JP4799976B2

JP4799976B2 - 流体有機化合物の改質処理方法

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Publication number: JP4799976B2
Application number: JP2005276702A
Authority: JP
Inventors: 尚貴棚橋
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007084389A

Description

本発明は、ハロゲン及び硫黄を含まない流体有機化合物を分解反応及び／又は改質反応により改質処理をする方法に関し、具体的には、炭化水素等の流体有機化合物を、反応性気体と反応させて改質するのに好適な流体有機化合物の改質処理方法に係る。

ここでハロゲン及び硫黄を含有しない流体有機化合物には、ガスないし液体の炭化水素（脂肪族、脂環式、芳香族を含む）ばかりでなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のハロゲン元素・硫黄元素非含有の有機廃プラスチック類の熱分解ガス・液体を含む。また、流体とは、常温流体の化合物ばかりでなく、反応に際して、流体となっている全ての状態を含む。

昨今、環境的見地から燃料電池に対する関心が高まり、将来、燃料電池の原料となる水素の需要が増大することが予測され、低コストで水素を製造する技術の開発が要請されている。

他方、同様に環境的見地から、廃プラスチック類における、ハロゲン及び硫黄を含まないもの（熱可塑性エラストマーを含む）の比重が増大しつつある。

これらを熱処理すると、熱分解で炭化水素類が多量に発生するため、炭化水素等を水蒸気や酸素で改質して、水素を得ることが考えられる。

例えば、特許文献１には、有機化合物（炭化水素やアルコール）又は一酸化炭素を含む反応流体から触媒反応により水素を発生させる触媒体を、流体流路内に配設してなる改質反応装置であって、該触媒体の少なくとも一部分が通電により発熱可能に構成されている触媒反応装置が記載されている。そして、該装置を用いて、有機化合物と水蒸気（改質用ガス）等とを反応物質として含む反応流体を通過させて、該有機化合物を改質処理して、水素等の改質ガスを調製する技術が記載されている（特許文献１の段落００３８〜００４０、図１０参照）。

この技術は、改質処理における加熱は、抵抗発熱を前提としており、触媒体（触媒担持体）を兼ねる発熱体はＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ等の合金からなるハニカム構造体等で形成するものである（同段落００４１参照）。
特開平１１−１３０４０５号公報

本発明は、上記先行技術文献に記載されていない新規な構成で、ハロゲンおよび硫黄を含まない流体有機化合物の改質を簡易にかつ生産性を良好に行うことができる流体有機化合物の改質処理方法を提供することを課題（目的）とする。

本発明の流体有機化合物の改質処理方法は、下記構成により上記目的（課題）を解決するものである。

ハロゲン及び硫黄を含まない流体有機化合物と、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂、ＣＯ及びＯ₂の群から選択される少なくとも１種以上の反応気体（改質用ガス）とを反応層に導入し通過させて、前記流体有機化合物を分解反応及び／又は改質反応させるに際して、
前記反応層の少なくとも一部にマイクロ波を吸収し発熱する物質（以下、「マイクロ波発熱物質」という。）で形成するとともに、前記反応層にマイクロ波を照射して、前記反応層を設定温度に加熱又は維持することを特徴とする。

上記反応層をマイクロ波発熱物質とすることにより、マイクロ波照射したとき、直接加熱（誘電加熱：内部加熱）が可能となる。このため、被処理有機化合物の分解反応及び／又は改質反応に最適な温度に制御して均一加熱可能となる。マイクロ波加熱は抵抗加熱に比して温度制御・均一加熱が容易である。また、マイクロ波により有機化合物（誘電体）も直接加熱（誘電加熱）され熱分解が促進されやすくなる。さらに、特許文献１の抵抗発熱体の如く直接通電しないため、水蒸気改質においても、漏電対策が不要となる。また、廃プラスチックの熱分解成分（炭化水素等）を原料と使用でき、低コストで水素等を製造可能となる。

流体有機化合物を反応気体と混合して、反応層に導入して通過させるに際して、分解反応及び／又は改質反応されて、メタン、アルコール、水素、一酸化炭素等の改質ガス（有価ガス）に変換されたり、さらには、無害な水蒸気と二酸化炭素に変換されたりする。ここで、「分解反応及び／又は改質反応されて」とは、流体有機化合物の分解反応生成物が、さらに、低分子の炭化水素等に分解反応される場合、該分解反応後、又は、分解反応されずに直接、有価ガス又は無害ガスに改質（酸化を含む。）される場合を意味する。

