(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素及び水分を含む水素ガスを排出する水素利用装置（１）に、脱酸素塔（２）、除湿容器（３）及び水素ガス処理装置（４）が順次に接続され、該脱酸素塔（２）が、酸素と水素を反応させて水を生成し、該水素ガス処理装置（４）が水素吸蔵合金を収容する水素ガスからの不純物除去装置であつて、前記除湿容器（３）が、水分を凝着させる吸着材（Ａ）を充填した容器本体（３ａ）に、吸着材（Ａ）を冷却する冷却装置（３２）を付属して構成され、かつ、
除湿容器（３）に、吸着材（Ａ）を加熱する加熱装置（３３）が付属されると共に、第１再生用開閉弁（Ｖ３）、冷却器（５）、ドレインセパレータ（６）及び第２再生用開閉弁（Ｖ４）を順次に介在する配管（４５）が接続され、除湿容器（３）内の水素ガスをガス循環用ポンプ（７）の駆動によつて循環させて除湿容器（３）の再生運転を行い、かつ、再生運転時に、水素ガス処理装置（４）で水素を精製して高純度の水素ガスを水利用装置（１）に戻すことを特徴とする水素ガスからの不純物除去装置。
【請求項２】
酸素及び水分を含む水素ガスを排出する水素利用装置（１）に、脱酸素塔（２）、除湿容器（３）及び水素ガス処理装置（４）が順次に接続され、該脱酸素塔（２）が、酸素と水素を反応させて水を生成し、該水素ガス処理装置（４）が水素吸蔵合金を収容し、該除湿容器（３）が、水分を凝着させる吸着材（Ａ）を充填した容器本体（３ａ）に、吸着材（Ａ）を加熱又は冷却する加熱装置（３３）及び冷却装置（３２）をそれぞれ付属し、かつ、第１再生用開閉弁（Ｖ３）、冷却器（５）、ドレインセパレータ（６）及び第２再生用開閉弁（Ｖ４）を順次に介在する配管（４５）が接続され、除湿容器（３）内の水素ガスが該配管（４５）を通じて循環可能である水素ガスからの不純物除去装置を使用し、
水素利用装置（１）内の水素ガスを、脱酸素塔（２）を通して水分を生成させて冷却装置（３２）によつて冷却させた除湿容器（３）に導入し、除湿容器（３）で吸着材（Ａ）に水分を凝着させた後に水素ガス処理装置（４）に導入することにより、除湿容器（３）での除湿運転を行い、水素ガス処理装置（４）で精製した水素ガスを水素利用装置（１）に戻すと共に、所定量の水分が吸着材（Ａ）に凝着した後に、脱酸素塔（２）側からの水素ガスの流入及び水素ガス処理装置（４）への水素ガスの流出を阻止した状態で、加熱装置（３３）によつて除湿容器（３）内を加熱し、第１再生用開閉弁（Ｖ３）及び第２再生用開閉弁（Ｖ４）を開き、かつ、ガス循環用ポンプ（７）を駆動し、除湿容器（３）内の水素ガスを水分と共に冷却器（５）に導入して露点以下に冷却してドレインセパレータ（６）に導き、ドレインセパレータ（６）で水分を除去した水素ガスを除湿容器（３）内に戻す再生運転を行い、
前記除湿運転及び再生運転をそれぞれ複数回行つて水素利用装置（１）内の水素ガス純度の向上回復を図る際、除湿容器（３）での除湿運転の所要時間（ｔ1 −ｔ2 −ｔ3 −ｔ4 −ｔ5 ）を各回毎に次第に長く設定し、所定量の水分が吸着材（Ａ）に凝着するのを待つて再生運転に移行させ、除湿容器（３）での再生運転の所要時間（Ｔ0 ）は、ほぼ同一に設定することを特徴とする水素ガスからの不純物除去装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水素ガスからの不純物除去装置及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来の水素純度向上装置として、例えば特開平３−２７１１０１号公報に開示されるものがある。