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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-97500(P2020-97500A)
(43)【公開日】2020年6月25日
(54)【発明の名称】水素化ナトリウム製造システム
(51)【国際特許分類】
C01B 6/04 20060101AFI20200529BHJP
F27D 9/00 20060101ALI20200529BHJP
F27D 7/02 20060101ALI20200529BHJP
B01J 23/86 20060101ALN20200529BHJP
B01J 23/887 20060101ALN20200529BHJP
【ＦＩ】
C01B6/04
F27D9/00
F27D7/02 Z
B01J23/86 M
B01J23/887 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2018-236036(P2018-236036)
(22)【出願日】2018年12月18日
(71)【出願人】
【識別番号】518218896
【氏名又は名称】株式会社グラヴィトン
(71)【出願人】
【識別番号】516338464
【氏名又は名称】株式会社Ｋ工房
(74)【代理人】
【識別番号】100108442
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 義孝
(72)【発明者】
【氏名】奥山 正己
【テーマコード（参考）】
4G169
4K063
【Ｆターム（参考）】
4G169AA02
4G169BB02A
4G169CA08
4G169CB81
4G169CD10
4G169DA05
4G169EA01Y
4G169EA03Y
4G169EA11
4G169EB18X
4K063AA15
4K063BA01
4K063CA01
4K063DA05
4K063DA07
4K063DA13
4K063DA15
4K063EA05
(57)【要約】
【課題】アルカリ金属の水酸化物から水素化ナトリウムを生成することができ、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができる水素化ナトリウム製造システムを提供する。【解決手段】水素化ナトリウム製造システム１０のチャンバー１１ａでは、流入管路１４から供給された窒素ガスの雰囲気において、下部加熱スペース２１が加熱手段によって所定温度に加熱され、下部加熱スペース２１において溶融したアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーが下部加熱スペース２１から中間冷却スペース２２へ上昇し、分解ベーパーが冷却プレート１３によって冷却されつつ還元触媒によって水素化ナトリウム（ＮａＨ）に還元され、還元された水素化ナトリウムが冷却プレート１３に付着して堆積固化し、冷却ガスと還元スペース１８において生成された水素ガス（Ｈ２）とが排出口から流出管路１５に流入する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
オーステナイト系ステンレス鋼から作られて所定容積の還元スペースを有するチャンバーと、前記チャンバーを部分的に加熱する加熱手段と、前記チャンバーの還元スペースに収容された冷却手段と、前記加熱手段によって加熱された還元スペースを所定の温度に冷却する冷却ガスを該還元スペースに流入させる流入管路と、前記チャンバーの還元スペースから前記冷却ガス及び水素ガス（Ｈ２）を流出させる流出管路とを備え、
前記チャンバーの還元スペースが、所定量のアルカリ金属の水酸化物と前記オーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とが収容されるとともに前記加熱手段によって加熱される所定容積の下部加熱スペースと、前記冷却手段が配置されるとともに前記流入管路のガス供給口が位置する所定容積の中間冷却スペースと、前記流出管路のガス排出口が位置する所定容積の上部スペースとから形成され、
前記チャンバーでは、前記流入管路から供給された前記冷却ガスの雰囲気において、前記下部加熱スペースが前記加熱手段によって所定温度に加熱され、前記下部加熱スペースにおいて溶融した前記アルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーが前記下部加熱スペースから前記中間冷却スペースへ上昇し、該分解ベーパーが前記冷却手段によって冷却されつつ前記還元触媒によって水素化ナトリウム（ＮａＨ）に還元され、前記還元された水素化ナトリウムが前記冷却手段に付着して堆積固化し、前記冷却ガスと前記還元スペースにおいて生成された水素ガス（Ｈ２）とが前記排出口から流出管路に流入することを特徴とする水素化ナトリウム製造システム。
前記チャンバーの還元スペースが、所定量のアルカリ金属の水酸化物と前記オーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とが収容されるとともに前記加熱手段によって加熱される所定容積の下部加熱スペースと、前記冷却手段が配置されるとともに前記流入管路のガス供給口が位置する所定容積の中間冷却スペースと、前記流出管路のガス排出口が位置する所定容積の上部スペースとから形成され、
前記チャンバーでは、前記流入管路から供給された前記冷却ガスの雰囲気において、前記下部加熱スペースが前記加熱手段によって所定温度に加熱され、前記下部加熱スペースにおいて溶融した前記アルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーが前記下部加熱スペースから前記中間冷却スペースへ上昇し、該分解ベーパーが前記冷却手段によって冷却されつつ前記還元触媒によって水素化ナトリウム（ＮａＨ）に還元され、前記還元された水素化ナトリウムが前記冷却手段に付着して堆積固化し、前記冷却ガスと前記還元スペースにおいて生成された水素ガス（Ｈ２）とが前記排出口から流出管路に流入することを特徴とする水素化ナトリウム製造システム。
【請求項2】
前記冷却手段が、前記オーステナイト系ステンレス鋼から作られて前記中間冷却スペースに挿脱可能に配置された上下方向へ長い所定面積の冷却プレートであり、前記冷却プレートには、その厚み方向へ貫通する所定面積の貫通孔が穿孔されている請求項１に記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項3】
前記冷却プレートには、複数の前記貫通孔が穿孔され、それら貫通孔が、前記冷却プレートの上下方向と横方向とのうちの少なくとも一方へ並んでいる請求項２に記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項4】
前記流入管路のガス供給口が、前記冷却プレートの上下方向中央部と上下方向下部との間であって該冷却プレートに穿孔された前記貫通孔に対向して配置されている請求項２又は請求項３に記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項5】
前記流入管路の前記冷却プレートに対向する対向部分には、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口が形成され、前記流入管路のそれらガス供給口が、前記冷却プレートに向かって開口している請求項２又は請求項３に記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項6】
複数枚の前記冷却プレートが、前記中間冷却スペースの中心から径方向外方へ向かって放射状に並んでいる請求項２ないし請求項５いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項7】
前記流入管路が、複数本の分岐管路に分岐し、それら分岐管路の各ガス供給口が、前記中間冷却スペースの周り方向へ並ぶ各冷却プレートの間に位置している請求項６に記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項8】
前記還元触媒が、前記オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が１０〜５００μｍの粉状還元触媒、前記オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒、前記オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒、前記オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒のうちの少なくとも１つである請求項１ないし請求項７いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項9】
前記加熱手段によって加熱された前記下部加熱スペースの温度が、４５０〜６００℃の範囲にあり、前記中間冷却スペースの温度が、２００〜２５０℃の範囲にある請求項１ないし請求項８いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項10】
