JP5495010B2 - Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus - Google Patents

Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5495010B2
JP5495010B2 JP2009179739A JP2009179739A JP5495010B2 JP 5495010 B2 JP5495010 B2 JP 5495010B2 JP 2009179739 A JP2009179739 A JP 2009179739A JP 2009179739 A JP2009179739 A JP 2009179739A JP 5495010 B2 JP5495010 B2 JP 5495010B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnesium
powder
hydrogen
magnesium oxide
plasma
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.)
Active
Application number
JP2009179739A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011032131A (en
Inventor
崇 中村
浩之 上杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bio Coke Lab Co Ltd
Original Assignee
Bio Coke Lab Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bio Coke Lab Co Ltd filed Critical Bio Coke Lab Co Ltd
Priority to JP2009179739A priority Critical patent/JP5495010B2/en
Publication of JP2011032131A publication Critical patent/JP2011032131A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5495010B2 publication Critical patent/JP5495010B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、酸化マグネシウム粉末を、マグネシウム粉末又は水素化マグネシウム粉末に還元する酸化マグネシウム還元方法及び該酸化マグネシウム還元方法を実施するための反応装置に関する。   The present invention relates to a magnesium oxide reduction method for reducing magnesium oxide powder to magnesium powder or magnesium hydride powder, and a reactor for carrying out the magnesium oxide reduction method.

環境エネルギー問題の解決手段として燃料電池が注目されている。燃料電池は、水素H2 をエネルギー源としており、化石燃料を燃やすことで発生する温室効果ガス、環境汚染物質等を放出しないため、地球温暖化、環境汚染、化石燃料の枯渇といった問題を解決する手段として期待されている。 Fuel cells are attracting attention as a means of solving environmental energy problems. Fuel cells use hydrogen H 2 as an energy source and do not release greenhouse gases, environmental pollutants, etc. generated by burning fossil fuels, thus solving problems such as global warming, environmental pollution, and fossil fuel depletion Expected as a means.

燃料電池のエネルギー源である水素H2 の貯蔵方法としては、水素H2 を例えば350気圧の高圧でボンベ内に貯蔵する高圧ボンベ方式、水素H2 を−253℃以下の極低温で液化して貯蔵する液体水素方式、水素吸蔵合金に水素H2 を吸蔵する吸蔵合金方式等が挙げられる。特に、吸蔵合金方式は、超高圧、極低温といった特殊状態で水素H2 を貯蔵する必要がないため、取り扱いが容易で安全性が高く、しかも単位体積当たりの水素貯蔵量が高いという優れた特徴を有している。 As a method of storing hydrogen H 2 is the energy source for fuel cells, high pressure cylinder system for storing hydrogen H 2 into the cylinder at a high pressure of for example 350 atmospheres, with hydrogen H 2 liquefied at -253 ° C. or less of cryogenic Examples thereof include a liquid hydrogen method for storing, a storage alloy method for storing hydrogen H 2 in a hydrogen storage alloy, and the like. In particular, the storage alloy method does not need to store hydrogen H 2 in special conditions such as ultra-high pressure and cryogenic temperature, so it is easy to handle and highly safe, and has an excellent hydrogen storage capacity per unit volume. have.

特許文献1には、平均粒径が45μm未満の水素化マグネシウムMgH2 粉末を収容した反応容器と、該反応容器に水を供給する貯水容器と、反応容器中の水素化マグネシウムMgH2 に超音波を与える音波発生部とを備え、水素化マグネシウムMgH2 の加水分解によって発生した水素H2 を用いて発電を行う発電装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses that a reaction vessel containing magnesium hydride MgH 2 powder having an average particle size of less than 45 μm, a water storage vessel for supplying water to the reaction vessel, and ultrasonicating magnesium hydride MgH 2 in the reaction vessel. And a sonic wave generating unit for generating power, and a power generation device that generates power using hydrogen H 2 generated by hydrolysis of magnesium hydride MgH 2 is disclosed.

水素化マグネシウムMgH2 は、マグネシウムMgを水素H2 ガス雰囲気中に保持し、水素H2 ガス雰囲気中の温度及び圧力を増減させることによって生成することができる(例えば、特許文献2)。ところが、マグネシウムMgは反応性が非常に高いため、平均粒径が45μmを下回ると、安全に取り扱うことが困難になる。また、マグネシウムMgは延性、展性が高いため、平均粒径45μm未満に粉砕すること自体が困難である。そこで、まずは、平均粒径45μm以上のマグネシウムMg原料粒子を用いて水素化マグネシウムMgH2 粗粒子を生成し、生成した水素化マグネシウムMgH2 粗粒子を粒子間衝突方式のジェット粉砕機で45μm未満に粉砕することにより、水素化マグネシウムMgH2 粉末を製造している。 Magnesium hydride MgH 2 can be produced by holding magnesium Mg in a hydrogen H 2 gas atmosphere and increasing or decreasing the temperature and pressure in the hydrogen H 2 gas atmosphere (for example, Patent Document 2). However, since magnesium Mg has a very high reactivity, it becomes difficult to handle it safely if the average particle size is less than 45 μm. Further, since magnesium Mg has high ductility and malleability, it is difficult to grind itself to an average particle size of less than 45 μm. Therefore, first, magnesium hydride MgH 2 coarse particles are produced using magnesium Mg raw material particles having an average particle diameter of 45 μm or more, and the produced magnesium hydride MgH 2 coarse particles are reduced to less than 45 μm by an interparticle collision type jet pulverizer. By pulverizing, magnesium hydride MgH 2 powder is produced.

一方、燃料電池のエネルギー源である水素H2 を水素化マグネシウムの加水分解によって発生させた場合、残留物として水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末が生成されるが、水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末から水素化マグネシウムMgH2 粉末への効果的なリサイクル方法は未だ提案されていない。 On the other hand, when hydrogen H 2 which is an energy source of the fuel cell is generated by hydrolysis of magnesium hydride, magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder is generated as a residue, but magnesium hydroxide Mg (OH) An effective recycling method from 2 powder to magnesium hydride MgH 2 powder has not been proposed yet.

