金属粒子を充填した間欠向流型水素同位体分離装置の試作研究

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金属粒子を充填した間欠向流型水素同位体分離装置の試作研究

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Research and development of twin-column periodically counter-current beds packed with metal hydride particles
責任表示:
深田 智(九州大学・工学部・助手)
FUKUAA Satoshi(九州大学・工学部・助手)
本文言語:
日本語
研究期間:
1995-1996
概要(最新報告):
本研究ではまず、当該研究遂行のための二塔式水素同位体分離装置を試作し、実験と解析を通して以下の知見を得た。 (1)二塔への水素同位体分離充填材として、PdとLaNi_<4.7>Al_<0.3>が同位体分離係数、同位体交換反応速度定数、水素同位体平衡圧力の点で現在のところ最適であると分かった。単位理論段高さは、PdとLaNi_<4.7>Al_<0.3>ともに0.7cmであった。 (2)Pd一塔を用いた置換クロマトグラフィで、水素重水素混合ガスから100%の重水素に濃縮することをに成功した。この方法は間欠操作を必要とし、連続分離は難しいが、金属水素化物を用いた同位体分離の可能性を実証した。 (3)求めたPdの水素同位体交換速度から、273K以下でβ相拡散律速、273K以上で細孔内拡散律速、同様にLaNi_<4.7>Al_<0.3>では、表面の凝結Ni層における同位体交換反応律速であることを確認した。 (4)二塔式分離システムの操作を段モデルを用いて解析し、例えば、100段の分離塔で100回程度の吸蔵脱離サイクルによって定常状態を得ることができることが分かった。 (5)脱離時間の点から、吸蔵と脱離の流れの向きを逆転させた逆洗浄パ-ジがよりすぐれていることが分かった。 (6)全環流条件で水素重水素の二成分を分離する実験をおこない、LaNi_<4.7>Al_<0.3>塔に重水素の濃縮が生じていることを確認し、本プロセスの有効性を様々な面から実証した。 続きを見る
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