前記冷却ガスの前記チャンバーへの流入量が、１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にある請求項１ないし請求項９いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項11】
前記アルカリ金属の水酸化物が、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方である請求項１ないし請求項１０いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項12】
前記冷却ガスが、窒素ガス（Ｎ２）である請求項１ないし請求項１１いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【請求項13】
前記オーステナイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方である請求項１ないし請求項１２いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水素化ナトリウムを製造する水素化ナトリウム製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
金属ナトリウムと水素との反応によって水素化ナトリウムを製造する方法は公知である。原料となる金属ナトリウムは、水酸化ナトリウムからＮａＯＨ→Ｎａ＋１／２Ｈ2Ｏ＋１／４Ｏ2 （理論電解電圧：２．２Ｖ）の反応式によってカストナー法又はβ−アルミナ電解法により製造する。カストナー法やβ−アルミナ電解法によって製造された金属ナトリウムと水素とを反応させることにより水素化ナトリウムが製造される。
【0003】
水酸化ナトリウムから水素化ナトリウムを製造する他の方法として、水酸化ナトリウムまたは水酸化ナトリウムと１つ以上のアルカリ金属水酸化物との混合物を含む溶融物中に、酸素および水分の不存在下において炭素化合物（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、廃油、廃ゴムなどの炭素質産業廃棄物材料）を混合し、４２０℃の水素化ナトリウムの分解温度よりも高い温度（好ましくは６５０〜９００℃）に加熱し、反応媒体外において４２０℃以下の温度で反応生成物を分離することによって水素化ナトリウムを製造する水素化ナトリウムの製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２００５−５００２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
金属ナトリウムと水素とを反応させて水素化ナトリウムを製造する方法では、水酸化ナトリウムから金属ナトリウムを製造する反応と、金属ナトリウム及び水素を反応させる２段階の反応が必要となるため、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができない。
【0006】
又、前記特許文献１に開示の水素化ナトリウムの製造方法は、水素化ナトリウムとともに炭素化合物由来の炭酸ナトリウムが反応生成物として生成されるため、反応生成物中から炭酸ナトリウムを除去する必要があり、その分の手間と時間とを要し、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができない。
【0007】
本発明の目的は、アルカリ金属の水酸化物から水素化ナトリウムを固体の状態で生成することができ、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができる水素化ナトリウム製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するための本発明の水素化ナトリウム製造システムは、オーステナイト系ステンレス鋼から作られて所定容積の還元スペースを有するチャンバーと、チャンバーを部分的に加熱する加熱手段と、チャンバーの還元スペースに収容された冷却手段と、加熱手段によって加熱された還元スペースを所定の温度に冷却する冷却ガスを還元スペースに流入させる流入管路と、チャンバーの還元スペースから冷却ガス及び水素ガス（Ｈ２）を流出させる流出管路とを備え、チャンバーの還元スペースが、所定量のアルカリ金属の水酸化物とオーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とが収容されるとともに加熱手段によって加熱される所定容積の下部加熱スペースと、冷却手段が配置されるとともに流入管路のガス供給口が位置する所定容積の中間冷却スペースと、流出管路のガス排出口が位置する所定容積の上部スペースとから形成され、チャンバーでは、流入管路から供給された冷却ガスの雰囲気において、下部加熱スペースが加熱手段によって所定温度に加熱され、下部加熱スペースにおいて溶融したアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーが下部加熱スペースから中間冷却スペースへ上昇し、分解ベーパーが冷却手段によって冷却されつつ還元触媒によって水素化ナトリウム（ＮａＨ）に還元され、還元された水素化ナトリウムが冷却手段に付着して堆積固化し、冷却ガスと還元スペースにおいて生成された水素ガス（Ｈ２）とが排出口から流出管路に流入することを特徴とする。
【0009】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの一例としては、冷却手段が、オーステナイト系ステンレス鋼から作られて中間冷却スペースに挿脱可能に配置された上下方向へ長い所定面積の冷却プレートであり、冷却プレートには、その厚み方向へ貫通する所定面積の貫通孔が穿孔されている。
【0010】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例として、冷却プレートには、複数の貫通孔が穿孔され、それら貫通孔が、冷却プレートの上下方向と横方向とのうちの少なくとも一方へ並んでいる。
【0011】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、流入管路のガス供給口が、冷却プレートの上下方向中央部と上下方向下部との間であって冷却プレートに穿孔された貫通孔に対向して配置されている。
【0012】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例として、流入管路の冷却プレートに対向する対向部分には、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口が形成され、流入管路のそれらガス供給口が、冷却プレートに向かって開口している。
【0013】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、複数枚の冷却プレートが、中間冷却スペースの中心から径方向外方へ向かって放射状に並んでいる。
【0014】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、流入管路が、複数本の分岐管路に分岐し、それら分岐管路の各ガス供給口が、中間冷却スペースの周り方向へ並ぶ各冷却プレートの間に位置している。
【0015】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、還元触媒が、オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が１０〜５００μｍの粉状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒のうちの少なくとも１つである。
【0016】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、加熱手段によって加熱された下部加熱スペースの温度が、４５０〜６００℃の範囲にあり、中間冷却スペースの温度が、２００〜２５０℃の範囲にある。
【0017】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、冷却ガスのチャンバーへの流入量が、１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にある。
【0018】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、アルカリ金属の水酸化物が、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方である。
【0019】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、冷却ガスが、窒素ガス（Ｎ２）である。
【0020】
