JP2002102677A - 触媒循環装置 - Google Patents
触媒循環装置Info
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- JP2002102677A JP2002102677A JP2000298816A JP2000298816A JP2002102677A JP 2002102677 A JP2002102677 A JP 2002102677A JP 2000298816 A JP2000298816 A JP 2000298816A JP 2000298816 A JP2000298816 A JP 2000298816A JP 2002102677 A JP2002102677 A JP 2002102677A
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- cyclone
- gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、反応器から効率良く、反応生成物と
触媒とを取り出して触媒を回収・再利用する装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】本発明では、サイクロン３の下部出口８か
ら取り出された触媒は、インジェクタ６に入り、インジ
ェクタ６には、循環ポンプ４で循環される反応ガスの一
部が分岐流路ｃを介して導入されている。したがって、
循環ガスによりサイクロン３の下部出口８から取り出さ
れた触媒が反応部１に戻されることになる。
触媒とを取り出して触媒を回収・再利用する装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】本発明では、サイクロン３の下部出口８か
ら取り出された触媒は、インジェクタ６に入り、インジ
ェクタ６には、循環ポンプ４で循環される反応ガスの一
部が分岐流路ｃを介して導入されている。したがって、
循環ガスによりサイクロン３の下部出口８から取り出さ
れた触媒が反応部１に戻されることになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合ガス中に触媒
を浮遊させて反応を行う流動式反応において利用される
触媒循環装置に関する。本発明の装置は、例えば二酸化
炭素と水素を反応させて炭素を製造する場合等において
利用できる。
を浮遊させて反応を行う流動式反応において利用される
触媒循環装置に関する。本発明の装置は、例えば二酸化
炭素と水素を反応させて炭素を製造する場合等において
利用できる。
【０００２】
【従来の技術】例えば、工場、発電所、自動車等の人間
の社会的活動に伴って大気中に排出される二酸化炭素を
固定化し除去するため、触媒の存在下で二酸化炭素と水
素と反応させ、水と炭素とを生成することが行われてい
る。従来 その二酸化炭素の固定は、反応器内に充填さ
れた触媒の中に、その二酸化炭素と水素とを流すことで
行われていた。その固定により生成される炭素は微粉末
状で、その反応器内に充填される触媒の表面を被覆す
る。そのため、その反応の進行に伴って触媒の機能が次
第に阻害され、反応効率が低下するので、反応効率が低
下する前に反応器から炭素と触媒とを取り出し、触媒を
交換した後に、処理を再開させていた。
の社会的活動に伴って大気中に排出される二酸化炭素を
固定化し除去するため、触媒の存在下で二酸化炭素と水
素と反応させ、水と炭素とを生成することが行われてい
る。従来 その二酸化炭素の固定は、反応器内に充填さ
れた触媒の中に、その二酸化炭素と水素とを流すことで
行われていた。その固定により生成される炭素は微粉末
状で、その反応器内に充填される触媒の表面を被覆す
る。そのため、その反応の進行に伴って触媒の機能が次
第に阻害され、反応効率が低下するので、反応効率が低
下する前に反応器から炭素と触媒とを取り出し、触媒を
交換した後に、処理を再開させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
二酸化炭素の固定は、処理の中断と再開を繰り返す必要
があり、効率が悪く大容量の二酸化炭素の固定に適した
ものではなかった。これを解決するため、いわゆる流動
式反応槽を使って、反応生成物である炭素を反応槽から
連続的に取り出す方法も提案されている。しかし、この
方法によっても、反応生成物は触媒とともに連続的に取
り出されるので、触媒と炭素を分離して、分離した触媒
のみ反応槽に戻すのが反応効率、経済性から重要であ
る。触媒のみ反応槽に戻す方法としては、触媒と炭素の
分離部から自由落下により触媒を戻すのが一般的である
が、この方法では触媒を充分に回収できない。そこで、
本発明は、上記課題に鑑み、反応器から効率良く、反応
生成物と触媒とを取り出して触媒を回収・再利用する装
置を提供することを目的とする。
二酸化炭素の固定は、処理の中断と再開を繰り返す必要
があり、効率が悪く大容量の二酸化炭素の固定に適した
ものではなかった。これを解決するため、いわゆる流動
式反応槽を使って、反応生成物である炭素を反応槽から
連続的に取り出す方法も提案されている。しかし、この
方法によっても、反応生成物は触媒とともに連続的に取
り出されるので、触媒と炭素を分離して、分離した触媒
のみ反応槽に戻すのが反応効率、経済性から重要であ
る。触媒のみ反応槽に戻す方法としては、触媒と炭素の
分離部から自由落下により触媒を戻すのが一般的である