特開2009−99534号公報JP 2009-99534 A 特開2008−44832号公報JP 2008-44832 A

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、水酸化マグネシウムの加熱脱水によって得られた酸化マグネシウム粉末及びメタンをプラズマ炉に供給し、酸化マグネシウム粉末をプラズマ還元することによって、マグネシウム粉末又は水素化マグネシウム粉末を生成することができ、水酸化マグネシウム粉末から水素化マグネシウム粉末へのリサイクルを可能にする酸化マグネシウム還元方法及び該酸化マグネシウム還元方法を実施するための反応装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. Magnesium oxide powder and methane obtained by heating and dehydration of magnesium hydroxide are supplied to a plasma furnace, and the magnesium oxide powder is reduced by plasma to obtain magnesium powder or An object of the present invention is to provide a magnesium oxide reduction method capable of producing magnesium hydride powder and enabling recycling from magnesium hydroxide powder to magnesium hydride powder, and a reaction apparatus for carrying out the magnesium oxide reduction method. And

本発明に係る酸化マグネシウム還元方法は、不活性ガスの熱プラズマを生成するプラズマ反応炉に酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素とを供給し、不活性ガス、メタン及び/又は水素にて生成された還元雰囲気の熱プラズマにて酸化マグネシウム粉末をマグネシウムに還元し、還元された気体のマグネシウムを凝縮させることによって、マグネシウム粉末を生成し、マグネシウム粉末の生成後、水素を前記プラズマ反応炉に供給して、該プラズマ反応炉中のマグネシウム粉末と、水素とを接触させることにより、水素化マグネシウム粉末を生成することを特徴とする。 The magnesium oxide reduction method according to the present invention supplies magnesium oxide powder and methane and / or hydrogen to a plasma reactor that generates thermal plasma of an inert gas, and generates the inert gas, methane and / or hydrogen. reducing the magnesium oxide magnesium powder in thermal plasma of the reducing atmosphere is, by condensing the magnesium reduced gas to form magnesium powder, after formation of the magnesium powder, the hydrogen to the plasma reactor The magnesium hydride powder is produced by supplying and bringing the magnesium powder in the plasma reactor into contact with hydrogen.

本発明に係る酸化マグネシウム還元方法は、発電所の電力を用いて前記熱プラズマを生成することを特徴とする。   The magnesium oxide reduction method according to the present invention is characterized in that the thermal plasma is generated using power from a power plant.

本発明に係る酸化マグネシウム還元方法は、前記プラズマ反応炉の上部に設けられた筒状のトーチ電極と、該トーチ電極を囲繞するトーチノズルと、前記トーチ電極に対向した下部電極とを準備し、前記トーチ電極を通じて酸化マグネシウム粉末(又はメタン及び/又は水素)を供給し、前記トーチノズルを通じてメタン及び/又は水素(又は酸化マグネシウム粉末)を供給することを特徴とする。   The magnesium oxide reduction method according to the present invention provides a cylindrical torch electrode provided at an upper part of the plasma reactor, a torch nozzle surrounding the torch electrode, and a lower electrode facing the torch electrode, Magnesium oxide powder (or methane and / or hydrogen) is supplied through a torch electrode, and methane and / or hydrogen (or magnesium oxide powder) is supplied through the torch nozzle.

本発明に係る反応装置は、プラズマ反応炉と、該プラズマ反応炉の上部に設けられた筒状のトーチ電極と、該トーチ電極を囲繞するトーチノズルと、前記トーチ電極に対向するように、前記プラズマ反応炉の下部に設けられた下部電極と、前記トーチ電極及び下部電極に電力を供給する電源と、前記トーチ電極を通じて酸化マグネシウム粉末(又はメタン及び/又は水素)を供給するための第1供給路と、前記トーチノズルを通じてメタン及び/又は水素(又は酸化マグネシウム粉末)を供給するための第2供給路と、前記第1及び前記第2供給路を通じて、酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素とを前記プラズマ反応炉に供給する原料供給部と、前記プラズマ反応炉に酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素とが供給され、次いで、水素が前記プラズマ反応炉に供給されるように、前記原料供給部の動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする。 The reaction apparatus according to the present invention includes a plasma reactor, a cylindrical torch electrode provided at an upper portion of the plasma reactor, a torch nozzle surrounding the torch electrode, and the plasma so as to face the torch electrode. A lower electrode provided in a lower part of the reaction furnace, a power source for supplying electric power to the torch electrode and the lower electrode, and a first supply path for supplying magnesium oxide powder (or methane and / or hydrogen) through the torch electrode A second supply path for supplying methane and / or hydrogen (or magnesium oxide powder) through the torch nozzle, and magnesium oxide powder and methane and / or hydrogen through the first and second supply paths. A raw material supply unit for supplying to the plasma reactor, magnesium oxide powder, and methane and / or hydrogen are supplied to the plasma reactor. And then, as hydrogen is supplied to the plasma reactor, characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the material supply unit.

本発明にあっては、プラズマ反応炉に供給された不活性ガスと、メタンとによって、還元雰囲気の熱プラズマが生成される。また、不活性ガスと、メタン及び水素とによって、還元雰囲気の熱プラズマを生成しても良い。更に、不活性ガスと、水素とによって、還元雰囲気の熱プラズマを生成しても良い。
そして、該熱プラズマに供給された酸化マグネシウム粉末は、マグネシウムに還元される。メタンを供給している場合、熱プラズマの温度が約2000度になると、マグネシウム、一酸化炭素及び水素ガスを主成分とするプラズマが得られ、更にマグネシウムを冷却すると、気体のマグネシウムが凝縮し、マグネシウム粉末及び/又は水素化マグネシウム粉末が生成される。なお、メタンを供給している場合、プラズマの主成分に水が含まれないため、マグネシウムが再び酸化するおそれはない。マグネシウム粉末及び/又は水素化マグネシウム粉末は、マグネシウム粉末、水素化マグネシウム粉末、又はマグネシウム粉末及び水素化マグネシウム粉末を意味する。
また、メタン及び水素を供給している場合、又は水素を供給している場合も、マグネシウム粉末及び/又は水素化マグネシウム粉末が生成される。
In the present invention, thermal plasma in a reducing atmosphere is generated by the inert gas supplied to the plasma reactor and methane. Moreover, you may produce | generate the thermal plasma of a reducing atmosphere with an inert gas, methane, and hydrogen. Furthermore, thermal plasma in a reducing atmosphere may be generated by an inert gas and hydrogen.
Then, the magnesium oxide powder supplied to the thermal plasma is reduced to magnesium. When methane is supplied, when the temperature of the thermal plasma is about 2000 degrees, a plasma mainly composed of magnesium, carbon monoxide and hydrogen gas is obtained, and when magnesium is further cooled, gaseous magnesium is condensed, Magnesium powder and / or magnesium hydride powder is produced. Note that when methane is supplied, water is not contained in the main component of the plasma, so there is no possibility that magnesium will be oxidized again. Magnesium powder and / or magnesium hydride powder means magnesium powder, magnesium hydride powder, or magnesium powder and magnesium hydride powder.
Further, when methane and hydrogen are supplied or when hydrogen is supplied, magnesium powder and / or magnesium hydride powder is produced.

本発明にあっては、プラズマ還元にてマグネシウム粉末を生成した場合、水素をプラズマ反応炉に供給することによって、マグネシウム粉末を水素化する。従って、水素化マグネシウム粉末が生成される。   In the present invention, when magnesium powder is produced by plasma reduction, the magnesium powder is hydrogenated by supplying hydrogen to the plasma reactor. Accordingly, magnesium hydride powder is produced.