本発明の水素化ナトリウム製造システムの他の一例としては、オーステナイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方である。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係る水素化ナトリウム製造システムによれば、所定量のアルカリ金属の水酸化物とオーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とをチャンバーの下部加熱スペースに収容し、流入管路から供給された冷却ガスの雰囲気において、下部加熱スペースを加熱手段によって所定温度に加熱し、下部加熱スペースから中間冷却スペースへ上昇したアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーが冷却手段によって冷却されつつ還元触媒によって水素化ナトリウム（ＮａＨ）に還元され、その水素化ナトリウムを冷却手段に付着させて堆積固化させることで水素化ナトリウムを生成するから、所定の還元触媒を利用するだけで水素化ナトリウムを固体の状態で生成することができ、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができる。水素化ナトリウム製造システムは、還元スペースにおいて水素ガス（Ｈ２）が生成されるから、水素化ナトリウムの生成と同時に、アルカリ金属の水酸化物から水素を作ることができる。
【0022】
冷却手段がオーステナイト系ステンレス鋼から作られて中間冷却スペースに挿脱可能に配置された上下方向へ長い所定面積の冷却プレートであり、冷却プレートの厚み方向へ貫通する所定面積の貫通孔が冷却プレートに穿孔されている水素化ナトリウム製造システムは、オーステナイト系ステンレス鋼から作られた上下方向へ延びる所定面積の冷却プレートを利用し、還元された水素化ナトリウムをその冷却プレートに付着させて堆積固化させることで、多量の水素化ナトリウムを固体の状態で生成することができ、短時間に多量の水素化ナトリウムを製造することができる。水素化ナトリウム製造システムは、冷却プレートの厚み方向へ貫通する所定面積の貫通孔がそれら冷却プレートに穿孔されているから、流入管路から供給された冷却ガスがそれら貫通孔を通って中間冷却スペースに満遍なく分散し、冷却ガスによってそれら冷却プレートを確実に冷却することができ、それら冷却プレートに水素化ナトリウムを確実に堆積固化させることができる。
【0023】
複数の貫通孔が冷却プレートに穿孔され、それら貫通孔が冷却プレートの上下方向と横方向とのうちの少なくとも一方へ並んでいる水素化ナトリウム製造システムは、冷却プレートの厚み方向へ貫通する所定面積の貫通孔が冷却プレートの上下方向と横方向とのうちの少なくとも一方へ並んでいるから、流入管路から供給された冷却ガスが冷却プレートのそれら貫通孔を通って中間冷却スペースに満遍なく分散し、冷却ガスによって中間冷却スペース（冷却プレート）を確実に冷却することができ、冷却プレートに水素化ナトリウムを確実に堆積固化させることができる。
【0024】
流入管路のガス供給口が冷却プレートの上下方向中央部と上下方向下部との間であって冷却プレートに穿孔された貫通孔に対向して配置されている水素化ナトリウム製造システムは、流入管路のガス供給口を冷却プレートの上下方向中央であって冷却プレートに穿孔された貫通孔に対向配置することで、流入管路のガス供給口から供給された冷却ガスが冷却プレートの貫通孔を通って中間冷却スペースに満遍なく分散し、冷却ガスによって中間冷却スペース（冷却プレート）を確実に冷却することができ、冷却プレートに水素化ナトリウムを確実に堆積固化させることができる。
【0025】
上下方向へ並ぶ複数のガス供給口が流入管路の冷却プレートに対向する対向部分に形成され、流入管路のそれらガス供給口が冷却プレートに向かって開口している水素化ナトリウム製造システムは、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口を流入管路の冷却プレートに対向する対向部分に形成し、それらガス供給口を冷却プレートに向かって開口させることで、流入管路のガス供給口から供給された冷却ガスが冷却プレートに向かって供給されるとともに、冷却ガスが冷却プレートの貫通孔を通って中間冷却スペースに満遍なく分散し、冷却ガスによって中間冷却スペース（冷却プレート）を確実に冷却することができ、冷却プレートに水素化ナトリウムを確実に堆積固化させることができる。
【0026】
複数枚の冷却プレートが中間冷却スペースの中心から径方向外方へ向かって放射状に並んでいる水素化ナトリウム製造システムは、中間冷却スペースの中心から径方向外方へ向かって延びるとともに中間冷却スペースの周り方向へ放射状に並ぶ複数枚の冷却プレートを利用し、還元触媒によって還元された水素化ナトリウムをそれら冷却プレートに付着させて堆積固化させることで、多量の水素化ナトリウムを固体の状態で生成することができ、短時間に多量の水素化ナトリウムを製造することができる。
【0027】
流入管路が複数本の分岐管路に分岐し、それら分岐管路の各ガス供給口が中間冷却スペースの周り方向へ並ぶ各冷却プレートの間に位置している水素化ナトリウム製造システムは、複数本の分岐管路の各ガス供給口から各冷却プレートの間に冷却ガスを流入させることで、冷却ガスがそれら冷却プレートの間に満遍なく流入し、それら分岐管路の各ガス供給口から流入した冷却ガスによって中間冷却スペース（それら冷却プレート）を確実に冷却することができ、それら冷却プレートに水素化ナトリウムを確実に堆積固化させることができる。
【0028】
還元触媒がオーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が１０〜５００μｍの粉状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒のうちの少なくとも１つである水素化ナトリウム製造システムは、オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が１０〜５００μｍの粉状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒のうちの少なくとも１つを利用することで、オーステナイト系ステンレス鋼から作られた粉状還元触媒や粒状還元触媒、板状還元触媒、線状還元触媒の優れた触媒活性（触媒作用）を利用することができ、それら還元触媒の触媒作用によってアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーを水素化ナトリウム（ＮａＨ）に確実に還元することができる。水素化ナトリウム製造システムは、オーステナイト系ステンレス鋼から作られたそれら還元触媒の優れた触媒作用によってアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーを水素化ナトリウム（ＮａＨ）に確実に還元することができるから、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができるとともに、水素化ナトリウムの生成と同時に、アルカリ金属の水酸化物から水素を作ることができる。
【0029】
加熱手段によって加熱された下部加熱スペースの温度が４５０〜６００℃の範囲にあり、中間冷却スペースの温度が２００〜２５０℃の範囲にある水素化ナトリウム製造システムは、下部加熱スペースの温度を前記範囲にすることで、下部加熱スペースにおいてアルカリ金属の水酸化物を溶融させてアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーを確実に作ることができるとともに、還元触媒の触媒活性を向上させることができる。水素化ナトリウム製造システムは、還元触媒の触媒作用を最大限に利用することができ、還元触媒の触媒作用によってアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーを水素化ナトリウム（ＮａＨ）に確実に還元することができるとともに、中間冷却スペースの温度を前記範囲にすることで、アルカリ金属の水酸化物から還元された水素化ナトリウムを冷却手段に確実に堆積固化させることができ、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができるとともに、水素化ナトリウムの生成と同時に、アルカリ金属の水酸化物から水素を作ることができる。
【0030】
冷却ガスのチャンバーへの流入量が１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にある水素化ナトリウム製造システムは、冷却ガスのチャンバーへの流入量を前記範囲にすることで、流入管路から供給された冷却ガスによって中間冷却スペースを所定温度に確実に冷却することができ、アルカリ金属の水酸化物から還元された水素化ナトリウムを冷却手段に確実に堆積固化させることができ、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができる。
【0031】
アルカリ金属の水酸化物が水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方である水素化ナトリウム製造システムは、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方とオーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とを使用し、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方とオーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とをチャンバーの下部加熱スペースに収容し、流入管路から供給された冷却ガスの雰囲気において、下部加熱スペースを加熱手段によって所定温度に加熱し、下部加熱スペースから中間冷却スペースへ上昇した水酸化ナトリウムの分解ベーパーや水酸化カリウムの分解ベーパーが冷却手段によって冷却されつつ還元触媒によって水素化ナトリウム（ＮａＨ）に還元され、その水素化ナトリウムを冷却手段に付着させて堆積固化させることで水素化ナトリウムを生成するから、所定の還元触媒を利用するだけで水素化ナトリウムを固体の状態で生成することができ、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムから多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができる。水素化ナトリウム製造システムは、チャンバーの還元スペースにおいて水素ガス（Ｈ２）が生成されるから、水素化ナトリウムの生成と同時に、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムから水素を作ることができる。