この水素純度向上装置は、水素利用装置と、水素吸蔵合金を内蔵して加熱装置及び冷却装置を付属する水素回収容器とを第１圧力制御バルブを有する吸収用配管にて接続すると共に、バルブを有する放出用ガスラインを該水素回収容器に接続することを特徴とする。そして、この水素純度向上装置によれば、水素利用装置に接続した水素回収容器に吸収時パージガスラインを付設すると共に、吸収時パージガスラインに圧力制御バルブを備えさせ、圧力制御バルブの設定圧を調節するという簡素な構造とすることにより、１台の装置によつて低純度水素ガス又は高純度水素ガスのいずれからも水素純度を向上させた水素ガスを高い回収率で得られるようになる。また、低純度水素の純度に関係なく、水素吸蔵合金の水素吸蔵能力を充分に活用して能率良く、高純度水素ガスが得られる。
【０００３】
しかしながら、この従来の水素純度向上装置にあつては、水素利用装置からの水素ガスをそのまま水素回収装置に導入しているため、水素回収装置の耐久性に劣るという技術的課題がある。すなわち、水素利用装置では、水素に不純ガス分が混入することがある。例えば、軸受部から空気が漏入する。
【０００４】
ここで、水素ガス中の不純ガス分としては、酸素、水分等が知られ、これらの不純ガス分は水素吸蔵合金にとつての被毒性ガスであり、水素ガス中に含まれる場合には、冷却装置によつて冷却した容器内の水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵させる際、これらの被毒性ガスが水素吸蔵合金と化学的又は物理的に結合するため、水素吸蔵合金に水素の吸収・放出を繰り返し行つた場合、水素吸蔵能力が次第に低下する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成は次の通りである。
請求項１の発明は、酸素及び水分を含む水素ガスを排出する水素利用装置１に、脱酸塔２、除湿容器３及び水素ガス処理装置４が順次に接続され、該脱酸塔２が、酸素と水素を反応させて水を生成し、該水素ガス処理装置４が水素吸蔵合金を収容する水素ガスからの不純物除去装置であつて、前記除湿容器３が、水分を凝着させる吸着材Ａを充填した容器本体３ａに、吸着材Ａを冷却する冷却装置３２を付属して構成され、かつ、
除湿容器３に、吸着材Ａを加熱する加熱装置３３が付属されると共に、第１再生用開閉弁Ｖ３、冷却器５、ドレインセパレータ６及び第２再生用開閉弁Ｖ４を順次に介在する配管４５が接続され、除湿容器３内の水素ガスをガス循環用ポンプ７の駆動によつて循環させて除湿容器３の再生運転を行い、かつ、
再生運転時に、水素ガス処理装置４で水素を精製して高純度の水素ガスを水利用装置１に戻すことを特徴とする水素ガスからの不純物除去装置である。
請求項２の発明は、酸素及び水分を含む水素ガスを排出する水素利用装置１に、脱酸塔２、除湿容器３及び水素ガス処理装置４が順次に接続され、該脱酸塔２が、酸素と水素を反応させて水を生成し、該水素ガス処理装置４が水素吸蔵合金を収容し、該除湿容器３が、水分を凝着させる吸着材Ａを充填した容器本体３ａに、吸着材Ａを加熱又は冷却する加熱装置３３及び冷却装置３２をそれぞれ付属し、かつ、第１再生用開閉弁Ｖ３、冷却器５、ドレインセパレータ６及び第２再生用開閉弁Ｖ４を順次に介在する配管４５が接続され、除湿容器３内の水素ガスが該配管４５を通じて循環可能である水素ガスからの不純物除去装置を使用し、
