JP3483624B2 - Device for removing moisture from gas - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、気体中に存在する水分
を除去する装置に関し、特に固体電解質セラミックを使
用した乾式電気分解による水分除去装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for removing water present in a gas, and more particularly to a device for removing water by dry electrolysis using a solid electrolyte ceramic.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来において、気体から水分を除去する
場合、乾燥剤を充填したフィルターに気体を通し、水分
を乾燥剤に吸着させて除去する、いわゆる吸着装置、液
体窒素等を冷媒とするコールドトラップによる水分の吸
着装置や、ゲッター方式の装置、さらには活性金属触媒
を用いて水を還元分解させる、還元分解装置などが使用
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, when water is removed from a gas, the gas is passed through a filter filled with a desiccant to adsorb the water to the desiccant, which is a so-called adsorbing device, and cold using liquid nitrogen as a refrigerant. A water adsorption device using a trap, a getter type device, and a reduction decomposition device that reductively decomposes water using an active metal catalyst are used.
【0003】しかしながら、前記従来の装置において、
高い水分の除去効果を望むためには、安定した性能が得
られない。また、吸着剤やゲッター材の劣化やコールド
トラップの飽和等から、長期にわたって安定した水分除
去能力を維持することがきわめて困難である。これら従
来の装置では、液体窒素等の冷媒容器を設置する必要
や、装置全体が大型化し、或は維持管理の手数がかかる
等の課題があった。また、活性金属触媒による還元分解
装置も、水分の分解ガスとして発生する酸素の除去装置
も併用しなければならないため、同様の課題を有する。However, in the above conventional apparatus,
Stable performance cannot be obtained in order to obtain high water removal effect. In addition, it is extremely difficult to maintain a stable water removal capacity for a long period of time due to deterioration of the adsorbent or getter material, saturation of the cold trap, and the like. These conventional devices have the problems that a refrigerant container for liquid nitrogen or the like needs to be installed, the size of the entire device becomes large, and maintenance work is troublesome. Further, since a reduction decomposition apparatus using an active metal catalyst and a removal apparatus for oxygen generated as a decomposition gas of water must be used together, there is a similar problem.
【0004】これに対して、固体電解質セラミックを利
用した水分及び酸素の除去装置が開発されている。この
装置は、固体電解質セラミックの対向する面に一対の電
極を設けた電解質隔壁を使用し、それに直流電圧を印加
しながら、負電極側の一次流路に水分を除去しようとす
るプロセスガスを流し、酸素イオン導電性を有する固体
電解質セラミックの電解作用によりその気体中の水分を
分解し、陽極側に発生する酸素を、二次流路に流すスイ
ープガスで取り出すものである。On the other hand, a device for removing moisture and oxygen using a solid electrolyte ceramic has been developed. This device uses an electrolyte partition wall in which a pair of electrodes are provided on opposite surfaces of a solid electrolyte ceramic, and while applying a DC voltage to the partition wall, a process gas for removing water is made to flow through the primary flow path on the negative electrode side. The moisture in the gas is decomposed by the electrolytic action of the solid electrolyte ceramic having oxygen ion conductivity, and oxygen generated on the anode side is taken out by the sweep gas flowing in the secondary flow path.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の固体電解質セラミックを利用した水分及び酸素の除
去装置では、前記一次流路と二次流路に導入するプロセ
スガスとスイープガスとが、固体電解セラミックを加熱
するヒーターの熱の影響を受けないようにするために、
相当大がかりな反射板や断熱壁或は放熱手段等を必要と
する。このため、装置が全体として大型化するという欠
点があった。さらに、処理後のプロセスガス中に残留す
る水素ガスの処理も課題となっていた。本発明は、この
ような従来の課題に鑑み、小形化が可能で、水素の処理
も簡便に行える気体中の水分除去装置を提供することを
目的とする。However, in the conventional water and oxygen removing apparatus using the solid electrolyte ceramic, the process gas and the sweep gas introduced into the primary flow passage and the secondary flow passage are solid electrolytic ceramics. In order not to be affected by the heat of the heater
It requires a large-scale reflector, a heat insulating wall, or a heat radiating means. For this reason, there is a drawback that the device becomes large as a whole. Furthermore, the treatment of hydrogen gas remaining in the process gas after treatment has also been a problem. The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a device for removing moisture in a gas, which can be miniaturized and can easily process hydrogen.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
気体中の水分除去装置は、上端が閉じられた円筒形の固
体電解質セラミック16の内周外周に各々電極17、1
8が形成された電解質隔壁2と、この電解質隔壁2の内
外周側に形成された一次流路3及び二次流路4と、電解
質隔壁2の周囲に設けられ、同電解質隔壁2を加熱する
ヒーター6と、前記一次流路3の下側から、同流路3に
水分を除去しようとするプロセスガスを導入するプロセ
スガス導入部14と、前記一次流路3の下側からプロセ
スガスを排出するプロセスガス排出部13と、前記二次
流路4の下側から、同流路4にスイープガスを導入する
スイープガス導入部15と、前記二次流路4の下側から
スイープガスを排出するスイープガス排出部12と、前
記電解質隔壁2の二次流路4側の電極18が正となるよ
う、前記両電極17、18間に直流電圧を印加する直流
電源20とを備えることを特徴とする。That is, in the apparatus for removing moisture in a gas according to the present invention, electrodes 17 and 1 are provided on the inner and outer circumferences of a cylindrical solid electrolyte ceramic 16 whose upper end is closed.