【0032】
冷却ガスが窒素ガス（Ｎ２）である水素化ナトリウム製造システムは、冷却ガスとして窒素ガス（Ｎ２）を利用することで、窒素ガスによってチャンバーの中間冷却スペースを所定温度に確実に冷却することができ、アルカリ金属の水酸化物（水酸化ナトリウムや水酸化カリウム）還元された水素化ナトリウムを冷却手段に確実に堆積固化させることができ、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができるとともに、水素化ナトリウムの生成と同時に、アルカリ金属の水酸化物（水酸化ナトリウムや水酸化カリウム）から水素を作ることができる。
【0033】
オーステナイト系ステンレス鋼がＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方である水素化ナトリウム製造システムは、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌから作られた還元触媒の優れた触媒活性（触媒作用）を利用することができ、還元触媒の触媒作用によってアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパー（水酸化ナトリウムの分解ベーパーや水酸化カリウムの分解ベーパー）を水素化ナトリウム（ＮａＨ）に確実に還元することができる。水素化ナトリウム製造システムは、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方から作られた還元触媒の優れた触媒作用によってアルカリ金属の水酸化物の分解ベーパー（水酸化ナトリウムの分解ベーパーや水酸化カリウムの分解ベーパー）を水素化ナトリウム（ＮａＨ）に確実に還元することができるから、多量の水素化ナトリウムを短時間に効率よく製造することができるとともに、水素化ナトリウムの生成と同時に、アルカリ金属の水酸化物（水酸化ナトリウムや水酸化カリウム）から水素を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】一例として示す水素化ナトリウム製造システムの構成図。
【図2】一例として示すチャンバーの斜視図。
【図3】チャンバーの上面図。
【図4】一例として示す冷却プレートの正面図。
【図6】水素化ナトリウムが冷却プレートに堆積固化した状態のチャンバーの上面図。
【図7】他の一例として示すチャンバーの上面図。
【図8】流入管路の他の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0035】
一例として示す水素化ナトリウム製造システム１０の構成図である図１等の添付の図面を参照し、本発明に係る水素化ナトリウム製造システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、一例として示すチャンバー１１ａの斜視図であり、図３は、チャンバー１１ａの上面図である。図４は、一例として示す冷却プレート１３の正面図である。図２，図３では、ハッチ２０の図示を省略している。図２，図３では、上下方向を矢印Ｘ、径方向を矢印Ｙで示し、周り方向を矢印Ｚで示す。
【0036】
水素化ナトリウム製造システム１０は、アルカリ金属の水酸化物２４を原料とし、還元触媒を利用することで、固体である水素化ナトリウム（ＮａＨ）を製造するとともに、水素ガス（Ｈ２）を生成する。アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方が使用される。水素化ナトリウム製造システム１０Ａは、チャンバー１１ａ（還元反応炉）と、チャンバー１１ａを部分的に加熱する加熱手段１２と、所定面積の複数枚の冷却プレート１３（冷却手段）と、流入管路１４及び流出管路１５とを備えている。
【0037】
チャンバー１１ａ（還元反応炉）は、底壁１６と底壁１６の周縁から上方へ延びる周壁１７とを有して円筒状に成形されている。チャンバー１１ａには、底壁１６と周壁１７とに囲繞された所定容積の還元スペース１８が画成されている。還元スペース１８の容積に特に制限はないが、水素化ナトリウム製造システム１０では、還元スペース１８の容積が１．６〜２リットルのチャンバー１１ａを使用した。チャンバー１１ａの頂部開口１９には、開閉可能なハッチ２０（開閉蓋）が設置されている。チャンバー１１ａの頂部開口１９は、ハッチ２０によって気密に閉鎖される。ハッチ２０には、流入管路１４を気密に連結する流入管路連結孔が形成され、流出管路１５を気密に連結する流出管路連結孔が形成されている。チャンバー１１ａ及びハッチ２０は、オーステナイト系ステンレス鋼から作られている。オーステナイト系ステンレス鋼には、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方が使用されている。
【0038】
チャンバー１１ａの還元スペース１８は、所定容積の下部加熱スペース２１と、所定容積の中間冷却スペース２２と、所定容積の上部スペース２３とから形成されている。チャンバー１１ａでは、その略下半分が下部加熱スペース２１になる。下部加熱スペース２１には、所定量の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と所定量の水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方（アルカリ金属の水酸化物２４）が収容されるとともに、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌのオーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒２５が収容される。下部加熱スペース２１は、システム１０の稼働時に加熱手段１２によって所定温度に加熱される。
【0039】
チャンバー１１ａでは、その略上半分の２／３が中間冷却スペース２２となる。中間冷却スペース２２には、冷却プレート１３（冷却手段）が配置されるとともに、流入管路１４のガス供給口が位置する。チャンバー１１ａでは、その略上半分の１／３が上部スペース２３になる。上部スペース２３には、流出管路１５のガス排出口が位置する。
【0040】
チャンバー１１ａの中間冷却スペース２２を画成する周壁１７には、中間冷却スペース２２の温度を測定する第１温度センサ２６が設置されている。第１温度センサ２６は、インターフェイス（有線又は無線）を介してコントローラ２７（制御装置）に接続されている。第１温度センサ２６は、測定した中間冷却スペース２２の温度をコントローラ２７に送信する。チャンバー１１ａの下部加熱スペース２１を画成する周壁１７には、下部加熱スペース２１の温度を測定する第２温度センサ２８が設置されている。第２温度センサ２８は、インターフェイス（有線又は無線）を介してコントローラ２７（制御装置）に接続されている。第２温度センサ２８は、測定した下部加熱スペース２１の温度をコントローラ２７に送信する。
【0041】
加熱手段１２は、チャンバー１１ａを下部加熱スペース２１を画成する周壁１７の外周面を取り巻くように設置され、チャンバー１１ａの下部加熱スペース２１を４５０〜６００℃の範囲に加熱する。加熱手段１２には、マントルヒーターやジャケットヒーターが使用され、その加熱方式として抵抗加熱や高周波誘導加熱が利用される。加熱手段１２は、その制御部がインターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。
【0042】
それら冷却プレート１３（冷却手段）は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌのオーステナイト系ステンレス鋼から作られ、上下方向へ長い所定厚みの矩形に成形されている。それら冷却プレート１３は、中心軸２９に取り付けられ、中心軸２９から径方向外方へ延びている。それら冷却プレート１３は、中心軸２９（中間冷却スペース２２の中心）から径方向外方へ向かって延びているとともに、中間冷却スペース２２の周り方向へ放射状に並んでいる。それら冷却プレート１３は、チャンバー１１ａの中間冷却スペース２２に挿脱可能に配置される。
【0043】
それら冷却プレート１３には、その厚み方向へ貫通する所定面積の複数の貫通孔３０が穿孔されている。それら貫通孔３０は、冷却プレート１３の上下方向へ並んでいる。図４では、３つの貫通孔３０を図示しているが、貫通孔３０の数に特に限定はなく、４つ以上の貫通孔３０がそれら冷却プレート１３に穿孔されていてもよい。また、貫通孔３０が冷却プレート１３の上下方向へ並ぶとともに、貫通孔３０が冷却プレート１３の横方向へ並んでいてもよい。