本発明にあっては、発電所の電力を用いて熱プラズマを生成する。従って、例えば、原子力発電所、水力発電所等の余剰電力エネルギー特に、夜間電力をマグネシウム粉末又は水素化マグネシウム粉末として貯蓄することが可能になる。   In the present invention, thermal plasma is generated using the power of the power plant. Therefore, for example, surplus power energy such as nuclear power plants and hydroelectric power plants, particularly nighttime power can be stored as magnesium powder or magnesium hydride powder.

本発明にあっては、プラズマ反応炉の上部に設けられた筒状のトーチ電極を通じて酸化マグネシウム粉末を供給し、トーチ電極を囲繞するトーチノズルを通じてメタン及び/又は水素を供給する。従って、酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素は略同一箇所からプラズマ反応炉に供給され、プラズマ還元される。プラズマ還元にて得られたマグネシウム粉末は、トーチ電極に対向した下部電極に蓄積する。
同様に、トーチ電極を通じてメタン及び/又は水素を供給し、トーチノズルを通じて酸化マグネシウム粉末を供給しても良い。
In the present invention, magnesium oxide powder is supplied through a cylindrical torch electrode provided in the upper part of the plasma reactor, and methane and / or hydrogen is supplied through a torch nozzle surrounding the torch electrode. Therefore, the magnesium oxide powder and methane and / or hydrogen are supplied to the plasma reactor from approximately the same location and are plasma reduced. Magnesium powder obtained by plasma reduction accumulates in the lower electrode facing the torch electrode.
Similarly, methane and / or hydrogen may be supplied through a torch electrode, and magnesium oxide powder may be supplied through a torch nozzle.

本発明によれば、酸化マグネシウム粉末をプラズマ還元することによって、マグネシウム粉末又は水素化マグネシウム粉末を生成することができ、水酸化マグネシウム粉末から水素化マグネシウム粉末へのリサイクルが可能になる。   According to the present invention, magnesium powder or magnesium hydride powder can be produced by plasma reduction of magnesium oxide powder, and recycling from magnesium hydroxide powder to magnesium hydride powder becomes possible.

水酸化マグネシウム粉末及び酸化マグネシウム粉末の還元方法を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the reduction method of a magnesium hydroxide powder and a magnesium oxide powder. 酸化マグネシウム粉末及びメタンの混合ガスのプラズマ組成を示す図表である。It is a graph which shows the plasma composition of the mixed gas of magnesium oxide powder and methane. 酸化マグネシウム還元方法を実施するためのプラズマ反応装置を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the plasma reaction apparatus for enforcing the magnesium oxide reduction method. 酸化マグネシウム粉末の還元手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reduction | restoration procedure of magnesium oxide powder.

本実施の形態に係る酸化マグネシウム還元方法は、水素の吸蔵性及び放出性に優れた水素化マグネシウムMgH2 粒子を、安全で、経済的なクリーンエネルギーキャリアとして機能させることを可能にするものである。即ち、本発明は、エネルギーを放出した水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末から、エネルギーを蓄積した水素化マグネシウムMgH2 粉末へのリサイクルを可能にする技術である。 The magnesium oxide reduction method according to the present embodiment enables magnesium hydride MgH 2 particles having excellent hydrogen storage and release properties to function as a safe and economical clean energy carrier. . That is, the present invention is a technology that enables recycling of magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder from which energy has been released to magnesium hydride MgH 2 powder that has accumulated energy.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は、水酸化マグネシウム粉末及び酸化マグネシウム粉末の還元方法を概念的に示す説明図である。まず、還元対象の水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末、還元剤であるメタンCH4 、及びアルゴンArと、プラズマ反応装置(例えば、図3参照)とを用意する。水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末は、水素化マグネシウムMgH2 粉末を水素源とする発電装置から回収される。そして、回収された水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末を加熱脱水することによって、酸化マグネシウムMgO粉末を生成する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing a method for reducing magnesium hydroxide powder and magnesium oxide powder. First, magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder to be reduced, methane CH 4 as a reducing agent, and argon Ar, and a plasma reactor (see, for example, FIG. 3) are prepared. Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder is recovered from a power generator using magnesium hydride MgH 2 powder as a hydrogen source. The recovered magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder is heated and dehydrated to produce a magnesium oxide MgO powder.

次いで、還元剤であるメタンCH4 及びアルゴンArの混合ガスをプラズマ反応炉1に供給し、原子力発電又は水力発電にて得られた電力をプラズマ反応炉1に供給することによって、還元雰囲気の熱プラズマを生成する。また、アルゴンArガスにて酸化マグネシウムMgO粉末をプラズマ反応炉中の還元雰囲気の熱プラズマに供給することによって、酸化マグネシウムMgO粉末をマグネシウムMgにプラズマ還元する。還元剤としてメタンCH4 ガスを用いた酸化マグネシウムMgO粉末のプラズマ還元反応は、下記化学式(1)で表される。
MgO+CH4 =Mg(g)+2H2 +CO…(1)
Next, a mixed gas of methane CH 4 and argon Ar as a reducing agent is supplied to the plasma reactor 1, and power obtained by nuclear power generation or hydroelectric power generation is supplied to the plasma reactor 1, thereby reducing the heat of the reducing atmosphere. Generate plasma. Further, the magnesium oxide MgO powder is plasma-reduced to magnesium Mg by supplying the magnesium oxide MgO powder to the thermal plasma in the reducing atmosphere in the plasma reactor with argon Ar gas. The plasma reduction reaction of magnesium oxide MgO powder using methane CH 4 gas as a reducing agent is represented by the following chemical formula (1).
MgO + CH 4 = Mg (g) + 2H 2 + CO (1)

図2は、酸化マグネシウムMgO粉末及びメタンCH4 の混合ガスのプラズマ組成を示す図表である。図表は、酸化マグネシウム1(mol)及びメタン1(mol)の混合ガスを1(atm)、約2000(K)でプラズマ化した場合における、プラズマの組成及び物質量を示した数値計算結果である。図表から分かるように、プラズマの主成分は、水素H2 、一酸化炭素CO及びマグネシウムMgである。また、マグネシウムの酸化を引き起こす水は、0.55899×10-4(mol)しか存在しておらず、マグネシウムMgの酸化はほとんど進行しないと考えられる。 FIG. 2 is a chart showing the plasma composition of a mixed gas of magnesium oxide MgO powder and methane CH 4 . The chart shows the results of numerical calculations showing the composition of plasma and the amount of substance when a mixed gas of magnesium oxide 1 (mol) and methane 1 (mol) is turned into plasma at 1 (atm) and about 2000 (K). . As can be seen from the chart, the main components of the plasma are hydrogen H 2 , carbon monoxide CO, and magnesium Mg. Moreover, only 0.55899 × 10 −4 (mol) of water causing oxidation of magnesium exists, and it is considered that oxidation of magnesium Mg hardly proceeds.

