(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガス中の酸素分を酸化反応により除去する金属を充填した複数の充填筒と、各充填筒に酸素分を含む不活性ガスを導入する系統と、各充填筒から酸素分が除去された不活性ガスを導出する系統と、各充填筒に還元性物質を含む再生ガスを導入する系統と、各充填筒から再生排ガスを導出する系統と、前記不活性ガスの導入導出系統及び再生ガスの導入導出系統にそれぞれ設けた切換弁と、該切換弁を所定の順序で開閉して前記複数の充填筒を順次不活性ガス中の酸素分を前記金属との酸化反応により除去する酸素除去工程と再生ガス中の還元性物質により前記酸素除去工程で酸化した金属を還元する再生工程とに切換える弁制御手段とを備えるとともに、前記再生ガスに液状可燃性物質を添加する手段と、該添加された液状可燃性物質を触媒反応により還元性物質に分解する触媒層とを備えたことを特徴とする不活性ガス中の酸素除去装置。
【請求項２】
請求項１記載の不活性ガス中の酸素除去装置において、前記不活性ガス導入系統の不活性ガスの流量を測定する手段及び該不活性ガス中の酸素濃度を測定する手段と、測定された不活性ガスの流量及び酸素濃度から前記充填筒に導入される酸素量を算出する手段と、該酸素量と各充填筒内に充填した金属の量とから前記弁制御手段における切換弁の切換え開閉時間を算出する手段とを備えたことを特徴とする不活性ガス中の酸素除去装置。
【請求項３】
請求項１記載の不活性ガス中の酸素除去装置において、各充填筒の出口付近に設けられた酸素濃度測定手段と、酸素除去工程にある充填筒の酸素濃度測定手段で求めた酸素濃度に応じて前記弁制御手段における切換弁の切換え開閉時間を算出する手段とを備えたことを特徴とする不活性ガス中の酸素除去装置。
【請求項４】
不活性ガス中の酸素分を金属の酸化反応により除去する酸素除去装置の再生方法において、前記酸化反応により酸化した金属の還元剤として、液状可燃性物質を用いることを特徴とする不活性ガス中の酸素除去装置の再生方法。
【請求項５】
前記液状可燃性物質は、アルコール，アセトン，エーテル，石油燃料の内のいずれか一種であり、前記金属は、銅又はニッケルであることを特徴とする請求項４記載の酸素除去装置の再生方法。
【請求項６】
前記液状可燃性物質は、触媒反応で還元性物質に分解した後に供給することを特徴とする請求項４記載の酸素除去装置の再生方法。
【請求項７】
不活性ガス中の酸素分を酸化反応により除去する金属を充填した２基の充填筒を備え、一方の充填筒が不活性ガスを導入して該不活性ガス中の酸素分を前記金属との酸化反応により除去する酸素除去工程にあるときに、他方の充填筒は液状可燃性物質を含む還元性ガスを導入して前記酸化反応により酸化した金属を還元する再生工程にあり、一方の充填筒が再生工程に切換えられると、他方の充填筒は酸素除去工程に切換えられて、２基の充填筒で酸素除去工程と再生工程とを交互に切換えて不活性ガス中の酸素分を連続的に除去するにあたり、酸素除去工程にある充填筒に導入される酸素量あるいは酸素除去工程にある充填筒出口部の酸素濃度に応じて酸素除去工程時間を変更するとともに、再生工程にある充填筒に導入する液状可燃性物質の量を、前記酸素除去工程時間の変更に対して反比例するように増減させることを特徴とする不活性ガス中の酸素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、不活性ガス中の酸素除去装置並びにその再生方法及び運転方法に関し、詳しくは、窒素，アルゴン等の不活性ガス中に含まれる酸素分を金属の酸化反応によって除去するとともに、該酸化反応により酸化した金属を還元性物質で還元して再生する酸素除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少量の酸素を含む不活性ガス、例えば、窒素ガスに含まれる酸素分を除去して高純度窒素を得ることが従来から行われている。この酸素除去方法としては、酸素含有不活性ガスに所定量の水素を添加し、パラジウム等の触媒の存在下に酸素と水素とを燃焼反応させて酸素を除去する方法が知られている。
【０００３】
上記方法においては、不活性ガス中の酸素分を完全に除去するために、反応当量に対して数％から数十％程度過剰に水素を添加する必要がある。このため、酸素を除去した後の不活性ガス中に過剰に添加した水素が含まれるために、酸素除去後の不活性ガスは、本質的には高純度とはいえない。また、酸素と水素との反応により水が生成するため、水分除去のための吸着器等が必要となる。
