JP5952094B2 - 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 - Google Patents
二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5952094B2 JP5952094B2 JP2012129084A JP2012129084A JP5952094B2 JP 5952094 B2 JP5952094 B2 JP 5952094B2 JP 2012129084 A JP2012129084 A JP 2012129084A JP 2012129084 A JP2012129084 A JP 2012129084A JP 5952094 B2 JP5952094 B2 JP 5952094B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- gas
- carbon dioxide
- carbon monoxide
- generating
- 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
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
[1]
プラズマ粒子発生原料ガスからプラズマ粒子を発生させる工程と、
前記工程で発生したプラズマ粒子を、二酸化炭素含有原料ガスに接触させることにより、一酸化炭素を含有するガスを生成させる工程を含む一酸化炭素の製造方法。
[2]
前記プラズマ粒子を発生させる工程が、一対の電極の対向する面の少なくとも一方を誘電体で覆った状態で、前記電極間に、プラズマ粒子発生原料ガスを存在させ、電圧を印加して放電させることにより、プラズマ粒子を発生させる工程である、[1]に記載の一酸化炭素の製造方法。
[3]
前記誘電体が強誘電体である、[2]に記載の一酸化炭素の製造方法。
[4]
前記プラズマ粒子発生原料ガスが希ガスを含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の一酸化炭素の製造方法。
[5]
プラズマ粒子を発生させるプラズマ粒子発生装置と、
プラズマ粒子と二酸化炭素含有原料ガスとを接触させるプラズマ粒子照射部と、を備える、一酸化炭素の製造装置。
[6]
前記プラズマ粒子発生装置が、
一対の電極と、
前記一対の電極の対向する面の少なくとも一方に設けられた誘電体と、
前記一対の電極に接続され、電極間に電圧を印加させる高周波電源と、を備え、
前記一対の電極間で起こる放電によりプラズマ粒子を発生させる装置である、[5]に記載の一酸化炭素の製造装置。
[7]
前記誘電体が強誘電体である、[6]に記載の一酸化炭素の製造装置。
本実施形態の一酸化炭素の製造方法は、プラズマ粒子発生原料ガスからプラズマ粒子を発生させる工程と、前記工程で発生したプラズマ粒子を、二酸化炭素含有原料ガスに接触させることにより、一酸化炭素を含有するガスを生成させる工程を含む。
本実施形態の一酸化炭素の製造方法は、プラズマ粒子発生原料ガスからプラズマ粒子を発生させる工程を含む。該プラズマ粒子を発生させる工程としては、一対の電極の対向する面の少なくとも一方を誘電体で覆った状態で、前記電極間に、プラズマ粒子発生原料ガスを存在させ、電圧を印加して放電させることにより、プラズマ粒子を発生させる工程であることが好ましい。すなわち、誘電体バリア放電によりプラズマ粒子を発生させる工程であることが好ましい。誘電体バリア放電によりプラズマ粒子を発生させる工程は、大型のプラズマ粒子発生装置を用いることができ、大量のプラズマ粒子を効率良く発生させることができる。
