塩における酸素分圧は吸収後のガスまたは空気中に
おける酸素分圧よりも低くすることが重要である。これ
は、このことによってはじめて酸素受入用物質と空気ま
たは酸素含有ガス中の遊ｗＥ酸素との反応が可能となる
からである 本発明の方法においては当然のことながら反応温度、接
触力、滞留時間および圧力等の反応条件を調整すること
によって遊離酸素と酸素受入用物質との反応を好ましい
速度に調整することができる。しかしながら、反応条件
を幾ら整備しても、空気または酸素含有ガス中の酸素分
圧が受入用物質中の酸素分圧と等しくなれば、この平衡
点を超えて反応がさらに進行することは熱力学上あり得
ないのである。若し完全に平衡状態となる場合には、本
方法によって排出される無酸素ガス中の酸素分圧は受入
物質中の酸素分圧力と等しくなり反応は進行しない。か
くして、若し流入する空気または酸素含有ガス供給流中
の酸素分圧が酸素受入物質中の酸素分圧よりも僅かに高
い程度であれば、空気または酸素含有ガス流の反応によ
る酸素の受入用物質への結合量も僅かになってしまうし
、著しく高い場合には大部分の酸素は反応に与かり、多
量の酸素が酸素受入用物質に結合されることになるので
ある。

次に酸素受入用物質の酸化後の工程においては酸素受入
用物質は、酸素分圧が酸化後の受入用物質のそれより低
い雰囲気中に曝される。この場合において受入用物質か
らの酸素脱出性は雰囲気からの酸素脱出性よりも大きい
ために、受入用物質は分解を越こし遊Ｎ酸素を放出する
ようになる。

この反応に必要な低酸素分圧雰囲気は大気を真空装置で
減圧することによって得られる。この場合受入用物質に
希薄窒素ガス駆逐を施せば比較的純粋な酸素を収集する
ことができるし、空気または水蒸気駆逐を行なう場合に
はそれなりの不純物をもった酸素を収集することができ
る。

酸化反応と同様に分解反応もまた望ましい反応速度に調
整する必要がある。この場合工程経済的にいうならば再
反応は等しい反応速度条件に近ずくようにすればよい。

これによって、吸収された酸素量に見合った量の酸素を
放出できるからである。しかしながら分解反応において
は該反応によって収集されるガスの酸素分圧は分解進行
中の受入用物質の酸素分圧を超えてはならない。

本発明は、米国特許第４４２１５３１号、第４４２１５
３０号、第４１３２７６６号、第４３４０５７８号、第
４２８７１７０号、第４５２１３９８号、第４５２６７
７５号、第４６２９７７５号、第４５６５６８５号、第
５６１７０２９号、第４８０００７０号、第４６１７１
８２号、第４７４６５０２号および第４７０８８６０号
に記載された方法のうちの一つ以上において行なわれる
化学的分離方法におけるアルカリ土属硝酸塩または亜硝
酸塩の存在のもとで低い腐食性を有する楢造林を提供を
することによって工程方法を改良することを指向するも
のである。

上記したこれらの米国特許においては、酸素受入用物質
を使用した分離方法の熱力学について詳細に述べられて
いる。また、空気等の酸素含有カス供給流からの酸素の
分離回収について幾つかの基本的な工程の詳細について
記述されている。

これらの米国特許における化学的分離方法に関する原理
の多くは本発明の方法における分離方法の原理に一致す
るものであるので、ここでは詳しい説明を省く。従って
これらについては上記の刊行物の記載を参考にされたい
。

上記したような化学的空気分離方法において、これに使
用する装置用材料は一般的にはセラミ・ンクスよりも金
属が使用されるが、これら従来使用されている金属材料
は高温高圧の作業条件下においては溶融塩の有する腐食
性雰囲気によって、操業を継続するに耐えられない相当
量の酸化と腐食を生ずる。また、これに加えて種々の触
媒酸化物や酸素分離工程において生じた酸素は装置用材
料の維持のために好ましくない環境をかもしだす。

