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公開番号2024127175
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036153
出願日2023-03-09
発明の名称水素除去装置
出願人大陽日酸株式会社
代理人個人
主分類C01B 23/00 20060101AFI20240912BHJP(無機化学)
要約【課題】装置を大型化することなく、吸着剤の排出と充填が可能な水素除去装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る水素除去装置1は、不純物として少なくとも水素を含むヘリウムガスから前記水素を除去するものであって、筒状体の上部にあってガスが導入されるガス導入路13と、ガス導入路13の下方の吸着剤充填領域15と、吸着剤充填領域15の下方のガス排出路17と、を備えた本体部3と、上部穴あき板5と、下部穴あき板7と、吸着剤充填管9と、吸着剤排出管11と、ガス導入口27と、ガス排出口29と、上部栓35と、下部栓43と、下部中栓45と、を備えたことを特徴とするものである。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
不純物として少なくとも水素を含むヘリウムガスから前記水素を除去する水素除去装置であって、
筒状体からなり、該筒状体の上部にあってガスが導入されるガス導入路と、該ガス導入路の下方にあって吸着剤が充填される吸着剤充填領域と、該吸着剤充填領域の下方にあって排出ガスの流路となるガス排出路と、を備えた本体部と、
前記ガス導入路と前記吸着剤充填領域の間に設けられガス通過穴が形成された上部穴あき板と、
前記ガス排出路と前記吸着剤充填領域の間に設けられガス通過穴が形成された下部穴あき板と、
前記本体部の上端から前記ガス導入路を貫いて前記吸着剤充填領域の上部に連通するように挿入された筒状の吸着剤充填管と、
前記本体部の下端から前記排出ガス流路を貫いて前記吸着剤充填領域の下部に連通するように挿入された筒状の吸着剤排出管と、
前記本体部の上部に前記ガス導入路に連通するように設けられたガス導入口と、
前記本体部の下部に前記ガス排出路に連通するように設けられたガス排出口と、
前記吸着剤充填管の充填口を開閉する上部栓と、
前記吸着剤排出管の排出口を開閉する下部栓と、
前記吸着剤排出管の上端と前記吸着剤充填領域との連通を開閉する下部中栓と、を備えたことを特徴とする水素除去装置。
続きを表示(約 320 文字)【請求項2】
前記吸着剤充填管内に設けられた上部中栓と、
前記ガス導入路及び前記ガス排出路に設けられてガス分散をする繊維状物質と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の水素除去装置。
【請求項3】
前記吸着剤充填領域の下面が前記吸着剤排出管の上端に向かって下向きに傾斜する傾斜面となっており、該傾斜面の傾斜角度が充填される吸着剤の安息角よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の水素除去装置。
【請求項4】
下部中栓は、上下動することで前記連通を開閉するように構成され、
前記下部中栓を上下動させる上下動機構を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の水素除去装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
不純物として少なくとも水素を含むヘリウムガスから水素を除去する水素除去装置に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
ヘリウムは産出量が少ない貴重なガスであり、使用されたヘリウムは回収され、精製された後、再液化され、ユーザーに送られる。
なお、回収されたヘリウムには、水素等の不純物が含まれているので、それらの不純物をヘリウム精製装置で除去したのち、ヘリウム液化装置で再液化される。
【0003】
ヘリウム液化装置に付帯するヘリウム精製装置の一例が特許文献1に開示されている。
ヘリウム精製装置には、特許文献1の図1に示されるように、不純物である水素を除去するための水素除去吸着器が設けられている。
水素除去吸着器には吸着剤が充填されており、ヘリウム液化装置内の精製系から再生ガスと共に排出されるヘリウム中の水素成分を吸着させることによって除去される。
【0004】
水素除去吸着器の一般的な構造を図4に示す。水素除去吸着器60は円筒状であり、ガス入口61、吸着層63、吸着剤押え65、ガス出口67、吸着剤充填口69及び吸着剤排出口71を備えている。吸着層63は充填された吸着剤によって構成されている。
水素除去吸着器60は、フランジ73又はねじ込み等によってヘリウム精製装置内の配管に接続される。
【0005】
一定時間又は一定量のヘリウムを精製後、水素除去吸着器60内の吸着剤を交換する必要がある。吸着剤の交換の際には、水素除去吸着器60を配管から外し、新たな吸着剤を充填後、再度、接続配管に組み立てる必要がある。
その際、プロセス(装置)、吸着器、触媒塔内が空気で汚染される可能性が高い。その為、対象のプロセス(装置)が、(例えば)ヘリウム中の水素除去といった場合、吸着器や触媒塔をプロセス(装置)に再度取り付けた際に、プロセス(装置)内の空気成分をパージし、プロセスガス(この場合はヘリウム)純度を高める操作が必要となる場合があった。
また、交換される吸着剤、触媒が空気中の水蒸気によって性能劣化の一因となる場合、交換時期・方法等を考慮する必要もあった。
【0006】
この点、吸着器、触媒塔をプロセス(装置)から取り外さないで、内部の吸着剤や触媒を交換する技術が、例えば特許文献1、2に開示されている。
【0007】
特許文献1に開示のものは、固定床反応器をプロセスから取り外すことなく、活性の劣化した触媒を排出し、新しい触媒を充填する方法として、固定床反応器内に液体を供給し、触媒をスラリー化することで、触媒の排出と充填を行うというものである。
【0008】
また、特許文献2に開示のものは、水蒸気改質器内に設置された反応管を取り外すことなく、反応管内の触媒を排出し、新たな触媒を充填する方法として、ブロワによる空気流によって触媒を排出、充填するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
特許第4122786号公報
特開平11-548号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、特許文献1に開示のものは、固定床反応器内に液体を供給するポンプ、配管が必要となり、装置が大型化するという問題がある。
また、特許文献2に開示のものも、ブロワを設ける必要があり、反応装置が大型化するという問題がある。
(【0011】以降は省略されています)

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