特許ウォッチ

公開番号2025074678
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185665
出願日2023-10-30
発明の名称重水素の製造設備
出願人岩谷産業株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 5/02 20060101AFI20250507BHJP(無機化学)
要約【課題】重水の利用効率が高く、かつ、高純度の重水素を製造できる重水素の製造設備を提供すること。
【解決手段】重水を収容可能である原料タンクと、第1配管を介して原料タンクと接続される重水素発生部と、前記原料タンクから排出される気体、または、前記重水素発生部にて発生した気体を除湿するための除湿部と、を備え、前記除湿部には、前記除湿部において回収された重水を前記原料タンクに戻すための戻しラインが接続されている、重水素の製造設備である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
重水を収容可能である原料タンクと、
第１配管を介して前記原料タンクと接続される重水素発生部と、
前記原料タンクから排出される気体、または、前記重水素発生部にて発生した気体を除湿するための除湿部と、
を備え、
前記除湿部には、
前記除湿部において回収された重水を前記原料タンクに戻すための戻しラインが接続されている、
重水素の製造設備。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記除湿部が、重水分の吸着および脱着が可能な除湿装置を含む、
請求項１に記載の重水素の製造設備。
【請求項３】
重水を収容可能である原料タンクと、
第１配管を介して前記原料タンクと接続される重水素発生部と、
第２配管を介して前記重水素発生部と接続される第１の除湿部と、
前記第１の除湿部と外部とを接続する第３配管と、
第４配管を介して前記第１の除湿部と接続される重水分離部と、
を備え、
前記重水分離部と前記第２配管とを接続する第５配管と、
前記重水分離部と前記原料タンクとを接続する第６配管と、
を含む、
重水素の製造設備。
【請求項４】
前記第１の除湿部は、
重水分の吸着および脱着が可能な複数の除湿装置と、
前記第２配管と接続し、前記複数の除湿装置のうち第１の除湿装置が前記重水素発生部と接続する状態と、前記複数の除湿装置のうち第２の除湿装置が前記重水素発生部と接続する状態と、を切り換えることが可能である第１切換部と、
前記第３配管と接続し、前記複数の除湿装置のうち第１の除湿装置が外部と接続する状態と、前記複数の除湿装置のうち第２の除湿装置が外部と接続する状態と、を切り換え可能な第２切換部と、を備え、
前記第２切換部の下流から分岐して前記第２切換部に接続する第７配管を含む、
請求項３に記載の重水素の製造設備。
【請求項５】
前記第５配管の途上にポンプが備えられている、
請求項３または請求項４に記載の重水素の製造設備。
【請求項６】
前記第２配管の途上に、冷却部が備えられ、
前記冷却部は第８配管を介して前記原料タンクに接続されている、
請求項３または請求項４に記載の重水素の製造設備。
【請求項７】
重水を収容可能である原料タンクと、
第１配管を介して前記原料タンクと接続される重水素発生部と、
を備え、
前記原料タンクには前記原料タンクから気体を排出する第９配管が接続され、
前記第９配管の下流には、重水分の吸着および脱着が可能な複数の除湿装置を含む第２の除湿部が接続され、
前記第２の除湿部と前記原料タンクとを接続する第１０配管を備える
重水素の製造設備。
【請求項８】
前記第２の除湿部の下流には前記第２の除湿部と外部とを接続する第１１配管が接続され、
前記第２の除湿部は、
前記第９配管と接続し、前記複数の除湿装置のうち第３の除湿装置が前記原料タンクと接続する状態と、前記複数の除湿装置のうち第４の除湿装置が前記原料タンクと接続する状態と、を切り換え可能である第３切換部と、
前記第１１配管と接続し、前記複数の除湿装置のうち第３の除湿装置が外部と接続する状態と、前記複数の除湿装置のうち第４の除湿装置が外部と接続する状態と、を切り換え可能な第４切換部と、を備え、
前記第１１配管は、前記第４切換部の下流から分岐して前記第４切換部に接続する第１２配管を含む、
請求項７に記載の重水素の製造設備。
【請求項９】
第２配管を介して前記重水素発生部と接続される第１の除湿部と、
