JPS61157324A - 高純度水素精製装置 - Google Patents
高純度水素精製装置Info
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- JPS61157324A JPS61157324A JP59274808A JP27480884A JPS61157324A JP S61157324 A JPS61157324 A JP S61157324A JP 59274808 A JP59274808 A JP 59274808A JP 27480884 A JP27480884 A JP 27480884A JP S61157324 A JPS61157324 A JP S61157324A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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。
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２例えば核融合炉燃料給排気系における不純物
の除去工程や半導体プロセス等に利用され得る高純度水
素精製装置に関するものである。
の除去工程や半導体プロセス等に利用され得る高純度水
素精製装置に関するものである。
従来の技術
従来、高純度水素の製造法としてノくラジウム合金膜を
用いたものが知られており、この方法はノくラジウムの
水素透過性が極めて大きいことを利用して不純物と水素
との分離を行なうものである。
用いたものが知られており、この方法はノくラジウムの
水素透過性が極めて大きいことを利用して不純物と水素
との分離を行なうものである。
すなわちパラジウム系合金の膜を、加熱し、この膜を介
して不純物を含んだ水素ガス中の水素のみ透過させ、高
純度の水素を精製するものであり、この方法は今：日量
も高純度の水素を得ることのできる方法であるとされて
いる。
して不純物を含んだ水素ガス中の水素のみ透過させ、高
純度の水素を精製するものであり、この方法は今：日量
も高純度の水素を得ることのできる方法であるとされて
いる。
ところでパラジウム合金膜を用いた従来の水素精製装置
としてはＰｄ−Ａｇ合金膜管の一端を直接ステンレス製
等の本体に溶接し、他端は同じ材質のもので封じられて
おシ、そしてＰｄ−ん２合金膜管の外側（すなわち一次
側）には加熱用ヒーターが設けられ、加熱温度を均一に
するためステンレスの粉等を入れる場合がある。処理す
べき水素ガスはＰｄ −Ａｇ合金膜管の外側に供給され
水素だけが管の外側より内側へ透過して二次側へ引き出
されるようＫされている。
としてはＰｄ−Ａｇ合金膜管の一端を直接ステンレス製
等の本体に溶接し、他端は同じ材質のもので封じられて
おシ、そしてＰｄ−ん２合金膜管の外側（すなわち一次
側）には加熱用ヒーターが設けられ、加熱温度を均一に
するためステンレスの粉等を入れる場合がある。処理す
べき水素ガスはＰｄ −Ａｇ合金膜管の外側に供給され
水素だけが管の外側より内側へ透過して二次側へ引き出
されるようＫされている。
しかしこのような従来装置ではノくラジウム合金は非常
にもろいので上述のようにＰｄ−んｇ合金膜管を直接ス
テンレス等の本体に溶接した場合には溶接部に割れが入
り易く、それＫよりリークが発生し、二次側（高純度水
素側）に不純物が流入する恐れがある。またこのような
Ｐｄ −Ａｇ合金膜管は通常機械工作的方法で製作され
るため、管の内側および外側とも油脂やほこり等で相当
汚れている。そのため先端の封じている構造では管内部
の洗浄を十分に行なうことができず、二次側に不純物ガ
スが発生し、水素の純度を低下させる原因となっている
。さらに加熱の均一化のために一次側圧ステンレス等の
粉を多量に充填したものではそこから不純物が発生し、
パラジウム合金膜を腐食させて穴をあけてしまう場合が
生じ得る。
にもろいので上述のようにＰｄ−んｇ合金膜管を直接ス
テンレス等の本体に溶接した場合には溶接部に割れが入
り易く、それＫよりリークが発生し、二次側（高純度水
素側）に不純物が流入する恐れがある。またこのような
Ｐｄ −Ａｇ合金膜管は通常機械工作的方法で製作され
るため、管の内側および外側とも油脂やほこり等で相当
汚れている。そのため先端の封じている構造では管内部
の洗浄を十分に行なうことができず、二次側に不純物ガ
スが発生し、水素の純度を低下させる原因となっている
。さらに加熱の均一化のために一次側圧ステンレス等の
粉を多量に充填したものではそこから不純物が発生し、
パラジウム合金膜を腐食させて穴をあけてしまう場合が
生じ得る。
このような種々の欠点を解決した高純度水素精製装置が
特願昭３７−７りｒｚｏｏ号明細書に提案されておシ、
この装置においてはパラジウム系合金の管状膜の両端部
を開放端としその一方の端部は溶接やロウ付けの容易な
ニッケル等の高純度金属の管状部材を介して本体に固着
し、他方の端部には管状部材と同じ材質の封止部材が嵌
合固着され、また管状膜に対する加熱ヒータは不純物の
発生の少ない物質の支持体で支持され、さらに各シール
部には超高真空７ランジが用いられている。
特願昭３７−７りｒｚｏｏ号明細書に提案されておシ、
この装置においてはパラジウム系合金の管状膜の両端部
を開放端としその一方の端部は溶接やロウ付けの容易な
ニッケル等の高純度金属の管状部材を介して本体に固着
