JP2012072080A - スラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】触媒粒子を有機溶媒に分散させた触媒懸濁液中に、二酸化炭素と水素の混合ガスを導入し、マイクロ波を照射して反応させるための反応装置であって、触媒懸濁液(10)を収容する反応管(1)の内部に、触媒懸濁液(10)が流通する中空部(33)を有し一部又は全部が微細孔を有する素材で形成されている内筒(31)と、その周囲を取り囲む外筒(30)とから構成され、かつ、内筒(31)と外筒(30)との間に形成された閉空間(32)の壁面にガス導入口(3a)を有する二重筒構造の円筒型フィルター(2a)と、前記ガス導入口に接続された反応ガス導入管(3)と、前記触媒懸濁液(10)が流通する中空部(33)にガスを噴出する撹拌用ガス導入管(4)と、未反応ガスならびに生成ガスを排出する排出管(5)と、を備えるスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
【選択図】図2
Description
1)触媒粒子を有機溶媒に分散させた触媒懸濁液中に、二酸化炭素と水素の混合ガスを導入し、マイクロ波を照射して反応させるための反応装置であって、
触媒懸濁液を収容する反応管(1)の内部に、
触媒懸濁液が流通する中空部(33、36)を有し、一部または全部が微細孔を有する素材で形成されている内筒(31、34)と、前記内筒の周囲を取り囲む外筒(30)とから構成され、かつ、内筒(31、34)と外筒(30)との間に形成された閉空間(32、35)を有しその壁面にガス導入口(3a、3b)を有する二重筒構造の円筒型フィルター(2a、2b)と、
前記ガス導入口(3a、3b)に接続された反応ガス導入管(3)と、
前記触媒懸濁液が流通する中空部(33、36)にガスを噴出する撹拌用ガス導入管(4)と、
未反応ガスならびに生成ガスを排出する排出管(5)と、
を備えることを特徴とするスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
2)前記閉空間(32、35)に加圧された二酸化炭素と水素の混合ガスが導入され、該混合ガスが内筒(31、34)の微細孔からマイクロバブルとして触媒懸濁液中に噴出される、前記1)に記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
3)前記二重筒構造の円筒型フィルター(2a)の内筒(31)が、微細孔を有する素材で形成された円筒部分(31a)の上部(31b)と下部(31c)が漏斗状に広がった形状であり、漏斗状の先端部で外筒(30)と接合されている、前記1)または2)に記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
4)前記二重筒構造の円筒型フィルター(2b)の内筒(34)が、円筒形の形状であり、円筒の上下端で外筒(30)と接合されている、前記1)または2)に記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
5)前記二重筒構造の円筒型フィルター(2a、2b)の内筒(31、34)における微細孔のポアサイズが、0.3〜10μmである、前記1)〜4)のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
6)前記反応管(1)の内径と前記外筒(30)の外径との比が、1:0.4〜0.6の範囲である、前記1)〜5)のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
7)前記ガス導入口(3a、3b)から導入された二酸化炭素と水素の混合ガスは、微細孔を通過した後、マイクロバブルとなって中空部(33、36)に噴出し、噴出したマイクロバブルは、撹拌用ガス導入管(4)から導入されたガスの上昇流に同伴して上昇する、前記1)〜6)のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
8)前記二重筒構造の円筒型フィルター(2a、2b)の内筒(31、34)および外筒(30)が、マイクロ波を透過する素材で形成されている、前記1)〜7)のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
9)マイクロ波照射装置内に配置して用いられる、前記1)〜8)のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
次に、第1の実施形態である二重筒構造の円筒型フィルター2aを備えた二酸化炭素固定化反応装置Aについて、図2および図3を用いて詳細に説明する。図2は、円筒部分31aの上部31bおよび下部31cが漏斗状に拡がった構造の内筒31を有する二重筒構造の円筒型フィルター2aの外観斜視図であり、図3は当該二重筒構造の円筒型フィルター2aの断面図である。