なお、還元剤である水素H2 を用いて、水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末を直接プラズマ還元することも考えられるが、下記式(2)に示すように、水が発生し、熱プラズマの温度が低下した場合、マグネシウムMgが再酸化してしまう。
Mg(OH)2 +H2 =Mg+2H2 O…(2)
Although it is conceivable to directly reduce the magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder by plasma using hydrogen H 2 as a reducing agent, as shown in the following formula (2), water is generated and thermal plasma is generated. When the temperature decreases, magnesium Mg is reoxidized.
Mg (OH) 2 + H 2 = Mg + 2H 2 O (2)

また、還元剤である水素H2 を用いて、酸化マグネシウムMgO粉末をプラズマ還元することも考えられるが、下記式(3)に示すように、やはり水が発生し、熱プラズマの温度が低下した場合、マグネシウムMgが再酸化してしまう。
MgO+H2 =Mg+H2 O…(3)
In addition, it is conceivable to reduce the magnesium oxide MgO powder by plasma using hydrogen H 2 as a reducing agent. However, as shown in the following formula (3), water is generated and the temperature of the thermal plasma is lowered. In this case, magnesium Mg is reoxidized.
MgO + H 2 = Mg + H 2 O (3)

次いで、図1に示すように、プラズマ還元にて発生したプラズマガスの温度を低下させることによって、核凝縮した固体のマグネシウムMg粉末を得る。固体のマグネシウムMg粉末が生成された後、水素H2 をプラズマ反応炉に供給することによって、マグネシウムMg粉末と、水素H2 とを接触させ、水素化マグネシウムMgH2 粉末を生成する。なお、マグネシウムMgは、粉末状であるため、マグネシウムMgは所定の温度条件下で直ちに水素化する。マグネシウムMg粉末の水素化は、下記式(4)で表される。
Mg+H2 =MgH2 …(4)
Next, as shown in FIG. 1, by reducing the temperature of the plasma gas generated by the plasma reduction, solid magnesium Mg powder that has undergone nuclear condensation is obtained. After the solid magnesium Mg powder is produced, hydrogen H 2 is supplied to the plasma reactor to bring the magnesium Mg powder into contact with the hydrogen H 2 to produce magnesium hydride MgH 2 powder. Since magnesium Mg is in a powder form, magnesium Mg is immediately hydrogenated under a predetermined temperature condition. Hydrogenation of magnesium Mg powder is represented by the following formula (4).
Mg + H 2 = MgH 2 (4)

図3は、酸化マグネシウム還元方法を実施するためのプラズマ反応装置を概念的に示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory view conceptually showing a plasma reactor for carrying out the magnesium oxide reduction method.

プラズマ反応装置は、中空円柱状のプラズマ反応炉1と、プラズマ反応炉1の上部に設けられたトーチ電極21及びトーチノズル22から構成されたプラズマトーチ2と、プラズマ反応炉1の下部に設けられた下部電極3と、トーチ電極21及び下部電極3間に電力を供給する電源4と、プラズマ反応炉1に各種原料物質を供給する原料供給部5と、原料供給部5の動作を制御する制御部6と、操作部7とを備える。   The plasma reactor includes a hollow cylindrical plasma reactor 1, a plasma torch 2 composed of a torch electrode 21 and a torch nozzle 22 provided at the upper part of the plasma reactor 1, and a lower part of the plasma reactor 1. The lower electrode 3, the power source 4 that supplies power between the torch electrode 21 and the lower electrode 3, the raw material supply unit 5 that supplies various raw materials to the plasma reactor 1, and the control unit that controls the operation of the raw material supply unit 5 6 and an operation unit 7.

プラズマ反応炉1は、円板状の底部と、底部の周縁から略垂直に形成された周壁と、周壁の上端部に形成された円板状の天板部で構成されている。プラズマ反応炉1の上部、即ち天板部の略中央部には、上下が開放した筒状のトーチ電極21が設けられており、プラズマ反応炉1は、トーチ電極21を通じて、外部からプラズマ反応炉1内部にメタンCH4 及びアルゴンArの混合ガスを供給できるように連通している。また、トーチ電極21の外側には、トーチ電極21を囲繞するようにトーチノズル22が設けられている。トーチノズル22は、下方が狭まった円筒状をなし、プラズマ反応炉1は、トーチノズル22を通じて、外部からプラズマ反応炉1内部に酸化マグネシウムMgO粉末、アルゴンAr、水素H2 を供給できるように連通している。なお、プラズマ反応炉1の上部の適当箇所には、熱プラズマとプラズマ反応炉1との間を熱絶縁するための旋回ガスを供給する送気孔が設けられている。 The plasma reactor 1 includes a disc-shaped bottom portion, a peripheral wall formed substantially perpendicularly from the periphery of the bottom portion, and a disc-shaped top plate portion formed on the upper end portion of the peripheral wall. A cylindrical torch electrode 21 having an open top and bottom is provided at an upper portion of the plasma reactor 1, that is, a substantially central portion of the top plate portion. The plasma reactor 1 is externally connected to the plasma reactor 1 through the torch electrode 21. 1 is communicated so that a mixed gas of methane CH 4 and argon Ar can be supplied. A torch nozzle 22 is provided outside the torch electrode 21 so as to surround the torch electrode 21. The torch nozzle 22 has a cylindrical shape whose bottom is narrowed, and the plasma reaction furnace 1 communicates with the inside of the plasma reaction furnace 1 through the torch nozzle 22 so that magnesium oxide MgO powder, argon Ar, and hydrogen H 2 can be supplied from the outside. Yes. In addition, an air supply hole for supplying a swirl gas for thermally insulating between the thermal plasma and the plasma reaction furnace 1 is provided at an appropriate location in the upper part of the plasma reaction furnace 1.

プラズマ反応炉1の下部、即ち底部の略中央部には、中央部が凹状に湾曲した椀状をなした下部電極3がトーチ電極21に対向するように設けられている。下部電極3は、トーチ電極21との間で熱プラズマを発生させる電極であると共に、熱プラズマを冷却することによって、マグネシウムMg粉末を堆積させる容器としての機能を兼ねている。   At the lower part of the plasma reactor 1, that is, at the substantially central part of the bottom part, a lower electrode 3 having a bowl shape with the central part curved in a concave shape is provided so as to face the torch electrode 21. The lower electrode 3 is an electrode that generates thermal plasma with the torch electrode 21 and also functions as a container for depositing magnesium Mg powder by cooling the thermal plasma.

