JP2012213682A - アンモニア分解触媒および当該触媒を用いたアンモニア分解方法 - Google Patents
アンモニア分解触媒および当該触媒を用いたアンモニア分解方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012213682A JP2012213682A JP2011079430A JP2011079430A JP2012213682A JP 2012213682 A JP2012213682 A JP 2012213682A JP 2011079430 A JP2011079430 A JP 2011079430A JP 2011079430 A JP2011079430 A JP 2011079430A JP 2012213682 A JP2012213682 A JP 2012213682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonia
- catalyst
- hydrogen
- reaction
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
【解決手段】アンモニアおよび酸素を含むガス中のアンモニアを水素と窒素に分解するに際し、反応温度600℃におけるrA/rDが0.01〜2であり、rH/rDが0.1以下であるアンモニア分解用触媒を用いる。(なお、アンモニア、酸素および水素の分圧をそれぞれ40kPa、4kPa、4kPaとした場合、アンモニアを窒素と水素に分解する反応のアンモニア消費速度をrD 、酸素によるアンモニア燃焼反応によるアンモニア消費速度をrA 、水素を燃焼して水を生成する反応の水素消費速度をrH で示す。)
【選択図】図1
Description
当該アンモニア分解触媒は、(1)アンモニアを水素と窒素に分解できること(アンモニア分解作用)、(2)アンモニアを酸素により燃焼し水を生成し熱を生じること(アンモニア燃焼作用)、(3)水素を酸素により燃焼し水を生成し熱を生じること(水素燃焼作用)ができるものが前提条件となる。
アンモニア分解作用とは、アンモニアを水素と窒素に分解できる作用であり、本発明の目的である水素を得るための作用である。当該アンモニア分解作用は吸熱反応であるので、反応系外から熱供給を必要とする。
「アンモニアを窒素と水素に分解する反応のアンモニア消費速度(以下、「rD」と称する)」とは、触媒1g当たり、1秒間に窒素と水素への分解反応によって消費されるアンモニアのモル数により定義されるものである。
アンモニア燃焼作用とは、アンモニアを酸素により燃焼し、熱を生じさせる作用であり、当該反応熱を吸熱反応であるアンモニア分解作用に供給するために必要な作用である。発熱が少ないと当該アンモニア分解作用が促進されず、一方、過剰な発熱が生じると触媒層温度が過度に上昇し、アンモニア改質器が損傷したり、熱劣化により触媒性能を劣化させる原因になる。加えて、水素の原料であるアンモニアを過剰に消費することとなり、水素収率を低下させることになるので、当該燃焼作用が適正にコントロールされた組成を有する触媒であることが必要である。
水素燃焼作用とは、水素を酸素により燃焼し、熱を生じさせる作用である。本発明の目的物が水素であり、水素を消費する当該燃焼作用は好ましくない作用である反面、水素燃焼により生じた反応熱を、吸熱反応であるアンモニア分解作用に供給することができる。したがって、当該作用をコントロールすることは前記アンモニア燃焼作用を適正にコントロールのと同様に重要な要素である。
アンモニア分解触媒の組成としては、Fe、Co、Ni、Moの遷移金属系、Ru、Rh、Irの貴金属系を用いることができる。遷移金属系は合金、窒化物、炭化物、酸化物、複合酸化物として用いることができ、希土類系は酸化物として用いることができ、遷移金属系および希土類系とも、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア/ジルコニア、チタニア/シリカ、アルミナ/セリア/ジルコニア等の高比表面積の担体に担持して用いることができる。Ru、Rh、Irなどの貴金属は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア等の高比表面積の担体に担持して用いることができる。また遷移金属系や希土類系に少量の貴金属を含有させることもできる。
実施例中アンモニア転化率・水素収率は以下の式で定義される。
所定量の塩基性炭酸コバルト、硝酸セリウムおよびオキシ硝酸ジルコニウムをニーダーに投入した。純水を少しずつ加えながら、ニーダーで十分に撹拌、混合した。得られた混合物をニーダーから取り出し、空気雰囲気下、450℃で3時間焼成し、酸化コバルト、酸化セリウム、酸化ジルコニウムからなる粉体(CoOx−CeZrOx)を得た。当該粉体の組成は、四三酸化コバルトとして73質量%、二酸化セリウムとして16質量%、二酸化ジルコニウムとして11質量%であった。当該粉体と当該粉体に対してCsとして5質量%に相当する炭酸セシウムをボールミルに加えて湿式粉砕し、水溶性スラリーを得た。当該スラリーにコージェライトハニカムを浸漬した後、余剰スラリーを圧縮空気により吹き飛ばした。次いで、120℃で5時間乾燥し、空気雰囲気下、500℃で2時間焼成し、5質量%のCsが添加されたCoOx−CeZrOx粉体が、コージェライトハニカムの容積1Lあたり、290gコートされた触媒を得た。コージェライトハニカムとしては、900CPSI(セル/平方インチ)、セル厚み50μm、ハニカム径24mm、長さ40mmのものを用いた。