【0044】
流入管路１４は、窒素ガス（Ｎ２）（冷却ガス）を貯蔵した窒素ガス貯蔵タンク３１（ガスボンベ）に連結されている。流入管路１４は、ハッチ２０の流入管路連結孔に気密に連結され、その一部がチャンバー１１ａの内部に進入している。流入管路１４は、窒素ガス（Ｎ２）（冷却ガス）をチャンバー１１ａの内部に流入させる。流入管路１４は、そのガス供給口がチャンバー１１ａの中間冷却スペース２２に位置している。流入管路１４のガス供給口は、冷却プレート１３の上下方向中央部と上下方向下部との間であって冷却プレート１３に穿孔された貫通孔３０に対向して配置されている。窒素ガスは、加熱手段１２によって加熱された還元スペース１８（中間冷却スペース２２）を所定の温度に冷却する。
【0045】
窒素ガス貯蔵タンク３１とハッチ２０（流入管路連結孔）との間に延びる流入管路１４（流入管路１４のチャンバー１１ａの外側に延びる部分）には、ガス給気ポンプ３２と給気バルブ３３（電磁バルブ）とが設置されている。ガス給気ポンプ３２と給気バルブ３３との間に延びる流入管路１４には、ガス流量計３４（圧力計）が設置されている。ガス給気ポンプ３２は、その制御部がインターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。ガス給気ポンプ３２は、窒素ガス貯蔵タンク３１に貯蔵された窒素ガスをチャンバー１１ａに給気する。給気バルブ３３は、その制御部がインターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。給気バルブ３３は、流入管路１４の流路を開閉する。
【0046】
給気バルブ３３（電磁バルブ）の弁機構が開放されることで、窒素ガスが流入管路１４の流路を流動可能となり、給気バルブ３３の弁機構が閉鎖されることで、流入管路１４の流路における窒素ガスの流動が停止される。ガス流量計３４（圧力計）は、インターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。ガス流量計３４は、流入管路１４を通流する窒素ガスの流量（流動圧力）を測定し、測定した流量をコントローラ２７に送信する。
【0047】
流出管路１５は、窒素ガス（Ｎ２）（冷却ガス）と水素ガス（Ｈ２）との混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンク３５（ガスボンベ）に連結されている。流出管路１５は、ハッチ２０の流出管路連結孔に気密に連結され、その一部がチャンバー１１ａの内部に進入している。流出管路１５は、窒素ガス（Ｎ２）（冷却ガス）及び水素ガス（Ｈ２）の混合ガスをチャンバー１１ａの内部から外部に流出させる。流出管路１５は、そのガス排出口がチャンバー１１ａの上部スペース２３に位置している。
【0048】
混合ガス貯蔵タンク３５とハッチ２０（流出管路連結孔）との間に延びる流出管路１５（流出管路１５のチャンバー１１ａの外側に延びる部分）には、排気バルブ３６（電磁バルブ）と真空ポンプ３７とが設置されている。排気バルブ３６と真空ポンプ３７との間に延びる流出管路１５には、ガス流量計３４（圧力計）が設置されている。排気バルブ３６は、その制御部がインターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。排気バルブ３６は、流出管路１５の流路を開閉する。排気バルブ３６（電磁バルブ）の弁機構が開放されることで、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスが流出管路１５の流路を流動可能となり、排気バルブ３６の弁機構が閉鎖されることで、流入管路１５の流路における窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの流動が停止される。
【0049】
真空ポンプ３７は、その制御部がインターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。真空ポンプ３７は、システム１０の起動準備においてチャンバー１１ａの還元スペース１８（内部）の空気を外部に排気（真空引き）し、チャンバー１１ａの還元スペース１８の内部気圧（チャンバー１１ａの内部の気圧）を真空状態（−０．１２〜−０．０８ＭＰｓの範囲）にする。ガス流量計３４（圧力計）は、インターフェイスを介してコントローラ２７に接続されている。ガス流量計３４は、流出管路１５を通流する窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの流量（流動圧力）を測定し、測定した流量をコントローラ２７に送信する。
【0050】
還元触媒２５には、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方であるオーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が１０〜５００μｍの粉状還元触媒（紛状メタル触媒）、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方であるオーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒（粒状メタル触媒）、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方であるオーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒（板状メタル触媒）、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方であるオーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒（線状メタル触媒）のうちの少なくとも１つが使用される。
【0051】
コントローラ２７（制御装置）は、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリ（メインメモリおよびキャッシュメモリ）とを有して独立したオペレーティングシステム（ＯＳ）によって動作する物理的なコンピュータであり、大容量記憶領域を実装している。コントローラ２７には、液晶画面であるタッチパネル（出力装置及び入力装置）（図示せず）が接続されている。コントローラ２７の大容量記憶領域には、下部加熱スペース２１の設定加熱温度、中間冷却スペース２２の設定温度、窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への設定流入量、真空ポンプ３７のシステム起動時出力、水素化ナトリウム製造システム１０の運転時間が記憶（格納）されている。
【0052】
コントローラ２７は、加熱手段１２における加熱温度（加熱手段１２の出力）を制御し、ガス供給ポンプ３２における窒素ガスのチャンバー１１ａへの給気量（ガス供給ポンプ３２の出力）を制御するとともに、真空ポンプ３７における真空度（真空ポンプ３７の出力）を制御する。コントローラ２７は、給気バルブ３３や排気バルブ３６の弁機構の開閉（電磁弁の発停）を制御し、運転時間経過後に水素化ナトリウム製造システム１０を停止させる。下部加熱スペース２１の設定加熱温度や中間冷却スペース２２の設定温度、窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への設定流入量、真空ポンプ３７のシステム起動時出力、水素化ナトリウム製造システム１０の運転時間は、タッチパネルにおいて自由に設定・変更することができる。
【0053】
図５は、稼働中の水素化ナトリウム製造システム１０を示す図１と同様の図であり、図６は、水素化ナトリウム３８が冷却プレート１３に堆積固化した状態のチャンバー１１ａの上面図である。図６では、ハッチ２０の図示を省略している。水素化ナトリウム製造システム１０における水素化ナトリウム３８の製造手順の一例は、以下のとおりである。
【0054】
ハッチ２０（開閉蓋）を開けてチャンバー１１ａの頂部開口１９を開放し、チャンバー１１ａの内部（還元スペース１８）に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方（アルカリ金属の水酸化物２４）を収容するとともに、チャンバー１１ａの内部に還元触媒２５（粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）、粒状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（粒状メタル触媒）、板状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（板状メタル触媒）、線状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（線状メタル触媒）のうちの少なくとも１つ）を収容する。なお、チャンバー１１ａの内部には、水酸化ナトリウム２４と粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（紛状メタル触媒）とが収容されたものとする。水酸化ナトリウム２４及び粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５は、チャンバー１１ａの下部加熱スペース２１（底壁１６）に載置される。
【0055】