Electrolyte partition wall 2 in which 8 is formed, primary flow path 3 and secondary flow path 4 formed on the inner and outer peripheral sides of this electrolyte partition wall 2, and the electrolyte partition wall 2 are provided around the electrolyte partition wall 2 and heat the same. A heater 6, a process gas introduction part 14 for introducing a process gas from the lower side of the primary flow path 3 into which the moisture is to be removed, and a process gas exhausted from the lower side of the primary flow path 3. Process gas discharge part 13, a sweep gas introducing part 15 for introducing a sweep gas into the flow path 4 from the lower side of the secondary flow path 4, and a sweep gas discharge from the lower side of the secondary flow path 4. And a DC power source 20 for applying a DC voltage between the electrodes 17 and 18 so that the electrode 18 on the secondary flow path 4 side of the electrolyte partition wall 2 is positive. And
【0007】なお、この装置において、プロセスガスが
導入される一次流路の排出部に、プロセスガス中に残留
する水素を、水素吸蔵金属からなる水素ゲッターで除去
する水素除去器29を接続するとよい。また、電解質隔
壁2の固体電解セラミック16の内外周の少なくとも長
手方向にわたって長尺な導体41、42を這わせ、この
部分に電極17、18が形成されるのが好ましい。さら
に、電解質隔壁2の内外周側に形成された一次流路3及
び二次流路4とが、電解質隔壁2の電極17、18が形
成されていない外周部分に嵌め込まれ、且つ同電解質隔
壁2の外周を保持する保持部材により挟持されたメタル
シールリング36により気密にシールされている。In this apparatus, a hydrogen remover 29 for removing hydrogen remaining in the process gas with a hydrogen getter made of a hydrogen storage metal may be connected to the discharge portion of the primary flow path into which the process gas is introduced. . Further, it is preferable that long conductors 41 and 42 are laid along at least the longitudinal direction of the inner and outer circumferences of the solid electrolytic ceramic 16 of the electrolyte partition wall 2, and the electrodes 17 and 18 are formed in these portions. Further, the primary flow path 3 and the secondary flow path 4 formed on the inner and outer peripheral sides of the electrolyte partition wall 2 are fitted into the outer peripheral portion of the electrolyte partition wall 2 where the electrodes 17 and 18 are not formed, and the electrolyte partition wall 2 is formed. Is hermetically sealed by a metal seal ring 36 held by a holding member that holds the outer periphery of the.
【0008】[0008]
【作用】本発明による気体中の水分除去装置では、電解
質隔壁2の両側の電極17、18に直流電源20から直
流電圧を印加し、陰極である電極17側の一次流路3に
水分を含むプロセスガスを流したとき、このプロセスガ
スが電解質隔壁2に接触すると、ガス中の水分が酸素と
水素に電気分解される。酸素イオンは陽極側に引かれて
電解質隔壁2を透過し、二次流路4側に入る、この酸素
イオンは、二次流路4側で酸素ガスとなって、そこに流
れるスイープガスにより排出される。また、水素イオン
は、水素ガスとなってプロセスガスと共に排出される。
同様にして、一次流路3側のプロセスガス中の酸素ガス
も、電解質隔壁2で電解され、それを透過して二次流路
4側に取り出される。従って、一次流路3側のプロセス
ガスからは、水分と酸素が除去される。In the apparatus for removing water in a gas according to the present invention, a DC voltage is applied from the DC power supply 20 to the electrodes 17 and 18 on both sides of the electrolyte partition wall 2, and the primary flow path 3 on the electrode 17 side, which is the cathode, contains water. When the process gas flows, when the process gas comes into contact with the electrolyte partition wall 2, the moisture in the gas is electrolyzed into oxygen and hydrogen. Oxygen ions are drawn to the anode side and permeate through the electrolyte partition wall 2 and enter the secondary flow path 4 side. The oxygen ions become oxygen gas on the secondary flow path 4 side and are discharged by the sweep gas flowing there. To be done. Further, hydrogen ions become hydrogen gas and are discharged together with the process gas.
Similarly, oxygen gas in the process gas on the side of the primary flow path 3 is also electrolyzed by the electrolyte partition wall 2, permeates it, and is taken out to the side of the secondary flow path 4. Therefore, water and oxygen are removed from the process gas on the primary flow path 3 side.
【0009】そして、本発明による気体中の水分除去装
置では、上端が閉じられた円筒形の電解質隔壁2を用
い、この電解質隔壁2を、その周囲に設けられたヒータ
ー6で加熱し、この電解質隔壁2の内外周に形成された
一次流路3と二次流路4の下側に、各々それらにプロセ
スガスとスイープガスを導入するプロセスガス導入部1
4、プロセスガス排出部13、スイープガス導入部15
及びスイープガス排出部12を設けることにより、これ
らの配管系はヒーター6の熱の影響を殆ど受けなくな
る。このため、ヒーター6の周囲の断熱構造を簡素化す
ることができ、装置を全体として小形化することが可能
となる。In the apparatus for removing moisture in a gas according to the present invention, a cylindrical electrolyte partition wall 2 having a closed upper end is used, and this electrolyte partition wall 2 is heated by a heater 6 provided around the electrolyte partition wall 2, and this electrolyte partition wall 2 is heated. A process gas introducing section 1 for introducing a process gas and a sweep gas into the primary flow path 3 and the secondary flow path 4 formed on the inner and outer circumferences of the partition wall 2, respectively.
4, process gas discharge unit 13, sweep gas introduction unit 15
Also, by providing the sweep gas discharge part 12, these piping systems are hardly affected by the heat of the heater 6. Therefore, the heat insulating structure around the heater 6 can be simplified, and the device can be downsized as a whole.
【0010】なお、プロセスガスが導入される一次流路
の排出部に、プロセスガス中に残留する水素を、水素吸
蔵金属からなる水素ゲッターで除去する水素除去器29
を接続すると、プロセスガスから水素を除去することが
できるので、水分と酸素に加え、水素をも除去すること
ができることになる。A hydrogen remover 29 for removing the hydrogen remaining in the process gas at the discharge part of the primary flow path into which the process gas is introduced by a hydrogen getter made of a hydrogen storage metal.
By connecting to, it is possible to remove hydrogen from the process gas, so that it is possible to remove hydrogen in addition to water and oxygen.
【0011】前記の固体電解セラミック16の内外周の
表面に導電ペーストを塗布し、焼き付けて電極17、1
8を形成すると、その電極17、18は、その表面に微
細な細孔を有する。このため、電極17、18に均一に
電流が流れないために、そのシート抵抗が高くなってし
まう。これに対し、電解質隔壁2の内外周の電極17、
18が形成される部分に、少なくとも固体電解セラミッ
ク16の長手方向にわたって長尺な導体41、42を這
わせ、この上から導電ペーストを塗布し、焼き付けて電
極17、18を形成すると、固体電解セラミック16の
長手方向の電極17、18の抵抗を低く押さえることが
できる。A conductive paste is applied to the inner and outer surfaces of the solid electrolytic ceramic 16 and baked to form electrodes 17 and 1.
8 is formed, the electrodes 17 and 18 have fine pores on the surface. For this reason, since the current does not flow evenly through the electrodes 17 and 18, the sheet resistance increases. On the other hand, the electrodes 17 on the inner and outer circumferences of the electrolyte partition wall 2,
When long conductors 41 and 42 are made to crawl at least in the longitudinal direction of the solid electrolytic ceramic 16 at the portion where the electrode 18 is formed, and a conductive paste is applied and baked to form the electrodes 17 and 18, the solid electrolytic ceramic is formed. The resistance of the electrodes 17 and 18 in the longitudinal direction of 16 can be kept low.
