JP2013095616A - 触媒反応装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反応管内で原料としての含炭化水素化合物を粉体触媒と攪拌混合し、含炭化水素化合物を触媒反応により熱分解させて、超微粉炭素を生成させる触媒反応装置。反応管(3)は、外部加熱手段(2)を備えるとともに搬送攪拌手段(7)を内蔵する。さらに、反応管(3)内に1箇所又は複数個所で原料を気密的に供給する原料供給手段(11)と、反応管(3)の搬送方向元部側に接続されて触媒を気密的に供給する触媒供給手段(17)、(19)と、反応管(3)の搬送方向先端側に接続されて粉体製品を触媒とともに気密的に排出する粉体排出手段(25)と、同上部側に接続されて気体成分を減圧吸引機(35)で吸引排出する気体排出手段(30)、(34)と、を付設する。
【選択図】図1
Description
前記反応管(3)は回転式の搬送攪拌手段(7)が内蔵され、さらに、
前記反応管(3)内に1箇所又は複数箇所で原料を気密的に供給する原料供給手段(11)と、
前記反応管(3)内に1箇所又は複数箇所で触媒を気密的に供給する触媒供給手段(17)、(19)と、
前記反応管(3)の搬送方向先端側に接続されて粉体製品を触媒とともに気密的に排出する粉体排出手段(25)と、
前記反応管(3)の上部側の1箇所又は複数箇所に接続されて気体成分を吸引排出する気体排出手段(30)、(34)(35)と、
を付設して前記反応管(3)内を減圧下として前記触媒反応を可能とされている、ことを特徴とする。
CH4=C+2H2−74.8kJ/mol
で表され、分解反応は体積が2倍になるとともに吸熱反応である。
1)本体設備敷設面積・・・幅1,200mm×長さ4,000mm×高さ1,500mm
2)反応管(3)寸法・・・Φ220mm×長さ3,100mm
3)搬送攪拌機(7)寸法・・・Φ200mm×長さ3,000mm
4)減速モーター(45)・・・0.2kw
5)反応管攪拌機回転数・・・0.1〜1rpm
6)熱風加熱炉(2)寸法・・・幅1,200mm×長さ2,800mm×高さ1,300mm
7)バーナー(4)・・・ガスバーナー0.25kw×300,000kcal/H
8)触媒受入槽(17)・・・8L
9)触媒第供給槽(19)・・・10L
10)塵埃フィルター(30)寸法・・・Φ50mm×250L 40μメッシュ
11)圧縮加圧ポンプ(31)・・・0.75kw×1Mpa
12)水素分離装置(32)・・・Φ100mm×2,000Lmm
13)冷却搬送管(51)・・・Φ160mm×1,500Lmm
14)搬送機(57)・・・Φ100mm×1,000Lmm
15)減速モーター(59)・・・0.1kw
16)送風機(36)・・・0.75kw
1)原料ガス・・・都市ガス(13A)
2)ガスバーナー・・・供給圧力 2.0kPa
3)原料ガス供給量・・・30Nm3/H
4)熱風加熱炉内温度・・・800〜850℃(比例制御)
5)反応管内温度・・・800〜830℃
6)金属粉末触媒・・・鉄触媒
7)触媒供給量・・・1kg/H
1) 水素生成量・・・60m3/H
2) 生成炭化物・・・16.9kg/H
得られた水素は純度99%以上のものであった。また、得られた超微粉炭素は、鉄触媒への絡み合いを起点として成長したナノ炭素(ナノファイバーやナノチューブ)であった。
3 反応管
4 バーナー
7 搬送攪拌機(搬送攪拌手段)
8 中空回転軸
10 原料ボンベ
12 原料油タンク
17 触媒受入槽
19 触媒供給槽
21 ロータリーバルブ
27 排通路
28 排ガス出口
30 塵埃フィルター
32 水素分離装置
33 水素ホルダー
35 エジェクター(減圧吸引機)
51 冷却搬送管
66 回収粉体収納缶
Claims (7)
- 外部加熱手段を備える反応管内で原料としての含炭化水素化合物を粉体触媒と攪拌混合して、前記含炭化水素化合物を触媒反応により熱分解させて、水素とともに超微粉炭素を生成させる触媒反応装置であって、
前記反応管は回転式の搬送攪拌手段が内蔵され、さらに、
前記反応管内に1箇所又は複数箇所で原料を気密的に供給する原料供給手段と、
前記反応管内に1箇所又は複数箇所で触媒を気密的に供給する触媒供給手段と、
前記反応管の搬送方向先端側に接続されて粉体製品を触媒とともに気密的に排出する粉体排出手段と、
前記反応管の上部側の1箇所又は複数箇所で接続されて気体成分を減圧吸引機で吸引排出する吸引排出手段と、
を備えて前記反応管内を減圧下として前記触媒反応を可能とされている、
ことを特徴とする触媒反応装置。 - 前記搬送攪拌手段の攪拌羽根の上側に沿って前記反応管の上部内側に前記気体排出手段と連通する排通路を備えていることを特徴とする請求項1記載の触媒反応装置。
- 前記原料供給手段が前記搬送攪拌手段の中空とされた回転軸の周壁から前記原料を噴出可能に前記回転軸の一端に接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の触媒反応装置。
- 前記外部加熱手段がバーナ及びエジェクターを備えた熱風加熱炉とされるとともに、前記減圧吸引機が前記エジェクターとされていることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の触媒反応装置。
- 前記含炭化水素化合物が、ガス燃料、石油系燃料(液体)、液化石炭又は微粉石炭であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の触媒反応装置。
- 前記含炭化水素化合物をガス燃料として、前記反応管内の加熱温度:800〜1100℃、減圧度:-1.33〜-13.3kPa(-10〜-100mmHg)の範囲に設定して前記触媒反応をさせることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の触媒反応装置の運転方法。
- 請求項4に記載の触媒反応装置を用いて超微粉炭素及び水素を製造する設備であって、
前記吸引排出手段が、さらに、水素分離装置を備えるとともに、該水素分離装置の分離排ガスの出口側が前記エジェクターに接続されて、前記気体成分から水素を分離回収可能とされていることを特徴とする超微粉炭素および水素の製造設備。
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