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Title : Refinement of Hydrogen
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水素の精製方法

 水素の精製方法は、大きく以下の4つの方法に分類される。

 吸収法とは炭酸カルシウム・メタノール・加圧水などを溶媒として CO2 や H2S などを吸収して分離する方法である。
 深冷分離法とは、液体窒素などを用いて混合ガスを冷却し、不純物を固形化して取り除く方法である。
 吸着法とは、混合ガスに含まれるガスの、吸着剤への吸着性能の差を利用する方法である。工業分野で最も利用されている PSA 法はこの吸着法の1種である。
 膜分離法とは、ガスが膜を通過する速度の差を利用して分離する方法である。

[ PSA (Pressure Swing Adsorption) 法]

 混合ガスに含まれるガスの吸着力の、圧力による変動を利用する方法である。

圧力による吸着力の差

 水素は他のガスと比較して吸着量の圧力依存が小さいため、混合ガスを高圧で吸着させ、圧力を下げて目的の気体を取り出すという方法を採っている。吸着 → 減圧 → 洗浄 → 昇圧 を1つのサイクルとし、これを繰り返すことで水素の純度を上げていく。現在の技術で 6N (水素純度が99.9999%)程度を確保できる。

Updated : 2003/12/15

[膜分離法]

 ガスが膜を通過する速度の違いを利用する方法である。

水素分離膜モジュールの構造

 膜の上流と下流で圧力差があれば、特に動力がなくとも分離が進む。水素分離膜としてはポリアミド・ポリスルホンなどの高分子膜である。金属系ではパラジウム合金が用いられている。

Updated : 2003/12/15

[メンブレンリアクター]

 パラジウム系分離膜を用いると高い選択性と高温度が利用できることから、水素の分離だけでなく化学反応も同時に行うことで、改質と水素分離を一挙に行う試みが行われている。そのための装置をメンブレンリアクターと言う。

Updated : 2003/12/15

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Updated : 2003/12/15