これらの従来から使用されている金属材料のうちには後
述する実施例において記載されるような５Ｓ−３１６（
Ｆｅ−１２Ｎｉ−１７Ｃｒ−２，５Ｎｏ）のようなステ
ンレススチール、インコネル６００　　（Ｎｉ−１５，
５ｃｒ８Ｆｅ）、インコロイ８００　　（Ｆｅ−３２，
５Ｎｉ　−２１ＣｒＯ，４Ａｆり等の合金が含まれる。

ジルコニウム、特に純度の高いジルコニウムおよびハフ
ニウムは装置用金属材料として用いた場合に優れた耐食
性を示すが、これらの金属を酸素分離工程用の容器とし
て使用するには、その高い価格および劣悪な機械加工性
のために経済的でない。

実際にアルカリ金属硝酸塩および亜硝酸塩による溶融塩
を酸素受入物質として使用した化学的空気分離方法が、
従来の空気分離法に比べて経済的に有利であるようにす
るためには、２０年間のプラント寿命を持たせるために
腐食速度１０　ＭＰＹ　（ミル７年〉以下であるような
機器構成材料を確保しなければならない。

本発明は上記したような基準に対応するような画期的な
対溶融塩耐食性をもった金属材料を提供に成功したもの
であり、具体的にはニッケルおよび／または鉄およびア
ルミニウムを含み、さらにホウ素、ハフニウム、または
ジルコニウムのような少量元素を含み、且つ合金中のア
ルミニウム含有量を２８原子パーセント、好ましくは２
８〜５０原子パーセントになるように構成した化学的空
気分離方法における各種機材に用いられる合金材料であ
る。

（実施例） 次に本発明の効果を明らかにするために行なった幾つか
の実施例について説明する。

実施例１ 本実施例１は、化学的空気分離方法において酸素受入用
に使用される溶融塩に対する耐食性に及ぼす本発明合金
中のアルミニウム含有量の影響を調べたものである。

被試験合金材料としてアルミニウム含有量（モル％）を
第１表に示すような含有割合で変化させた鉄−アルミニ
ウム金属間化合物合金を使用し、溶融塩は１２５０″Ｆ
（約６７０℃）に溶融し、酸素分圧を２０　ｐｓｉｇに
なるように調整した硝酸ナトリウム５０％、硝酸カリウ
ム５０％を含む溶融塩に、さらに触媒物質として酸化バ
リウムおよび／または過酸化ナトリウムを添加割合を第
１表に示すような含有割合で変化させて少量宛添加した
ものを使用して、合金の腐食減量の経時変化（ＨＰＹ）
を測定することによって、腐食速度試験を実施した。

その結果を第１表に示す。

１％ＢａＯ＋ モル％　　　１％ＢａＯ旦ユ２！Ｎ塁２９２　１％Ｎａ
ｘＯ□　　　０．２％Ｂａ０２６　　　３５　　　３９
　　　　８３　　　　　４９８３４ ３０　　　３　　　３　　　　５０　　　　　６３４　
　　２　　　３　　　　４８　　　　　２３り　　　　
１　　　１　　　　１８　　　　　１４０　　　１　　
　１　　　　４９　　　　　１第１表の結果から明らか
なようにアルミニウム、合金中の含有アルミニウムを２
８％以上少なくとも４５％まで増加させた場合には、１
％のＮａ２Ｏ２を添加した溶融塩を除き、種々の酸化物
の添加物を含イｊ゛する酸素受入用溶融塩中における合
金の腐食速度が減少すること、即ち耐食性が改善される
ことが判かる。

また第１表の結果において１％Ｎａｙ０２を添加した溶
融塩に対しては全てのアルミニウム含有量の鉄−アルミ
ニウム合金における耐食性が劣化することから、本発明
による合金を使用した酸素分離方法を行なうに当たって
は溶融塩中への添加物質およびその濃度調整を適切に選
択調整する必要があることをも示している。

