特許7404482IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

水素、酸素、及び水蒸気を含む混合ガスから、該混合ガスを安全性高く取扱いながら、該水素を効率的に分離する、水素分離装置、及び水素分離方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

非特許文献1-3に開示されているような光触媒反応器と分子篩膜を組み合わせたモジュールにおいては、水素と酸素との反応によって爆発が生じ易いという課題があり、いかに該混合ガスの取扱い安全性を確保するか、という問題を解決する必要がある。この問題に対しては、例えば、窒素等の不活性な希釈ガスを用いてモジュール内の水素濃度及び酸素濃度を低下させる方法が有効であるが、希釈ガスを用いた場合には、高濃度の水素及び酸素を得るために当該希釈ガスと水素及び/又は酸素との分離処理がさらに必要となり、プロセスが煩雑になるという新たに課題が生じる。特に、希釈ガスによって水素濃度及び酸素濃度が低下するため、水素及び酸素を多量に分離回収したい場合、分離効率が悪くなる。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明者らは、実情に鑑みた検討の結果、市販のエアー乾燥管(例えば、ジーエルサイエンス社製)に充填されている、平均粒子径2~3mmのシリカゲルでは、水素、酸素、及び水蒸気を含む混合ガスから、水蒸気を低減できることはできるが、該混合ガスを安全性高く取り扱えないことを確認した。そこで、さらに鋭意検討した結果、ガス流通路内に、特定の平均粒子径を有する球状脱湿剤を含むと、水素、酸素、及び水蒸気を含・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本開示の水素分離装置を用いれば、高濃度に水蒸気を含んだ、水素及び酸素を含んだ混合ガスに対しても、該混合ガスを安全性高く取扱いながら、効率的に水素を分離することができる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 本開示の水素分離方法の一例を説明するための概略図である。
【図2】 本開示の水素分離方法における水素分離工程について説明するための概略図である。
【図3】 本開示の水素分離方法における混合ガス発生工程について説明するための概略図である。
【図4】 充填剤の集合体からなる細隙材の隙間径について説明するための概略図である。
【図5】 充填剤の集合体からなる細隙材の最長隙間径について説明するための概略図である。
【図6】 本開示の水素分離方法における気液分離工程について説明するための概略図である
【図7】 本開示の水素分離方法における水素分離工程について補足説明するための概略図である。
【図8】 水素分離体50aについて説明するための概略図である。
【図9】 水素分離体50aについて説明するための概略図である。
【図10】 水素分離体50bについて説明するための概略図である。
【図11】 水素分離体50cについて説明するための概略図である。
【図12】 水素分離体50cについて説明するための概略図である。
【図13】 水素分離体50dについて説明するための概略図である。
【図14】 脱湿膜を用いた脱湿実験装置を説明するための図である。
【図15】 脱湿剤を用いた脱湿実験装置を説明するための図である。
【図16】 消炎試験装置Aを説明するための図である。
【図17】 消炎試験装置Bを説明するための図である。
【図18】 消炎試験装置Cを説明するための図である。
【図19】 圧力損失測定装置を説明するための図である。
【図20】 実施例で測定した、流速0.11(m/sec)での圧力損失の結果を、充填剤の平均粒子径を横軸にして、プロットしたグラフである。
【図21】 実施例で測定した、流速0.21(m/sec)での圧力損失の結果を、充填剤の平均粒子径を横軸にして、プロットしたグラフである。
【図22】 実施例で測定した、全透過ガス流量、及び各ガスのパーミエンスの結果を、時間を横軸にして、プロットしたグラフである。
【図23】 気液分離性能評価装置を説明するための図である。

代表図 図1本件の代表的な図

1 導入口 2 回収口 3 排出口 10 分子篩膜 10a 分子篩膜の一方側の表面 10b 分子篩膜の他方側の表面 11 外壁材 12 外装体 15 無機多孔質基材 20 細隙材 20a 充填剤(脱湿剤) 21 ガス流通路 30 水分解反応器 40 気液分離膜 50 水素分離体

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