流体有機化合物（分解生成物を含む。）の改質反応の各例を下記する。

１）脂肪族炭化水素の触媒酸化による直接改質・・・
２Ｃ_nＨ_2n+2＋（３ｎ＋１）Ｏ₂→２ｎＣＯ₂＋２（ｎ＋１）Ｈ₂Ｏ＋Ｑ１
２）脂肪族炭化水素の水蒸気（Ｈ₂Ｏ）による改質・・・
Ｃ_nＨ_2n+2＋ｎＨ₂Ｏ→ｎＣＯ＋（２ｎ＋１）Ｈ₂−Ｑ２
３）脂肪族炭化水素の二酸化炭素（ＣＯ₂）による改質・・・
Ｃ_nＨ_2n+2＋ｎＣＯ₂→２ｎＣＯ＋２（ｎ＋１）Ｈ₂−Ｑ３
４）脂肪族炭化水素の一酸化炭素による改質・・・
ＣＨ₄＋ＣＯ→Ｃ₂Ｈ₂+Ｈ₂Ｏ−Ｑ４
Ｃ₂Ｈ₆+ＣＯ+Ｈ₂Ｏ→２ＣＨ₃ＣＯＯＨ−Ｑ４´
５）脂肪族アルコールの水蒸気（Ｈ₂Ｏ）による改質・・・
Ｃ_nＨ_2n+1（ＯＨ）＋ｎＨ₂Ｏ→ｎＣＯ₂＋（２ｎ＋１）Ｈ₂−Ｑ５
上記１）以外の反応はいずれも吸熱反応であり、高温加熱（５００℃）することにより右側へ反応が促進される。上記１）の触媒酸化反応は発熱反応であり、初期段階で主として発生し、マイクロ波加熱に加えて反応層の加熱を促進させると考えられる。

上記２）、３）において、燃料ガスの場合は、このままでもよいが、本発明では有用ガスを水素として燃料電池に使用する場合は、下記ＣＯシフト反応や、ＣＯ選択酸化反応により、生成ガスのＣＯを低減させる、さらなる改質処理が必要である。ＣＯが燃料電池の電極を被毒させるおそれがあるためである。（特許文献１段落００１８参照）。

６）ＣＯシフト反応・・・ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂＋Ｑ６
７）ＣＯ選択酸化反応・・・ＣＯ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ₂＋Ｑ７
上記構成において、前記反応層は、粒状充填剤（ペレット等の造粒物を含む。以下同じ。）若しくは多孔質成形体で形成する固定型（図１参照）、又は、該粒状充填剤を反応層の形成部位に連続的又は間欠的に導入及び排出する移動型（図２参照）とすることができる。この反応層を移動型とする場合は、反応層に触媒毒（例えば、ＣＯ）等により分解触媒の触媒作用が低下する前に反応層から系外へ移動するため、長時間の連続運転が可能となる。さらには、粒状充填剤を再利用する構成とすることもできる。

上記各反応層における設定温度は、通常、約１４０〜９００℃の範囲から適宜選択する。

上記各構成において、反応層の全部又は一部を、有機化合物の分解改質触媒成分（以下単に「分解触媒成分」という。）とすることが望ましい。分解反応が相対的に低温で効率的に可能となり、省エネになり、温度制御も容易となる。

反応層を形成するマイクロ波発熱物質としては、通常、金属酸化物、金属炭化物若しくは炭素又はそれらの複合体から選択される１種又は２種以上からなる、又はそれらを主体とするものとする。

上記マイクロ波発熱物質（マイクロ波吸収物質）としての金属酸化物は、遷移金属酸化物の群並びにアルミニウム、鉛、インジウム及び錫からなる典型金属酸化物の群から１種又は２種以上選択することが望ましい。これらは、有機化合物の分解反応に対して選択性を有するとともに触媒活性の高いものが多く、分解触媒成分を兼ねることができる。特に、触媒活性が高いマイクロ波発熱物質としては、β−アルミナ、γ−アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化ジルコニウム及び酸化セリウムを挙げることができる。