【0012】さらに、前記のような固体電解セラミック
16は、その表面でのシールがしにくく、高い気密性が
得られにくい。これに対し、表面電解質隔壁2の内外周
側に形成された一次流路3及び二次流路4とが、電解質
隔壁2の電極17、18が形成されてない外周部分に嵌
め込まれ、且つ同電解質隔壁2の外周を保持する保持部
材により挟持されたメタルシールリング36によりシー
ルされているものでは、固体電解セラミック16に部分
的なメタライズ処理と溶接を行う必要がなく、同セラミ
ック16に過度の負担をかけることなく、一次流路3及
び二次流路4とを高い気密性をもってシールすることが
できる。Further, in the solid electrolytic ceramic 16 as described above, it is difficult to seal the surface thereof, and it is difficult to obtain high airtightness. On the other hand, the primary flow path 3 and the secondary flow path 4 formed on the inner and outer peripheral sides of the surface electrolyte partition wall 2 are fitted into the outer peripheral portion of the electrolyte partition wall 2 where the electrodes 17 and 18 are not formed, and In the case where the solid electrolytic ceramic 16 is sealed by the metal seal ring 36 which is sandwiched by the holding members which hold the outer periphery of the electrolyte partition wall 2, it is not necessary to partially metallize and weld the solid electrolytic ceramic 16, and the ceramic 16 is excessively welded. The primary flow path 3 and the secondary flow path 4 can be sealed with high airtightness without burdening them.
【0013】[0013]
【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の実施例
について、具体的且つ詳細に説明する。図1に本発明の
実施例による気体中の水分除去装置の全体概要を示す。
この図1に示されたように、フレーム19上に、上端が
閉じられた円筒形の電解質隔壁2が立設されている。こ
の電解質隔壁2は、図2にその部分断面図が示されたよ
うに、上端が閉じられた固体電解質セラミック16の内
外面に電極17、18を形成したものである。Embodiments of the present invention will now be described specifically and in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall outline of an apparatus for removing water in gas according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a cylindrical electrolyte partition wall 2 having a closed upper end is erected on a frame 19. As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 2, the electrolyte partition wall 2 has electrodes 17 and 18 formed on the inner and outer surfaces of a solid electrolyte ceramic 16 whose upper end is closed.
【0014】固体電解質セラミック16としては、11
%カルシア(CaO)安定化ジルコニア(ZrO2 、安
定度98%)や8%イットリウム(Y2O3)安定化ジル
コニア(安定度100%)の焼結体(日本化学陶業製)
等が使用できる。この固体電解質セラミック16の内外
周に貴金属ペースト、例えば白金ペーストを塗布し、大
気中で焼付け、電極17、18を形成することにより、
電解質隔壁2が作られる。この電解質隔壁2には、前記
電極17、18に各々貼り付けられた図示してない白金
メッシュ等の端子とその端子に接続されたリード線を介
して、電解質隔壁2の内側の電極17が負に、外側の電
極18が正になるよう直流電源20が接続される。As the solid electrolyte ceramic 16, 11
% Calcia (CaO) stabilized zirconia (ZrO 2 , stability 98%) and 8% yttrium (Y 2 O 3 ) stabilized zirconia (stability 100%) sintered body (Nippon Kagaku Sangyo)
Etc. can be used. A noble metal paste, for example, a platinum paste is applied to the inner and outer circumferences of the solid electrolyte ceramic 16 and baked in the atmosphere to form the electrodes 17 and 18,
An electrolyte partition 2 is created. The electrode 17 on the inside of the electrolyte partition wall 2 is connected to the electrolyte partition wall 2 through a terminal such as a platinum mesh (not shown) attached to each of the electrodes 17 and 18 and a lead wire connected to the terminal. Further, a DC power supply 20 is connected so that the outer electrode 18 becomes positive.
【0015】図1に示すように、前記電解質隔壁2の内
周側と外周側が各々一次流路3と二次流路4となってい
る。一次流路3には、フレーム19の下部側に設けられ
た各々プロセスガス導入部14とプロセスガス排出部1
3が接続されている。このうち、プロセスガス導入部1
4は、電解質隔壁2の中心線に沿って立設したプロセス
ガス導入管1に接続され、このプロセスガス導入管1の
上端は、電解質隔壁2の頂点付近、すなわち一次流路3
の最上部付近に達している。このプロセスガス導入管1
の外周には、フランジ状の邪魔板5が一定の間隔で複数
個所設けられている。これにより、ガスを一次流路3内
で乱流化させ、電極面へのガスの接触性を向上させてい
る。As shown in FIG. 1, an inner peripheral side and an outer peripheral side of the electrolyte partition wall 2 are a primary flow path 3 and a secondary flow path 4, respectively. In the primary flow path 3, the process gas introduction part 14 and the process gas discharge part 1 provided on the lower side of the frame 19 are provided.
3 is connected. Of these, the process gas introduction unit 1
4 is connected to a process gas introduction pipe 1 standing upright along the center line of the electrolyte partition wall 2, and the upper end of this process gas introduction pipe 1 is near the apex of the electrolyte partition wall 2, that is, the primary flow path 3
Has reached near the top. This process gas introduction pipe 1
A plurality of flange-shaped baffle plates 5 are provided at regular intervals on the outer circumference of. This makes the gas turbulent in the primary flow path 3 and improves the contact property of the gas to the electrode surface.
【0016】また、二次流路4には、フレーム19の下
部側に設けられた各々スイープガス導入部15とスイー
プガス排出部12が接続されている。このうち、スイー
プガス導入部15は、フレーム19上に立設したスイー
プガス導入管8に接続され、このスイープガス導入管8
の上端は、二次流路4の最上部付近に達している。な
お、図示の実施例では、円筒形の電解質隔壁2の内周側
に一次流路3が、外周側に二次流路4が各々形成されて
いるが、一次流路3と二次流路4とを逆にし、電解質隔
壁2の外周側に一次流路3を、内周側に二次流路4を各
々形成してもよい。Further, to the secondary flow path 4, a sweep gas introducing portion 15 and a sweep gas discharging portion 12 provided on the lower side of the frame 19 are connected. Of these, the sweep gas introducing portion 15 is connected to a sweep gas introducing pipe 8 erected on the frame 19, and the sweep gas introducing pipe 8 is provided.
