JP2006224094A5

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Publication number: JP2006224094A5
Application number: JP2006000059A
Authority: JP
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2026-01-04

Claims

（ａ）揮発性金属オキシ水酸化物、揮発性金属酸化物、及び揮発性水酸化ケイ素よりなる群から選ばれる１種以上の汚染物質を含有する原料ガス流を得ること、
（ｂ）この原料ガス流をガード床の反応性固体物質に接触させ、そして汚染物質の少なくとも一部を反応性固体物質と反応させてガード床において固体反応生成物を生成させること、そして、
（ｃ）精製されたガス流をガード床から抜き出すこと、
を含むガス精製方法。
１種以上の汚染物質が、ＣｒＯ₂（ＯＨ）₂、Ｓｉ（ＯＨ）₄、ＷＯ₂（ＯＨ）₂、ＣｒＯ₃、及びモリブデンのオキシ水酸化物のいずれかを含む、請求項１に記載の方法。
原料ガス流が、窒素、酸素、水、及び二酸化炭素よりなる群から選ばれる１種以上の成分を含む、請求項１に記載の方法。
原料ガス流が、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、及び水よりなる群から選ばれる１種以上の成分を含む、請求項１に記載の方法。
原料ガス流を６００℃〜１１００℃の範囲の温度で反応性固体物質と接触させる、請求項１に記載の方法。
（ａ）酸素を含有するガスを加熱して高温の酸素含有ガスにすること、
（ｂ）この高温の酸素含有ガスをガード床の反応性固体物質と接触させ、そこから精製された高温の酸素含有ガスを抜き出すこと、そして、
（ｃ）この精製された高温の酸素含有ガスを、混合金属酸化物セラミック材料を含む膜の第一の表面と接触させ、この膜を通して酸素を膜の第二の表面へ透過させ、そしてそこから高純度酸素製品を抜き出すこと、
を含む酸素の製造方法。
高温の酸素含有ガスをガス燃料を空気とともに直接燃焼させることにより入手し、そしてこの高温の酸素含有ガスが酸素、窒素、二酸化炭素、及び水を含む、請求項６に記載の方法。
高温の酸素含有ガスが、ＣｒＯ₂（ＯＨ）₂、Ｓｉ（ＯＨ）₄、ＷＯ₂（ＯＨ）₂、ＣｒＯ₃、及びモリブデンのオキシ水酸化物よりなる群から選ばれる１種以上の汚染化合物を更に含む、請求項７に記載の方法。
反応性固体物質が、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化銅、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、及びアルカリ土類含有ペロブスカイトよりなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む、請求項１又は６に記載の方法。
反応性固体物質が酸化マグネシウムを含む、請求項９に記載の方法。
（ａ）高温の酸素含有原料ガスを混合金属酸化物セラミック材料を含む膜の第一の表面と接触させ、そしてこの膜を通して酸素を膜の第二の表面へ透過させて、透過した酸素を得ること、
（ｂ）高温の炭化水素含有原料ガスをこの透過した酸素と反応させて酸化生成物を生成させること、そして、
（ｃ）次の（１）と（２）、すなわち、
（１）高温の酸素含有ガス流をガード床の反応性固体物質と接触させてそこから高温の酸素含有原料ガスを抜き出すことにより、高温の酸素含有原料ガスを得ること、及び、
（２）高温の炭化水素ガス流をガード床の反応性固体物質と接触させてそこから高温の炭化水素含有原料ガスを抜き出すことにより、高温の炭化水素含有原料ガスを得ること、
のいずれか又は両方を行うこと、
を含む酸化方法。
（１）及び（２）のいずれか又は両者におけるガード床の反応性固体物質が、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化銅、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、及びアルカリ土類含有ペロブスカイトよりなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む、請求項１１に記載の方法。
高温の酸素含有ガス流及び高温の炭化水素ガス流のいずれか又は両者が、ＣｒＯ₂（ＯＨ）₂、Ｓｉ（ＯＨ）₄、ＷＯ₂（ＯＨ）₂、ＣｒＯ₃、及びモリブデンのオキシ水酸化物よりなる群から選ばれる１種以上の揮発性汚染化合物を含む、請求項１１に記載の方法。
高温の酸素含有ガス流を、ガス燃料を空気とともに直接燃焼させることにより入手し、そしてこの高温の酸素含有ガス流が、酸素、窒素、二酸化炭素、及び水を含む、請求項１１に記載の方法。
酸化生成物が、水素、一酸化炭素、及び水を含む合成ガスである、請求項１１に記載の方法。
（ａ）内部、外部、入口、及び出口を有する圧力容器、