実施例２ 本実施例２は本発明の合金を使用した場合における合金
の腐食速度に及ぼす溶融塩温度の影響を調べたものであ
る。

使用合金は実施例１に使用したものと同様のアルミニウ
ム含有量を有する鉄−アルミニウム合金を用いた。

また溶融塩には１００％ＮａＮＯ３に触媒物質としてＢ
ａＯを１％添加し、さらに酸素分圧を２０　ｐｓｉｇに
調整したものを用い、溶融塩温度を１２５０’Ｆ　（約
６７００Ｃ）および１３００’Ｆ　（約７０５℃〉の２
水準に変化させた場合における被試験合金の腐食速度（
ＨＰＹ）の測定を行なった。

その結果を第２表に示す。

第 表 ２３５ ４　　　　　４９ ２９ １８ ５　　　　　１６ １１ 第２表の結果は溶融塩温度が１２５０″Ｆの場合には全
てのアルミニラ１１含有範囲の合金において腐食速度は
きわめて低い値が示されるのに対して、溶融塩温度か１
３００’Ｆの場合にはアルミニウム含有量か最高値であ
る場合を除き、腐食速度が高い値を示すこと、即ち本発
明の合金を使用する場合において合金の腐食速度を再現
性よく好ましい値以下にするためには溶融塩温度を本発
明の温度以下にすることが重要なことが判かる。

実施例３ 本実施例３においてはアルミニウム含有量５０原子パー
セントのニッケルーアルミニウム合金について、使用溶
融塩、触媒種類、実施温度および圧力の合金腐食速度に
及ぼす影響を調べた。

その結果を第３表に示す。

５ＯＮａ１５０Ｋ　　１％Ｎａ２Ｏ□ １００Ｎａ　　　　１％Ｎａ２Ｏ□ １００Ｎａ　　　　１％Ｂａ０ １００Ｎ８　　１％ＢａＯ＋２％Ｎａ２０ｚ２５０ ２５０ ２５０ ２５０ １５．０ ２０、０ ２０、０ ２０、０ 第３表の結果から溶融塩と触媒の組合せが合金の腐食速
度に大きな影響を及ぼすことが判かる。

実施例４ 本実施例４はニッケルーアルミニウム合金中のアルミニ
ウム含有量が本発明合金において示されたアルミニウム
含有量よりも低い合金を使用した場合の合金の腐食速度
を示したものである。

第 表 ｗｔｘ　　ａｔｍ、％　ｗｔｘ　　ａｔｍ、ｘ　　ｗｔ
ｘ　ａｔｍ、％８８．０８　７７．８　８２．８８　７
４．８　８１．９８　７４．２１１．３　　２１．７　
　８．５　　１６．７　　８．５　　１６．７？、８　
　７．９　　７．８　　８．００．６　　０．３　０．
８　　０．５　　１．７　　１．００．０２　０．１　
　０．０２　　０．１　　０．０２　　０．１第４表の
結果より、本発明の合金よりアルミニウム含有量の低い
ニッケルーアルミニウム合金における腐食速度は著しく
高く、本発明におけるような空気分離方法においては使
用できないことが判かる。

実施例５ 本実施例５においてはニッケルのみを純度を変えて使用
した場合の腐食速度を調べて結果を第５表に示した。

組成 ｗｔ％Ｎ＋−２０Ｏ Ｎ＋　　９９．０ ＣＤ、０７５ Ｓ　　Ｏ，０００７ 腐食速度 Ｎ　＋　−２０１ ９９、Ｏ Ｏ，０２５ ０、００１３ １−２７０ ９９、９７ ０，０２０ ０，００１３ Δ社料 ９９、９９７５ ０、００７３ ０、００１９ 実施例６ 前記した米国特許中には化学的空気分離法の機材用合金
として種々のニッケルーアルミニウム合金が記載されて
いるが、これらの合金は全てがニッケル対アルミニウム
の原子比が３：１、即ちアルミニウム含有量が２５原子
％以下のＮｉ３Ａ、Ｑ金属間化合物に基く合金である。