トーチ電極21と下部電極3との間には、熱プラズマを発生させるための電源4が接続されている。電源4は、原子力発電又は水力発電等にて得られた交流電力を直流電力に変換し、トーチ電極21と、下部電極3との間に直流電圧を印加する直流電源回路である。直流電圧の極性は、トーチ電極21側が正極性、下部電極3側が負極性である。なお、トーチ電極21側を負極性、下部電極3側を正極性としても良い。この場合、トーチ電極21の経年変化を抑えることができる。また、トーチ電極21及び下部電極3間に交流電圧を印加しても良い。   A power supply 4 for generating thermal plasma is connected between the torch electrode 21 and the lower electrode 3. The power supply 4 is a DC power supply circuit that converts AC power obtained by nuclear power generation or hydropower generation into DC power and applies a DC voltage between the torch electrode 21 and the lower electrode 3. The polarity of the DC voltage is positive on the torch electrode 21 side and negative on the lower electrode 3 side. The torch electrode 21 side may be negative and the lower electrode 3 side may be positive. In this case, the secular change of the torch electrode 21 can be suppressed. Further, an AC voltage may be applied between the torch electrode 21 and the lower electrode 3.

原料供給部5は、メタンガスボンベ51aからトーチ電極21を通じてプラズマ反応炉1へメタンCH4 を供給するメタン供給管54a、アルゴンガスボンベ51bからトーチ電極21及びトーチノズル22を通じてプラズマ反応炉1へアルゴンArガスを供給するアルゴン供給管54b,54c、水素ガスボンベ51cからトーチノズル22を通じてプラズマ反応炉1へ水素H2 ガスを供給する水素供給管54dとを備える。各供給管54a,54b,54c,54dの適宜箇所には、メタンCH4 、アルゴンAr、水素H2 のガス供給量を制御するガス流量制御部52a,52b,52c,52d、開閉弁53a,53b,53c,53dが設けられている。
また、原料供給部5は、酸化マグネシウムMgO粉末を収容し、酸化マグネシウム搬送路56及びトーチノズル22を通じて酸化マグネシウムMgO粉末を供給する酸化マグネシウム供給部(MgO供給部)55を備える。酸化マグネシウム搬送路56は、例えばスクリューコンベアである。酸化マグネシウム供給部55は、酸化マグネシウム搬送路56と連通した容器であり、例えば酸化マグネシウムMgO粉末が投入される投入口を有する。該投入口には、該容器を密閉状態に閉鎖する扉体が設けられている。酸化マグネシウム搬送路56が駆動し、アルゴン供給用の開閉弁53cが開状態になった場合、酸化マグネシウムMgO粉末がトーチノズル22へ搬送され、アルゴンArと共に、プラズマ反応炉1へ供給される。
The raw material supply unit 5 supplies methane CH 4 from the methane gas cylinder 51 a to the plasma reactor 1 through the torch electrode 21, and argon Ar gas from the argon gas cylinder 51 b to the plasma reactor 1 through the torch electrode 21 and the torch nozzle 22. Argon supply pipes 54 b and 54 c to be supplied, and a hydrogen supply pipe 54 d for supplying hydrogen H 2 gas from the hydrogen gas cylinder 51 c to the plasma reactor 1 through the torch nozzle 22. Gas flow control units 52a, 52b, 52c, 52d for controlling the gas supply amounts of methane CH 4 , argon Ar, and hydrogen H 2 , and on-off valves 53a, 53b are provided at appropriate locations of the supply pipes 54a, 54b, 54c, 54d. , 53c, 53d are provided.
Further, the raw material supply unit 5 includes a magnesium oxide MgO powder, and includes a magnesium oxide supply unit (MgO supply unit) 55 that supplies the magnesium oxide MgO powder through the magnesium oxide conveyance path 56 and the torch nozzle 22. The magnesium oxide conveyance path 56 is a screw conveyor, for example. The magnesium oxide supply unit 55 is a container that communicates with the magnesium oxide transport path 56, and has, for example, an inlet into which magnesium oxide MgO powder is charged. The charging port is provided with a door for closing the container in a sealed state. When the magnesium oxide transport path 56 is driven and the on / off valve 53c for supplying argon is opened, the magnesium oxide MgO powder is transported to the torch nozzle 22 and supplied to the plasma reactor 1 together with argon Ar.

制御部6は、CPU(Central Processing Unit)を備えたマイクロコンピュータである。CPUには、バスを介してROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等が接続されている。ROMは、CPUの動作に必要な制御プログラムを記憶したマスクROM、EEPROM等の不揮発性メモリである。RAMは、CPUの演算処理を実行する際に生ずる各種データを一時記憶するDRAM、SRAM等の揮発性メモリである。また、バスには入出力ポートを介して、操作部7、図示しない表示部等が接続されている。操作部7は、各開閉弁53a,53b,53c,53dの開閉動作、ガス流量制御部52a,52b,52c,52dの流量制御、各種指示を受け付けるためのボタン、ダイヤル、タッチパネル等で構成されている。表示部は、プラズマ反応装置の操業状態を表示する液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイなどである。CPUは、操作部7の操作状態を常時監視し、操作部7の操作内容に応じて、ガス流量制御部52a,52b,52c,52d、開閉弁53a,53b,53c,53dの開閉動作を制御するように構成されている。   The control unit 6 is a microcomputer provided with a CPU (Central Processing Unit). A ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like are connected to the CPU via a bus. The ROM is a non-volatile memory such as a mask ROM or EEPROM that stores a control program necessary for the operation of the CPU. The RAM is a volatile memory such as a DRAM or SRAM that temporarily stores various data generated when the arithmetic processing of the CPU is executed. The bus is connected to an operation unit 7 and a display unit (not shown) through an input / output port. The operation unit 7 includes an opening / closing operation of each on-off valve 53a, 53b, 53c, 53d, a flow control of the gas flow rate control units 52a, 52b, 52c, 52d, buttons for receiving various instructions, a dial, a touch panel, and the like. Yes. The display unit is a liquid crystal display, an organic EL display, a plasma display, a CRT display, or the like that displays the operating state of the plasma reactor. The CPU constantly monitors the operation state of the operation unit 7 and controls the opening / closing operations of the gas flow rate control units 52a, 52b, 52c, 52d and the on-off valves 53a, 53b, 53c, 53d according to the operation content of the operation unit 7. Is configured to do.

図4は、酸化マグネシウム粉末の還元手順を示すフローチャートである。制御部6は、操作部7を通じて酸化マグネシウムMgO粉末の還元指示を受け付けた場合、電源4を投入し(ステップS11)、開閉弁53a,53bを開状態にすることで、プラズマ反応炉1にメタンCH4 及びアルゴンArの混合ガスを供給する(ステップS12)。
電源4が投入された状態で、メタンCH4 及びアルゴンArがプラズマ反応炉1に供給された場合、還元雰囲気の熱プラズマが生成される。
FIG. 4 is a flowchart showing a reduction procedure of the magnesium oxide powder. When the control unit 6 receives an instruction to reduce the magnesium oxide MgO powder through the operation unit 7, the control unit 6 turns on the power source 4 (step S11), and opens the on-off valves 53a and 53b, thereby allowing the plasma reactor 1 to have methane. A mixed gas of CH 4 and argon Ar is supplied (step S12).
When methane CH 4 and argon Ar are supplied to the plasma reactor 1 with the power supply 4 turned on, thermal plasma in a reducing atmosphere is generated.