（ｂ）圧力容器の内部に配置されそして直列に配列されている複数の平面状イオン輸送膜モジュールであって、各膜モジュールが、混合金属酸化物セラミック材料を含み、且つ内部領域と外部領域を持ち、該圧力容器の入口及び出口が膜モジュールの外部領域と連通している、複数の平面状イオン輸送膜モジュール、
（ｃ）膜モジュールの内部領域及び圧力容器の外部と連通している、１以上のガスマニホールド、並びに、
（ｄ）次の（１）と（２）、すなわち、
（１）圧力容器の入口と連通しているガード床、及び、
（２）１以上のガスマニホールドのうち少なくとも１つと連通しているガード床、
のいずれか又は両者、
を含むイオン輸送膜システム。
（１）及び（２）のいずれか又は両者におけるガード床が、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化銅、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、及びアルカリ土類含有ペロブスカイトよりなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む反応性固体物質を含有する、請求項１６に記載のシステム。
（１）におけるガード床が圧力容器の外部に配置されている、請求項１６に記載のシステム。
（１）におけるガード床が圧力容器の内部に配置されている、請求項１６に記載のシステム。
（２）におけるガード床が圧力容器の外部に配置されている、請求項１６に記載のシステム。
（２）におけるガード床が圧力容器の内部に配置されている、請求項１６に記載のシステム。
（ａ）内部、外部、入口、及び出口を有する圧力容器、
（ｂ）圧力容器の内部に配置されそして直列に配列されている複数の平面状イオン輸送膜モジュールであって、各膜モジュールが、混合金属酸化物セラミック材料を含み、且つ内部領域と外部領域を持ち、該圧力容器の入口及び出口が膜モジュールの外部領域と連通している、複数の平面状イオン輸送膜モジュール、
（ｃ）膜モジュールの内部領域及び圧力容器の外部と連通している、１以上のガスマニホールド、及び、
（ｄ）１以上のガード床であって、各ガード床が圧力容器内部にある任意の２つの隣接する平面状イオン輸送膜モジュールの間に配置されている、１以上のガード床、
を含むイオン輸送膜システム。
圧力容器の内部に配置されている流動封じ込めダクトを更に含み、この流動封じ込めダクトが、（１）複数の平面状イオン輸送膜モジュール及び１以上のガード床を取り囲んでおり、且つ、（２）圧力容器の入口及び出口と連通している、請求項２２に記載のシステム。
（ａ）内部、外部、入口、及び出口を有する圧力容器、
（ｂ）圧力容器の内部に配置された膜の積重体又はモジュールアセンブリであって、該アセンブリは、混合金属酸化物セラミック材料を含む複数の平面状ウェハーと複数の中空セラミックスペーサーを有し、各ウェハーには内部領域と外部領域があり、該積重体又はモジュールアセンブリは、ウェハー内部が中空スペーサーを介して連通するように、ウェハーとスペーサーを交互にすることにより形成され、ウェハーは互いに平行な向きにされており、そして、ウェハーが積重体又はモジュールの軸線と垂直になるように積重体又はモジュールを形成させるため、交互になったスペーサーとウェハーが同軸方向に整列している、膜の積重体又はモジュールアセンブリ、
（ｃ）圧力容器内部の膜の積重体又はモジュールアセンブリの周りに配置されたガスマニホールドシュラウドアセンブリであって、このシュラウドアセンブリは、積重体又はモジュールを少なくとも第一ウェハー区域と第二ウェハー区域に分離し、圧力容器の入口を第一ウェハー区域にあるウェハーの外部領域と連通するように位置させ、そして、第一ウェハー区域にあるウェハーの外部領域を第二ウェハー区域のウェハーの外部領域と直列に連通させている、ガスマニホールドシュラウドアセンブリ、並びに、
（ｄ）圧力容器の入口及びガスマニホールドシュラウドアセンブリのいずれか又は両者に配置された１以上のガード床、
を含むイオン輸送膜システム。
（ａ）内部、外部、入口、及び出口を有する圧力容器、
（ｂ）圧力容器の内部に配置されている複数のイオン輸送膜モジュールであって、このモジュールの少なくとも一部は直列に配列されている、複数のイオン輸送膜モジュール、（ｃ）任意の二つの隣接する膜モジュールの間に配置されている触媒、並びに、
（ｄ）１以上のガード床であって、各ガード床は圧力容器内部の任意の二つの隣接するイオン輸送膜モジュールの間に配置されている、１以上のガード床、
を含むイオン輸送膜反応器システム。
触媒が、ニッケル、コバルト、白金、金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、及び鉄よりなる群から選ばれる１種以上の金属又はこれを含有する化合物を含む、請求項２５に記載の反応器システム。
各ガード床が、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化銅、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、及びアルカリ土類含有ペロブスカイトよりなる群から選ばれる１種以上の化合物を含む反応性固体物質を含む、請求項２５に記載の反応器システム。