【０００４】
このような水素を幾分含むガスでも問題なく使えるような用途、例えば金属の熱処理用のガス等では、この方法を採用できるが、半導体用等に使用するガスにおいては、水素の混入が嫌われるため、水素分を含まない不活性ガスが要求される。
【０００５】
その改善策として、銅やニッケル等、加熱下で容易に酸化する金属を用いて酸化還元反応により不活性ガス中の酸素分を除去する方法がある。この方法では、銅やニッケル等の金属そのもの、あるいは活性アルミナ，シリカゲル，ゼオライト等の多孔性物質に金属を担持したものを複数（多くの場合は２筒）の充填筒に充填し、充填筒に酸素分を含む不活性ガスを流して不活性ガス中の微量の酸素分と金属とを反応させて酸素除去を行う酸素除去工程と、充填筒に適当量の水素を含む不活性ガスを流して前記酸素除去工程で酸化した金属と水素とを反応させて金属を還元する再生工程とを、各充填筒について順次繰り返して行うようにしている。この酸素除去方法によれば、精製後（酸素除去後）の不活性ガス中に水素も水分も存在せず、純粋な不活性ガスを連続的に得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来法では、いずれの方法を用いても水素の使用が避けられなかった。一般に、水素ガスは、シリンダーで供給するか、あるいは大量の場合はトレーラーで供給しているが、近年は輸送コストがかさみ、水素ガス自体が高価なものになっている。また、水素ガスは可燃性のガスの中でも、広い爆発範囲を持つため、危険なガスという印象があり、できれば水素ガスの使用を避けたいという要望があった。
【０００７】
このようなことから、水素に代えてアルコール等の可燃性物質を用い、酸素分を含む不活性ガス中に直接アルコール等を注入して白金等の触媒により酸素とアルコール等とを反応させて酸素を除去する方法が提案されている。しかし、この方法においても、酸素を完全に除去するためには、不活性ガス中の酸素の存在量に対して幾分過剰にアルコール等を添加する必要がある。このため、過剰に添加されたアルコール等が触媒により分解して水素，一酸化炭素．その他炭化水素等の有機化合物となることが知られており、これらは、酸素除去後の不活性ガス中に含まれてしまうという不都合があった。
【０００８】
そこで本発明は、不活性ガス中の酸素分を除去するにあたり、水素を用いることなく、また、酸素除去後の不活性ガス中に他の成分が混入することも防止できる不活性ガス中の酸素除去装置並びにその再生方法及び運転方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明の不活性ガス中の酸素除去装置は、第１の構成として、不活性ガス中の酸素分を酸化反応により除去する金属を充填した複数の充填筒と、各充填筒に酸素分を含む不活性ガスを導入する系統と、各充填筒から酸素分が除去された不活性ガスを導出する系統と、各充填筒に還元性物質を含む再生ガスを導入する系統と、各充填筒から再生排ガスを導出する系統と、前記不活性ガスの導入導出系統及び再生ガスの導入導出系統にそれぞれ設けた切換弁と、該切換弁を所定の順序で開閉して前記複数の充填筒を順次不活性ガス中の酸素分を前記金属との酸化反応により除去する酸素除去工程と再生ガス中の還元性物質により前記酸素除去工程で酸化した金属を還元する再生工程とに切換える弁制御手段とを備えるとともに、前記再生ガスに液状可燃性物質を添加する手段と、該添加された液状可燃性物質を触媒反応により還元性物質に分解する触媒層とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
第２の構成は、上記第１の構成に加えて、前記不活性ガス導入系統の不活性ガスの流量を測定する手段及び該不活性ガス中の酸素濃度を測定する手段と、測定された不活性ガスの流量及び酸素濃度から前記充填筒に導入される酸素量を算出する手段と、該酸素量と各充填筒内に充填した金属の量とから前記弁制御手段における切換弁の切換え開閉時間を算出する手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