前記第１の除湿部と外部とを接続する第３配管と、
第４配管を介して前記第１の除湿部と接続される重水分離部と、
を備え、
前記重水分離部と前記第２配管とを接続する第５配管と、
前記重水分離部と前記原料タンクとを接続する第６配管と、
を含む、
請求項７または８に記載の重水素の製造設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、重水素の製造設備に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
水の電気分解によって水素ガスを製造するための装置が知られている。例えば特許文献１には、給水タンクと、酸素ガスを発生させる陽極室および水素ガスを発生させる陰極室を備える水電気分解モジュールと、を備える装置が開示されている。特許文献１の装置は、電気分解に必要な量よりも過剰な水を水電解モジュールの陽極側に供給し、電気分解がされずに残った水と酸素ガスとを含む気液混合状態の流体を水電解モジュールから排出させるとともに、流体に含まれている水を再び水電解モジュールの陽極側に供給するように構成されている。
【０００３】
特許文献２には、電解槽と除湿装置とを含む水素発生装置が開示されている。特許文献２の水素発生装置は、水素発生装置から取り出される水分を含む水素ガスを除湿装置へ供給し、除湿することにより得られる乾燥水素を製品ガスとする。特許文献２の装置は、除湿装置として吸着カラムを備える。吸着カラムの再生工程において吸着カラムから排出される水分と水素ガスとを含む湿潤な水素ガスは、再び水素ガスラインに戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１８３５５６号公報
特開２０２０－１８９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水の電気分解によって水素を製造する場合、製品である水素ガスの回収効率を上げることが望まれていた。一方で、原料である水は入手容易かつ安価であることから、電気分解装置から未反応原料として排出される水を回収する検討は進んでいなかった。しかしながら、重水の電気分解によって重水素を製造する場合、原料として用いられる重水は供給量に限りがあり高価である。このため、製品である重水素ガスの回収効率を向上させるだけでなく、原料のロスを削減し、重水を余すことなく利用することが望ましい。
【０００６】
この現状に鑑み、本開示の目的の一つは、重水の利用効率が高く、かつ、高純度の重水素を製造できる重水素の製造設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示にかかる重水素の製造設備は、重水を収容可能である原料タンクと、第１配管を介して前記原料タンクと接続される重水素発生部と、前記原料タンクから排出される気体、または、前記重水素発生部にて発生した気体を除湿するための除湿部と、を備える。前記除湿部には、前記除湿部において回収された重水を前記原料タンクに戻すための戻しラインが接続されている。
【０００８】
本開示にかかる重水素の製造設備は、重水を収容可能である原料タンクと、第１配管を介して原料タンクと接続される重水素発生部と、第２配管を介して前記重水素発生部と接続される第１の除湿部と、前記第１の除湿部と外部とを接続する第３配管と、第４配管を介して前記第１の除湿部と接続される重水分離部と、を備える。前記製造設備は、前記重水分離部と前記第２配管とを接続する第５配管と、前記重水分離部と前記原料タンクとを接続する第６配管と、を含む。
【０００９】
本開示にかかる重水素の製造設備は、重水を収容可能である原料タンクと、第１配管を介して原料タンクと接続される重水素発生部と、を備える。前記原料タンクには前記原料タンクから気体を排出する第９配管が接続される。前記第９配管の下流には、重水分の吸着および脱着が可能な複数の除湿装置を含む第２の除湿部が接続される。前記製造設備は、前記第９配管から分岐し、前記原料タンクに接続する第１０配管を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示にかかる重水素の製造設備によれば、重水の利用効率が高く、かつ、高純度の重水素を製造できる重水素の製造設備が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許