上記マイクロ波発熱物質としての複合体は、赤泥、無機汚泥、クリンカ（石炭ボトムアッシュ）、カルシウムフェライト、酸化鉄含有汚泥、煙道・ボイラースケール処理後ブラスト材、アルミドロス、焼却灰、ゼオライト、アルミン酸ナトリウム及び石炭フライアッシュの群から１種又は２種以上選択することが望ましい。上記特定金属酸化物と同様の理由からである。

上記構成の流体有機化合物の改質処理方法に使用する装置の構成は、例えば、下記の如くになる。

ハロゲン及び硫黄を含まない流体有機化合物を反応性気体と反応させて、分解・改質反応又は改質反応を行うための処理装置であって、
反応容器と流体供給手段とマイクロ波加熱手段とを備え、
前記反応容器は、少なくとも一部に吸着機能を有するマイクロ波発熱物質を含む反応層を内部に備えるとともに、該反応層に前記流体有機化合物を導入するための流体入口部と、前記反応層を通過後の改質ガスを排出するガス出口部を備え、
前記流体供給手段は、前記流体入口部に前記流体有機化合物と前記反応性気体とを流量を制御して供給可能に接続され、
前記マイクロ波加熱手段は、前記反応層を設定温度に加熱又は維持することが可能なものであることを特徴とする。

本発明は上記のような解決手段（発明特定事項）により、揮発性の流体有機化合物を、反応層をマイクロ波加熱（内部加熱）により短時間で加熱して、反応気体と反応させて水素等の有価ガスを低コストで得ることができるとともに、無害な二酸化炭素や水蒸気に変換することができる。また、反応層を形成する材料としてマイクロ波発熱物質とともに分解触媒成分を含むものを、安価な産業廃棄物の内から適宜選択することができ、処理コストの低減に寄与する。

以下、本発明についてさらに詳細な説明を行う。以下の説明で組成を示す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。

図３に本発明で使用する流体有機化合物の改質処理装置であるマイクロ波分解・改質反応装置の概念図を、図４に詳細要部概念図をそれぞれ示す。ここでは、有機化合物としてガス体（気体）を主として例に採り説明する。

本装置は、基本的には、流体有機化合物（被処理ガス）Ｇが導入され、反応層１２を有する反応容器１４と、反応層１２を所定温度に維持するマイクロ波加熱手段１６、１６Ａとを備えている。反応容器１４の大きさは、所要処理量により異なるが、例えば、内径：１０〜１００ｃｍ×高さ：１０〜２００ｃｍとし、反応層の容量１〜１５００Ｌとする。

ここで、反応容器１４は、断熱材１８で囲繞され、反応層１２の下端高さ位置には被処理ガス（原料）ＧＩの入口部（ガス導入口）２０を、反応層１２の上端高さ直上位置には処理済みの改質ガス（製品）ＧＯの出口部（ガス導出口）２２が形成されている。

改質ガス（Ｈ₂）は原料ガス（有機化合物及び反応性ガス）より通常軽いため、製品ガス回収の見地、及び、反応層１２を形成する粒状充填剤に向流接触（ガス流れに対する接触性が良好となる。）の見地から、本図例の構成とすることが望ましい。なお、原料ガスＧＩの反応層１２への導入は、原料ガス供給側からのポンプによる加圧押込み又は製品ガス排出側からのポンプによる吸引の一方又は双方により行う。

ここで、入口部２０と出口部２２との位置関係は、上下逆としてもよい。

特に、有機化合物が液体の場合は、有機化合物を上方から流入させ、反応性ガス（Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂、ＣＯ又はＯ₂）を下方から流入させ、上方に図示しない製品（ガス）回収口を設ける。

また、上記原料ガス導入口２０の対向位置には、予備ガス導入口２１が形成されている。ガス状の有機化合物には、予め上記改質用ガスを混合して反応流体として原料入口から導入してもよいが、予備ガス導入口から改質用ガスを導入してもよい。

反応容器の天井部を形成する上蓋２４は、その下面に複数個の制御のための温度・湿度等の計測ポート２６、２７を備えるとともに、反応容器１４内の温度の均一化を図るために攪拌ファン２８が取付けられている。なお、マイクロ波の漏洩を防止するために、上蓋２４の開閉時にインターロック（マイクロ波出力ゼロ状態）されるようになっている。