Has reached the uppermost vicinity of the secondary flow path 4. In the illustrated embodiment, the primary flow path 3 and the secondary flow path 4 are formed on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the cylindrical electrolyte partition wall 2, respectively. 4 may be reversed and the primary flow path 3 may be formed on the outer peripheral side of the electrolyte partition wall 2 and the secondary flow path 4 may be formed on the inner peripheral side.
【0017】前記電解質隔壁2の外周側にヒーター6が
設けられ、これにより電解質隔壁2が外周側から加熱さ
れる。さらに、このヒーター6の外側は、断熱材7、1
1で囲まれると共に、フレーム19上に立てた金属壁
9、10により形成される真空容器により囲まれ、外部
に対して熱遮断されている。A heater 6 is provided on the outer peripheral side of the electrolyte partition 2, so that the electrolyte partition 2 is heated from the outer peripheral side. Further, the outside of the heater 6 is provided with heat insulating materials 7, 1
It is surrounded by 1 and is surrounded by a vacuum container formed by metal walls 9 and 10 standing on the frame 19, and is thermally shielded from the outside.
【0018】この気体中の水分除去装置では、プロセス
ガス導入部14とプロセスガス排出部13に、水分や酸
素を除去しようとするプロセスガスの流路を接続するこ
とで、プロセスガスの流路の途中を一次流路3に接続す
る。また、スイープガス導入部15とスイープガス排出
部12に、二次流路4側に発生した酸素を取り出すため
のスイープガスの流路を接続する。In this apparatus for removing moisture in gas, the process gas introducing section 14 and the process gas discharging section 13 are connected to the process gas passages for removing water and oxygen, so that the process gas passages The middle is connected to the primary flow path 3. Further, a sweep gas flow path for taking out oxygen generated on the secondary flow path 4 side is connected to the sweep gas introduction section 15 and the sweep gas discharge section 12.
【0019】このように接続した状態で、ヒーター6で
電解質隔壁2を加熱しながら、図2に示すように、電極
17、18に直流電圧を印加する。このとき、陰極であ
る電極17側の一次流路3にある水分を含むプロセスガ
スが電解質隔壁2に接触すると、同ガス中の水分が酸素
と水素に電気分解される。酸素は電極17の表面でイオ
ン化し、固体電解質セラミック16の内部をイオン状態
で陽極である電極18側に引かれて電解質隔壁2を透過
し、二次流路4側に入る。この酸素イオンは、二次流路
4側で酸素ガスとなって、そこに流れるスイープガスに
より排出される。また、水素イオンは、水素ガスとなっ
てプロセスガスと共に排出される。同様にして、一次流
路3側のプロセスガス中の酸素ガスも、電極17の表面
でイオン化し、固体電解質セラミック16の内部をイオ
ン状態で陽極である電極18側に引かれて電解質隔壁2
を透過し、二次流路4側に取り出される。従って、一次
流路3側のプロセスガスからは、水分と酸素が除去され
る。With the connection made in this manner, a DC voltage is applied to the electrodes 17 and 18 as shown in FIG. 2 while heating the electrolyte partition wall 2 with the heater 6. At this time, when the process gas containing water in the primary flow path 3 on the electrode 17 side which is the cathode contacts the electrolyte partition wall 2, the water in the gas is electrolyzed into oxygen and hydrogen. Oxygen is ionized on the surface of the electrode 17, the inside of the solid electrolyte ceramic 16 is drawn in an ionic state to the side of the electrode 18 which is an anode, permeates the electrolyte partition wall 2 and enters the side of the secondary flow path 4. This oxygen ion becomes oxygen gas on the secondary flow path 4 side and is discharged by the sweep gas flowing there. Further, hydrogen ions become hydrogen gas and are discharged together with the process gas. Similarly, oxygen gas in the process gas on the primary flow path 3 side is also ionized on the surface of the electrode 17, and the inside of the solid electrolyte ceramic 16 is drawn in an ionic state toward the electrode 18 side, which is an anode, so that the electrolyte partition 2
And is taken out to the secondary flow path 4 side. Therefore, water and oxygen are removed from the process gas on the primary flow path 3 side.
【0020】図3は、本発明による装置の性能試験を行
うための一次流路側の配管例である。キャリアガスタン
ク22と酸素ガスタンク23から酸素を含むガスを、水
分除去装置21のプロセスガス導入部14に送る。その
間に、水分発生器24を挿入し、プロセスガス中に水分
を与える。また、水分濃度計25及び酸素濃度計26を
挿入し、一次流路3に導入されるプロセスガス中の水分
濃度と酸素濃度を各々測定する。FIG. 3 shows an example of piping on the primary flow path side for performing a performance test of the apparatus according to the present invention. A gas containing oxygen is sent from the carrier gas tank 22 and the oxygen gas tank 23 to the process gas introduction unit 14 of the water removing device 21. In the meantime, the moisture generator 24 is inserted to supply moisture to the process gas. Further, a moisture concentration meter 25 and an oxygen concentration meter 26 are inserted to measure the moisture concentration and the oxygen concentration in the process gas introduced into the primary flow path 3, respectively.
【0021】他方、プロセスガス排出部13に、水素ゲ
ッターを備える水素除去器29が接続されている。水素
ゲッターは例えば、チタン、ジルコニウム或はこれらの
合金等の水素吸蔵金属からなり、その表面にプロセスガ
スを接触させ、それに含まれる水素ガスをプロセスガス
から除去する。さらに、この水素除去器29に水分濃度
計27及び酸素濃度計28を接続し、一次流路3から排
出されるプロセスガス中の水分濃度と酸素濃度を各々測
定する。On the other hand, the process gas discharge section 13 is connected to a hydrogen remover 29 having a hydrogen getter. The hydrogen getter is made of, for example, a hydrogen storage metal such as titanium, zirconium, or an alloy thereof, and a process gas is brought into contact with the surface of the hydrogen storage metal to remove the hydrogen gas contained therein from the process gas. Further, a moisture concentration meter 27 and an oxygen concentration meter 28 are connected to the hydrogen remover 29 to measure the moisture concentration and the oxygen concentration in the process gas discharged from the primary flow path 3, respectively.
