ガス精製の方法２ 冷やして捕まえる！
「排ガス処理」と「精製ガス」のブログ九回目になります。
本日は藤村Ｍ先生に「精製ガス」第四話の
お話をしていただきましょう！
では、よろしくお願い致します。
ガス精製の方法２ 冷やして捕まえる！
皆さん、こんにちは！
梅雨が明け、連日の猛暑日。体調を崩されてませんか？
・クーラーの利いた部屋で
・冷たいものばかり摂ってませんか？
「との」さんのご指摘にドキッとした藤村Ｍです。だっ
て冷たいものが飲みたくなるんだもん、などと子供のよ
うな言い訳を…
その冷たい飲み物、この時期の代表格はビールでしょ
うか。ＣＭやポスターなどで良く見かけますよね、水滴
のびっしりついたビールジョッキ。「シズル感」と言う
そうですが、「冷たそうな感じ」「グッと飲みたくなる
ような感じ」がうまく表現されています。凡百の言葉を
並べるより、シズル感溢れる１枚の写真。これで視覚と
食欲に訴えることができるのだそうです。
さて「水滴のびっしりついたビールジョッキ」。これ
が今回お話する精製の原理になります。
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前回は、パラジウム合金による「ふるい」式の水素精
製について触れました。コストパフォーマンスに難があ
るため広く使われることはないけれど、ここぞ( 超々高
純度水素が必要 )！という場面では切り札になります、
というお話でした。
しかし「金に糸目は付けない」なぁんてケースはほと
んどありません。やはり大量の高純度水素が必要な場合、
パラジウム合金「ふるい」精製はあきらめざるを得ませ
ん。そこで次善の策として登場するのがビールジョッキ、
ではなくて低温式精製、「冷やして捕まえる」方法です。
生ビールが美味しい６～８℃。これぐらいの温度でも、
梅雨時の湿気が充満している空気が相手なら目に見える
効果( 溢れるシズル感！ )が得られます。でも工業ガス
ではそうは行きません。例えばボンベで供給されている
水素ガス、メーカーさんのカタログをググってみると、
H2O -70℃
などと書いてありますね。これはどういう事なんでしょ
う？ 水がマイナス７０℃？ 意味が分かりませんよね。
実はこれ、その温度まで冷やしていくと、水分が結露
して観察できるようになりますよ。その程度の水分が含
まれていますよ、という意味合いなのです。－７０℃！
ビールジョッキとは桁違いです。
でも低温精製ではこれでも十分ではありません。例え
ば、水素ガス中に存在していて取り除きたい不純物には
・水分 沸点 100℃ / 融点 0℃
・二酸化炭素 昇華点 -79℃
・一酸化炭素 沸点 -192℃ / 融点 -205℃
・酸素 沸点 -183℃ / 融点 -219℃
・メタン 沸点 -162℃ / 融点 -183℃
・窒素 沸点 -196℃ / 融点 -210℃
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水素 沸点 -253℃ / 融点 -259℃
などがあります。
ビールジョッキ表面の水滴のようにして「捕まえる」
ためには、これら不純物成分を最低でも「液体」または
「固体」の状態になるまで冷やさなければいけません。
ご覧いただければ分かるように液体窒素の沸点である
-196℃まで冷やせば、不純物成分はほぼ「液体」、場合
によっては「固体」にすることができます。-196℃でも
水素はガスのままなので、水素が捕まってしまうことは
ありません。これにて水素の精製一丁上がりです(笑)。
※ 記載した沸点・融点は各ガスとも１気圧での値
です。精製( きれいに )したい水素中での分圧
では、この沸点・融点で液化・固化するとは限
りません。
■低温式水素精製のメリット
パラジウム合金膜透過式ほどではありませんが超高純
の水素が得られます。しかもパラジウム式と違って大流
量でも精製できます。
■低温式水素精製のデメリット
・やっぱり値段が高い
これまたパラジウムほどではありませんが、液体窒素
を使用するため、供給設備( 暖まらないように断熱した
配管など )が高くつきます。また液体窒素は蒸発して減
少するんで補充しなければなりませんから、ランニング
コストも馬鹿になりません。
・低温⇔高温の繰り返しによる設備劣化
液体窒素で-196℃に冷やす( 不純物を捕まえる )、高
温にする( 捕まえた不純物を放出する )、を繰り返すの
で設備に負担がかかります。定期的な点検をお忘れなく。
２回続けて水素精製のお話になってしまいました。いか
がだったでしょうか。今回はここまでとさせていただき
ます。
by 藤村Ｍ
ガス精製装置や高純度ガス、高純度ガス用機器など
川口液化ケミカル株式会社までご相談ください。
TEL 048-282-3665
ありがとうございます
今日の埼玉県川口市のお天気は？
7月21日 水曜日
天気 はれ
ボンベ庫の温度 朝32℃、昼39℃、夜36℃
です。
「リップカレント」をご存知ですか？
海の海岸で起こる離岸流のことです。
海水浴場で地元の住民のおじいさんが、孫の胴体にロープを結わき
海に入れてました。
「何やっているんですか？」
と聞くと・・・
「海は恐いんだ。みんな平気で泳がせているけど、あっという間に浚われちゃうぞ！」
海には、リップカレントという岸から沖合いへ向う速い流れがあります。
この流れに入ると、水泳選手でも流されるほどで水の事故が
起こり易いのだそうです。
岸に向って泳いでも沖合いに流されるようなときは
岸と平行に泳いでみると良いそうです。
リップカレントの幅は狭いので、流れから逃れることができるのだとか。
小学校の２５ｍがやっとのような子供や、場合によっては大人でさえも
平行に泳ぐだけで息つくようであれば、危険だということですね。
命を賭けて、気をつけましょう！
ｂｙ との