水酸化ナトリウム２４と粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒）とをチャンバー１１ａの下部加熱スペース２１に収容した後、ハッチ２０を閉めてチャンバー１１ａの内部（還元スペース１８）を気密に閉鎖し、水酸化ナトリウム２４と粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒２５）とをチャンバー１１ａの内部に封じ込める。ハッチ２０を閉めてチャンバー１１ａを気密に閉鎖した後、コントローラ２７のスイッチをＯＮにする。コントローラ２７のスイッチをＯＮにすると、準備画面がタッチパネルに表示（出力）される。
【0056】
準備画面には、製造準備ボタン及びＯＦＦボタンが表示される。ＯＦＦボタンをタップ（クリック）すると、コントローラ２７がＯＦＦになる（以下のＯＦＦボタンも同様）。準備画面の製造準備ボタンをタップ（クリック）すると、タッチパネルには、設定値確認画面が表示（出力）される。設定値確認画面には、下部加熱スペース２１の設定加熱温度（４５０〜６００℃の範囲）を表示した設定加熱温度表示エリア、中間冷却スペース２２の設定温度（２００〜２５０℃の範囲）を表示した設定温度表示エリア、窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への設定流入量（１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲）を表示した設定流入量表示エリア、真空ポンプ３７のシステム起動時出力を表示した真空ポンプ設定出力表示エリア、水素化ナトリウム製造システム１０の運転時間を表示した運転時間表示エリア、確認ボタン、設定ボタン、キャンセルボタンが表示される。キャンセルボタンが表示される。キャンセルボタンをタップ（クリック）すると、準備画面に戻る（以下のキャンセルボタンも同様）。
【0057】
なお、各設定値を設定していない場合は、各表示エリアがブランクになる。各表示エリアに表示された設定値を変更または各表示エリアに新規に設定値を入力するには、設定値確認画面の設定ボタンをタップ（クリック）する。設定ボタンをタップすると、タッチパネルには、設定値入力画面が表示（出力）される。設定値入力画面には、下部加熱スペース２１の設定加熱温度を入力する設定加熱温度入力エリア、中間冷却スペース２２の設定温度を入力する設定温度入力エリア、窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への設定流入量を入力する設定流入量入力エリア、真空ポンプ３７のシステム起動時出力を入力する真空ポンプ設定出力入力エリア、水素化ナトリウム製造システム１０の運転時間を入力する運転時間入力エリア、設定登録ボタン、戻るボタン、キャンセルボタンが表示される。戻るボタンをタップ（クリック）すると、１つ前の画面に戻る（以下の戻るボタンも同様）。
【0058】
各入力エリアには、既に入力されている設定値が表示される。各入力エリアの設定値を変更又は新規入力するには、各入力エリアに表示された設定値を変更入力又は新規入力した後、設定登録ボタンをタップする。設定登録ボタンをタップすると、コントローラ２７は、大容量記憶領域に記憶した設定値を各入力エリアに入力された設定値に更新又は登録した後、タッチパネルに設定値確認画面を表示（出力）する。
【0059】
設定値を変更又は新規入力した後、又は、設定値に変更がない場合、設定値確認画面の確認ボタンをタップ（クリック）する。確認ボタンをタップすると、コントローラ２７は、排気バルブ３６の制御部に開放信号（ＯＮ信号）を送信するとともに、真空ポンプ３７の制御部に起動信号（設定出力を含む。）を送信する。開放信号を受信した排気バルブ３６の制御部は、開放信号にしたがって排気バルブ３６の弁機構を開放する。起動信号を受信した真空ポンプ３７の制御部は、起動信号にしたがって設定出力で真空ポンプ３７を起動する。
【0060】
排気バルブ３６の弁機構が開放されることで、流出管路１５の流路が開放される。起動した真空ポンプ３７は設定出力で運転され、チャンバー１１ａの内部（還元スペース１８）から空気を吸引し、チャンバー１１ａの内部を真空引きする。コントローラ２７は、所定時間真空ポンプ３７を起動させてチャンバー１１ａの内部の気圧（還元スペース１８の気圧）が−０．１２〜−０．０８ＭＰｓの真空状態になった後、真空ポンプ３７の制御部に停止信号（ＯＦＦ信号）を送信する。停止信号を受信した真空ポンプ３７の制御部は、停止信号にしたがって真空ポンプ３７を停止させる。水素化ナトリウム製造システム１０の起動時には、チャンバー１１ａの内部（還元スペース１８）が−０．１２〜−０．０８ＭＰｓの真空に保持される。
【0061】
真空ポンプ３７が停止した後、コントローラ２７は、運転画面をタッチパネルに表示（出力）する。運転画面には、製造開始ボタン、製造停止ボタンが表示される。製造停止ボタンをタップ（クリック）すると、コントローラ２７は、給気バルブ３３の弁機構を開放するとともに、ガス給気ポンプ３２を起動させ、外気給気口（図示せず）から外気を取り入れてその外気を流入管路１４からチャンバー１１ａの内部（還元スペース１８）に給気し、チャンバー１１ａの内部を大気圧に戻し、ハッチ開放ＯＫメッセージ及びＯＦＦボタンをタッチパネルに表示（出力）する。
【0062】
運転画面において製造開始ボタンをタップ（クリック）すると、コントローラ２７は、加熱手段１２（マントルヒーター又はジャケットヒーター）の制御部に加熱開始信号（ＯＮ信号）を送信し、給気バルブ３３の制御部に開放信号（ＯＮ信号）を送信するとともに、ガス給気ポンプ３２の制御部に起動信号（設定出力を含む。）を送信する。更に、第１及び第２温度センサ２６，２８にセンシング開始信号（ＯＮ信号）を送信し、ガス流量計３４にセンシング開始信号（ＯＮ信号）を送信する。
【0063】
加熱開始信号を受信した加熱手段１２の制御部は、加熱開始信号にしたがって加熱手段１２を起動する。開放信号を受信した給気バルブ３３の制御部は、開放信号にしたがって給気バルブ３３の弁機構を開放する。起動信号を受信したガス給気ポンプ３２の制御部は、起動信号にしたがって設定出力でガス給気ポンプ３２を起動する。センシング開始信号を受信した第１温度センサ２６は、センシング開始信号にしたがってチャンバー１１ａの中間冷却スペース２２の温度測定を開始するとともに、測定した中間冷却スペース２２の測定温度をコントローラ２７に送信する。センシング開始信号を受信した第２温度センサ２８は、センシング開始信号にしたがってチャンバー１１ａの下部加熱スペース２１の温度測定を開始するとともに、測定した下部加熱スペース２１の測定温度をコントローラ２７に送信する。
【0064】
センシング開始信号を受信したガス流量計３４は、センシング開始信号にしたがって流入管路１４を通流する窒素ガスの流量（流動圧力）測定を開始し、測定した測定流量をコントローラ２７に送信する。センシング開始信号を受信したガス流量計３７は、センシング開始信号にしたがって流出管路１５を通流する窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの流量（流動圧力）測定を開始し、測定した測定流量をコントローラ２７に送信する。
【0065】
チャンバー１１ａの下部加熱スペース２１が加熱手段１２によって加熱され、下部加熱スペース２１が４５０〜６００℃の温度範囲に加熱される。下部加熱スペース２１の測定温度が第２温度センサ２８からコントローラ２８に送信される。コントローラ２７は、第２温度センサ２８から受信した下部加熱スペース２１の測定温度と設定加熱温度とを比較し、下部加熱スペース２１の温度が設定加熱温度（４５０〜６００℃の範囲）に保持されるように、加熱手段１２の出力をフィードバック制御する（例えば、加熱手段１２の出力を増減して下部加熱スペース２１の加熱温度を調節する）。
【0066】
チャンバー１１ａの下部加熱スペース２１が設定加熱温度（４５０〜６００℃）に加熱されると、下部加熱スペース２１に収容された水酸化ナトリウム２４（固体）が溶融し、水酸化ナトリウム２４が気化して水酸化ナトリウム２４の分解ベーパー（アルカリ金属の水酸化物２４の分解ベーパー）（水酸化ナトリウム２４の蒸気）が発生する。水酸化ナトリウム２４（溶融塩）の分解ベーパーは、図５に矢印Ｌ１で示すように、下部加熱スペース２１から中間冷却スペース２２に向かって上昇する。更に、チャンバー１１ａ（還元スペース１８）の内部気圧が上昇し、チャンバー１１ａ（還元スペース１８）の内部気圧がプラスになる。
【0067】
水素化ナトリウム製造システム１０は、下部加熱スペース２１の温度を４５０〜６００℃の範囲にすることで、下部加熱スペース２１において水酸化ナトリウム２４（アルカリ金属の水酸化物２４）を溶融させて水酸化ナトリウム２４の分解ベーパー（アルカリ金属の水酸化物２４の分解ベーパー）を確実に作ることができるとともに、粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒２５）の触媒活性（触媒作用）を向上させることができる。
【0068】
