AbstractA Zr2Fe particle bed under a once-through operation was investigated for continuous recovery of low-concentration hydrogen from argon, nitrogen and oxygen streams. The particle bed after activation at 800°C under vacuum effectively removed hydrogen from the nitrogen and argon streams above 150°C to a level lower than the detection limit of a gas chromatograph. However, it failed to recover hydrogen from atmospheres including 650 ppm oxygen due to generation of water vapor decrease in the hydrogen absorption capacity. The effluent curve in the low hydrogen concentration region was controlled by the hydrogenation reaction on particle surfaces; that in the saturation region was controlled by the solid-film mass-transfer process. The activation energy of the latter was 5.46 kJ mol−1.
ワンスルー操作によるZr2Fe粒子層について、アルゴン、窒素、酸素の各気流からの低濃度水素の連続回収を調査した。真空中800°Cで活性化した後の粒子層は、150°C以上で窒素およびアルゴン気流から水素を、ガスクロマトグラフの検出限界よりも低いレベルまで効果的に除去した。しかしながら、650 ppmの酸素を含む雰囲気からは、水蒸気の生成により水素吸収能力が低下したため、水素の回収に失敗した。低水素濃度領域における流出曲線は粒子表面での水素化反応によって支配され、飽和領域における流出曲線は固体膜物質移動プロセスによって支配された。後者の活性化エネルギーは5.46 kJ mol−1であった。