【0022】図12は、前記電解質隔壁2に形成された
電極17、18の例を示す。すなわち、上端を閉じた円
筒形の固体電解セラミック16の内外周面に各々白金等
の貴金属ペーストを塗布し、焼き付けて、電極17、1
8を形成する。この場合に、内周側の電極17は、電源
との接続のため、その一部17aを固体電解セラミック
16の縁を介して外周側に導出する。しかしながら、固
体電解セラミック16の内外周の表面に導電ペーストを
塗布し、焼き付けて電極17、18を形成すると、その
電極17、18は、その表面に微細な細孔を有する。こ
のため、電極17、18に均一に電流が流れないため
に、電極17、18のシート抵抗は比較的高い。FIG. 12 shows an example of the electrodes 17 and 18 formed on the electrolyte partition wall 2. That is, the noble metal paste such as platinum is applied to the inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical solid electrolytic ceramic 16 with the upper end closed and baked to form the electrodes 17, 1.
8 is formed. In this case, the electrode 17 on the inner peripheral side is led out to the outer peripheral side via the edge of the solid electrolytic ceramic 16 for the part 17a for connection with the power source. However, when the conductive paste is applied to the inner and outer surfaces of the solid electrolytic ceramic 16 and baked to form the electrodes 17 and 18, the electrodes 17 and 18 have fine pores on the surface. Therefore, the sheet resistance of the electrodes 17 and 18 is relatively high because the current does not flow evenly to the electrodes 17 and 18.
【0023】そこで、図12では、電解質隔壁2の内外
周の電極17、18が形成される部分に白金等の貴金属
からなる長尺な導体41、42を這わせる。この長尺な
導体41、42は、固体電解セラミック16の長手方向
にわたって這わせるのがよく、図12(a)では、長尺
な箔状の導体41、42を固体電解セラミック16の内
外周面の長手方向にわたって這わせている。また、同図
(b)では、長尺な線状の導体41、42を固体電解セ
ラミック16の内外周面に螺旋状に這わせている。これ
らの導体41、42により、固体電解セラミック16の
長手方向の電極17、18の抵抗を低く押さえることが
できる。Therefore, in FIG. 12, long conductors 41 and 42 made of a noble metal such as platinum are laid on the inner and outer circumferences of the electrolyte partition wall 2 where the electrodes 17 and 18 are formed. The elongated conductors 41, 42 are preferably made to crawl in the longitudinal direction of the solid electrolytic ceramic 16, and in FIG. 12A, the elongated foil-shaped conductors 41, 42 are formed on the inner and outer peripheral surfaces of the solid electrolytic ceramic 16. Crawling in the longitudinal direction. Further, in FIG. 2B, long linear conductors 41 and 42 are spirally laid on the inner and outer peripheral surfaces of the solid electrolytic ceramic 16. With these conductors 41 and 42, the resistance of the electrodes 17 and 18 in the longitudinal direction of the solid electrolytic ceramic 16 can be kept low.
【0024】図13及び図14は、前記のような電解質
隔壁2の内外周側の一次流路3と二次流路4とのシール
構造とフレームへの取付構造を示している。上端側が細
くなった円筒状の取付金具33がフレーム37から立設
され、この取付金具33の上端部に電解質隔壁2の電極
17、18の無い下端部分が嵌め込まれている。この取
付金具33の上端部外周にネジが切られ、これに袋ナッ
ト状の固定金具34がネジ込まれている。さらに、取付
金具33と電解質隔壁2の外周面との間に、鉛等からな
るリング状のメタルシールリング36が嵌め込まれ、こ
のメタルシールリング36が前記固定金具34により締
め付けられるスリーブ35と取付金具33との間で圧縮
され、その変形により電解質隔壁2の外周面に押し当て
られている。FIGS. 13 and 14 show a sealing structure for the primary flow path 3 and the secondary flow path 4 on the inner and outer peripheral sides of the electrolyte partition wall 2 as described above, and a mounting structure for the frame. A cylindrical mounting member 33 having a thin upper end side is provided upright from the frame 37, and the lower end portion of the electrolyte partition wall 2 without the electrodes 17 and 18 is fitted to the upper end portion of the mounting member 33. A screw is cut on the outer periphery of the upper end of the mounting member 33, and a cap nut-shaped fixing member 34 is screwed into the screw. Further, a ring-shaped metal seal ring 36 made of lead or the like is fitted between the fitting 33 and the outer peripheral surface of the electrolyte partition wall 2, and the metal seal ring 36 is fastened by the fixing fitting 34. It is compressed between 33 and 33 and is pressed against the outer peripheral surface of the electrolyte partition wall 2 by its deformation.
【0025】取付金具33の外側に円筒形の支持金具3
1が立設され、この支持金具31の上端に電解質隔壁2
を囲むようにスリーブ32が立設さている。このスリー
ブ32は、電解質隔壁2の前記シール部分より上側の部
分から適当な距離をおいて同電解質隔壁2を囲んでい
る。前記のような固体電解セラミック16は比較的脆弱
であり、しかもその表面が粗いため、気密シールがしに
くく、高い気密性が得られにくい。これに対し、図13
及び図14に示すように、電解質隔壁2の内外周側の一
次流路3及び二次流路4とをメタルシールリング36に
よりシールしたものでは、電解質隔壁に過度の負担をか
けることなく、しかも耐熱性を維持した状態で、一次流
路3及び二次流路4とを高い気密性をもってシールする
ことができる。A cylindrical support fitting 3 is provided outside the mounting fitting 33.
1 is erected, and the electrolyte partition 2 is provided on the upper end of the support fitting 31.
A sleeve 32 is erected so as to surround the. The sleeve 32 surrounds the electrolyte partition wall 2 at an appropriate distance from the portion of the electrolyte partition wall 2 above the sealing portion. Since the solid electrolytic ceramic 16 as described above is relatively fragile and its surface is rough, it is difficult to hermetically seal and it is difficult to obtain high hermeticity. On the other hand, FIG.
And as shown in FIG. 14, in the case where the inner and outer peripheral side primary flow paths 3 and secondary flow paths 4 of the electrolyte partition wall 2 are sealed by a metal seal ring 36, an excessive burden is not applied to the electrolyte partition wall, and The primary flow path 3 and the secondary flow path 4 can be sealed with high airtightness while maintaining heat resistance.