そして、反応容器１４の底部のガス導入部位置には、粒状充填剤が通過可能でガス流れを均一化するガス整流部材３０が取付けられている。

マイクロ波加熱手段１６、１６Ａは、個別に出力調節可能にインバータ３２に接続されたマイクロ波発振器３４と、反応容器１４に接続される導波管３６とを備えたもので、図例では上・下２組設けられている。なお、上側のマイクロ波加熱手段の導波管３６には、パワーモニター３８が取付けられて、マイクロ波出力信号を取り出して、マイクロ波出力を制御可能となっている。

反応層１２は、粒状充填剤Ｆで形成するとともに、連続又は間欠的に反応層１２へ充填剤を導入・導出可能な移動型（移動反応層）とする。固定粒状充填剤Ｆの形成粒子の形態は、球状、ペレット状、筒状等任意である。なお、反応層１２は、多孔性成形体（固定反応層）とすることもできる。多孔性成形体の態様としては、ハニカム、多孔板積層体、連泡成形体等が考えられる。また、多孔性成形体を、成形体本体（母材）の少なくとも一部をマイクロ波発熱物質であるもので形成し、該成形体本体の表面に白金やパラジウム等の貴金属触媒を担持させる構成も可能である。

上記移動反応層１２の空隙率は、被処理ガスが大きな圧損を発生させずに通過可能なものとし、通常、３０〜７０％の範囲で適宜設定する。また、粒状充填剤Ｆの形成粒子の、上記空隙率を形成可能な径とし、通常、２〜１２ｍｍとする。

そして、反応層１２に粒状充填剤Ｆを導入・排出する粒状充填剤の導入手段４０及び排出手段４２を備えている。導入手段４０は、特に限定されないが、図例では、供給ホッパ４１から供給パイプ４６を介して、自重落下により連続又は間欠供給可能となっている。

そして、反応層１２の底部側からは排出シュート４４を介して排出コンベア４５により連続的又は間欠的に粒状充填剤を排出可能とされている。

排出手段４２は、図例のようなねじコンベアでなくても、ベルトコンベア、エプロンコンベア、バケットコンベアでもよい。また、間欠的に粒状充填剤を排出する場合は、プランジャー方式や、開閉ダンパを利用した自由落下方式としてもよい。

反応層１２に対応する位置で反応容器１４の内壁には反応層１２と同様なマイクロ波発熱特性を有する材料で形成したマイクロ波発熱筒部（成形体）４８を配することが望ましい。反応層の温度の均一化を図るためである。また、反応容器１２ガス導入口２０の周囲及びガス導入口２０下方の排出シュート４４周囲には、外部加熱手段である保温ヒータ５０、５０Ａが配設されている。前者５０は、反応層１２へ導入する原料ガスの温度を一定にして反応処理温度を安定化させるため、及び／又は、流体有機化合物（原料流体）が液状の場合にガス化させるためであり、後者５０Ａは、反応層１２の下部位置の排出シュートにおいて、所定温度（例えば４００℃以上）に制御してタールによるガス閉塞を防止するためである。なお、図４において、５２、５２Ａはメインテナンスのための点検口（ユーテリティポート）であり、５４は架台である。

反応容器１４内の温度・湿度及び粒状充填剤の充填・排出速度は、計測ポート２６、２７及び発振器３４のパワーモニター３８に信号が入力されて、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential：比例積分微分）方式により連続制御可能となっている。

上記において、反応層１２は、少なくとも反応吸収成分を含み、さらには、分解触媒成分を含むものとする。そして、反応層１２は、全部又は一部をマイクロ波発熱物質で形成する。

ここで、マイクロ波発熱物質は、反応吸収成分、分解触媒成分と別の充填剤（化合物）で形成することもできるが、通常、反応吸収成分及び分解触媒成分の一部又は全部とを形成するものとする。

上記マイクロ波発熱物質とは、誘電損失（誘電率（ε）×誘電力率（tanδ））の大きな物質（化合物）からなるものをいう。通常、誘電率が高いものは、誘電損失が大きく、誘電加熱されやすい。マイクロ波発熱物質として、相対的に誘電率が高い、金属酸化物（複合体を含む。）や金属炭化物を好適に使用できる。以下に例示する化学式で示す物質の括弧内の数字は、比誘電率である。比誘電率は、主として日本化学会編「化学便覧改訂３版基礎編Vol. II」（昭−５９）丸善、ｐ505から引用したものである。