次いで、制御部6は、酸化マグネシウム搬送路56を駆動し、開閉弁53cを開状態に制御することで、アルゴンArガスと共に酸化マグネシウムMgO粉末をプラズマ反応炉1に供給する(ステップS13)。
酸化マグネシウムMgO粉末及びアルゴンArがプラズマ反応炉1に供給された場合、酸化マグネシウムMgO粉末は、上記化学式(1)で示すように、熱プラズマによって、マグネシウムMgにプラズマ還元される。下部電極3に到達した熱プラズマは、下部電極3によって冷却され、気体のマグネシウムMgは核凝縮し、固体となったマグネシウムMg粉末は下部電極3に堆積する。
Next, the controller 6 drives the magnesium oxide transport path 56 and controls the on-off valve 53c to open, thereby supplying magnesium oxide MgO powder together with argon Ar gas to the plasma reactor 1 (step S13).
When magnesium oxide MgO powder and argon Ar are supplied to the plasma reactor 1, the magnesium oxide MgO powder is plasma-reduced to magnesium Mg by thermal plasma as shown in the chemical formula (1). The thermal plasma that has reached the lower electrode 3 is cooled by the lower electrode 3, the gaseous magnesium Mg is condensed, and the solid magnesium Mg powder is deposited on the lower electrode 3.

そして、制御部6は、電源4投入後、設定された所定時間経過した場合、開閉弁53cを閉鎖すると共に酸化マグネシウム搬送路56を停止することによって、酸化マグネシウムMgO粉末の供給を停止する(ステップS14)。   Then, the controller 6 stops supplying the magnesium oxide MgO powder by closing the on-off valve 53c and stopping the magnesium oxide conveyance path 56 when the set predetermined time has elapsed after the power source 4 is turned on (step). S14).

次いで、制御部6は、開閉弁53a,53bを閉鎖することによってメタンCH4 及びアルゴンArの供給を停止し(ステップS15)、電源4を切る(ステップS16)。 Next, the controller 6 stops the supply of methane CH 4 and argon Ar by closing the on-off valves 53a and 53b (step S15), and turns off the power supply 4 (step S16).

そして、制御部6は、開閉弁53dを所定時間開状態にすることで、水素H2 をプラズマ反応炉1に供給する(ステップS17)。水素H2 がプラズマ反応炉1に供給された場合、マグネシウムMg粉末は上記化学式(4)で示すように水素化し、水素化マグネシウムMgH2 粉末が生成される。 Then, the controller 6 supplies hydrogen H 2 to the plasma reactor 1 by opening the on-off valve 53d for a predetermined time (step S17). When hydrogen H 2 is supplied to the plasma reactor 1, the magnesium Mg powder is hydrogenated as shown by the above chemical formula (4) to produce magnesium hydride MgH 2 powder.

次いで、制御部6は、ガスパージ、例えば図示しない窒素ガスをプラズマ反応炉1に供給し(ステップS18)、処理を終える。   Next, the control unit 6 supplies a gas purge, for example, a nitrogen gas (not shown) to the plasma reactor 1 (Step S18), and ends the process.

本実施の形態によれば、酸化マグネシウムMgO粉末をプラズマ還元することによって、マグネシウムMg粉末を生成することができる。この時、還元ガスとしてCH4 及びH2 の混合ガスを使用することにより、マグネシウムMg粉末及び水素化マグネシウムMgH2 粉末の混合物を得る事も可能である。このプロセスを採用する事により、次の工程であるMgの水素化工程を短縮することが可能となり、安全性、経済性が改善される。また、還元ガスとして水素H2 のみをプラズマ反応炉1に供給するようにしても良い。この場合、マグネシウムMgの一部が酸化されるおそれがあるが、実用上、問題が無い分量の水素化マグネシウムMgH2を得ることができれば、マグネシウムMgの一部が酸化されても問題は無い。一方、マグネシウムMg粉末の生成後、水素H2 をプラズマ反応炉1に供給することによって、水素化マグネシウムMgH2 粉末を生成することができる。従って、水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末から水素化マグネシウムMgH2 粉末へのリサイクルが可能になり、エネルギーを蓄積した水素化マグネシウムMgH2 粉末と、エネルギーを放出した水酸化マグネシウムMg(OH)2 粉末との間を循環させることが可能になる。 According to the present embodiment, magnesium Mg powder can be generated by plasma reduction of magnesium oxide MgO powder. At this time, it is also possible to obtain a mixture of magnesium Mg powder and magnesium hydride MgH 2 powder by using a mixed gas of CH 4 and H 2 as the reducing gas. By adopting this process, it is possible to shorten the Mg hydrogenation step, which is the next step, and improve safety and economy. Further, only hydrogen H 2 may be supplied to the plasma reactor 1 as a reducing gas. In this case, a part of magnesium Mg may be oxidized, but there is no problem even if a part of magnesium Mg is oxidized if an amount of magnesium hydride MgH 2 having no problem in practical use can be obtained. On the other hand, after the production of magnesium Mg powder, magnesium hydride MgH 2 powder can be produced by supplying hydrogen H 2 to the plasma reactor 1. Therefore, recycling of the magnesium hydroxide Mg (OH) 2 powder to magnesium hydride MgH 2 powder becomes possible, and magnesium hydride MgH 2 powder accumulated energy, magnesium hydroxide and releases energy Mg (OH) 2 It becomes possible to circulate between powders.

原子力発電又は水力発電等にて得た電力は保管ができず、需要地に輸送するとしても多大な送電ロスが発生するところ、本願発明によれば、余剰電力エネルギーを、クリーンエネルギーキャリアである水素化マグネシウムMgH2 として蓄積することができ、必要に応じて蓄積されたエネルギーを水素H2 として取り出すことができる。水素化マグネシウムMgH2 の循環系によれば、全系でみればエネルギー的には必ずしもプラスではないが、余剰電力を効果的に使用することが可能になり、二酸化炭素CO2 の発生を抑制することができる。 The electric power obtained by nuclear power generation or hydroelectric power generation cannot be stored, and even if it is transported to the demand area, a large power transmission loss occurs. According to the present invention, surplus electric power energy is converted into hydrogen as a clean energy carrier. It can be stored as magnesium halide MgH 2 , and the stored energy can be taken out as hydrogen H 2 as required. According to the circulation system of magnesium hydride MgH 2 , it is not always positive in terms of energy in the whole system, but it becomes possible to use surplus power effectively and suppress the generation of carbon dioxide CO 2. be able to.