【0026】図4は、固体電解質セラミック16として
8%イットリウム(Y2O3)安定化ジルコニア(安定度
100%)の焼結体(日本化学陶業製)を使用し、その
内外周に白金電極17、18を形成した電解質隔壁2を
使用し、電解質隔壁2の温度(セル温度)を400、4
50、500及び600℃と変えて、水分の変換率を測
定した結果である。水分の変換率は、水分濃度計25と
水分濃度計27とで測定した水分濃度を、各々一次流路
3の「入口濃度」及び「出口濃度」とし、(入口濃度−
出口濃度)/入口濃度の式で求めたものである。FIG. 4 shows that a solid electrolyte ceramic 16 is a sintered body of 8% yttrium (Y 2 O 3 ) stabilized zirconia (stability 100%) (manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd.), and platinum electrodes are formed on the inner and outer circumferences thereof. By using the electrolyte partition wall 2 in which 17 and 18 are formed, the temperature (cell temperature) of the electrolyte partition wall 2 is set to 400, 4.
It is the result of measuring the conversion rate of water by changing to 50, 500 and 600 ° C. For the conversion rate of water, the water concentrations measured by the water concentration meter 25 and the water concentration meter 27 are defined as “inlet concentration” and “outlet concentration” of the primary flow path 3, respectively ((inlet concentration-
It is calculated by the formula of (outlet concentration) / inlet concentration.
【0027】この図4から分かる通り、電解質隔壁2の
温度が高い程電極17、18に印加する電圧(セル電
圧)が低くても100%の変換率が得られ、セル温度が
600℃では、約1.0Vで100%の変換率が得られ
る。他方、電解質隔壁2の温度が400度と低いと、
2.0Vのセル電圧でも100%の変換率が得られな
い。セル電圧が高いと、固体電解セラミックが還元さ
れ、その寿命が短くなるので、セル電圧は低いのがよ
い。また固体電解セラミックに過度の熱負荷をかけるこ
と避ける必要もある。このことから、セル温度は500
℃〜600℃として、且つセル電圧を1.2V〜1.8
Vとするのが望ましい。なお、酸素も水分と全く同じで
ある。As can be seen from FIG. 4, the higher the temperature of the electrolyte partition wall 2 is, the lower the voltage (cell voltage) applied to the electrodes 17 and 18 is, the higher the conversion rate of 100% is obtained. A conversion rate of 100% is obtained at about 1.0V. On the other hand, if the temperature of the electrolyte partition wall 2 is as low as 400 degrees,
A conversion rate of 100% cannot be obtained even with a cell voltage of 2.0V. A high cell voltage reduces the solid electrolytic ceramic and shortens its life. Therefore, a low cell voltage is preferable. It is also necessary to avoid applying an excessive heat load to the solid electrolytic ceramic. From this, the cell temperature is 500
C.-600.degree. C., and cell voltage 1.2V-1.8.
It is desirable to set to V. Note that oxygen is exactly the same as water.
【0028】図5は、前記水分除去装置において、電解
質隔壁2の温度を500℃、一次流路3におけるプロセ
スガスの流量を6Nl/hとし、プロセスガス導入部1
4側の導入プロセスガスの水分濃度を56ppmとした
ときの、電解質隔壁2に印加した電圧と変換率との関係
及び電解電流との関係を示している。さらに、図6〜図
8は、同じ条件で水分濃度を100ppm、1079p
pm及び3002ppmと各々変えたときの、電解質隔
壁2に印加した電圧と変換率との関係及び電解電流との
関係を示している。In FIG. 5, in the water removing apparatus, the temperature of the electrolyte partition wall 2 is 500 ° C., the flow rate of the process gas in the primary flow path 3 is 6 Nl / h, and the process gas introducing section 1 is used.
4 shows the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall 2 and the conversion rate, and the relationship between the electrolytic current and the water concentration of the introduced process gas on the side 4 at 56 ppm. Further, FIGS. 6 to 8 show that the water concentration is 100 ppm, 1079 p under the same conditions.
The relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall 2 and the conversion rate, and the relationship with the electrolytic current when pm and 3002 ppm are changed are shown.
【0029】このように、水分濃度が高くなると、変換
効率が低下すると共に、電解電流が増えるが、試験され
た装置の場合、プロセスガスの流量を6Nl/h程度の
条件では、水分濃度1000ppm或は3000ppm
程度まで、充分高い変換率が得られることが分かる。As described above, when the water concentration increases, the conversion efficiency decreases and the electrolysis current increases, but in the case of the tested device, the water concentration is 1000 ppm or more under the condition that the process gas flow rate is about 6 Nl / h. Is 3000 ppm
It can be seen that up to a degree, a sufficiently high conversion rate can be obtained.
【0030】図9は、前記水分除去装置において、電解
質隔壁2の温度を500℃、プロセスガス導入部14側
の導入プロセスガスの水分濃度を約55ppmとし、一
次流路3におけるプロセスガスの流量を3Nl/hとし
たときの、電解質隔壁2に印加した電圧と変換率との関
係及び電解電流との関係を示している。さらに、図1
0、図11は、同じ条件で、一次流路3におけるプロセ
スガスの流量を6Nl/h及び12Nl/hと各々変え
たときの、電解質隔壁2に印加した電圧と変換率との関
係及び電解電流との関係を示している。FIG. 9 shows that in the water removing apparatus, the temperature of the electrolyte partition wall 2 is 500 ° C., the water concentration of the introduced process gas on the side of the process gas introducing section 14 is about 55 ppm, and the flow rate of the process gas in the primary flow path 3 is changed. It shows the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition 2 and the conversion rate and the relationship with the electrolytic current when 3 Nl / h. Furthermore, FIG.
0 and FIG. 11 show the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall 2 and the conversion rate and the electrolysis current when the flow rate of the process gas in the primary flow path 3 was changed to 6 Nl / h and 12 Nl / h under the same conditions. Shows the relationship with.
【0031】前記装置では、導入プロセスガスの水分濃
度が約55ppm程度の場合、一次流路3におけるプロ
セスガスの流量が3Nl/h〜12Nl/hまで変化し
ても、充分高い変換率が安定して得られることが分か
る。なお、以上の図4〜図11の結果は、酸素も全く同
様である。In the above apparatus, when the water concentration of the introduced process gas is about 55 ppm, a sufficiently high conversion rate is stable even if the flow rate of the process gas in the primary flow path 3 changes from 3 Nl / h to 12 Nl / h. You can see that you can get it. Note that the results of FIGS. 4 to 11 described above are exactly the same for oxygen.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明による気体中
の水分除去装置は、酸素イオン導電性を有する固体電解
質セラミックを使用した乾式電気分解により気体中の水
分を除去するため、高い水分除去機能が長期的且つ連続
的に得られ、しかも維持が簡便で、酸素の除去も同時に
行える。As described above, the apparatus for removing moisture in a gas according to the present invention removes moisture in a gas by dry electrolysis using a solid electrolyte ceramic having oxygen ion conductivity, and thus has a high moisture removal function. Can be obtained continuously over a long period of time, is easy to maintain, and can simultaneously remove oxygen.