触媒層の温度分布を図1に示す。
γ−アルミナ粉体に所定量のジニトロジアンミン白金の硝酸水溶液を加え、撹拌しながら乾燥させてγ−アルミナにジニトロジアンミン白金を担持させた。得られた粉体を120℃で5時間乾燥後、空気雰囲気下、500℃で2時間焼成し、γ−アルミナに5質量%のPtが担持された粉体を得た。次いで、当該粉体をボールミルにより湿式粉砕し、水溶性スラリーを得た。当該スラリーにコージェライトハニカム(実施例1と同じセル数、ハニカム径)を浸漬した後、余剰スラリーを圧縮空気により吹き飛ばした。次いで、120℃で5時間乾燥し、空気雰囲気下、500℃で2時間焼成し、5質量%Pt担持γ−アルミナ粉体が、コージェライトハニカムの容積1Lあたり、100gコートされた触媒Aを得た。
次いで、長さ5mmに切り出した触媒Aと長さ35mmに切り出した触媒Bを連結し、触媒Aがガス入口側となるように配置し、実施例1と同様に反応器にセットし400℃で2時間水素で還元して触媒とした。
触媒層の温度分布を図2に示す。
Claims (5)
- アンモニアおよび酸素を含むガス中のアンモニアを水素と窒素に分解する触媒であって、反応温度600℃におけるrA/rDが0.01〜2であり、rH/rDが0.1以下であることを特徴とするアンモニア分解用触媒。
(なお、アンモニア、酸素および水素の分圧をそれぞれ40kPa、4kPa、4kPaとした場合、アンモニアを窒素と水素に分解する反応のアンモニア消費速度をrD 、酸素によるアンモニア燃焼反応によるアンモニア消費速度をrA 、水素を燃焼して水を生成する反応の水素消費速度をrH で示す。) - 反応温度200℃におけるrAが1×10−6mol・g−1・s−1以上であることを特徴とする請求項1記載の触媒
- Fe、CoおよびNiからなる群から選ばれる少なくとも一種の遷移金属元素を含有することを特徴とする請求項1〜2記載のアンモニア分解用触媒。
- 請求項1〜3記載の触媒を用いてアンモニアおよび酸素を含むガス中のアンモニアを分解し水素を得ることを特徴とするアンモニア分解方法。
- 請求項4記載の方法において、触媒層最高温度が800℃未満であることを特徴とするアンモニア分解方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011079430A JP2012213682A (ja) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | アンモニア分解触媒および当該触媒を用いたアンモニア分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011079430A JP2012213682A (ja) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | アンモニア分解触媒および当該触媒を用いたアンモニア分解方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012213682A true JP2012213682A (ja) | 2012-11-08 |
Family
ID=47267034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011079430A Pending JP2012213682A (ja) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | アンモニア分解触媒および当該触媒を用いたアンモニア分解方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012213682A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015188820A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社日本触媒 | 水素製造用触媒及び該触媒を用いた水素製造方法 |
CN110799451A (zh) * | 2017-08-24 | 2020-02-14 | 托普索公司 | 自热氨裂化方法 |
CN115646489A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-01-31 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种室温室压条件下氨解制氢方法、装置及催化剂 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010240644A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-10-28 | Nippon Shokubai Co Ltd | 水素製造触媒およびそれを用いた水素製造方法 |
-
2011