なお、実施の形態では、トーチ電極及び下部電極間のアーク放電を利用して熱プラズマを生成する例を説明したが、高周波電磁場にてメタン及びアルゴンを誘導加熱することで熱プラズマを生成しても良い。また、マイクロ波をプラズマ反応炉に供給することで熱プラズマを生成しても良い。   In the embodiment, the example in which the thermal plasma is generated using the arc discharge between the torch electrode and the lower electrode has been described. However, the thermal plasma is generated by inductively heating methane and argon in the high frequency electromagnetic field. Also good. Further, thermal plasma may be generated by supplying microwaves to the plasma reactor.

また、酸化マグネシウムMgO粉末を直接的にプラズマ反応炉に供給する例を説明したが、酸化マグネシウムMgO粉末を液体中に懸濁し、プラズマ反応炉に供給するようにしても良い。   Further, although an example in which the magnesium oxide MgO powder is directly supplied to the plasma reactor has been described, the magnesium oxide MgO powder may be suspended in a liquid and supplied to the plasma reactor.

更に、不活性ガスとしてアルゴンArを用いた例を説明したが、言うまでもなく、ヘリウム、その他の不活性ガスを利用しても良い。   Furthermore, although the example which used argon Ar as an inert gas was demonstrated, it cannot be overemphasized that helium and other inert gas may be utilized.

更にまた、トーチ電極からメタンCH4 及びアルゴンArを供給し、トーチノズルから酸化マグネシウムMgO粉末及びアルゴンArを供給しているが、逆にトーチ電極から酸化マグネシウムMgO粉末及びアルゴンArを供給し、トーチノズルからメタンCH4 及びアルゴンArを供給するように構成しても良い。また、水素H2 をトーチ電極から供給するように構成しても良い。 Furthermore, methane CH 4 and argon Ar are supplied from the torch electrode, and magnesium oxide MgO powder and argon Ar are supplied from the torch nozzle. Conversely, magnesium oxide MgO powder and argon Ar are supplied from the torch electrode, and from the torch nozzle. methane CH 4, and argon Ar may be configured to supply. It is also possible to constitute the hydrogen H 2 so as to supply the torch electrode.

更にまた、プラズマ反応炉に水素H2 を供給して、マグネシウムMg粉末を水素化する例を説明したが、マグネシウムMg粉末をプラズマ反応炉の外へ取り出し、別途水素化するように構成しても良い。 Furthermore, although the example in which hydrogen H 2 is supplied to the plasma reactor to hydrogenate the magnesium Mg powder has been described, the magnesium Mg powder may be taken out of the plasma reactor and separately hydrogenated. good.

プラズマ反応炉に水素H2 を供給して、マグネシウムMg粉末を水素化する例を説明したが、上記式(1)で示すように、還元反応で発生した水素H2 で、十分な量の水素化マグネシウムMgH2 が生成される場合、水素H2 を別途供給しないように構成しても良い。 The example in which hydrogen H 2 is supplied to the plasma reactor and magnesium Mg powder is hydrogenated has been described. As shown in the above formula (1), a sufficient amount of hydrogen is generated by the hydrogen H 2 generated by the reduction reaction. When magnesium halide MgH 2 is generated, hydrogen H 2 may not be supplied separately.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 プラズマ反応炉
2 プラズマトーチ
3 下部電極
4 電源
5 原料供給部
6 制御部
7 操作部
21 トーチ電極
22 トーチノズル
51a メタンガスボンベ
51b アルゴンガスボンベ
51c 水素ガスボンベ
54a メタン供給管
54b,54c アルゴン供給管
54d 水素供給管
55 酸化マグネシウム供給部
56 酸化マグネシウム搬送路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma reactor 2 Plasma torch 3 Lower electrode 4 Power supply 5 Raw material supply part 6 Control part 7 Operation part 21 Torch electrode 22 Torch nozzle 51a Methane gas cylinder 51b Argon gas cylinder 51c Hydrogen gas cylinder 54a Methane supply pipe 54b, 54c Argon supply pipe 54d Hydrogen supply pipe 55 Magnesium oxide supply section 56 Magnesium oxide conveyance path

Claims (4)

不活性ガスの熱プラズマを生成するプラズマ反応炉に酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素とを供給し、
不活性ガス、メタン及び/又は水素にて生成された還元雰囲気の熱プラズマにて酸化マグネシウム粉末をマグネシウムに還元し、
還元された気体のマグネシウムを凝縮させることによって、マグネシウム粉末を生成し、
マグネシウム粉末の生成後、水素を前記プラズマ反応炉に供給して、該プラズマ反応炉中のマグネシウム粉末と、水素とを接触させることにより、水素化マグネシウム粉末を生成する
ことを特徴とする酸化マグネシウム還元方法。
Supply magnesium oxide powder and methane and / or hydrogen to a plasma reactor that generates thermal plasma of inert gas,
The magnesium oxide powder is reduced to magnesium by a thermal plasma in a reducing atmosphere generated with an inert gas, methane and / or hydrogen,
By condensing the magnesium reduced gas to form magnesium Powder,
After the production of magnesium powder, magnesium is reduced by supplying hydrogen to the plasma reactor and bringing the magnesium powder in the plasma reactor into contact with hydrogen to produce magnesium hydride powder. Method.
発電所の電力を用いて前記熱プラズマを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の酸化マグネシウム還元方法。
The magnesium oxide reduction method according to claim 1, wherein the thermal plasma is generated by using electric power of a power plant.
前記プラズマ反応炉の上部に設けられた筒状のトーチ電極と、該トーチ電極を囲繞するトーチノズルと、前記トーチ電極に対向した下部電極とを準備し、前記トーチ電極を通じて酸化マグネシウム粉末(又はメタン及び/又は水素)を供給し、前記トーチノズルを通じてメタン及び/又は水素(又は酸化マグネシウム粉末)を供給する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の酸化マグネシウム還元方法。
A cylindrical torch electrode provided in the upper part of the plasma reactor, a torch nozzle surrounding the torch electrode, and a lower electrode facing the torch electrode are prepared, and magnesium oxide powder (or methane and / or hydrogen) is supplied to, magnesium oxide reduction method according to claim 1 or claim 2, wherein the supplying methane and / or hydrogen (or magnesium oxide powder) through the torch nozzle.
プラズマ反応炉と、
該プラズマ反応炉の上部に設けられた筒状のトーチ電極と、
該トーチ電極を囲繞するトーチノズルと、
前記トーチ電極に対向するように、前記プラズマ反応炉の下部に設けられた下部電極と、
前記トーチ電極及び下部電極に電力を供給する電源と、
前記トーチ電極を通じて酸化マグネシウム粉末(又はメタン及び/又は水素)を供給するための第1供給路と、
前記トーチノズルを通じてメタン及び/又は水素(又は酸化マグネシウム粉末)を供給するための第2供給路と
前記第1及び前記第2供給路を通じて、酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素とを前記プラズマ反応炉に供給する原料供給部と、
前記プラズマ反応炉に酸化マグネシウム粉末と、メタン及び/又は水素とが供給され、次いで、水素が前記プラズマ反応炉に供給されるように、前記原料供給部の動作を制御する制御部と
を備えることを特徴とする反応装置。
A plasma reactor,
A cylindrical torch electrode provided at the top of the plasma reactor;
A torch nozzle surrounding the torch electrode;
A lower electrode provided at a lower portion of the plasma reactor so as to face the torch electrode;
A power source for supplying power to the torch electrode and the lower electrode;
A first supply path for supplying magnesium oxide powder (or methane and / or hydrogen) through the torch electrode;
A second supply path for supplying methane and / or hydrogen (or magnesium oxide powder) through the torch nozzle ;
A raw material supply unit for supplying magnesium oxide powder and methane and / or hydrogen to the plasma reactor through the first and second supply paths;
A control unit for controlling the operation of the raw material supply unit so that magnesium oxide powder and methane and / or hydrogen are supplied to the plasma reaction furnace, and then hydrogen is supplied to the plasma reaction furnace; A reactor characterized by.
JP2009179739A 2009-07-31 2009-07-31 Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus Active JP5495010B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009179739A JP5495010B2 (en) 2009-07-31 2009-07-31 Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009179739A JP5495010B2 (en) 2009-07-31 2009-07-31 Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011032131A JP2011032131A (en) 2011-02-17
JP5495010B2 true JP5495010B2 (en) 2014-05-21