【0033】さらに、上端が閉じられた円筒形の電解質
隔壁2を用い、この電解質隔壁2を、その周囲に設けら
れたヒーター6で加熱し、この電解質隔壁2の内外周に
形成された一次流路3と二次流路4の下側に、各々それ
らにプロセスガスとスイープガスを導入するプロセスガ
ス導入部14、プロセスガス排出部13、スイープガス
導入部15及びスイープガス排出部12を設けることに
より、ヒーター6の周囲の断熱構造を簡素化することが
でき、装置を全体として小形化することが可能となる。Further, a cylindrical electrolyte partition wall 2 having a closed upper end is used, and the electrolyte partition wall 2 is heated by a heater 6 provided around the electrolyte partition wall 2, and the primary flow formed on the inner and outer circumferences of the electrolyte partition wall 2. Provided below the passage 3 and the secondary passage 4 are a process gas introduction unit 14, a process gas discharge unit 13, a sweep gas introduction unit 15, and a sweep gas discharge unit 12, which introduce a process gas and a sweep gas into them, respectively. As a result, the heat insulating structure around the heater 6 can be simplified and the device can be downsized as a whole.
【図1】本発明の実施例による気体中の水分除去装置の
全体を示す略示縦断側面図である。FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional side view showing an entire apparatus for removing moisture in a gas according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施例による気体中の水分除去装置の電解質
隔壁の一部を示す要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an essential part showing a part of an electrolyte partition wall of the apparatus for removing water in gas according to the embodiment.
【図3】前記実施例による気体中の水分除去装置の試験
を行うための配管例を示す配管図である。FIG. 3 is a piping diagram showing an example of piping for carrying out a test of the apparatus for removing water in gas according to the embodiment.
【図4】前記実施例による気体中の水分除去装置につい
て、電解質隔壁の温度を400、450、500及び6
00℃と変えて、水分の変換率を測定した結果のグラフ
である。FIG. 4 is a schematic diagram of a device for removing moisture in a gas according to the embodiment, in which the temperature of the electrolyte partition is 400, 450, 500 and 6;
It is a graph of the result of having changed the conversion rate of water and changing it to 00 degreeC.
【図5】前記実施例による気体中の水分除去装置につい
て、電解質隔壁の温度を500℃、一次流路におけるプ
ロセスガスの流量を6Nl/hとし、プロセスガス導入
部側の導入プロセスガスの水分濃度を56ppmとした
ときの、電解質隔壁に印加した電圧と変換率との関係及
び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a diagram showing an apparatus for removing moisture in a gas according to the above embodiment, the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C., the flow rate of the process gas in the primary flow path is 6 Nl / h, and the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction unit side is 5 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall and the conversion rate, and the relationship with the electrolytic current when is set to 56 ppm.
【図6】前記実施例による気体中の水分除去装置につい
て、電解質隔壁の温度を500℃、一次流路におけるプ
ロセスガスの流量を6Nl/hとし、プロセスガス導入
部側の導入プロセスガスの水分濃度を100ppmとし
たときの、電解質隔壁に印加した電圧と変換率との関係
及び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a diagram showing an apparatus for removing moisture in a gas according to the above embodiment, the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C., the flow rate of the process gas in the primary flow path is 6 Nl / h, and the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction unit side is 3 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall and the conversion rate, and the relationship between the electrolytic current and the value when 100 is 100 ppm.
【図7】前記実施例による気体中の水分除去装置につい
て、電解質隔壁の温度を500℃、一次流路におけるプ
ロセスガスの流量を6Nl/hとし、プロセスガス導入
部側の導入プロセスガスの水分濃度を1079ppmと
したときの、電解質隔壁に印加した電圧と変換率との関
係及び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a diagram showing an apparatus for removing moisture in a gas according to the above embodiment, the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C., the flow rate of the process gas in the primary flow path is 6 Nl / h, and the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction part side is 2 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall and the conversion rate, and the relationship with the electrolytic current, when is set to 1079 ppm.
【図8】前記実施例による気体中の水分除去装置につい
て、電解質隔壁の温度を500℃、一次流路におけるプ
ロセスガスの流量を6Nl/hとし、プロセスガス導入
部側の導入プロセスガスの水分濃度を3002ppmと
したときの、電解質隔壁に印加した電圧と変換率との関
係及び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a diagram showing the apparatus for removing moisture in a gas according to the above-mentioned embodiment, the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C., the flow rate of the process gas in the primary flow path is 6 Nl / h, and the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction part side is 2 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall and the conversion rate, and the relationship with the electrolytic current, when is set to 3002 ppm.
【図9】前記実施例による気体中の水分除去装置につい
て、電解質隔壁の温度を500℃、プロセスガス導入部
側の導入プロセスガスの水分濃度を約55ppmとし、
一次流路におけるプロセスガスの流量を3Nl/hとし
たときの、電解質隔壁2に印加した電圧と変換率との関
係及び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a diagram showing the apparatus for removing moisture in gas according to the above-mentioned embodiment, in which the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C. and the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction part side is about 55 ppm;
6 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall 2 and the conversion rate, and the relationship between the electrolytic current and the flow rate of the process gas in the primary flow path of 3 Nl / h.
【図10】前記実施例による気体中の水分除去装置につ
いて、電解質隔壁の温度を500℃、プロセスガス導入
部側の導入プロセスガスの水分濃度を約55ppmと
し、一次流路におけるプロセスガスの流量を6Nl/h
としたときの、電解質隔壁2に印加した電圧と変換率と
の関係及び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 10 shows a device for removing moisture in a gas according to the above embodiment, the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C., the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction part side is about 55 ppm, and the flow rate of the process gas in the primary flow path is 6 Nl / h
3 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall 2 and the conversion rate, and the relationship with the electrolytic current.