上記金属酸化物としては、遷移金属酸化物並びにアルミニウム（Ａｌ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）及び錫（Ｓｎ）の各典型金属酸化物を挙げることができる。

遷移金属酸化物・・・ＦｅＯ（１４．２）、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＴｉＯ₂（８５．８）、Ｃｒ₂Ｏ₃（１２．０）、ＺｒＯ₂（１２．５）、ＣｅＯ₂（２４．０）等。

典型金属酸化物・・・Ａｌ₂Ｏ₃（１１．５）、ＰｂＯ（１４．３）、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ、ＳｎＯ₂等。

金属炭化物・・・ＳｉＣ（１０．２）、Ｆｅ₃Ｃ等。

なお、誘電率が低くても、Ｃ（５．５）等の高い抵抗発熱特性を示す物質や、ＳｉＯ₂（４．５）等の高い保水（保湿）性を示す物質をマイクロ波発熱物質として使用可能である。保水（保湿）性が良好であると、誘電率（誘電損失）の高いＨ₂Ｏ（８０．５）を保持させることにより、見掛け誘電損失を高くすることができ、高いマイクロ発熱特性を付与できる。

これらの金属酸化物うちでβ・γ−アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）等は、有機化合物の分解に好適な触媒活性を示し、分解触媒成分の全部又は一部とすることができ、しかも、マイクロ波発熱効率が高くて望ましい。

そして、上記複合体としては、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂、ＣａＯ−Ｆｅ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂−Ｖ₂Ｏ₅等を挙げることができる。さらには、赤泥（主成分：Ｆｅ₂Ｏ₃−Ｆｅ₃Ｏ₄）、無機汚泥（主成分：ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄）、アルミドロス残灰（主成分：Ａｌ₂Ｏ₃）、焼却灰（Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）、ゼオライト（主成分：Ｎａ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｆｅ₂Ｏ₃）、石炭フライアッシュ（石炭灰ともいう。）（主成分：Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｆｅ₂Ｏ₃）等の産業廃棄物（未利用資源）も用いることができる。

そして、上記のようにマイクロ波発熱物質及び分解触媒成分を含む充填剤で反応層を形成した流体有機化合物の処理装置の使用態様は下記の如くである。

まず、マイクロ波加熱手段（マイクロ波発振器３４）１６により反応層をマイクロ波加熱して昇温させた状態で、原料ガス（有機化合物）及び改質用ガス（Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂又はＯ₂）からなる反応流体を反応層１２へポンプ（図示せず）で押込む（導入する）。

このとき、反応層１２の平均温度は、反応流体組成・充填剤の種類など、さらには、変換目的物（改質ガス）により異なるが、内部温度１４０〜９００℃範囲で適宜設定する。例えば、触媒酸化の場合は、２００〜３５０℃の範囲で、反応気体による改質の場合は、５００〜７００℃の範囲でそれぞれ適宜設定することが望ましい。

そして、分解触媒成分とマイクロ波照射の相互作用で、流体有機化合物は相対的に低い温度で改質処理が可能となる。

この流体有機化合物としては、ハロゲン・硫黄元素非含有のガス状ないし液体状の化合物を挙げることができる。例えば、Ｃ_nＨ_2n+2、Ｃ_nＨ_2nの一般式で示される各種飽和・不飽和脂肪族炭化水素（脂環式を含む。）、さらには、ベンゼンおよびその誘導体（キシレン、トルエン等）の芳香族炭化水素を使用可能である。さらに、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系エラストマー等のハロゲン及び硫黄を含まないポリマー（廃プラスチック）の場合には、別に設けた熱分解室によりガス化ないし液化して、本反応容器内の反応層へ導入する。

そして、反応層を通過した流体有機化合物は、そのままの状態で、又は、熱分解させた後に、触媒酸化反応により無害なガス（Ｈ₂ＯやＣＯ₂）に変換させたり、反応性ガスにより前述のような改質反応により改質させたりする。すなわち、改質されたガスは、燃料ガス（Ｈ₂やＣＯ）として、又は、冷却して燃料油として有価的に使用できる。

＜試験例＞
本発明で使用する金属酸化物やそれらの複合体が良好なマイクロ波昇温特性を示すことを裏付ける試験例について説明をする。

（１）昇温試験１：
下記市販の６種類の各原料粉末２００ｇをφ９０×６５ｍｍのアルミナフェルトに充填し、１ｋＷのマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を照射して、昇温試験を行った。