プラズマ粒子を発生させる原料ガス(プラズマ粒子発生原料ガス)としては、特に限定されず、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガス;窒素;二酸化炭素などが挙げられる。中でも、プラズマ粒子発生原料ガスとしては、希ガスを含有することが好ましい。プラズマ粒子発生原料ガスが希ガスを含有すると、放電によりプラズマ粒子を発生させる際の放電電圧を低減でき、エネルギー効率を向上させることができる。該エネルギー効率の観点から、プラズマ粒子発生原料ガス中の希ガス含有量は、好ましくは40容量%以上であり、より好ましくは60容量%以上、さらに好ましくは80容量%以上である。プラズマ粒子発生原料ガス中の希ガス含有量の上限としては、例えば、100容量%である。
本実施形態において、プラズマ粒子を発生させる方法は、特に限定されないが、プラズマ粒子発生原料ガスの圧力が大気圧近傍のときにプラズマ粒子を発生できる方法が好ましい。また、プラズマ粒子は、単原子まで分解された粒子でなくてもよい。さらに、プラズマ粒子の温度は室温であってもよい。そのため、プラズマ粒子としては、エネルギー効率の観点から、非熱平衡プラズマ粒子であることが好ましく、大気圧非熱平衡プラズマ粒子であることがより好ましい。このようなプラズマ粒子の発生方法としては、特に限定されないが、例えば、誘電体バリア放電、誘導結合、マイクロ波、マグネトロン、コロナ放電などによるプラズマ粒子発生方法が挙げられる。この中でも、誘電体バリア放電によるプラズマ粒子発生方法が好ましい。誘電体バリア放電とは、一対の電極の対向する面の少なくとも一方を誘電体で遮った状態で、電極間に交流電圧を印加した場合に起こる放電のことをいう。誘電体バリア放電に用いる装置の形状としては、電極表面が誘電体により覆われた形状であれば特に限定されず、例えば、平行平板型や同軸円筒型などの形状が挙げられる。これらの形状であれば、装置の大きさの自由度も高く、大量の気体を反応させる際に装置の大型化が容易である。これらの観点よりプラズマ粒子発生方法としては誘電体バリア放電によるプラズマ粒子発生方法が特に好ましい。
本実施形態の一酸化炭素の製造方法は、上記工程で発生したプラズマ粒子を、二酸化炭素含有原料ガスに接触させることにより、一酸化炭素を含有するガスを生成させる工程を含む。
本実施形態に用いる二酸化炭素含有原料ガスとしては、二酸化炭素を含有していれば、特に限定されないが、エネルギー効率の観点から、二酸化炭素含有原料ガス中の二酸化炭素の含有量は高い方が好ましい。具体的には、二酸化炭素含有原料ガス中の二酸化炭素の含有量は、好ましくは50容量%以上であり、より好ましくは80容量%以上である。二酸化炭素含有原料ガス中の二酸化炭素の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば、100容量%である。二酸化炭素含有原料ガス中の二酸化炭素の含有量が前記範囲内であると、二酸化炭素の励起に消費されるプラズマ粒子の割合が増加し、投入したエネルギーに対する二酸化炭素変換効率が向上する。
本実施形態の一酸化炭素の製造方法は、脱硫や脱酸素の原料精製工程や二酸化炭素分離などの生成物の精製工程等の工程をさらに含んでいてもよい。
本実施形態の一酸化炭素の製造装置は、
プラズマ粒子を発生させるプラズマ粒子発生装置と、
プラズマ粒子と二酸化炭素含有原料ガスとを接触させるプラズマ粒子照射部と、
を備える。
本実施形態に用いるプラズマ粒子発生装置としては、特に限定されないが、例えば、誘電体バリア放電、誘導結合、マイクロ波、マグネトロン、コロナ放電などによるプラズマ粒子発生装置が挙げられる。
本実施形態に用いるプラズマ粒子照射部とは、上記プラズマ粒子発生装置により発生したプラズマ粒子が二酸化炭素含有原料ガスと接触する部分のことをいう。本実施形態に用いるプラズマ粒子照射部の形状は、特に限定されないが、プラズマ粒子と二酸化炭素含有原料ガスとが効率よく接触できる形状であることが好ましい。本実施形態に用いるプラズマ粒子照射部の形状の具体例としては、特に限定されないが、二酸化炭素含有原料ガスを供給する管とプラズマ粒子を供給する管とが排気管に接続されたY字型の形状や、二酸化炭素含有原料ガスの流通する管の壁面にプラズマ粒子を照射するノズルを1個以上設置した形状などが挙げられる。プラズマ粒子は、通常、寿命が短いため、発生したら直ちに二酸化炭素含有原料ガスに接触させることが好ましい。したがって、プラズマ粒子発生装置の放電電極からプラズマ粒子照射部までの距離は、近い方が好ましい。具体的には放電電極からプラズマ粒子照射部までの距離は、好ましくは3mm以下であり、より好ましくは1mm以下である。