し、他方の端部には管状部材と同じ材質の封止部材が嵌
合固着され、また管状膜に対する加熱ヒータは不純物の
発生の少ない物質の支持体で支持され、さらに各シール
部には超高真空７ランジが用いられている。
しかしながら、このような従来装置においては一次側の
未透過ガス（ブリードガス］を排気系を通して排出する
際に微粒子が侵入する恐れがあり、これがＰｄ −Ａｇ
膜に付着すると微結晶成長核となシ、ピンホール発生の
原因となる。その結果Ｐｄ−Ａｇ膜の寿命は短かくなり
、頻繁に交換しなければならなくなる。
未透過ガス（ブリードガス］を排気系を通して排出する
際に微粒子が侵入する恐れがあり、これがＰｄ −Ａｇ
膜に付着すると微結晶成長核となシ、ピンホール発生の
原因となる。その結果Ｐｄ−Ａｇ膜の寿命は短かくなり
、頻繁に交換しなければならなくなる。
そこで、本発明の目的は、このような排気系からの微粒
子の侵入を阻止して精製膜をそれらによる損傷から保護
することにある。
子の侵入を阻止して精製膜をそれらによる損傷から保護
することにある。
上記の目的を達成するために１本発明によれば、ステン
レス等の本体にパラジウム系合金の管状膜 １を溶接
し、この管状膜を加熱し、上記管状膜を介して不純物を
含んだ水素ガス中の水素のみを透過させ、高純度の水素
を精製するようにした高純度水素精製装置において、一
次側に不純物成分の濃縮された水素ガスを排出するため
の排出系を連結し、この排出系が大気からの微粒子の侵
入を防止するフィルタを備えていることを特徴とする高
純度水素精製装置が提供される。
レス等の本体にパラジウム系合金の管状膜 １を溶接
し、この管状膜を加熱し、上記管状膜を介して不純物を
含んだ水素ガス中の水素のみを透過させ、高純度の水素
を精製するようにした高純度水素精製装置において、一
次側に不純物成分の濃縮された水素ガスを排出するため
の排出系を連結し、この排出系が大気からの微粒子の侵
入を防止するフィルタを備えていることを特徴とする高
純度水素精製装置が提供される。
作用
このように構成したことによって本発明の装置において
は、大気中からの微粒子の侵入を阻止するフィルタは例
えば０．０２μｍフィルタから成ることができ、それＫ
より大気から排気管系を通って一次側、への微粒子の侵
入は実質的に防止され。
は、大気中からの微粒子の侵入を阻止するフィルタは例
えば０．０２μｍフィルタから成ることができ、それＫ
より大気から排気管系を通って一次側、への微粒子の侵
入は実質的に防止され。
従って管状膜に対する排気管系からの微粒子による侵食
は未然に防止され得る。また１本体に近くに取付けられ
たブリード配管のパルプを操作時に微粒子の発生しない
パルプで構成することＫより、一次側への微粒子の侵入
をより確実に防止することができる。これにより精製膜
は長期間安定して動作することができる。
は未然に防止され得る。また１本体に近くに取付けられ
たブリード配管のパルプを操作時に微粒子の発生しない
パルプで構成することＫより、一次側への微粒子の侵入
をより確実に防止することができる。これにより精製膜
は長期間安定して動作することができる。
実施列
以下添附図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図には本発明の一実施例を示し、／はステンレス製
の本体％−はＰｄ −Ａｇ管状膜で、この管状膜−〇一
方の開端λａはニッケルの管状部材３の一端にパラジウ
ムロウ材を用いてロウ付けされ、管状部材３の他端は本
体／の端壁μに溶接されている。一方、管状膜コの他方
の開端コｂにはニッケルの封止部材！が嵌合ロウ付けさ
れている。こうして構成された管状膜組立体は図面には
二つだけ示されているが、その数は任意に設計すること
ができる。各管状膜λ内にはその全長に沿って、表面を
窒化チタンでコーティングしたステンレスまたはタング
ステン等のばね状体６が内接した状態で挿置されている
。これにより管状膜コは一次側の圧力に十分耐えること
ができる。管状膜組立体の外周にはその全長にわたって
のびる無酸素銅製の内筒体７が配置されており、この円
筒体７は一端で本体／の端壁ｌに固定されており、そし
てこの円筒体７の外周面上にはヒータタが装着されてい
る。このヒータタは図示してない導線を介して外部電源
に接続される。また１０は精製すべき水素ガスの導入管
であり、その先端には各管状膜λの一部分に局所的に水
素ガスが吹き付けるのを避け、本体ｌ内で比較的均一な
ガス流を得るため、第２図に示すよ５Ｖｃ横方向の多数
の吹き出し口／／ａを備えたドラム状の導入部／／が設
けられている。これにより一次側ガスの精製筒すなわち
各管状膜コへの水素ガスの吹き出しが制御され、その結
果管状膜λの寿命を延ばすことができる。
の本体％−はＰｄ −Ａｇ管状膜で、この管状膜−〇一
方の開端λａはニッケルの管状部材３の一端にパラジウ
ムロウ材を用いてロウ付けされ、管状部材３の他端は本
体／の端壁μに溶接されている。一方、管状膜コの他方
の開端コｂにはニッケルの封止部材！が嵌合ロウ付けさ
れている。こうして構成された管状膜組立体は図面には
二つだけ示されているが、その数は任意に設計すること
ができる。各管状膜λ内にはその全長に沿って、表面を
窒化チタンでコーティングしたステンレスまたはタング
ステン等のばね状体６が内接した状態で挿置されている
。これにより管状膜コは一次側の圧力に十分耐えること
ができる。管状膜組立体の外周にはその全長にわたって