原料粉末：α−アルミナ、β−アルミナ、アルミン酸ナトリウム、カルシウムフェライト、ゼオライト及び石炭フライアッシュ
その結果を示す図５から、α−アルミナを除き、β−アルミナ、カルシウムフェライト等の各原料粉末は良好なマイクロ波昇温特性を示すことが確認できた。

（２）昇温試験２：
市販のゼオライト１５０ｇと消石灰５０ｇとに、又はカルシウムフェライト１５０ｇと消石灰５０ｇとに、それぞれ適量の水を加えて混合して、φ５ｍｍ×５ｍｍのペレット化物を調製した。各ペレット化物を、上記と同一仕様のアルミナフェルトに充填し、同様にして昇温試験を行った。

その結果を示す図６は、本発明に使用する金属酸化物やその複合体は、マイクロ波を吸収し難い消石灰を混合してペレット化しても、良好な昇温特性を示すことが確認できた。

＜実施例＞
図４に示す装置（内容積３０Ｌ、マイクロ波出力３ｋＷ）の内部に、上記の昇温試験で使用したカルシウムフェライト７５％−消石灰２５％の混合ペレット１５ｋｇを充填し６００℃に加熱した。本改質装置の上流部に設置した熱分解装置によりポリスチレン３ｋｇを４５０℃、Ａｒ−大気調整雰囲気下で処理し、発生した熱分解ガスを本改質装置に流入させた。本改質装置出口ガスをガスクロマトグラフィーで分析した結果、水素１５〜２２％、一酸化炭素１〜５％、二酸化炭素３〜１２％が得られた。

本発明の流体有機化合物の改質処理方法において反応層が固定型である場合のモデル図である。同じく反応層が移動型である場合のモデル図である。本発明の流体有機化合物の改質処理方法に使用する分解・改質反応処理装置の概念図である。同じく詳細概念要部図である。市販のマイクロ波発熱体である粉末原料についてのマイクロ波発熱特性の試験結果を示すグラフ図である。マイクロ波発熱体を消石灰と混合ペレット化したものについてのマイクロ波発熱特性の試験結果を示すグラフ図である。

符号の説明

１２・・・反応層（固定反応層）
１４・・・反応容器
１６、１６Ａ・・・マイクロ波加熱手段
２０・・・流体入口部
２２・・・改質ガス出口部
４０・・・粒状充填剤導入手段
４２・・・粒状充填剤排出手段

Claims

ハロゲン及び硫黄を含まない流体有機化合物と、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂、ＣＯ及びＯ₂の群から選択される少なくとも１種以上の反応気体とを、反応層に導入して通過させ、前記流体有機化合物を、分解反応を経て又は経ずに改質反応させて、アルコール、水素、一酸化炭素等の改質ガスを得るに際して、
前記反応層の少なくとも一部を、マイクロ波を吸収し発熱する物質（以下、「マイクロ波発熱物質」という。）で形成するとともに、前記流体有機化合物の分解改質触媒成分で形成して、
前記反応層にマイクロ波を照射して、前記反応層を設定温度に加熱又は維持する流体有機化合物の改質処理方法において、
前記反応層を、粒状充填剤（ペレット等の造粒物を含む。以下同じ。）を反応層の形成部位に連続的又は間欠的に導入及び排出させて形成される移動型の反応層とすることを特徴とする流体有機化合物の改質処理方法。
前記反応層の形成部位から排出された前記粒状充填剤を再利用することを特徴とする請求項１記載の流体有機化合物の改質処理方法。
前記反応層の設定温度を１４０〜９００℃の範囲から選択することを特徴とする請求項１又は２記載の流体有機化合物の改質処理方法。
前記マイクロ波発熱物質が、β−アルミナ、γ−アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化ジルコニウム及び酸化セリウムの金属酸化物の群から１種又は２種以上選択されるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか一記載の流体有機化合物の改質処理方法。
前記マイクロ波発熱物質が、赤泥、無機汚泥、クリンカ（石炭ボトムアッシュ）、カルシウムフェライト、酸化鉄含有汚泥、煙道・ボイラースケール処理後ブラスト材、アルミドロス、焼却灰、ゼオライト、アルミン酸ナトリウム及び石炭フライアッシュの群から１種又は２種以上選択されるものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか一記載の流体有機化合物の改質処理方法。