給気バルブ３３の弁機構が開放され、ガス給気ポンプ３２が起動すると、図５に矢印Ｌ２で示すように、窒素ガス貯蔵タンク３１から窒素ガス（冷却ガス）が流入管路１４に流入し、流入管路１４のガス供給口からチャンバー１１ａの中間冷却スペース２２に窒素ガスが供給（給気）される。窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への流入量は、１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にある。中間冷却スペース２２に供給（給気）された窒素ガスは、それら冷却プレート１３の貫通孔３０を通って中間冷却スペース２２に満遍なく分散する。チャンバー１１ａの上部スペース２３及び中間冷却スペース２２は、窒素ガスによって２００〜２５０℃の範囲に冷却される。
【0069】
水素化ナトリウム製造システム１０は、複数の貫通孔３０が冷却プレート１３に穿孔され、それら貫通孔３０が冷却プレート１３の上下方向へ並ぶとともに、流入管路１４のガス供給口が冷却プレート１３の上下方向中央部と上下方向下部との間であって冷却プレート１３に穿孔された貫通孔３０に対向して配置されているから、流入管路１４のガス供給口から供給された窒素ガス（冷却ガス）が冷却プレート１３の貫通孔３０を通って中間冷却スペース２２に満遍なく分散し、窒素ガスによって中間冷却スペース２２（冷却プレート１３）を確実に冷却することができる。
【0070】
チャンバー１１ａの還元スペース１８では、流入管路１４から供給された窒素ガス（冷却ガス）の雰囲気において、下部加熱スペース２１から中間冷却スペース２２へ上昇した水酸化ナトリウム２４の分解ベーパー（アルカリ金属の水酸化物２４の分解ベーパー）が窒素ガス及び各冷却プレート１３（冷却手段）によって冷却されつつ、粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒２５）の触媒作用（冷却プレート１３を形成するＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌのオーステナイト系ステンレス鋼の触媒作用、チャンバー１１ａ及びハッチ２０を形成するオーステナイト系ステンレス鋼の触媒作用を含む。）によって水酸化ナトリウム２４の分解ベーパーが水素化ナトリウム３８（ＮａＨ）に還元されるとともに、所定量の水素ガスが生成される。
【0071】
還元された水素化ナトリウム３８は、図６に示すように、それら冷却プレート１３（冷却手段）に付着して堆積固化する。窒素ガス（冷却ガス）と還元スペース１８において生成された水素ガス（Ｈ２）との混合ガスは、排気口から流出管路１５に流入する。流出管路１５に流入した窒素ガスと水素ガスとの混合ガスは、図５に矢印Ｌ３で示すように、流出管路１５を通って混合ガス貯蔵タンク３５に流入し、混合ガス貯蔵タンク３５に貯蔵される。
【0072】
流入管路１４を通流する窒素ガスの測定流量（測定流動圧力）がガス流量計３４からコントローラ２７に送信されるとともに、流出管路１５を通流する窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの測定流量（測定流動圧力）がガス流量計３４からコントローラ２７に送信される。コントローラ２７は、それらガス流量計３４から受信した測定流量と設定流入量とを比較し、窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への流入量が設定流入量（１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲）に保持し得るように、ガス給気ポンプ３２の出力をフィードバック制御する（例えば、ガス給気ポンプ３２の出力を増減して窒素ガスの中間冷却スペース２２への流入量を調節する。）。
【0073】
中間冷却スペース２２の測定温度が第１温度センサ２６からコントローラ２７に送信される。コントローラ２７は、第１温度センサ２６から受信した中間冷却スペース２２の測定温度と設定温度とを比較し、中間冷却スペース２２の温度が設定温度（２００〜２５０℃の範囲）に保持し得るように、ガス給気ポンプ３２の出力をフィードバック制御する（例えば、ガス給気ポンプ３２の出力を増減して窒素ガスの中間冷却スペース２２への流入量を調節する。又は、ガス給気ポンプ３２を所定の時間間隔で運転し、窒素ガスの中間冷却スペース２２への流入量を調節する。）。
【0074】
水素化ナトリウム製造システム１０は、中間冷却スペース２２の温度を２００〜２５０℃の範囲にすることで、水酸化ナトリウム２４（アルカリ金属の水酸化物２４）から還元された水素化ナトリウム３８をそれら冷却プレート１３（冷却手段）に確実に堆積固化させることができるとともに、窒素ガス（冷却ガス）のチャンバー１１ａへの流入量を１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にすることで、流入管路１４から供給された窒素ガスによって中間冷却スペース２２（冷却プレート１３）を所定温度に確実に冷却することができる。
【0075】
水素化ナトリウム製造システム１０の１回の運転時間は、１２〜２４時間である。コントローラ２７は、システム１０の運転時間が経過すると、加熱手段１２の制御部に加熱停止信号（ＯＦＦ信号）を送信し、給気バルブ３３の制御部に閉鎖信号（ＯＦＦ信号）を送信するとともに、ガス給気ポンプ３２の制御部に停止信号（ＯＦＦ信号）を送信する。更に、排気バルブ３６の制御部に閉鎖信号（ＯＦＦ信号）を送信し、第１及び第２温度センサ２６，２８にセンシング停止信号（ＯＦＦ信号）を送信するとともに、ガス流量計３４，３４にセンシング停止信号（ＯＦＦ信号）を送信する。
【0076】
加熱停止信号を受信した加熱手段１２の制御部は、加熱停止信号にしたがって加熱手段１２を停止させる。閉鎖信号を受信した給気バルブ３３の制御部は、閉鎖信号にしたがって給気バルブ３３の弁機構を閉鎖する。停止信号を受信したガス給気ポンプ３２の制御部は、停止信号にしたがってガス給気ポンプ３２を停止させる。閉鎖信号を受信した排気バルブ３６の制御部は、閉鎖信号にしたがって排気バルブ３６の弁機構を閉鎖する。センシング停止信号を受信した第１及び第２温度センサ２６，２８は、センシング停止信号にしたがって温度測定を停止する。センシング停止信号を受信したそれらガス流量計３４は、センシング停止信号にしたがって流量測定を停止する。
【0077】
加熱手段１２や給気バルブ３３、ガス給気ポンプ３２、排気バルブ３６、第１及び第２温度センサ２６，２８、ガス流量計３４にＯＦＦ信号を送信した後、コントローラ２７は、水素化ナトリウム製造完了メッセージと製造確認ボタン（製造終了ボタン）とをタッチパネルに表示（出力）する。製造確認ボタンをタップ（クリック）すると、コントローラ２７がＯＦＦになる。製造確認ボタンをタップした後、ハッチ２０を開けてチャンバー１１ａの頂部開口１９を開放し、水素化ナトリウム３８が体積固化した冷却プレート１３をチャンバー１１ａの内部から取り出す。水素化ナトリウム３８が体積固化した冷却プレート１３を水素発生容器（図示せず）に収容し、必要に応じて水素発生容器に水を注入し、水素ガスを発生させる。
【0078】
水素化ナトリウム製造システム１０は、所定量の水酸化ナトリウム２４（ＮａＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２４）とＳＵＳ３０４とＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも一方であるオーステナイト系ステンレス鋼から作られた粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒２５）とをチャンバー１１ａの下部加熱スペース２１に収容し、流入管路１４から供給された窒素ガス（冷却ガス）の雰囲気において、下部加熱スペース２１を加熱手段１２によって所定温度（４５０〜６００℃）に加熱し、下部加熱スペース２１から中間冷却スペース２２へ上昇した水酸化ナトリウム２４の分解ベーパー（アルカリ金属の水酸化物２４の分解ベーパー）が窒素ガス及びそれら冷却プレート１３（冷却手段）によって冷却されつつ粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒２５）によって水素化ナトリウム３８（ＮａＨ）に還元され、その水素化ナトリウム３８をそれら冷却プレート１３に付着させて堆積固化させることで水素化ナトリウム３８を生成するから、所定の粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒２５（還元触媒２５）を利用するだけで水素化ナトリウム３８を固体の状態で生成することができ、多量の水素化ナトリウム３８を短時間に効率よく製造することができる。水素化ナトリウム製造システム１０は、還元スペース１８において水素ガス（Ｈ２）が生成されるから、水素化ナトリウム３８の生成と同時に、水酸化ナトリウム２４（アルカリ金属の水酸化物２４）から水素を作ることができる。
【0079】
水素化ナトリウム製造システム１０は、オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が１０〜５００μｍの粉状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒のうちの少なくとも１つの還元触媒２５を利用することで、オーステナイト系ステンレス鋼から作られた粉状還元触媒や粒状還元触媒、板状還元触媒、線状還元触媒の優れた触媒活性（触媒作用）を利用することができ、それら還元触媒２５の触媒作用によって水酸化ナトリウム２４（アルカリ金属の水酸化物２４）の分解ベーパーを水素化ナトリウム３８（ＮａＨ）に確実に還元することができる。
【0080】