しかるに本発明における合金はアルミニウム含有量２８
原子％以上、好ましくは２８−５０原子％を含むＮｉＭ
！金属間化合物を基礎とするものである。

本実施例６においては、本発明の合金と従来合金につい
て、種々の酸素分離条件下での腐食状況の違いについて
調べたものである。

第 実験Ｎｏ、　　　１８１−１ 溶融蟲 Ｎａ−ａｔｍ％　　　５０ に−ａｔｍ％　　　５０ 触媒毀さ Ｎａ２０ｚ　　　　　Ｏ，２ Ｂａ０　　　　　０ 試独泉佳 温度’Ｆ　　　１２５０ ガス　　　　０２ 圧力　　　　ａｔｍ 槁美迂世）Ｙ） Ｎ＋、Ｑ　　　　　８ ８１−２ ８１−３ ８１４ ６１−５ ８１−５ ０ ０ ５０　　　４９．５　４５．９　４５．９５０　　　４
９．５　４５．９　４５．９２５０ ２５０ ２５０ ２５０ ２５０ ０□　　０□　　　０゜　　０゜　　　０゜ａｔｍ　　
　ａｔｍ　　　ａｔｍ　　　ａｔｍ　　　ａｔｍ備考：
溶融塩（計瑠俊塩＋亜硝酸塩 第６表の結果から、従来のＮｉ３Ａ、Ｉｌ金属間化合物
に基く耐食ニッケルーアルミニウム合金は硝酸アルカリ
および亜硝酸アルカリ溶融塩に対する腐食速度において
、本発明のＮｉＭ金属間化合物に基くニッケルーアルミ
ニウム合金、即ちアルミニラ１１含有星が２８％以上で
ある合金に比べて遥かに大きいことが判かる。即ち、本
発明の合金は第６表に見られるあらゆる秤類の化学的空
気分離条件に対して、腐食速度１０　ＨＰＹ以下という
要求限界値を満たずのに対し従来合金は、この限界値よ
り遥かに外れた値で合格しないのである。

また、鉄−アルミニウｌ＼合金についてもこれと同様の
実験を行なったが、鉄−アルミニウム合金の場合におい
ても同様の結果が確認された。

これは鉄、ニッケルが周期律表における同じ第８族遷移
金属群に該当することからも予期されたことである。以
上、本発明の実施例はそれぞれその結果を示す各表に記
載されたように、金属試験片を適当な組成、温度および
圧力を有するように調製された循環溶融塩を使用して行
なわれたものであって、各表のデータから本発明の合金
、即ちアルミニウムを２８モルパーセント以上含有する
鉄、ニッケルーアルミニウム金属間化合物からなる合金
はアルカリ金属の硝酸塩および亜硝酸塩を用いた化学的
空気分離法における環境において、例えばニッケルとア
ルミニウムの分子比が３：１であるようなＮｉ３Ａ、ｌ
ｌの如き従来既知のニッケルーアルミニウｌ＼耐食性合
金に較べて予期以上の適応性を有しており、これら本発
明の鉄−アルミニウム合金およびニッケルーアルミニウ
ム合金による構造材によって作られた化学的空気分離用
の酸素受入装置等の機材はその作業環境下における腐食
速度を著しく低減することができるので、この方法にお
ける問題点を充分に解決し得るものである。

本発明のアルミニウム２８モル％以上を含有する鉄−ア
ルミニウムおよびニッケルーアルミニウム合金は、反応
容器、樋、撹拌翼、ポンプハウジング、バルブ、熱交換
機部材、酸素吸収装置、放出装置その池水発明の溶融塩
による空気受入物質を用いた空気分離方法に使用される
総ての機器に加工することができる。そしてこれらの加
工品は金属間化合物による構造物として、あるいは従来
使用されている構造材に被覆しまたは複合楢造材として
使用することができる。

また本発明による鉄−アルミニウム、またはニッケルー
アルミニウム合金は化学的空気分離における温度、圧力
、酸素条件等によって、より一層厳格に構造物の耐食性
が要求されるような部分、例えば高レベルの酸素の接触
が予期されるような酸素吸収装置、高温で運転されるこ
とが予見される酸素放出装置や熱交換器、あるいはポン
プや撹拌翼および狭小な径の樋のように溶融塩との接触
流速の高い部分などに選択的に使用することも可能であ
る。