のびる無酸素銅製の内筒体７が配置されており、この円
筒体７は一端で本体／の端壁ｌに固定されており、そし
てこの円筒体７の外周面上にはヒータタが装着されてい
る。このヒータタは図示してない導線を介して外部電源
に接続される。また１０は精製すべき水素ガスの導入管
であり、その先端には各管状膜λの一部分に局所的に水
素ガスが吹き付けるのを避け、本体ｌ内で比較的均一な
ガス流を得るため、第２図に示すよ５Ｖｃ横方向の多数
の吹き出し口／／ａを備えたドラム状の導入部／／が設
けられている。これにより一次側ガスの精製筒すなわち
各管状膜コへの水素ガスの吹き出しが制御され、その結
果管状膜λの寿命を延ばすことができる。
各管状膜組立体の内部はふた部材／コに設けられた精製
水素取出管／３へ空所／ｌを介して連通し７ている。ま
た本体／の両端のフランジ／ａ、／ｂと組合さった端壁
ｐ、Ｉｒとの間および端壁グとふた部材／コとの間のシ
ール部には、タタ、タタ２タタチ以上の高純度の水素を
精製する観点から装置内部を超高真空にできしかも２０
０℃以上の高温にも耐え得るようにするためそれぞれメ
タルＱ ＩＪング／ｊ、／ｌ、／７が使用される。これ
らのメタル０リングは例えばステンレス、Ｎｌ、Ａｔに
窒化チタンをコーティングしたものから成り、つぶれな
いようにするため内部にばねを入れたものが好ましい。
水素取出管／３へ空所／ｌを介して連通し７ている。ま
た本体／の両端のフランジ／ａ、／ｂと組合さった端壁
ｐ、Ｉｒとの間および端壁グとふた部材／コとの間のシ
ール部には、タタ、タタ２タタチ以上の高純度の水素を
精製する観点から装置内部を超高真空にできしかも２０
０℃以上の高温にも耐え得るようにするためそれぞれメ
タルＱ ＩＪング／ｊ、／ｌ、／７が使用される。これ
らのメタル０リングは例えばステンレス、Ｎｌ、Ａｔに
窒化チタンをコーティングしたものから成り、つぶれな
いようにするため内部にばねを入れたものが好ましい。
また本体ｌの内壁の水素ガスと接触する部分および二次
側の空所／４（の内壁部分には図示されたように高温に
耐え安定でしかも放出ガスの少ない導電性材料例えば窒
化チタンコーティング／ｌｒ。
側の空所／４（の内壁部分には図示されたように高温に
耐え安定でしかも放出ガスの少ない導電性材料例えば窒
化チタンコーティング／ｌｒ。
ｌりが施されておシ、これにより放出ガスを少なくして
管状膜２の腐食や精製水素の純度低下を防止している。
管状膜２の腐食や精製水素の純度低下を防止している。
このコーティング材料としては上記窒化チタンの他に放
出ガスの少ない材料例えばＯｒＮ、ＡｔＮ、ＢＮ等を挙
げることができる、さらに第１図において２０は一次側
で不純物成分の濃縮された水素ガスを排出するための排
出系で、この排出系２０は図示されたように二つのパル
プ２０ａ 、２０ｂとフィルタ２０ｃとを備えている。
出ガスの少ない材料例えばＯｒＮ、ＡｔＮ、ＢＮ等を挙
げることができる、さらに第１図において２０は一次側
で不純物成分の濃縮された水素ガスを排出するための排
出系で、この排出系２０は図示されたように二つのパル
プ２０ａ 、２０ｂとフィルタ２０ｃとを備えている。
フィルタ２０Ｃは大気中から微粒子が一次側′侵Ａｔ、
′ｃ管状膜″″′付着す６０を阻止す６働 １＊ｔ
ＬＩＦ１えば０．０２μｍフィルタから成り得る。
′ｃ管状膜″″′付着す６０を阻止す６働 １＊ｔ
ＬＩＦ１えば０．０２μｍフィルタから成り得る。
またバルプコＯａには操作時に微粒子発生のないバルフ
、ｆｌＪ工はベローパルプ、ダイアフラムパルプ等が使
用され得る。管状膜コに微粒子が付着すると微結晶成長
核となり、ピンホール発生の原因となるため、微粒子の
侵入を防ぐことは安定動作の観点からも重要である。
、ｆｌＪ工はベローパルプ、ダイアフラムパルプ等が使
用され得る。管状膜コに微粒子が付着すると微結晶成長
核となり、ピンホール発生の原因となるため、微粒子の
侵入を防ぐことは安定動作の観点からも重要である。
第３〜ダ図には変形実施列を示し、水素ガスの導入部、
２／がドーナツ状を成し、端壁ｇに向って多数の吹き出
し口２／ｎを備えている点を除いて第１図に示す構造と
同じである。
２／がドーナツ状を成し、端壁ｇに向って多数の吹き出
し口２／ｎを備えている点を除いて第１図に示す構造と
同じである。
図示実施列は単に列示のためのものであって各部分の構
造、形状等は種々設計することができ、また本発明は当
然上述で述べたような先行技術の水素精製装置にも適用
され得るものである。
造、形状等は種々設計することができ、また本発明は当
然上述で述べたような先行技術の水素精製装置にも適用
され得るものである。
効果
以上説明してきたよりに、本発明によれば、ブリードガ
スの排出系に微粒子の侵入を阻止するフィルタを設けて
いるので、これら微粒子が一次側に人って精製膜を侵食
する恐れがなく、長期間精製膜は安定して使用すること
ができ、その結実装置の運転コストを低くおさえること
ができる。
スの排出系に微粒子の侵入を阻止するフィルタを設けて
いるので、これら微粒子が一次側に人って精製膜を侵食
する恐れがなく、長期間精製膜は安定して使用すること
ができ、その結実装置の運転コストを低くおさえること
ができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図。
第２図は第１図の装置の一部を拡大して示す斜視図、第
３図は本発明の変形実施列を示す概略断面図、第参図は