第３の構成は、上記第１の構成に加えて、各充填筒の出口付近に設けられた酸素濃度測定手段と、酸素除去工程にある充填筒の酸素濃度測定手段で求めた酸素濃度に応じて前記弁制御手段における切換弁の切換え開閉時間を算出する手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明の不活性ガス中の酸素除去装置の再生方法は、不活性ガス中の酸素分を金属、特に銅又はニッケルの酸化反応により除去する酸素除去装置の再生方法において、前記酸化反応により酸化した金属の還元剤として、液状可燃性物質、特にアルコール，アセトン，エーテル，石油燃料の内のいずれか一種を用いることを特徴とし、さらに、液状可燃性物質を触媒反応で還元性物質に分解した後に供給することを特徴としている。
【００１３】
本発明の不活性ガス中の酸素除去装置の運転方法は、不活性ガス中の酸素分を酸化反応により除去する金属を充填した２基の充填筒を備え、一方の充填筒が不活性ガスを導入して該不活性ガス中の酸素分を前記金属との酸化反応により除去する酸素除去工程にあるときに、他方の充填筒は液状可燃性物質を含む還元性ガスを導入して前記酸化反応により酸化した金属を還元する再生工程にあり、一方の充填筒が再生工程に切換えられると、他方の充填筒は酸素除去工程に切換えられて、２基の充填筒で酸素除去工程と再生工程とを交互に切換えて不活性ガス中の酸素分を連続的に除去するにあたり、酸素除去工程にある充填筒に導入される酸素量あるいは酸素除去工程にある充填筒出口部の酸素濃度に応じて酸素除去工程時間を変更するとともに、再生工程にある充填筒に導入する液状可燃性物質の量を、前記酸素除去工程時間の変更に対して反比例するように増減させることを特徴としている。
【００１４】
【作  用】
上記構成によれば、酸素除去工程で酸化した金属を、液状可燃性物質あるいは該液状可燃性物質を触媒層で分解した水素，一酸化炭素等の還元性物質で還元して再生するので、水素を用いることなく再生工程を行うことができる。また、酸素除去工程では液状可燃性物質を使用しないので、精製後の不活性ガス中に他の成分が混入することもない。
【００１５】
また、２基の充填筒で酸素除去工程と再生工程とを交互に切換えて不活性ガス中の酸素分を連続的に除去するにあたり、酸素除去工程にある充填筒に導入される酸素除去を行う不活性ガス中の酸素量あるいは充填筒の出口付近の酸素濃度で酸素除去工程時間を制御することにより、酸素除去を確実に行うことができ、さらに、酸素除去工程時間に応じて再生工程にある充填筒に導入する液状可燃性物質の添加量を増減させることにより、酸化した金属の還元も確実に行うことができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を、図面に基づいてさらに詳細に説明する。
本実施例に示す酸素除去装置は、銅あるいはニッケル等の加熱下で容易に酸化する金属を充填した２基の充填筒１ａ，１ｂと、酸素分を含む不活性ガスを供給する不活性ガス供給系統２及び各充填筒１ａ，１ｂに酸素分を含む不活性ガスを切換え導入する不活性ガス導入系統２ａ，２ｂと、各充填筒１ａ，１ｂから酸素分が除去された不活性ガスを切換え導出する不活性ガス導出系統３ａ，３ｂ及び精製不活性ガスを使用先等に供給する精製不活性ガス供給系統３と、各充填筒１ａ，１ｂに再生ガスを供給する再生ガス供給系統４及び各充填筒１ａ，１ｂに再生ガスを切換え導入する再生ガス導入系統４ａ，４ｂと、各充填筒１ａ，１ｂから再生排ガスを切換え導出する再生排ガス導出系統５ａ，５ｂ及び排気管５と、前記各導入導出系統に設けた切換弁６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂと、前記再生ガス供給系統４に酸素除去工程で酸化した金属を還元するための液状可燃性物質（以下、燃料という）を導入する燃料導入系統１０と、該燃料導入系統１０から導入する燃料の流量を制御する燃料導入弁１０ａ及び流量制御器１０ｂと、該燃料導入系統１０から導入される燃料を適当な濃度に希釈するとともに該燃料を搬送するための不活性ガスを前記精製不活性ガス供給系統３から分岐して導入する再生用不活性ガス導入系統１１及び再生用不活性ガス導入弁１１ａと、燃料導入系統１０と再生用不活性ガス導入系統１１との合流点に設けた混合器１２と、前記燃料を触媒反応により分解して還元性物質を生成するための触媒層１３と、前記不活性ガス導入系統２の不活性ガスの流量を測定する流量計１４と、該不活性ガス中の酸素濃度を測定する分析計１５と、測定された不活性ガスの流量及び酸素濃度から酸素除去工程にある充填筒に導入される酸素量を算出するとともに、該酸素量と充填筒内に充填した金属の量とから前記各切換弁の切換え開閉時間を算出する演算手段１６と、該演算手段１６で算出した切換弁切換え時間に応じて各切換弁を切換え開閉する弁制御手段１７とにより構成されている。