Family

ID=43761579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009179739A Active JP5495010B2 (en) 2009-07-31 2009-07-31 Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5495010B2 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9617620B2 (en) * 2012-08-22 2017-04-11 Japan Expert Clone Corporation Method for reducing alumina or magnesia by utilizing supersonic gas flow
RU2527959C1 (en) * 2013-05-06 2014-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Method of obtaining magnesium hydride powders in high-frequency arc plasma
PL3265422T3 (en) 2015-03-05 2022-09-05 Electriq-Global Energy Solutions Ltd. A method for catalytically induced hydrolysis and recycling of metal borohydride solutions
JP2017098007A (en) * 2015-11-20 2017-06-01 矢嶋 龍彦 Plasma generator and usage thereof, magnesium recovery method, seawater component recovery device, magnesium circulation method
JP6471211B2 (en) * 2017-06-02 2019-02-13 株式会社エスイー Manufacturing method for magnesium hydride, etc., power generation method using magnesium hydride, and manufacturing apparatus for magnesium hydride, etc.
MY178396A (en) 2017-06-02 2020-10-12 Se Corp Method for producing magnesium hydride, power generation system using magnesium hydride, and apparatus for producing magnesium hydride
CN108011118B (en) * 2017-11-14 2020-11-20 上海柯来浦能源科技有限公司 Energy system for hydrating magnesium hydride
WO2019230184A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-05 株式会社エスイー Manufacturing apparatus and manufacturing method for treating raw material with microwave surface wave plasma and obtaining product different from raw material
JP6973331B2 (en) * 2018-08-27 2021-11-24 新東工業株式会社 Method for producing tetrahydroborate, equipment for producing tetrahydroborate and tetrahydroborate
EP3889109A4 (en) 2018-11-26 2022-08-17 SE Corporation Hydrogen generation system, power generation system, hydrogen generation method and power generation method
JP7210824B2 (en) * 2018-11-27 2023-01-24 株式会社エスイー Processing apparatus using plasma and manufacturing method for manufacturing hydrogen generating material using the processing apparatus
JP7152638B2 (en) * 2018-11-28 2022-10-13 株式会社エスイー A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method
DE102020210583A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 National University Corporation Shizuoka University Process for producing magnesium hydride and process for producing tetrahydroborate
JP7216962B2 (en) * 2019-08-29 2023-02-02 新東工業株式会社 Method for producing tetrahydroborate
JP7286110B2 (en) * 2019-08-29 2023-06-05 新東工業株式会社 Method for producing magnesium hydride and method for producing tetrahydroborate
JP6948641B1 (en) * 2020-06-19 2021-10-13 バイオコーク技研株式会社 Magnesium hydride production equipment and magnesium hydride production method
WO2023210261A1 (en) * 2022-04-26 2023-11-02 株式会社Inpex Processing method and processing apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3454903B2 (en) * 1994-02-01 2003-10-06 財団法人電力中央研究所 Plasma reactor
DE4419456A1 (en) * 1994-06-03 1995-12-07 Goldschmidt Ag Th Process for the production of magnesium hydride
US5782952A (en) * 1996-08-30 1998-07-21 Massachusetts Institute Of Technology Method for production of magnesium
CA2301252A1 (en) * 2000-03-17 2001-09-17 Hydro-Quebec Method for producing gaseous hydrogen by chemical reaction of metals or metal hydrides subjected to intense mechanical deformations
JP4083786B2 (en) * 2006-07-20 2008-04-30 友宏 秋山 Magnesium-based hydride manufacturing method and magnesium-based hydride manufacturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011032131A (en) 2011-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5495010B2 (en) Magnesium oxide reduction method and reaction apparatus
Sujan et al. An overview on TiFe intermetallic for solid-state hydrogen storage: microstructure, hydrogenation and fabrication processes
US8637198B2 (en) Reaction container and fuel cell system equipped with same
JP4659075B2 (en) Power generator
Liu et al. Development of a gaseous and solid-state hybrid system for stationary hydrogen energy storage
Chen et al. Hydrogen generation by the hydrolysis reaction of ball-milled aluminium–lithium alloys
JP4083786B2 (en) Magnesium-based hydride manufacturing method and magnesium-based hydride manufacturing apparatus
JP2019156656A (en) Method and apparatus for generating hydrogen gas
JP2019182711A (en) Hydrogen generator, and method of operating the same
CN101808934B (en) Hydrogen production method, hydrogen production system, and fuel cell system
JP5271545B2 (en) Hydrogen generating method, hydrogen generating apparatus and catalyst
US3479165A (en) Hydrogen storage system
JP2007070203A (en) Composite hydrogen storing material, and hydrogen generating and storing apparatus
JP2016204177A (en) Hydrogen generating method and hydrogen generating device
Lototskyy et al. Gas-phase applications of metal hydrides
JP2003226502A (en) Hydrogen production apparatus and method
Hoseinpur et al. Boron removal from silicon melt by gas blowing technique
TW200400663A (en) High capacity calcium lithium based hydrogen storage material and method of making the same
Kaya et al. Synthesis of magnesium borohydride from its elements and usage in the hydrogen cycle
KR102363202B1 (en) Generation and storage system for high purity hydrogen
JP6130655B2 (en) Periodic table Group 1 and 2 hydride production method, production apparatus and method of use thereof
JP2007112672A (en) Apparatus and method for producing hydrogen
US20090214987A1 (en) Method of preforming hydrocarbon by oxyhydrogen flame using two burners
JP2006310128A (en) System and method for supplying cover gas
CN101471149A (en) Uniform water solution nuclear reactor nitrogen conversion and feed liquid automatic acid-adding system and method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5495010

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250