水素利用装置１内の水素ガスを、脱酸塔２を通して水分を生成させて冷却装置３２によつて冷却させた除湿容器３に導入し、除湿容器３で吸着材Ａに水分を凝着させた後に水素ガス処理装置４に導入することにより、除湿容器３での除湿運転を行い、水素ガス処理装置４で精製した水素ガスを水素利用装置１に戻すと共に、所定量の水分が吸着材Ａに凝着した後に、脱酸塔２側からの水素ガスの流入及び水素ガス処理装置４への水素ガスの流出を阻止した状態で、加熱装置３３によつて除湿容器３内を加熱し、第１再生用開閉弁Ｖ３及び第２再生用開閉弁Ｖ４を開き、かつ、ガス循環用ポンプ７を駆動し、除湿容器３内の水素ガスを水分と共に冷却器５に導入して露点以下に冷却してドレインセパレータ６に導き、ドレインセパレータ６で水分を除去した水素ガスを除湿容器３内に戻す再生運転を行い、
前記除湿運転及び再生運転をそれぞれ複数回行つて水素利用装置１内の水素ガス純度の向上回復を図る際、除湿容器３での除湿運転の所要時間（ｔ1 −ｔ2 −ｔ3 −ｔ4 −ｔ5 ）を各回毎に次第に長く設定し、所定量の水分が吸着材Ａに凝着するのを待つて再生運転に移行させ、除湿容器３での再生運転の所要時間（Ｔ0 ）は、ほぼ同一に設定することを特徴とする水素ガスからの不純物除去装置の運転方法である。
【０００６】
【作用】
請求項１の発明によれば、水素利用装置１から排出される酸素及び水分を含む水素ガスは、脱酸塔２に導入されて酸素と水素を反応させて水が生成され、除湿容器３に通される。除湿容器３では、冷却装置３２によつて冷却された吸着材Ａに水分が凝着される。かくして、酸素及び水分が除かれ、かつ、適当に低温となつた水素ガスが、水素ガス処理装置４に導入されるので、水素ガスが水素吸蔵合金に安定的に吸蔵されると共に、水素吸蔵合金が酸素及び水分によつて被毒を受けることが良好に防止される。このようにして、除湿容器３における除湿運転が行われる。
【０００７】
そして、除湿容器３における除湿運転が所定時間行われ、除湿容器３の吸着材Ａに所定量の水分が凝着したなら、再生運転に移行する。すなわち、第１，第２再生用開閉弁Ｖ３，Ｖ４を共に開き、また、冷却装置３２を停止した状態で、ガス循環用ポンプ７を駆動し、加熱装置３３によつて吸着材Ａを所定温度に加熱する。これにより、吸着材Ａに凝着した水分を気化させ、冷却器５に導いて冷却させる。多量の水分を含み、冷却器５で冷却された水素ガスは、低い露点となつてドレインセパレータ６に流入するので、ドレインセパレータ６によつて水分が除去される。この水分が除去された水素ガスは、再度、除湿容器３内に送り込み、再生運転が行われる。この再生運転は、除湿容器３内の比較的少量の水素ガスのみを循環させて行われるので、比較的短い時間Ｔ0 に設定し、その後、次の除湿運転に移行する。また、除湿容器３での除湿運転を行つて水素ガス処理装置４に導入され、水素ガス処理装置４で精製した水素ガスを水素利用装置１に戻すので、水素利用装置１内の水素ガス純度は向上する。
【０００８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用が得られる。そして、除湿容器３における除湿運転及び再生運転を複数回行うに際し、除湿容器３での除湿運転の所要時間（ｔ1 −ｔ2 −ｔ3 −ｔ4 −ｔ5 ）を各回毎に次第に長く設定し、所定量の水分が吸着材Ａに凝着するのを待つて再生運転に移行させ、除湿容器３での再生運転の所要時間（Ｔ0 ）は、ほぼ同一に設定するので、次第に純度が向上する水素利用装置１内の水素ガスに合わせて除湿容器３での除湿運転が行われ、また、吸着材Ａに凝着した水分量に合わせて除湿容器３での再生運転を行うことができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の１実施例に係る水素ガスからの不純物除去装置を示す。