JP2001187328A - 二酸化炭素固定化反応槽 - Google Patents

二酸化炭素固定化反応槽

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JP2001187328A
JP2001187328A JP37539499A JP37539499A JP2001187328A JP 2001187328 A JP2001187328 A JP 2001187328A JP 37539499 A JP37539499 A JP 37539499A JP 37539499 A JP37539499 A JP 37539499A JP 2001187328 A JP2001187328 A JP 2001187328A
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reaction tank
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carbon
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JP37539499A
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Shuichi Tanaka
秀一 田中
Masanobu Yamamoto
雅信 山本
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Shimadzu Corp
Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
Original Assignee
Shimadzu Corp
Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒表面に固定化された炭素を分離するため
に、毎回反応槽のトレイを外部に取り出さなくても良い
二酸化炭素固定化反応槽を提供する。 【解決手段】 反応槽12内のトレイ18に触媒8が充
填され、下部のガス流入口16aから反応ガスが導入さ
れ、加熱炉20のヒータ19によって400〜700℃
に触媒が加熱される。反応ガスが触媒反応によって触媒
8の表面に固定化炭素を析出する。反応後、上部に設け
られた粉砕器1をモータ2によりストローク調整器5で
下方に下ろし、回転速度調整器4により回転速度を調整
し、触媒中で回転攪拌して、固定化炭素を分離する。そ
して、下方から搬送ガス送り機構27によって、大流量
の搬送ガスを反応槽12内に送り、固定化炭素を上部の
ガス出口16bから回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化炭素固定化
反応槽に係わり、特に、二酸化炭素とメタンもしくは水
素を高温の反応炉で触媒により反応させて、炭素を固定
化する反応槽の炭素回収に関する。
【0002】
【従来の技術】地球温暖化防止に関して大気中の温室効
果ガス濃度を低減するためには、その排出自体を抑える
ことが不可欠である。その排出削減のために、いろいろ
な方法が研究されている。大気中の二酸化炭素(C
)や、発電所、製鉄所、セメント工場などから大量
に排出されるCOを排出源で固定して再資源化する方
法の一つに、例えば、水素(H)雰囲気下でCO
還元し、微粉状炭素に変換する方法が考案されている。
その変換方式は、大気や排ガスからCOを分離するC
分離装置や、その分離されたCOを濃縮するCO
濃縮装置、COとHを触媒存在下で反応させて微
粉状炭素を生成するCO/H反応装置などから構成
されている。
【0003】図2に、COと、CHを分解してでき
るHを触媒存在下で反応させて微粉状炭素を生成する
二酸化炭素固定化装置の反応槽を示す。反応槽12の内
部には、最下部にシリンダ24がセットされ、下方から
の反応ガスが一様に流入するような空間を形成してい
る。そして、その空間に測温計17aがセットされてい
る。シリンダ24の上部に円筒状の一つのトレイ18が
設けられ、トレイ18の底部の棚15上にフィルタ15
aがセットされ、トレイ18内に触媒8が一様に充填さ
れ、反応ガスが上方に流れるようにしている。反応槽1
2の外側には、加熱炉20に触媒反応を促進するための
遠赤外線ヒータ19がセットされ、加熱用ヒータとして
働く。反応槽12内に、触媒8が充填されたトレイ18
がセットされ、上部から蓋25を用いてネジ23により
閉められる。
【0004】蓋25には反応後の排出ガスのガス出口1
6bと、測温計17bが設けられている。さらに、反応
槽12の上部には、保温用のカバー22a、22bが被
せられる。そして、二酸化炭素・メタン反応ガスが、反
応槽12の下部に設けられたガス流入口16aから導入
され、反応立ち上げ時には、反応槽12が遠赤外線ヒー
タ19で加熱される。触媒8の温度は上昇しメタンガス
は触媒反応により炭素と水素に分解する。そして二酸化
炭素はその水素と反応して、炭素と水(水蒸気)にな
る。炭素は触媒8の表面に固定化カーボン7として固定
化され、水蒸気と余剰の水素と未反応のメタン、未反応
の二酸化炭素のガスが反応槽12の上部に設けられたガ
ス出口16bから外部に排出ガスとして出る。装置全体
は支持部21により支持されている。そして、所定の時