【図11】前記実施例による気体中の水分除去装置につ
いて、電解質隔壁の温度を500℃、プロセスガス導入
部側の導入プロセスガスの水分濃度を約55ppmと
し、一次流路におけるプロセスガスの流量を12Nl/
hとしたときの、電解質隔壁2に印加した電圧と変換率
との関係及び電解電流との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a diagram showing the apparatus for removing moisture in a gas according to the above-mentioned embodiment, wherein the temperature of the electrolyte partition wall is 500 ° C., the moisture concentration of the introduced process gas on the process gas introduction part side is about 55 ppm, and the flow rate of the process gas in the primary flow path is 12 Nl /
6 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the electrolyte partition wall 2 and the conversion rate, and the relationship with the electrolytic current when h is set.
【図12】本発明の実施例による気体中の水分除去装置
に使用される電解質隔壁を示す半縦断側面図である。FIG. 12 is a semi-longitudinal side view showing an electrolyte partition used in a device for removing water in gas according to an embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施例による気体中の水分除去装置
における電解質隔壁のシール及び取付部分を示す要部縦
断側面図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional side view of essential parts showing a seal and a mounting portion of an electrolyte partition wall in a device for removing moisture in a gas according to an embodiment of the present invention.
【図14】図3の要部拡大図である。FIG. 14 is an enlarged view of a main part of FIG.
2 電解質隔壁 3 一次流路 4 二次流路 6 ヒーター 12 スイープガス排出部 13 プロセスガス排出部 14 プロセスガス導入部 15 スイープガス導入部 16 固体電解質セラミック 17 電極 18 電極 20 直流電源 36 メタルシールリング 41 導体 42 導体 2 electrolyte partition 3 primary flow path 4 Secondary flow path 6 heater 12 Sweep gas discharge part 13 Process gas outlet 14 Process gas inlet 15 Sweep gas introduction section 16 Solid electrolyte ceramic 17 electrodes 18 electrodes 20 DC power supply 36 metal seal ring 41 conductor 42 conductor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−111807(JP,A) 特開 昭61−78421(JP,A) 特開 平2−131117(JP,A) 特開 昭63−279162(JP,A) 実開 平2−95533(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/26,53/32 B01D 53/34 - 53/90 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-49-111807 (JP, A) JP-A-61-78421 (JP, A) JP-A-2-131117 (JP, A) JP-A 63- 279162 (JP, A) Actual development 2-95533 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 53/26, 53/32 B01D 53/34-53/90
Claims (4)
上端が閉じられた円筒形の固体電解質セラミック(1
6)の内周外周に各々電極(17)、(18)が形成さ
れた電解質隔壁(2)と、この電解質隔壁(2)の内外
周側に形成された一次流路(3)及び二次流路(4)
と、電解質隔壁(2)の周囲に設けられ、同電解質隔壁
(2)を加熱するヒーター(6)と、前記一次流路
(3)の下側から、同流路(3)に水分を除去しようと
するプロセスガスを導入するプロセスガス導入部(1
4)と、前記一次流路(3)の下側からプロセスガスを
排出するプロセスガス排出部(13)と、前記二次流路
(4)の下側から、同流路(4)にスイープガスを導入
するスイープガス導入部(15)と、前記二次流路
(4)の下側からスイープガスを排出するスイープガス
排出部(12)と、前記電解質隔壁(2)の二次流路
(4)側の電極(18)が正となるよう、前記両電極
(17)、(18)間に直流電圧を印加する直流電源
(20)とを備えることを特徴とする気体中の水分除去
装置。1. An apparatus for removing water in a gas,
Cylindrical solid electrolyte ceramic (1
Electrolyte partition wall (2) having electrodes (17) and (18) formed on the inner and outer circumferences of 6), and a primary flow path (3) and a secondary flow path formed on the inner and outer circumference sides of this electrolyte partition wall (2). Channel (4)
And a heater (6) provided around the electrolyte partition wall (2) for heating the electrolyte partition wall (2), and moisture is removed from the lower side of the primary flow path (3) into the flow path (3). Process gas introduction part (1
4), a process gas discharge part (13) for discharging a process gas from the lower side of the primary flow path (3), and a sweep to the same flow path (4) from the lower side of the secondary flow path (4). Sweep gas introduction part (15) for introducing gas, sweep gas discharge part (12) for discharging sweep gas from the lower side of the secondary flow path (4), and secondary flow path of the electrolyte partition wall (2) Removal of water in a gas, comprising a DC power supply (20) for applying a DC voltage between the electrodes (17) and (18) so that the electrode (18) on the (4) side becomes positive. apparatus.
ック(16)の内外周の少なくとも長手方向にわたって
長尺な導体(41)、(42)が這わせてあり、この部
分に電極(17)、(18)が形成さていることを特徴
とする前記請求項1に記載の気体中の水分除去装置。2. The solid electrolytic ceramic (16) of the electrolyte partition wall (2) has elongated conductors (41), (42) extending along at least the longitudinal direction of the inner and outer circumferences of the solid electrolytic ceramic (16), and an electrode (17) is laid on this portion. , (18) are formed, The apparatus for removing water in gas according to claim 1, wherein
た一次流路(3)及び二次流路(4)とが、電解質隔壁
(2)の電極(17)、(18)が形成されていない外
周部分に嵌め込まれ、且つ同電解質隔壁(2)の外周を
保持する取付部材により挟持されたメタルシールリング
(36)により気密にシールされていることを特徴とす
る前記請求項1に記載の気体中の水分除去装置。3. The primary flow path (3) and the secondary flow path (4) formed on the inner and outer peripheral sides of the electrolyte partition wall (2) are the electrodes (17) and (18) of the electrolyte partition wall (2). The metal seal ring (36) fitted in an outer peripheral portion that is not formed and sandwiched by a mounting member that holds the outer periphery of the electrolyte partition wall (2) is hermetically sealed. A device for removing water in a gas according to item 1.
の排出部に、プロセスガス中に残留する水素を、水素吸
蔵金属からなる水素ゲッターで除去する水素除去器(2
9)を接続した請求項1に記載の気体中の水分除去装
置。4. A hydrogen remover (2) for removing hydrogen remaining in the process gas at a discharge part of a primary flow path into which the process gas is introduced by a hydrogen getter made of a hydrogen storage metal.
9. The apparatus for removing moisture in a gas according to claim 1, wherein 9) is connected.
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18770294A JP3483624B2 (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Device for removing moisture from gas |
Publications (2)
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| JPH0824555A JPH0824555A (en) | 1996-01-30 |
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- 1994-07-18 JP JP18770294A patent/JP3483624B2/en not_active Expired - Fee Related
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