【００１７】
なお、上記充填筒１ａ，１ｂでの金属の酸化反応及び還元反応や、触媒層１３での触媒反応は、それぞれ不活性ガスの酸素含有量及び金属の種類や、燃料及び触媒の種類に応じて、各反応に適した温度で行われるもので、例えば、酸素除去工程の酸化反応と再生工程の還元反応は、通常、１００〜３５０℃で、触媒層１３の触媒反応は、通常、約４００℃で行われる。温度調節は、充填筒１ａ，１ｂや触媒層１３に設けた加熱又は冷却ジャケットや電気ヒーター等の加熱又は冷却手段、あるいは、不活性ガス供給系統２や再生ガス供給系統４等のガス導入系統に設けた加熱器又は冷却器等により必要に応じて行うことができる。
【００１８】
上記酸素除去装置は、例えば、充填筒１ａが酸素除去工程にあるときには、充填筒１ｂは再生工程にあり、充填筒１ａが再生工程に切換えられると、充填筒１ｂは酸素除去工程に切換えられ、交互に酸素除去工程と再生工程とを行って連続的に不活性ガスの精製（酸素除去）を行う。
【００１９】
すなわち、充填筒１ａが酸素除去工程にあるときには、不活性ガス供給系統２から供給される酸素含有不活性ガスは、切換弁６ａ，不活性ガス導入系統２ａを経て充填筒１ａ内に導入され、充填筒１ａ内に充填されている金属と不活性ガス中の酸素とが反応する。この金属の酸化反応により酸素が除去された不活性ガスは、精製ガスとして不活性ガス導出系統３ａに導出され、切換弁７ａを経て精製不活性ガス供給系統３から使用先等に供給される。
【００２０】
充填筒に充填する金属は、不活性ガス中の微量の酸素と容易に反応し、かつ、後述の再生工程で容易に還元するものならば任意の金属を用いることができるが、特に、銅やニッケルを用いることが好ましい。また、筒内への充填は、金属粉等の状態で金属そのものを充填してもよいが、金属を活性アルミナ，シリカゲル，ゼオライト等の多孔性物質に担持させたものを充填するようにしてもよい。
【００２１】
一方、再生工程にある充填筒１ｂでは、前回の酸素除去工程で酸化した金属を液状可燃性物質で還元する還元段階と、該還元段階で生成した水，二酸化炭素等をパージするパージ段階とが行われる。まず、最初の還元段階では、燃料導入系統１０からポンプあるいはガス圧等により導入される所定量の燃料と、再生用不活性ガス導入系統１１から導入される所定量の不活性ガスとを混合器１２で混合して再生ガスとし、次いで、再生ガス供給系統４に設けられた触媒層１３に導入して燃料を触媒反応により分解し、水素や一酸化炭素等の還元性を有する物質とする。
【００２２】
上記還元性物質を含む再生ガスは、切換弁８ｂから再生ガス導入系統４ｂを経て充填筒１ｂに導入され、筒内の酸化金属と再生ガス中の還元性物質とが反応して金属が還元される。この還元反応により生じた水や二酸化炭素及び未反応の還元性物質、さらに、燃料の分解によって生じた水素，一酸化炭素，メタン，その他微量の炭化水素は、再生ガスの大部分を占める不活性ガスに同伴されて充填筒１ｂから再生排ガス導出系統５ｂに導出され、切換弁９ｂを経て排気管５から排出される。
【００２３】
上記還元段階において使用する燃料としては、液状の可燃性物質、例えば、各種アルコール，アセトン，エーテル，その他の炭化水素系液体燃料を用いることができ、入手の容易性や安全性等を考慮して適宜に選定することができる。また、触媒層１３には、白金，パラジウム等の貴金属触媒を単独あるいは適宜混合して用いることができる。
【００２４】
導入する燃料の量は、還元段階の時間内で充填筒内の酸化金属を完全に還元するため、該酸化金属に含まれる酸素分に対して反応当量で５〜１０％過剰に添加することが好ましい。また、液状の燃料を再生用不活性ガスと効率よく混合するため、混合器１２に燃料を気化させる加熱器（蒸発器）を設けたり、燃料導入系統１０や再生用不活性ガス導入系統１１に加熱器を設けたりすることができる。
【００２５】
上記還元段階を終えたら、燃料導入弁１０ａを閉じて燃料導入系統１０からの燃料の導入を止め、再生用不活性ガス導入系統１１からの再生用不活性ガスのみを再生ガス供給系統４，触媒層１３，切換弁８ｂ，再生ガス導入系統４ｂを介して充填筒１ｂに導入し、充填筒１ｂ内の前記水や二酸化炭素、その他の不純物成分を排出するパージ段階を行う。
【００２６】