図中において符号１は水素利用装置であり、高純度の水素ガスを使用し、使用後に比較的高純度（例えば純度９７％以上）の不純水素ガスを排出する水素冷却式発電機、半導体製造装置等である。水素利用装置１では軸受部その他から空気が漏入するので、水素利用装置１から排出される不純水素ガスには、酸素及び水分が含まれている。この水素利用装置１には、脱酸素塔２、除湿容器３及び水素ガス処理装置４が順次に接続され、更に水素ガス処理装置４に水素利用装置１を接続させることによつて閉回路を形成している。
【００１０】
脱酸素塔２は、水素利用装置１の水素出口と除湿容器３とを接続する配管４０に介在され、触媒が内部に充填されている。脱酸素塔２は、水素利用装置１から排出される不純水素ガスに含まれる酸素を触媒の作用によつて水素と反応させ、水（Ｏ2 ＋２Ｈ2 によつて２Ｈ2 Ｏ）を生成させる。この水分が脱酸素塔２から除湿容器３に向けて放出される。この脱酸素塔２と除湿容器３との間には、第１開閉弁Ｖ１を設けてある。
【００１１】
除湿容器３は、密閉された容器本体３ａ内の上下両部にフィルタ３０，３１によつて区画して上空間３ｂ及び下空間３ｃを形成してある。この両フィルタ３０，３１間には除湿機能を有する吸着材Ａを充填すると共に、吸着材Ａを冷却又は加熱する冷却装置３２及び加熱装置３３をそれぞれ付属させてある。吸着材Ａは、水分の凝着によつて昇温する例えばアルミナからなる脱水触媒である。
【００１２】
冷却装置３２は、吸着材Ａ内に配置した冷媒流路３２ａと、冷媒流路３２ａの両端部をそれぞれ開閉弁Ｈ１，Ｈ２を介在させて接続する配管３２ｂと、配管３２ｂに介在する冷凍機３２ｃ及び媒体循環用ポンプ３２ｄとを有し、冷凍機３２ｃによつて冷却した冷媒を媒体循環用ポンプ３２ｄによつて送り、冷媒流路３２ａを循環させることにより、吸着材Ａを所定温度（露点以下）に冷却することができる。また、加熱装置３３は、ヒータ３３ａによつて構成され、電源３３ｂからの通電によつて吸着材Ａを所定温度に加熱し、吸着材Ａに凝着した水分を蒸発させることができる。Ｔ２は、吸着材Ａの温度を検出する温度検出器である。なお、冷却装置３２及び加熱装置３３は、両フィルタ３０，３１間の吸着材Ａを可及的に均一温度に調節可能であることが望ましい。
【００１３】
水素ガス処理装置４は、具体的には水素吸蔵合金を利用する水素精製装置によつて構成され、除湿容器３の上空間３ｂに配管４３によつて接続される。水素吸蔵合金を利用する水素精製装置は、処理容器４ａ内に水素吸蔵合金（金属水素化物）を収容し、水素吸蔵合金の全体を加熱する合金用加熱装置及び冷却する合金用冷却装置をそれぞれ備える。水素吸蔵合金は、水素ガスと反応し、可逆的に水素ガスを吸蔵又は放出するが、この反応はプラトー領域における水素平衡圧力−温度特性（Ｐ−Ｔ特性）に基づいて行われ、水素平衡圧力における温度条件から、合金用冷却装置によつて低温度に冷却すれば水素ガスを吸蔵し、合金用加熱装置によつて高温度に加熱すれば水素ガスを放出する。水素ガス処理装置４の水素入口及び水素出口には、図示を省略した開閉弁が設けられている。また、配管４３の除湿容器３と水素ガス処理装置４との間には、第２開閉弁Ｖ２、温度検出器Ｔ１及び露点検出器Ｄｐが順次に接続されている。
【００１４】
水素ガス処理装置４の水素出口と水素利用装置１の水素入口との間の配管４４は、製品である高純度の水素ガスが流れる製品ガスラインを形成し、また、水素ガス処理装置４における処理によつて分離された不純ガスを比較的多量に含むパージガスは、パージガスライン４ｂから外部に放出させる。
【００１５】