図6は、第2の実施形態である二重筒構造の円筒型フィルター2bを備えた二酸化炭素固定化反応装置Bを示す図である。異なる形態の二重筒構造の円筒型フィルター2bを備えた反応管1を示す図である。図6に示す二重筒構造の円筒型フィルター2bは、外筒30のみならず内筒34も円筒形であり、内筒34の上下端と外筒30の上下端が接合されることで、内筒34と外筒30に挟まれた閉空間35を形成している他は、第1の実施形態と同様である。内筒34の内側は中空部36である。内筒34はその全部が微細孔を有する素材で形成されていてもよく、一部が微細孔を有する素材で形成されていてもよい。
B 二酸化炭素固定化反応装置
1 反応管
2 二重筒構造の円筒型フィルター
2a 二重筒構造の円筒型フィルター
2b 二重筒構造の円筒型フィルター
3 反応ガス導入管
3a ガス導入口
3b ガス導入口
4 撹拌用ガス導入管
4a 先端開口部
5 排出管
6 マイクロ波照射装置
7 サンプリング口
8 サンプリング口
9 安全弁
10 触媒懸濁液
11 背圧弁
12 トラップ
13 トラップ
20 反応ガス導入チューブ
21 撹拌用ガス導入チューブ
22 接合部材
23 接合部材
24 ホルダー
30 外筒
31 内筒
31a円筒部分
31b上部
31c下部
32 閉空間
33 中空部
34 内筒
35 閉空間
36 中空部
Claims (9)
- 触媒粒子を有機溶媒に分散させた触媒懸濁液中に、二酸化炭素と水素の混合ガスを導入し、マイクロ波を照射して反応させるための反応装置であって、
触媒懸濁液を収容する反応管(1)の内部に、
触媒懸濁液が流通する中空部(33、36)を有し、一部または全部が微細孔を有する素材で形成されている内筒(31、34)と、前記内筒の周囲を取り囲む外筒(30)とから構成され、かつ、内筒(31、34)と外筒(30)との間に形成された閉空間(32、35)を有しその壁面にガス導入口(3a、3b)を有する二重筒構造の円筒型フィルター(2a、2b)と、
前記ガス導入口(3a、3b)に接続された反応ガス導入管(3)と、
前記触媒懸濁液が流通する中空部(33、36)にガスを噴出する撹拌用ガス導入管(4)と、
未反応ガスならびに生成ガスを排出する排出管(5)と、
を備えることを特徴とするスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。 - 前記閉空間(32、35)に加圧された二酸化炭素と水素の混合ガスが導入され、該混合ガスが内筒(31、34)の微細孔からマイクロバブルとして触媒懸濁液中に噴出される、請求項1に記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- 前記二重筒構造の円筒型フィルター(2a)の内筒(31)が、微細孔を有する素材で形成された円筒部分(31a)の上部(31b)と下部(31c)が漏斗状に広がった形状であり、漏斗状の先端部で外筒(30)と接合されている、請求項1または2に記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- 前記二重筒構造の円筒型フィルター(2b)の内筒(34)が、円筒形の形状であり、円筒の上下端で外筒(30)と接合されている、請求項1または2に記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- 前記二重筒構造の円筒型フィルター(2a、2b)の内筒(31、34)における微細孔のポアサイズが、0.3〜10μmである、請求項1〜4のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- 前記反応管(1)の内径と前記外筒(30)の外径との比が、1:0.4〜0.6の範囲である、請求項1〜5のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- 前記ガス導入口(3a、3b)から導入された二酸化炭素と水素の混合ガスは、微細孔を通過した後、マイクロバブルとなって中空部(33、36)に噴出し、噴出したマイクロバブルは、撹拌用ガス導入管(4)から導入されたガスの上昇流に同伴して上昇する、請求項1〜6のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- 前記二重筒構造の円筒型フィルター(2a、2b)の内筒(31、34)および外筒(30)が、マイクロ波を透過する素材で形成されている、請求項1〜7のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
- マイクロ波照射装置内に配置して用いられる、請求項1〜8のいずれかに記載のスラリー床型の二酸化炭素固定化反応装置。
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