このようにして再生工程を終えた充填筒１ｂと前記酸素除去工程を終えた充填筒１ａとは、前記弁制御手段１７からの指令により各切換弁が切換え開閉されることにより工程が入れ替えられ、充填筒１ｂが酸素除去工程に、充填筒１ａが再生工程に入る。以下、両充填筒１ａ，１ｂは、上記工程を交互に行い連続的に不活性ガス中の酸素を除去して精製された高純度の不活性ガスを使用先等に供給する。
【００２７】
また、上記両充填筒１ａ，１ｂの酸素除去工程と再生工程との切換えを行うにあたり、酸素含有不活性ガスを供給する不活性ガス発生源における不活性ガス中の酸素濃度に変動がある場合は、酸素処理量に応じて酸素除去工程時間を変更することができる。
【００２８】
すなわち、前記流量計１４と分析計１５とから得られる不活性ガスの流量及び酸素濃度を演算手段１６にて演算し、酸素除去工程にある充填筒に導入される酸素量を算出するとともに、該酸素量と充填筒内に充填した金属の量（酸素処理能力）とから、酸素除去工程の終了時間を算出し、酸素除去工程時間に応じて弁制御手段１７を作動させることにより、不活性ガス中の酸素分が多いときでも、確実に酸素分の除去を行うことができる。
【００２９】
一方、上記酸素除去工程時間の変更に伴い再生工程時間も変更されるため、再生工程時間の長さに応じて燃料や再生ガスとして用いる精製不活性ガスの流量を調節することにより、効率よく、無駄のない再生を行うことができる。例えば、酸素除去工程時間が短くなった場合は、再生工程を行っている充填筒では、短くなった酸素除去工程時間内で確実に金属を再生する必要があるため、演算手段１６あるいは弁制御手段１７からの指示により流量制御器１０ｂで燃料導入弁１０ａの開度を制御し、切換え時間に対して反比例するように燃料の流量を増量し、また、必要に応じて再生用不活性ガスの流量も増量する。これにより、短時間で再生工程を終了することができる。
【００３０】
逆に、酸素除去工程時間が長くなった場合には、再生工程を行っている充填筒では、燃料の流量を減らし、再生用不活性ガスの流量も減らすことにより、再生工程全体で使用する燃料や再生用不活性ガスの量を、酸化した金属を還元再生するのに必要十分な量にすることができる。
【００３１】
また、上記酸素除去工程時間の変更は、上記流量計１４と分析計１５とに代えて、図１に想像線で示すように、各充填筒１ａ，１ｂの出口付近（充填層終端付近）に設けた酸素濃度計１８で得た酸素濃度、あるいは該出口付近から抜き出したガスを分析計で分析して得た酸素濃度により行うこともできる。
【００３２】
なお、本実施例では、充填筒の再生時に燃料を搬送するガスとして精製不活性ガスの一部を用いたが、不活性ガス供給系統２から供給される酸素含有不活性ガスの一部を用いることも可能である。
【００３３】
また、図２に示すように、燃料を還元性物質に分解する触媒層を省略して、燃料をそのまま充填筒に導入するようにしてもよく、原料となる酸素含有不活性ガス中の酸素濃度の変動がほとんどない場合には、流量計や分析計を省略して各切換弁を一定時間毎に切換え開閉するようにしてもよい。なお、前記図１に示す実施例装置と同一要素のものには同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
両実施例において、充填筒には、不活性ガス中に含まれる酸素分の濃度と不活性ガスの流量を基準とし、適当な反応時間を設定して、その時間内で酸素の除去反応を行うのに十分な量の金属を充填する必要があり、例えば、酸素含有量が１００ｐｐｍ程度の不活性ガスを処理する場合は、通常、４８時間毎の切換えが選択され、酸素濃度が１０００ｐｐｍのオーダーの場合は、充填する金属の量を増やすか、切換え時間を短くするかのいずれかを選択する。
【００３５】
このとき、金属充填量を同一として、単純に酸素濃度の増大に反比例させて切換え時間を短縮した場合は、再生工程における単位時間あたりの燃料の導入量が増大するため、還元段階での反応で温度が上がり過ぎるという問題が生じるとともに、パージ段階の時間が十分に取れないという問題を生じることがある。したがって、充填筒の容積も勘案すると、一般的には、切換え時間は、８〜４８時間が適当である。
【００３６】
また、反応温度の過度の上昇を防止する手段として、複数の充填筒を直列に連結し、各充填筒に燃料を少量ずつ分割して導入するようにしたり、各充填筒間に冷却器を設けて反応熱を除去したりすることが、反応温度を一定に保つ上で有効である。