更に、除湿容器３の上空間３ｂと下空間３ｃとの間は、第１再生用開閉弁Ｖ３、冷却器５、ドレインセパレータ６、ガス循環用ポンプ７及び第２再生用開閉弁Ｖ４を順次に介在する配管４５によつて接続されている。しかして、両開閉弁Ｖ３，Ｖ４を共に開き、ガス循環用ポンプ７を駆動することにより、上空間３ｂ内の水素ガスを冷却器５に導いて冷却し、低い露点としてドレインセパレータ６に流入させて水分を除去し、水分を除去した水素ガスを下空間３ｃ内に送り込んで循環させることができる。
【００１６】
次に、上記実施例の作用について説明する。
いま、水素利用装置１からは、約９８％の水素に約２％の酸素及び水分が大気圧露点−１０℃で混合する不純水素ガスが流出するものとする。先ず、除湿容器３における第１段階としての除湿運転を行う。除湿運転に際しては、第１，第２開閉弁Ｖ１，Ｖ２及び開閉弁Ｈ１，Ｈ２を共に開き、第１，第２再生用開閉弁Ｖ３，Ｖ４を共に閉じる。また、ガス循環用ポンプ７及び加熱装置３３を停止した状態で、冷却装置３２を駆動する。これにより、水素利用装置１からの不純水素ガスが脱酸素塔２に導かれ、酸素が水素と反応して水を生成する。また、媒体循環用ポンプ３２ｄの駆動により、冷凍機３２ｃによつて冷却された冷媒を冷媒流路３２ａに流し、吸着材Ａを露点以下に冷却させ、脱酸素塔２から流出する水素ガスの水分を凝縮させ、吸着材Ａに凝着させる。しかして、冷媒流路３２ａを流れる冷媒によつて吸着材Ａが露点以下の所定温度に冷却維持され、水分の吸着材Ａへの凝着が持続して得られると共に、除湿容器３から排出される水素ガスの温度が所定に維持される。吸着材Ａの温度は、温度検出器Ｔ２によつて検出して調節することができる。
【００１７】
除湿容器３を通過した水素ガスは、開状態の第２開閉弁Ｖ２を通つて水素ガス処理装置４に所定温度のままで流入する。この除湿運転は、第１段階として図４に示すように比較的短い時間ｔ1 だけ行う。凝縮した水分が吸着材Ａに多量に付着し、吸着作用が早期に低下するためである。水素ガス処理装置４に流入する水素ガスの温度及び露点は、温度検出器Ｔ１及び露点検出器Ｄｐによつて検出することができる。なお、配管４３を流れる水素ガスの温度上昇が温度検出器Ｔ１によつて検出された場合には、冷却装置３２の設定温度を低下させ、また、露点検出器Ｄｐによつて検出した結果、露点が高まつた場合には、速やかに除湿運転を終了し、再生運転に移行する。
【００１８】
このようにして、第２開閉弁Ｖ２を通つて水素ガス処理装置４に所定温度のままで流入した水素ガスは、水素ガス処理装置４において処理がなされ、高純度の水素ガスが配管４４を通つて水素利用装置１に戻される。しかして、水素ガスは、除湿容器３での除湿運転によつて所定温度に冷却された状態で水素ガス処理装置４に導入されるため、合金用冷却装置によつて水素吸蔵合金を所定温度に冷却維持することが容易かつ確実となり、水素ガス処理装置４の安定的な水素吸蔵作用が得られ、水素ガス処理装置４の性能低下をもたらし難い。なお、水素吸蔵合金は、水素ガス処理装置４に所定温度に冷却された状態で導入される水素ガスの温度をほとんど変更させることなく、吸蔵可能な種類のものを選定することが望ましい。これにより、水素ガス処理装置４の合金用冷却装置を省略することも不可能ではない。
【００１９】
このように、除湿容器３に付属する冷却装置３２は、図３に示すように脱酸素塔２から流入する水分を含む水素からなるガスを所定温度に冷却して露点を低下させる機能と、除湿容器３から流出する水素を多量に含むガスを所定温度に維持して水素ガス処理装置４に導入させる機能とを併有する。図３において破線Ｌ  Ｍは、それぞれ冷却装置３２による冷却が行われない場合に温度検出器Ｔ１によつて検出されるガス温度を示し、実線Ｘ，Ｙは、それぞれ冷却装置３２による冷却が行われる場合の同様のガス温度（ほぼ一定温度）を示す。