- 2011-03-31 JP JP2011079430A patent/JP2012213682A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010240644A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-10-28 | Nippon Shokubai Co Ltd | 水素製造触媒およびそれを用いた水素製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015188820A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社日本触媒 | 水素製造用触媒及び該触媒を用いた水素製造方法 |
CN110799451A (zh) * | 2017-08-24 | 2020-02-14 | 托普索公司 | 自热氨裂化方法 |
CN110799451B (zh) * | 2017-08-24 | 2023-08-08 | 托普索公司 | 自热氨裂化方法 |
CN115646489A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-01-31 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种室温室压条件下氨解制氢方法、装置及催化剂 |
CN115646489B (zh) * | 2022-10-20 | 2024-05-31 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种室温室压条件下氨解制氢方法、装置及催化剂 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5426201B2 (ja) | アンモニア分解装置および当該装置を用いたアンモニア分解方法 | |
JP5778309B2 (ja) | 水素製造触媒およびそれを用いた水素製造方法 | |
WO2010107065A1 (ja) | 水素製造触媒およびそれを用いた水素製造方法、並びに、アンモニア燃焼用触媒、その製造方法およびこの触媒を用いたアンモニア燃焼方法 | |
US8834835B2 (en) | Ultra high temperature shift catalyst with low methanation | |
JP5483705B2 (ja) | 水素製造触媒およびそれを用いた水素製造方法 | |
WO2007029862A1 (ja) | 炭化水素の接触部分酸化用の触媒及び合成ガスの製造方法 | |
US20100113261A1 (en) | Precious Metal Water-Gas Shift Catalyst with Oxide Support Modified with Rare Earth Elements | |
TWI294413B (en) | Method for converting co and hydrogen into methane and water | |
US7357911B2 (en) | Process conditions for Pt-Re bimetallic water gas shift catalysts | |
JPWO2005094988A1 (ja) | 一酸化炭素除去触媒及びその製造方法並びに一酸化炭素除去装置 | |
JP2015196110A (ja) | 水素製造用触媒および該触媒を用いた水素製造方法 | |
JP5863819B2 (ja) | 燃料電池のアノード排ガスからco、h2、及びch4を除去する方法並びにこれらのガスを除去するのに有用な触媒 | |
JP5624343B2 (ja) | 水素製造方法 | |
JP2012213682A (ja) | アンモニア分解触媒および当該触媒を用いたアンモニア分解方法 | |
JP2005066516A (ja) | ジメチルエーテル改質触媒及びその合成方法 | |
WO2013132862A1 (ja) | 触媒、触媒の製造方法、及びこの触媒を用いた水素含有ガスの製造方法、水素発生装置、燃料電池システム、並びに珪素担持CeZr系酸化物 | |
JP5717993B2 (ja) | 改質装置及びその製造方法 | |
JP5494910B2 (ja) | 水素生成触媒及びその製造方法 | |
JP2014208352A (ja) | アンモニア分解触媒および触媒を用いたアンモニア分解方法 | |
JP4250971B2 (ja) | 無機材料およびこれを用いたシフト触媒 | |
JP2012071291A (ja) | 水素製造触媒、その製造方法およびそれを用いた水素製造方法 | |
JP5800719B2 (ja) | 水素製造用触媒およびそれを用いた水素製造方法 | |
JP2010214225A (ja) | アンモニア分解触媒および触媒を用いたアンモニア分解方法 | |
KR101440193B1 (ko) | 천연가스의 혼합개질용 촉매, 이의 제조방법 및 상기 촉매를 이용한 천연가스의 혼합개질방법 | |
TWI414354B (zh) | 水煤氣轉移反應、水煤氣轉移觸媒與其製備方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150407 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150825 |