【００３７】
実験例１
図２に示す構成の装置において、充填筒内に粉末銅を圧縮して径を４ｍｍ、長さを５ｍｍの円柱状に成形した反応剤を５００ｇ充填し、原料不活性ガスとして酸素を１００ｐｐｍ含んだ窒素ガスを、約１５０℃に保持した充填筒に通したところ、精製後の窒素ガス中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下になった。
【００３８】
一方、上記処理により酸化した充填筒内の銅（酸化銅）を還元するため、再生側の充填筒には、液状可燃性物質であるエチルアルコールを原料不活性ガスに添加した再生ガスを導入して再生工程を行った。エチルアルコールの添加量は、酸化銅に含まれる酸素を除去するために要する化学量論量より１０％過剰とし、また、再生中の充填筒に導入する再生ガスの量は、原料不活性ガスの総量に対して１０％に設定した。
【００３９】
上記再生ガスは、混合器に設けた加熱器で約３５０℃に予熱して充填筒に導入し、還元反応を行わせた。このときの充填筒内の温度は約３５０℃に保たれていた。還元段階を終えた充填筒は、精製後の窒素ガスの一部を導入してパージを行った。
【００４０】
上記酸素除去工程と再生工程とを８時間毎に交互に繰返して実施したが、精製窒素ガス中には、酸素及びその他の不純物は検出されなかった。
【００４１】
実験例２
図１に示す構成の装置において、充填筒内に粉末銅を圧縮して径を４ｍｍ、長さを５ｍｍの円柱状に成形した反応剤を５００ｇ充填し、原料不活性ガスとして酸素を１００ｐｐｍ含んだ窒素ガスを、約１５０℃に保持した充填筒に通したところ、精製後の窒素ガス中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下になった。
【００４２】
一方、再生ガスとしては、窒素ガス中にエチルアルコールを添加したガスを、アルミナに担持された白金触媒に４００℃で接触させてエチルアルコールを分解し、水素，一酸化炭素を主成分とする還元性ガスとしたものを用いた。
【００４３】
上記酸素除去工程と再生工程とを８時間毎に交互に繰返して実施したが、精製窒素ガス中には、酸素及びその他の不純物は検出されなかった。
【００４４】
また、原料窒素ガス中の酸素濃度を２倍とし、充填筒の切換え時間を１／２にするとともに、エチルアルコールの添加量を２倍として操作を行ったが、同様に、精製窒素ガス中には、酸素及びその他の不純物は検出されなかった。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱下で容易に酸化する銅やニッケル等の金属の酸化反応で不活性ガス中の酸素分を除去して高純度の不活性ガスを得られるとともに、該酸化反応で酸化した酸化金属をアルコール，アセトン，エーテル，石油燃料等の入手が容易な液状可燃性物質を用いて還元するようにしたので、酸化金属の還元に水素を用いる場合に比べて経済的であり、さらに、安全性の向上や、設置スペースの縮小も図ることができる。
【００４６】
特に、液状可燃性物質を触媒反応により還元性物質に分解してから酸化金属の還元に使用することにより、還元効率を向上させることができる。さらに、酸素除去を行う不活性ガス中の酸素量あるいは充填筒の出口付近の酸素濃度に応じて複数の充填筒の酸素除去工程と再生工程とを切換え制御することにより、酸素除去を確実に行うことができ、さらに、酸素除去工程時間に応じて液状可燃性物質の添加量を増減させることにより、酸化した金属の還元も確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す酸素除去装置の系統図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す酸素除去装置の系統図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…充填筒、２…不活性ガス供給系統、２ａ，２ｂ…不活性ガス導入系統、３…精製不活性ガス供給系統、３ａ，３ｂ…不活性ガス導出系統、４…再生ガス供給系統、４ａ，４ｂ…再生ガス導入系統、５…排気管、５ａ，５ｂ…再生排ガス導出系統、１０…燃料導入系統、１１…再生用不活性ガス導入系統、１２…混合器、１３…触媒層、１４…流量計、１５…分析計、１６…演算手段、１７…弁制御手段、１８…酸素濃度計
【図１】
0003581988.tif 000002
【図２】
0003581988.tif 000003