【００２０】
水素ガス処理装置４では、処理容器４ａ内を合金用冷却装置によつて冷却した状態で水素が水素吸蔵合金に吸蔵され、酸素及び水分を除いた窒素、二酸化炭素等の不純ガス分が分離される。かくして、酸素又は水分からなる被毒性ガスが水素吸蔵合金と化学的又は物理的に結合し、水素吸蔵合金の水素吸蔵能力が次第に低下することが防止される。
【００２１】
時間ｔ1 の除湿運転が行われ、除湿容器３の吸着材Ａに所定量の水分が凝着したなら、第１段階としての再生運転に移行する。すなわち、第１，第２開閉弁Ｖ１，Ｖ２及び開閉弁Ｈ１，Ｈ２を共に閉じ、第１，第２再生用開閉弁Ｖ３，Ｖ４を共に開く。また、媒体循環用ポンプ３２ｄを停止した状態で、ガス循環用ポンプ７を駆動し、加熱装置３３によつて吸着材Ａを所定温度に加熱する。これにより、吸着材Ａに凝着した水分を気化させ、冷却器５に導いて冷却させる。多量の水分を含み、冷却器５で冷却された水素ガスは、低い露点となつてドレインセパレータ６に流入するので、ドレインセパレータ６によつて水分が除去される。この水分が除去された水素ガスは、再度、下空間３ｃ内に送り込み、再生運転が行われる。この再生運転は、除湿容器３内の比較的少量の水素ガスのみを循環させて行われるので、図４に示すように比較的短い時間Ｔ0 に設定し、その後、第２段階の除湿運転に移行する。
【００２２】
一方、水素ガス処理装置４では、第１段階としての再生運転と平行して吸蔵した水素を放出させる。すなわち、処理容器４ａ内を合金用加熱装置によつて加熱して水素吸蔵合金から水素を放出させ、放出の初期に、不純ガスを比較的多量に含むパージガスをパージガスライン４ｂから外部に放出させ、残りの高純度の水素は、製品ガスラインを形成する配管４４を通じて水素利用装置１に導入し、再度の水素の利用に供する。
【００２３】
第２段階の除湿運転は、第１，第２開閉弁Ｖ１，Ｖ２、開閉弁Ｈ１，Ｈ２及び第１，第２再生用開閉弁Ｖ３，Ｖ４の開閉状態を第１段階と同様とし、また、ガス循環用ポンプ７及び加熱装置３３を停止した状態で、媒体循環用ポンプ３２ｄを駆動する。これにより、水素利用装置１内の不純水素ガスが脱酸素塔２に流入する。ただし、この不純水素ガスは、第１段階の除湿運転を経て水素ガス処理装置４において処理がなされ、水素利用装置１に戻された高純度の水素ガスが既に混合しているので、酸素濃度は低下している。しかして、脱酸素塔２から流出して除湿容器３の吸着材Ａに単位時間当たりに凝着される水分量も減少するので、第２段階の除湿運転は、図４に示す第１段階の比較的短い時間ｔ1 よりも長い時間ｔ2 として行う。水素ガス処理装置４では、第１段階の除湿運転の場合と同様の水素吸蔵処理が行われる。
【００２４】
時間ｔ2 の除湿運転が行われ、除湿容器３の吸着材Ａに所定量の水分が凝着したなら、第２段階の再生運転を行う。すなわち、第１段階の再生運転と同様に第１，第２開閉弁Ｖ１，Ｖ２、開閉弁Ｈ１，Ｈ２及び第１，第２再生用開閉弁Ｖ３，Ｖ４を開閉させ、また、媒体循環用ポンプ３２ｄを停止した状態で、ガス循環用ポンプ７を駆動し、加熱装置３３によつて吸着材Ａを所定温度に加熱する。これにより、第１段階の除湿運転と同様に吸着材Ａに凝着した水が気化し、冷却器５に導かれて冷却され、ドレインセパレータ６によつて水分が除去される。この第２段階の再生運転は、所定量の水分が吸着材Ａに凝着した後に行われる点で第１段階の再生運転と同様であるので、図４に示すように比較的短い時間Ｔ0 （同一時間）に設定する。この水分が除去された水素ガスは、再度、下空間３ｃ内に送り込み、第３段階の除湿運転を行う。なお、第２段階の再生運転に際して水素ガス処理装置４では、第１段階の再生運転の場合と同様に水素放出処理が行われる。