が、この方法では触媒を充分に回収できない。そこで、
本発明は、上記課題に鑑み、反応器から効率良く、反応
生成物と触媒とを取り出して触媒を回収・再利用する装
置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、反応ガスを循環手段で循環させながら、触
媒反応のもと所定物質を生成する流動式反応部と、反応
後の触媒及び反応生成物をサイクロンに導いて触媒と反
応生成物を分離する分離部と、分離された触媒を循環反
応ガス流にのせて前記流動式反応部に回収する回収機構
を備えてなる触媒循環装置を提供することを目的とす
る。
決するため、反応ガスを循環手段で循環させながら、触
媒反応のもと所定物質を生成する流動式反応部と、反応
後の触媒及び反応生成物をサイクロンに導いて触媒と反
応生成物を分離する分離部と、分離された触媒を循環反
応ガス流にのせて前記流動式反応部に回収する回収機構
を備えてなる触媒循環装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】ここで、流動式反応部は、反応部内で触媒
の粒子を浮遊させて反応を行うもので、浮遊させるため
には、ガスの供給流速などを調節する必要がある。反応
ガスは、特に限定されず、例えば炭素を製造する場合
は、二酸化炭素と水素を供給することができる。この場
合、反応温度は４００〜９００℃で、反応部の温度制御
は、電気炉、ヒータなどで行うことができる。供給手段
は、特に限定されないが、例えばコンプレッサ、ポンプ
などを用いることができる。また、触媒は、反応ガスの
種類により異なるが、例えば、二酸化炭素と水素を反応
させる場合は、Ｃｏ、Ｎｉなどの遷移金属触媒を使用す
ることができる。これら触媒は、そのまま用いてもアル
ミナやシリカ担体に担持させてもよい。
の粒子を浮遊させて反応を行うもので、浮遊させるため
には、ガスの供給流速などを調節する必要がある。反応
ガスは、特に限定されず、例えば炭素を製造する場合
は、二酸化炭素と水素を供給することができる。この場
合、反応温度は４００〜９００℃で、反応部の温度制御
は、電気炉、ヒータなどで行うことができる。供給手段
は、特に限定されないが、例えばコンプレッサ、ポンプ
などを用いることができる。また、触媒は、反応ガスの
種類により異なるが、例えば、二酸化炭素と水素を反応
させる場合は、Ｃｏ、Ｎｉなどの遷移金属触媒を使用す
ることができる。これら触媒は、そのまま用いてもアル
ミナやシリカ担体に担持させてもよい。
【０００６】循環手段は、反応部から取り出される反応
ガスを再度反応部に戻すもので、例えばコンプレッサ、
ポンプなどを用いることができるが、これらに限定され
ない。
ガスを再度反応部に戻すもので、例えばコンプレッサ、
ポンプなどを用いることができるが、これらに限定され
ない。
【０００７】分離部は、サイクロンからなり、サイクロ
ンは、反応後のガス、反応生成物及び触媒が供給され
て、反応生成物と触媒とを粒径の違いによる遠心力の差
により連続して分離するものである。サイクロンは、１
又は２段以上設けることができ、例えば２段設けた場
合、１段目で触媒を分離し、２段目で反応生成物を分離
させる。サイクロンには、分離効率を上げるために機械
的振動を加えてもよく、また、サイクロンには高温ガス
が送られるので、結露防止のためヒータなどの加熱機構
を設けてもよい。
ンは、反応後のガス、反応生成物及び触媒が供給され
て、反応生成物と触媒とを粒径の違いによる遠心力の差
により連続して分離するものである。サイクロンは、１
又は２段以上設けることができ、例えば２段設けた場
合、１段目で触媒を分離し、２段目で反応生成物を分離
させる。サイクロンには、分離効率を上げるために機械
的振動を加えてもよく、また、サイクロンには高温ガス
が送られるので、結露防止のためヒータなどの加熱機構
を設けてもよい。
【０００８】回収機構は、分離部で分離された触媒を反
応部に回収するもので、例えば反応ガスの循環流路を分
岐させて、分離部の出口側と接続し、触媒を循環反応ガ
ス流にのせて流動式反応部に戻すものが該当する。分岐
流量は、循環ガス流量の１／８〜１／２、好ましくは１
／４量である。また、循環流路の分岐路には、例えばバ
ルブを設けて、バルブの開閉の繰り返しにより、パルス
的に循環ガスを送ってもよい。パルス的に送る場合は、
５〜１５ｓの周期で送るのが好ましい。
応部に回収するもので、例えば反応ガスの循環流路を分
岐させて、分離部の出口側と接続し、触媒を循環反応ガ
ス流にのせて流動式反応部に戻すものが該当する。分岐
流量は、循環ガス流量の１／８〜１／２、好ましくは１
／４量である。また、循環流路の分岐路には、例えばバ
ルブを設けて、バルブの開閉の繰り返しにより、パルス
的に循環ガスを送ってもよい。パルス的に送る場合は、
５〜１５ｓの周期で送るのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の全体概略図である。図中
１は流動式反応部であり、反応部１内部には多孔板上に
流動層を構成する触媒（例えば、シリカ担体に担持され
たＮｉ）２が配置されている。その反応部１の底部は、
図示されていないがポンプが配管接続され、ポンプは反
応ガス（例えば二酸化炭素と水素の混合ガス）の供給源
に配管接続される。ポンプの駆動により反応ガスが反応
部１内に下方から供給され、反応部１内において混合ガ
ス中に触媒２を浮遊させて流動層を構成する。また、反
応部１の周囲には、触媒２を加熱するための電気炉（図