間反応させた後、常温に下げて蓋25を開放し、内部の
トレイ18を外部に取出し、触媒8と固定化カーボン7
を機械的な振動により分離する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の二酸化炭素固定
化反応槽は以上のように構成されているが、二酸化炭素
とメタンの触媒8による反応で、触媒8の表面に生成し
た固定化カーボン7は、所定の時間反応後、反応槽12
を常温に下げて、上部の蓋25を開放し、内部のトレイ
18を外部に取出し、触媒8と固定化カーボン7を機械
的な振動により分離しなければならないという課題があ
る。従来はこのようにバッチ式の運転を行ない、毎回固
定化カーボン7を外部で分離していた。この作業は、時
間と手間を要するので、反応槽12の上部の蓋25を開
放せずに、固定化カーボン7を反応槽12の内部で分離
し、連続式の運転を行なうことができないかという課題
がある。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、固定化カーボン7を触媒8と分離する
ために、毎回反応槽12の上部の蓋25を開け、触媒8
と固定化カーボン7の入ったトレイ18を外部に取り出
さなくてもすむ二酸化炭素固定化反応槽を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の二酸化炭素固定化反応槽は、二酸化炭素を
水素雰囲気で高温の反応炉で触媒により反応させて、炭
素と水に変化させる二酸化炭素固定化装置の反応槽にお
いて、反応槽内に、固定化された炭素と触媒を分離する
粉砕器と、分離された炭素を外部に搬送するための大流
量のガスを反応槽内に送り込む手段とを備えるものであ
る。
【0008】本発明の二酸化炭素固定化反応槽は上記の
ように構成されており、炭素と触媒を分離する粉砕器が
反応槽内に設けられ、所定の時間反応後、粉砕器を触媒
内に移動させ動作させることにより、炭素表面に生成し
た固定化炭素を触媒から分離することができる。そし
て、分離した炭素を外部に搬送するために、反応槽の下
部から大流量の搬送ガスを反応槽内に送り込み、炭素を
反応槽の上部のガス出口から排出し、外部で回収するこ
とができる。これにより毎回反応槽の上部蓋を開けて内
部の触媒の入ったトレイを取り出す必要がなくなる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の二酸化炭素固定化反応槽
の一実施例を図1を参照しながら説明する。図1は本発
明の二酸化炭素固定化反応槽の断面を示す図である。本
二酸化炭素固定化反応槽は、セラミックスの保温材に覆
われたヒータ19を有する加熱炉20と、内部中央の外
筒12a内に下部にシリンダ24を挿入し、その上部に
セットされた触媒8を充填したトレイ18と、トレイ1
8内の触媒8の表面に析出した固定化カーボン7を分離
するための粉砕器1と、その粉砕器1を外部から操作す
る操作部(モータ2、粉砕駆動棒3、回転速度調整器
4、ストローク調整器5)と、粉砕器1で分離された固
定化カーボン7を外部に搬送するために反応槽12に大
量の搬送ガスを送るための搬送ガス送り機構27と、反
応槽12の下部に反応ガス及び搬送ガスを導入するガス
流入口16aと、反応槽12の上部に反応後のガス及び
固定化カーボン7を搬送するガス出口16bと、反応槽
12の上下に設けられた内部の温度を計測する測温計1
7a、17bと、反応槽12の上部に設けられネジ23
で開閉できる蓋25と、上部を保温するためのカバー2
2a、22bと、反応槽全体を支持する支持部21とか
ら構成されている。
【0010】反応槽12は、外筒12aの内部にシリン
ダ24とトレイ18がセットされ、最下部のシリンダ2
4は、ガス流入口16aから導入されたガスが、上部に
セットされたトレイ18に一様に流入する空間を形成し
ている。トレイ18は、下部に棚15を有し、その棚1
5にフィルタ15aがセットされ、触媒8が充填され
る。フィルタ15aは、ステンレスの燒結合金でできて
おり、ガス分子を通過させる気孔が多数開いている。そ
して、触媒8を機械的に保持している。加熱炉20は、
外筒12aの外周に赤外加熱ヒータ19を備え、外装を
セラミックスの断熱保温材で覆われ、トレイ18内の触
媒8を400〜700℃に加熱制御している。反応槽1
2内の温度計測は、上下に設けられた測温計17a、1
7bによって行なわれる。
【0011】粉砕器1は、反応槽12内の上部に設けら
れ、外部に設けられたモータ2によって粉砕駆動棒3を
介して回転し、その回転速度は、上部の回転速度調整器
4によって適性に調整することができる。そして、粉砕
器1はストローク調整器5によって粉砕駆動棒3を介し
て上下に移動し、反応した触媒8の中にいれて適正な回
転速度で触媒8の表面に析出した固定化カーボン7を分
離することができる。粉砕器1の形状は、プロペラタイ
プ、削岩機タイプ、棒状タイプなど触媒8に析出した固
定化カーボン7が分離できるものであれば良い。
【0012】搬送ガス送り機構27は、触媒反応後、粉
砕器1によって触媒8の表面に析出した固定化カーボン
7が分離された後、バルブ29を閉じて、バルブ28を
開放にし、大量の搬送ガスを搬送ガス送り機構27から
ガス流入口16aを経由して反応槽12内に送り込む。
分離された固定化カーボン7は舞上がって上部のガス出