【００２５】
このようして、除湿運転及び再生運転をそれぞれ複数回行うことにより、水素利用装置１内の水素ガス純度の向上回復を図る。その際、水素利用装置１内の酸素濃度が低くなるにつれて、脱酸素塔２での単位時間当たりの水分の生成量も減少するので、除湿運転の所要時間は図４に示すｔ1 −ｔ2 −ｔ3 −ｔ4 −ｔ5 のように次第に長くして、所定量の水分が吸着材Ａに凝着するのを待つて再生運転に移行する。すなわち、除湿容器３における最適除湿時間ｔは、図２，図４に示すように水素利用装置１内の水素ガス純度の向上と共に、長時間行うことが可能になる。図２において、水素利用装置１内の水素ガス純度の向上は、約２％の酸素〔Ｏ2 （及び水分Ｈ2 Ｏ）〕が０％に向けて減少するものとして得られている。一方、再生運転の所要時間は、吸着材Ａに凝着した水分量に応じて設定すればよく、所定量の水が吸着した状態で図４に示す各Ｔ0 のようにほぼ同一で良い。これにより、除湿容器３の効率的な運転を行いつつ酸素及び水分の除去作業を効果的に行うことが可能となり、運転費の低減が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係る水素ガスからの不純物除去装置及びその運転方法によれば、脱酸素塔において酸素と水素とを反応させて水分を生成させ、除湿容器において水分を吸着材に凝着させ、水素ガス処理装置の水素吸蔵合金にとつての被毒性ガスである酸素及び水分が予め良好に除去されるので、水素ガス処理装置の耐久性が著しく向上する。また、除湿容器に付属する冷却装置により、脱酸素塔から流入する水分を含む水素からなるガスを所定温度に冷却して露点を低下させて水分を吸着材に凝着させると共に、除湿容器から流出する水素を多量に含むガスを所定温度に維持して水素ガス処理装置に導入させるので、除湿容器において水分を吸着材に凝着させることと、水素ガス処理装置において水素吸蔵合金に安定的に水素を吸蔵させることとが、良好に両立する。
【００２７】
また、除湿容器での再生運転が行われるので、続いて除湿運転に移行することができ、水素利用装置内の水素ガス純度の向上作業を能率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例に係る水素ガスからの不純物除去装置を示す概略図。
【図２】  同じく水素利用装置内水素純度−最適除湿時間特性を示す線図。
【図３】  同じく水素利用装置内水素純度−ガス温度特性及び水素利用装置内水素純度−ガス露点特性を示す線図。
【図４】  同じく時間−除湿運転及び再生運転の関係を示す線図。
【符号の説明】
１：水素利用装置、２：脱酸素塔、３：除湿容器、３ａ：容器本体、４：水素ガス処理装置、５：冷却器、６：ドレインセパレータ、７：ガス循環用ポンプ、３２：冷却装置、３３：加熱装置、４５：配管、Ａ：吸着材、Ｖ１：第１開閉弁、Ｖ２：第２開閉弁、Ｖ３：第１再生用開閉弁、Ｖ４：第２再生用開閉弁、ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 ，ｔ5 ：除湿運転の所要時間、Ｔ0 ：再生運転の所要時間。
【図１】
0003710520.tif 000002
【図２】
0003710520.tif 000003
【図３】
0003710520.tif 000004
【図４】
0003710520.tif 000005