示せず）が備えられており、例えば、４００〜９００℃
の範囲に調整されている。
いて説明する。図１は本発明の全体概略図である。図中
１は流動式反応部であり、反応部１内部には多孔板上に
流動層を構成する触媒（例えば、シリカ担体に担持され
たＮｉ）２が配置されている。その反応部１の底部は、
図示されていないがポンプが配管接続され、ポンプは反
応ガス（例えば二酸化炭素と水素の混合ガス）の供給源
に配管接続される。ポンプの駆動により反応ガスが反応
部１内に下方から供給され、反応部１内において混合ガ
ス中に触媒２を浮遊させて流動層を構成する。また、反
応部１の周囲には、触媒２を加熱するための電気炉（図
示せず）が備えられており、例えば、４００〜９００℃
の範囲に調整されている。
【００１０】反応部１の出口流路ａにはサイクロン３が
接続され、サイクロン３の上部出口７には、循環ガス流
路ｂが接続されている。サイクロン３は図示しないヒー
タにより１００℃以上に加熱されており、これにより結
露が防止される。サイクロン３の詳細は後述するが、サ
イクロン３には、反応後のガス、反応生成物（例えば炭
素）及び触媒が供給されて、反応生成物と触媒とを粒径
の違いによる遠心力の差により連続して分離する。分離
された触媒は、サイクロン３の下部出口８から取り出さ
れ、インジェクタ６に導入される。インジェクタ６は、
触媒を貯蔵するもので、インジェクタ６の下部には触媒
回収流路ｄが接続されており、触媒回収流路ｄは反応部
１内に導入されている。
接続され、サイクロン３の上部出口７には、循環ガス流
路ｂが接続されている。サイクロン３は図示しないヒー
タにより１００℃以上に加熱されており、これにより結
露が防止される。サイクロン３の詳細は後述するが、サ
イクロン３には、反応後のガス、反応生成物（例えば炭
素）及び触媒が供給されて、反応生成物と触媒とを粒径
の違いによる遠心力の差により連続して分離する。分離
された触媒は、サイクロン３の下部出口８から取り出さ
れ、インジェクタ６に導入される。インジェクタ６は、
触媒を貯蔵するもので、インジェクタ６の下部には触媒
回収流路ｄが接続されており、触媒回収流路ｄは反応部
１内に導入されている。
【００１１】循環ガス流路ｂには、循環ポンプ４が接続
されており、サイクロンの上部出口７から取り出された
反応ガスを反応部１の底部に戻すように構成されてい
る。また、循環ガス流路ｂの一部は分岐されており、そ
の分岐流路ｃは前述したインジェクタ６に接続してあ
る。分岐流路ｃには、開閉バルブ５が接続されており、
インジェクタ６に送りこむガスの流量を調節する。な
お、ガス流量の調節は、例えば、開閉バルブを使用せ
ず、流路抵抗そのものを調整しても行うことができる。
されており、サイクロンの上部出口７から取り出された
反応ガスを反応部１の底部に戻すように構成されてい
る。また、循環ガス流路ｂの一部は分岐されており、そ
の分岐流路ｃは前述したインジェクタ６に接続してあ
る。分岐流路ｃには、開閉バルブ５が接続されており、
インジェクタ６に送りこむガスの流量を調節する。な
お、ガス流量の調節は、例えば、開閉バルブを使用せ
ず、流路抵抗そのものを調整しても行うことができる。
【００１２】次に前述したサイクロン３の詳細を図２で
説明する。（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’
線に沿った断面図で、図１と同じものには同じ番号を付
してある。反応部１からの反応生成物及び触媒を含む反
応後のガスは、入口９からサイクロン本体１０に導かれ
る。入口９はサイクロン本体１０の中心とは偏心した位
置に配置されており、導入された反応生成物及び触媒を
含む反応後のガスはサイクロン本体１０の内壁に向かっ
て沈降する。内壁に達した後、触媒は重力により下部出
口８側に向かって落下し、反応生成物はガスとともに上
部出口７から排出されるように、サイクロンの寸法が設
計されている。
説明する。（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’
線に沿った断面図で、図１と同じものには同じ番号を付
してある。反応部１からの反応生成物及び触媒を含む反
応後のガスは、入口９からサイクロン本体１０に導かれ
る。入口９はサイクロン本体１０の中心とは偏心した位
置に配置されており、導入された反応生成物及び触媒を
含む反応後のガスはサイクロン本体１０の内壁に向かっ
て沈降する。内壁に達した後、触媒は重力により下部出
口８側に向かって落下し、反応生成物はガスとともに上
部出口７から排出されるように、サイクロンの寸法が設
計されている。
【００１３】以上の構成で、次に本発明の動作を説明す
る。まず、反応ガス、例えば二酸化炭素と水素の混合ガ
スを反応部１に導入する。反応ガスは触媒２と接触し、
反応生成物（例えば炭素）が生成する。反応生成物は触
媒及び反応後のガスとともにサイクロン３に導入され
る。サイクロン３では、ガス中の触媒がサイクロン３の
下部出口８から取り出される。取り出された触媒は、イ
ンジェクタ６に入る。インジェクタ６には、循環ポンプ
４で循環される反応ガスの一部が分岐流路ｃを介して導
入されている。したがって、循環ガスによりサイクロン
３の下部出口８から取り出された触媒が反応部１に戻さ
れることになる。
る。まず、反応ガス、例えば二酸化炭素と水素の混合ガ
スを反応部１に導入する。反応ガスは触媒２と接触し、
反応生成物（例えば炭素）が生成する。反応生成物は触
媒及び反応後のガスとともにサイクロン３に導入され
る。サイクロン３では、ガス中の触媒がサイクロン３の