第３図の装置の一部の拡大平面図である。 図中、ｌ二本体、コニ管状膜、コＯｃ：フィルタ。 第１図 第２図 第４図 第３図
３図は本発明の変形実施列を示す概略断面図、第参図は
第３図の装置の一部の拡大平面図である。 図中、ｌ二本体、コニ管状膜、コＯｃ：フィルタ。 第１図 第２図 第４図 第３図
Claims (1)
- ステンレス等の本体にパラジウム系合金の管状膜を溶接
し、この管状膜を加熱し、上記管状膜を介して不純物を
含んだ水素ガス中の水素のみを透過させ、高純度の水素
を精製するようにした高純度水素精製装置において、一
次側に不純物成分の濃縮された水素ガスを排出するため
の排出系を連結し、この排出系が大気からの微粒子の侵
入を防止するフィルタを備えていることを特徴とする高
純度水素精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274808A JPS61157324A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高純度水素精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59274808A JPS61157324A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高純度水素精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157324A true JPS61157324A (ja) | 1986-07-17 |
| JPH038812B2 JPH038812B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=17546849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59274808A Granted JPS61157324A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高純度水素精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157324A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376167A (en) * | 1991-12-19 | 1994-12-27 | Institut Francais Du Petrole | Purifying device for hydrogen comprising a base made of an alloy of the same composition as that of the tubes |
| US5614001A (en) * | 1994-05-23 | 1997-03-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen separator, hydrogen separating apparatus and method for manufacturing hydrogen separator |
| JP2009234798A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素分離装置 |
| JP2022043155A (ja) * | 2019-09-19 | 2022-03-15 | 株式会社ハイドロネクスト | 水素透過装置 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59274808A patent/JPS61157324A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376167A (en) * | 1991-12-19 | 1994-12-27 | Institut Francais Du Petrole | Purifying device for hydrogen comprising a base made of an alloy of the same composition as that of the tubes |
| US5614001A (en) * | 1994-05-23 | 1997-03-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen separator, hydrogen separating apparatus and method for manufacturing hydrogen separator |
| JP2009234798A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水素分離装置 |
| JP2022043155A (ja) * | 2019-09-19 | 2022-03-15 | 株式会社ハイドロネクスト | 水素透過装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038812B2 (ja) | 1991-02-07 |
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