図７は、他の一例として示すチャンバー１１ｂの上面図である。図７では、ハッチ２０の図示を省略している。チャンバー１１ｂ及び流入管路１４が図１のそれと異なるところは、流入管路１４が複数本の分岐管路１４ａ〜１４ｈに分岐し、それら分岐管路１４ａ〜１４ｈがチャンバー１１ｂのハッチ２０に気密に設置され、それら分岐管路１４ａ〜１４ｈの各ガス供給口がチャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２の周り方向へ並ぶ各冷却プレート１３の間に位置している点にあり、システム１０の構成を含むその他の構成は図１のチャンバー１１ａや流入管路１４と同一であるから、図１の説明を援用するとともに、図１と同一の符号を付すことでシステム１０の構成を含むその他の構成の詳細な説明は省略する。
【0081】
水素化ナトリウム製造システム１０は、チャンバー１１ｂ（還元反応炉）と、チャンバー１１ｂを部分的に加熱する加熱手段１２と、所定面積の複数枚の冷却プレート１３（冷却手段）と、流入管路１４及び流出管路１５とを備えている。加熱手段１２や冷却プレート１３（冷却手段）、流出管路１５は、図１のそれらと同一である。チャンバー１１ｂに設置されたハッチ２０には、分岐管路１４ａ〜１４ｈを気密に連結する各流入管路連結孔が形成されている。
【0082】
流入管路１４は、給気バルブ３３（電磁バルブ）の上流側において複数本の分岐管路１４ａ〜１４ｈに分岐している。それら分岐管路１４ａ〜１４ｈは、ハッチ２０の各流入管路連結孔に気密に連結され、その一部がチャンバー１１ｂの内部に進入している。それら分岐管路１４ａ〜１４ｈは、窒素ガス（Ｎ２）（冷却ガス）をチャンバー１１ｂの内部に流入させる。それら分岐管路１４ａ〜１４ｈのガス供給口は、チャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２に位置するとともに、チャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２の周り方向へ並ぶ各冷却プレート１３の間に位置している。分岐管路１４ａ〜１４ｈのガス供給口は、冷却プレート１３の上下方向中央部と上下方向下部との間であって冷却プレート１１に穿孔された貫通孔３０に対向して配置されている。
【0083】
チャンバー１１ｂや分岐管路１４ａ〜１４ｈを使用した水素化ナトリウム製造システム１０では、給気バルブ３３及び排気バルブ３６の弁機構が開放され、ガス給気ポンプ３２が起動すると、窒素ガス貯蔵タンク３１から窒素ガス（冷却ガス）が流入管路１４に流入し、流入管路１４の分岐管路１４ａ〜１４ｈの各ガス供給口からチャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２に窒素ガスが供給（給気）される。
【0084】
窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への流入量は、１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にある。分岐管路１４ａ〜１４ｈから中間冷却スペース２２に供給（給気）された窒素ガスは、周り方向へ隣接する各冷却プレート１３の間に供給されるとともに、それら冷却プレート１３の貫通孔３０を通って中間冷却スペース２２に満遍なく分散する。チャンバー１１ｂや管路１４ａ〜１４ｈを使用した水素化ナトリウム製造システム１０における水素化ナトリウム３８のその他の製造手順は、図５において説明したそれと同一である。
【0085】
チャンバー１１ｂや管路１４ａ〜１４ｈを使用した分岐水素化ナトリウム製造システムは、既述の効果に加え、以下の効果を有する。水素化ナトリウム製造システム１０は、複数本の分岐管路１４ａ〜１４ｈの各ガス供給口から各冷却プレート１３の間に窒素ガス（冷却ガス）を流入させることで、窒素ガスがそれら冷却プレート１３の間に満遍なく流入し、それら分岐管路１４ａ〜１４ｈの各ガス供給口から流入した窒素ガスによってチャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２（それら冷却プレート１３）を確実に冷却することができ、それら冷却プレート１３に水素化ナトリウム３８を確実に堆積固化させることができる。
【0086】
図８は、流入管路１４の他の一例を示す図である。流入管路１４が図１のそれと異なるところは、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口３９が流入管路１４の冷却プレート１３に対向する対向部分に形成され、流入管路１４のそれらガス供給口３９が冷却プレート１３に向かって開口している点にあり、システム１０の構成を含むその他の構成は図１の流入管路１４と同一であるから、図１の説明を援用するとともに、図１と同一の符号を付すことでシステム１０の構成を含むその他の構成の詳細な説明は省略する。
【0087】
水素化ナトリウム製造システム１０は、チャンバー１１ａ（還元反応炉）と、チャンバー１１ａを部分的に加熱する加熱手段１２と、所定面積の複数枚の冷却プレート１３（冷却手段）と、流入管路１４及び流出管路１５とを備えている。加熱手段１２や冷却プレート１３（冷却手段）、流出管路１５は、図１のそれらと同一である。
【0088】
流入管路１４は、ハッチ２０の流入管路連結孔に気密に連結され、その一部がチャンバー１１ａの内部に進入している。流入管路１４は、窒素ガス（Ｎ２）（冷却ガス）をチャンバー１１ａの内部に流入させる。流入管路１４のチャンバー１１ａの内部に延びる部分（対向部分）には、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口３９が形成されている。流入管路１４のそれらガス供給口３９は、チャンバー１１ａの中間冷却スペース２２に位置するとともに、冷却プレート１３に対向し、冷却プレート１３及び貫通孔３０に向かって開口している。
【0089】
複数のガス供給口３９を有する流入管路１４を使用した水素化ナトリウム製造システム１０では、給気バルブ３３の弁機構が開放され、ガス給気ポンプ３２が起動すると、窒素ガス貯蔵タンク３１から窒素ガス（冷却ガス）が流入管路１４に流入し、流入管路１４の各ガス供給口３９からチャンバー１１ａの中間冷却スペース２２に窒素ガスが供給（給気）される。
【0090】
窒素ガス（冷却ガス）の中間冷却スペース２２への流入量は、１０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの範囲にある。流入管路１４から中間冷却スペース２２に供給（給気）された窒素ガスは、周り方向へ隣接する各冷却プレート１３の間に供給されるとともに、それら冷却プレート１３の貫通孔３０を通って中間冷却スペース２２に満遍なく分散する。複数のガス供給口３９を有する流入管路１４を使用した水素化ナトリウム製造システム１０における水素化ナトリウム３８のその他の製造手順は、図５において説明したそれと同一である。
【0091】
なお、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口３９が図７に示す分岐管路１４ａ〜１４ｈのチャンバー１１ａの内部に延びる部分（対向部分）に形成されていてもよい。この場合、それら分岐管路１４ａ〜１４ｈの各ガス供給口３９は、チャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２に位置するとともに、チャンバー１１ｂの中間冷却スペース２２の周り方向へ並ぶ各冷却プレート１３の間に位置する。分岐管路１４ａ〜１４ｈの各ガス供給口３９は、冷却プレート１３の上下方向中央部と上下方向下部との間であって冷却プレート１１に穿孔された貫通孔３０に対向して配置される。
【0092】
複数のガス供給口３９を有する流入管路１４を使用した水素化ナトリウム製造システム１０は、既述の効果に加え、以下の効果を有する。水素化ナトリウム製造システム１０は、上下方向へ並ぶ複数のガス供給口３９が流入管路１４の冷却プレート１３に対向する対向部分に形成され、それらガス供給口３９を冷却プレート１３及び貫通孔３０に向かって開口させることで、流入管路１４のそれらガス供給口３９から供給された窒素ガス（冷却ガス）が冷却プレート１３に向かって供給されるとともに、窒素ガスが冷却プレート１３の貫通孔３０を通ってチャンバー１１の中間冷却スペース２２に満遍なく分散し、窒素ガスによって中間冷却スペース２２（冷却プレート１３）を確実に冷却することができ、冷却プレート１３に水素化ナトリウム３８を確実に堆積固化させることができる。
【符号の説明】
【0093】
１０ 水素化ナトリウム製造システム１１ａ チャンバー
１１ｂ チャンバー
１２ 加熱手段
１３ 冷却プレート（冷却手段）
１４ 流入管路
１５ 流出管路
１６ 底壁
１７ 周壁
１８ 還元スペース
１９ 頂部開口
２０ ハッチ（開閉蓋）
２１ 下部加熱スペース
２２ 中間冷却スペース
２３ 上部スペース
２４ 水酸化ナトリウム（アルカリ金属の水酸化物）
２５ 粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（還元触媒）
２６ 第１温度センサ
２７ コントローラ
２８ 第２温度センサ
２９ 中心軸
３０ 貫通孔
３１ 窒素ガス貯蔵タンク
３２ ガス給気ポンプ
３３ 給気バルブ
３４ ガス流量計
３５ 混合ガス貯蔵タンク
３６ 排気バルブ
３７ 真空ポンプ
３８ 水素化ナトリウム