下部出口８から取り出される。取り出された触媒は、イ
ンジェクタ６に入る。インジェクタ６には、循環ポンプ
４で循環される反応ガスの一部が分岐流路ｃを介して導
入されている。したがって、循環ガスによりサイクロン
３の下部出口８から取り出された触媒が反応部１に戻さ
れることになる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、高価な触媒を反応部に
回収して再利用しているので、コストパフォーマンスを
高めることができる。また、循環ガスの一部を使ってサ
イクロン内に捕集された触媒を反応部に循環できるた
め、配管が簡単になる。
回収して再利用しているので、コストパフォーマンスを
高めることができる。また、循環ガスの一部を使ってサ
イクロン内に捕集された触媒を反応部に循環できるた
め、配管が簡単になる。
【図１】本発明の触媒循環装置の概略図
【図２】サイクロンの詳細図
１：反応部 ２：触媒 ３：サイクロン ａ：出口流路 ｂ：循環ガス流路 ｃ：分岐流路 ｄ：触媒回収流路
Claims (1)
- 【請求項１】反応ガスを循環手段で循環させながら、触
媒反応のもと所定物質を生成する流動式反応部と、反応
後の触媒及び反応生成物をサイクロンに導いて触媒と反
応生成物を分離する分離部と、分離された触媒を循環反
応ガス流にのせて流動式反応部に回収する回収機構を備
えてなる触媒循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298816A JP2002102677A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 触媒循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298816A JP2002102677A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 触媒循環装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002102677A true JP2002102677A (ja) | 2002-04-09 |
Family
ID=18780723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000298816A Pending JP2002102677A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | 触媒循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002102677A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006327915A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 微細炭素繊維の磁性体除去装置及び磁性体除去方法 |
| JP2014205145A (ja) * | 2014-06-23 | 2014-10-30 | ロード・リミテッド・エルピー | 流動床析出からの粒状微細物質の上方取り出しのための器械と方法 |
| JP2015057372A (ja) * | 2009-04-17 | 2015-03-26 | シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー | 炭素酸化物を還元することによる固体炭素の製造方法 |
| CN106622091A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 中国化学赛鼎宁波工程有限公司 | 多级循环对称喷射式环氧化合物聚合反应系统及方法 |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298816A patent/JP2002102677A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006327915A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 微細炭素繊維の磁性体除去装置及び磁性体除去方法 |
| JP2015057372A (ja) * | 2009-04-17 | 2015-03-26 | シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー | 炭素酸化物を還元することによる固体炭素の製造方法 |
| JP2014205145A (ja) * | 2014-06-23 | 2014-10-30 | ロード・リミテッド・エルピー | 流動床析出からの粒状微細物質の上方取り出しのための器械と方法 |
| CN106622091A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 中国化学赛鼎宁波工程有限公司 | 多级循环对称喷射式环氧化合物聚合反应系统及方法 |
| CN106622091B (zh) * | 2016-12-09 | 2018-09-14 | 中国化学赛鼎宁波工程有限公司 | 多级循环对称喷射式环氧化合物聚合反应系统及方法 |
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