（発明の効果） 以上述べたように本発明は従来耐食性において問題を有
していたアルカリ金属溶融塩を酸素受入物ｉｉとする化
学的空気分離方法に使用する装置に用いられる金属材料
について、２８モルパーセント以上のアルミニウムを含
有する鉄−アルミニウムおよび／またはニッケルーアル
ミニウム金属間化合物合金を使用することによって、従
来にない優れた耐食性を発揮させることができたもので
あって、工業上優れた発明であるといえる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気を酸素受入用の溶融塩に接触させて、該溶融
   塩に酸素を選択的に吸収させることにより該空気から窒
   素富化ガスを分離所得する工程と、酸素を吸収した酸素
   受入用の溶融塩から酸素を放出させて酸素富化ガスを分
   離所得するとともに再生溶融塩を取得する工程からなる
   化学的に空気から窒素と酸素を分離する方法において、
   該方法を少なくとも２８分子パーセントのアルミニウム
   と残部がニッケル、または鉄またはその両者との金属間
   化合物からなる合金によって作られた装置中で行なうこ
   とを特徴とする化学的空気分離方法。
2. （２）アルミニウム含有量が２８〜５０分子パーセント
   である請求項１記載の化学的空気分離方法。
3. （３）金属間化合物合金は有効量のホウ素、ハフニウム
   および／またはジルコニウムを付加的に含有する請求項
   １記載の化学的空気分離方法。
4. （４）温度が１２５０゜Ｆ（約６５７℃）までで行なわ
   れる請求項１記載の化学的空気分離方法。
5. （５）酸素受入用物質がアルカリ金属の硝酸塩および亜
   硝酸塩の溶融塩である請求項１記載の化学的空気分離方
   法。
6. （６）溶融塩が概量で、５０％のナトリウムおよび５０
   ％のカリウムの各硝酸塩および亜硝酸塩、１％の酸化バ
   リウムおよび０．４％の過酸化ナトリウムからなるもの
   である請求項５記載の化学的空気分離方法。
7. （７）アルカリ金属が概量で１００％のナトリウムであ
   る請求項５記載の化学的空気分離方法。
8. （８）金属間化合物合金が少なくとも２８分子パーセン
   トのアルミニウムを含有するニッケル−アルミニウム化
   合物である請求項１記載の化学的空気分離方法。
9. （９）金属間化合物合金が少なくとも２８分子パーセン
   トのアルミニウムを含有する鉄−アルミニウム化合物で
   ある請求項１記載の化学的空気分離方法。
10. （１０）空気を種々の酸化物、過酸化物および超酸化物
    を含むアルカリ金属の硝酸塩および亜硝酸塩からなる溶
    融塩に、温度範囲４５０〜１２５０゜Ｆ（約２１２〜６
    ５６℃）、圧力範囲４〜２００ｐｓｉａで接触させ、空
    気中の酸素を吸収させ殆ど酸素を含まないガス流を得る
    ことによって、少なくとも一部の硝酸塩を亜硝酸塩に、
    酸化物を過酸化物にまた過酸化物を超酸化物に還元する
    工程、圧力を低下させることおよび／または温度を低下
    させることによって、少なくとも一部の亜硝酸塩を硝酸
    塩に、超酸化物を過酸化物にまた過酸化物を酸化物に還
    元することによって溶融塩に吸収された酸素を放出させ
    、酸素富化ガスを得るとともにさらに酸素に接触させる
    ための溶融塩を再生循環させる工程を交互に繰返すこと
    によって、空気から酸素を連続的に分離取得する方法に
    おいて、該方法を概量２８〜５０分子パーセントのアル
    ミニウムを含む鉄−アルミニウム化合物、ニッケルアル
    ミニウム化合物からなる群から選ばれた耐食性金属間化
    合物合金からなる合金によって少なくともその一部が構
    成されている装置を使用して行なうことを特徴とする化
    学的空気分離方法。