口16bから外部に搬送される。触媒8と固定化カーボ
ン7の析出具合によって、粉砕器1を回転しながら搬送
ガスを送っても良い。
【0013】次に、本二酸化炭素固定化反応槽の操作に
ついて説明する。まず、反応槽12の上部のカバー22
a、22bを取り去り、ネジ23を緩め、蓋25を上部
に開ける。この時、モータ2、測温計17b、ガス出口
16bは、蓋25と一緒に取り除かれる。そして、内部
からトレイ18を取り出し、内部に新しい触媒8を充填
する。次に、トレイ18を反応槽12内にセットし、再
び上部の蓋25を閉じる。この時、モータ2、測温計1
7b、ガス出口16bは、蓋25と一緒に取り付けられ
る。そして、下部のバルブ28を閉じ、バルブ29を開
放にして、ガス流入口16aから二酸化炭素とメタンも
しくは水素の反応ガスを反応槽12に導入する。同時に
加熱炉20の電源をONにし、トレイの触媒を加熱し、
400〜700℃に制御して、触媒反応を行なわせる。
所定の時間反応後、加熱炉20の電源をOFFし、反応
槽12の温度を常温まで下げる。
【0014】そして、上部のモータ2の電源をONに
し、粉砕器1を回転させる。回転速度調整器4により適
正な速度に設定して、ストローク調整器5を調整しなが
ら、粉砕器1をトレイ18内の表面に固定化カーボン7
を析出した触媒8内に入れて回転する。上下に粉砕器1
を移動させて固定化カーボン7を触媒8から分離する。
所定の時間回転してから、反応槽12の下部のバルブ2
9を閉じ、バルブ28を開放にして、搬送ガス送り機構
27から搬送ガスを、ガス流入口16aから反応槽12
に大量のガスを導入する。分離された固定化カーボン7
は舞上がって、上部のガス出口16bから外部に搬送さ
れる。
【0015】反応槽12内に、固定化された炭素を触媒
と分離する粉砕器1を設け、反応ガスを導入する時と搬
送ガスを導入する時で、反応槽12の下部から導入する
ガス流量を切り替えて、固定化炭素を外部に取り出せる
ので、従来のように外部で分離する必要がなくなる。
【0016】
【発明の効果】本発明の二酸化炭素固定化反応槽は、上
記のように構成されており、反応槽内に触媒の表面に析
出した固定化炭素を分離するための粉砕器が設けられて
おり、反応後、粉砕器で触媒を回転攪拌することで、固
定化炭素を反応槽内で分離することができる。そして、
反応槽の下部から大量の搬送ガスを導入して、分離した
炭素を上部のガス出口から回収することができる。した
がって、従来のように外部で分離する作業が必要無くな
り、省力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の二酸化炭素固定化反応槽の一実施例
を示す図である。
【図2】 従来の二酸化炭素固定化反応槽を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…粉砕器 2…モータ 3…粉砕駆動棒 4…回転速度調
整器 5…ストローク調整器 7…固定化カー
ボン 8…触媒 12…反応槽 12a…外筒 15…棚 15a…フィルタ 16a…ガス流
入口 16b…ガス出口 17a…測温計 17b…測温計 18…トレイ 19…ヒータ 20…加熱炉 21…支持部 22a…カバー 22b…カバー 23…ネジ 24…シリンダ 25…蓋 26…固定化炭素搬送用ガス流入口 27…搬送ガス
送り機構 28…バルブ 29…バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雅信 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 Fターム(参考) 4G075 AA04 AA23 AA62 AA63 BA06 BB05 BB10 BD03 BD04 BD14 CA02 CA12 CA54 EA06 ED02 ED15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二酸化炭素を水素雰囲気で高温の反応炉で
    触媒により反応させて、炭素と水に変化させる二酸化炭
    素固定化装置の反応槽において、反応槽内に、固定化さ
    れた炭素と触媒を分離する粉砕器と、分離された炭素を
    外部に搬送するための大流量のガスを反応槽内に送り込
    む手段とを備えることを特徴とする二酸化炭素固定化反
    応槽。
JP37539499A 1999-12-28 1999-12-28 二酸化炭素固定化反応槽 Pending JP2001187328A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016159264A (ja) * 2015-03-04 2016-09-05 新日鐵住金株式会社 連続式固定床触媒反応装置およびその装置を用いたガス改質方法
CN113264505A (zh) * 2021-05-19 2021-08-17 芶富均 一种液态金属高温裂解甲烷制氢反应器
CN114210291A (zh) * 2022-02-23 2022-03-22 潍坊学院 一种催化反应装置
CN115231522A (zh) * 2022-09-22 2022-10-25 小跃科技(北京)有限公司 一种用于高温裂解二氧化碳的反应釜

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