本実施形態の一酸化炭素の製造装置は、上述したプラズマ粒子発生装置及びプラズマ粒子照射部以外に、必要に応じてその他の装置等を備えていてもよい。その他の装置等としては、特に限定されないが、例えば、二酸化炭素含有原料ガスの供給装置、プラズマ粒子発生原料ガスの供給装置、脱硫装置、原料精製装置、生成物精製装置などが挙げられる。
誘電体バリア放電によるプラズマ粒子発生装置を有する装置を用いて、二酸化炭素含有原料ガスから一酸化炭素を以下のとおり製造した。該一酸化炭素を製造する装置の構成及び手順は以下のとおりとした。
一酸化炭素を製造する装置の構成は図1に示すとおり、プラズマ粒子を発生させるプラズマ粒子発生装置4と、プラズマ粒子と二酸化炭素含有ガスとを接触させるプラズマ粒子照射部7と、を備える構成とした。プラズマ粒子発生装置4は、円筒形の同軸型電極リアクター9と、前記リアクター9の外表面を覆うように配置された電極6と、前記リアクター9内部の中央に配置された電極5と、前記電極5および6に接続された高周波電源3と、を備える装置とした。前記リアクター9にはプラズマ粒子発生原料ガスタンク1がマスフロー2を介して接続されている構成とした。前記プラズマ粒子照射部7には二酸化炭素含有原料ガスを供給する原料ガスタンク10がマスフロー11を介して接続されている構成とした。
プラズマ粒子発生原料ガスとしては、Arの含有量が99.9容量%、N2の含有量が0.1容量%のガスを用いた。該原料ガスの流量は50cc/minとした。
プラズマ粒子発生原料ガスを、該原料ガスタンク1からマスフロー2を介してプラズマ粒子発生装置4に供給した。プラズマ粒子発生装置4において、高周波電源3により、電極5と電極6との間に電圧を印加して誘電体バリア放電を行うことによりプラズマ粒子を発生させた。印加した電圧は±4kVの正弦波であり、周波数は40kHzであった。
プラズマ粒子発生原料ガスとして、N2の含有量が99.9容量%、Arの含有量が0.1容量%のガスを用い、誘電体バリア放電における印加電圧を±6kVとした以外は、実施例1と同様にして一酸化炭素を製造した。実施例1と同様にして生成ガスの分析を行った結果、炭素含有物としては、CO選択率は100%、CO2の転化率は11.6%であった。
二酸化炭素含有原料ガスとして、CO2の含有量が50容量%、N2の含有量が50容量%のガスを用いた以外は、実施例1と同様にして一酸化炭素を製造した。実施例1と同様にして生成ガスの分析を行った結果、炭素含有物としては、CO選択率は100%、CO2の転化率は7.2%であった。
一酸化炭素の製造時間を合計50時間とした以外は、実施例1と同様の条件で一酸化炭素を製造した。実施例1と同様にして生成ガスの分析を行った結果、炭素含有物としては、CO選択率は100%、CO2の転化率は11.2%であり、CO選択率およびCO2の転化率の低下は見られなかった。
二酸化炭素含有原料ガスとして、CO2の含有量が50容量%、N2の含有量が49.5容量%、H2Sの含有量が0.5容量%のガスを用いた以外は、実施例1と同様にして一酸化炭素を製造した。実施例1と同様にして生成ガスの分析を行った結果、炭素含有物としては、CO選択率は100%、CO2の転化率は6.9%であった。
Claims (6)
- プラズマ粒子発生原料ガスからプラズマ粒子を発生させる工程と、
前記工程で発生したプラズマ粒子を、二酸化炭素含有原料ガスに接触させることにより、一酸化炭素を含有するガスを生成させる工程を含み、
前記プラズマ粒子を発生させる工程が、一対の電極の対向する面の少なくとも一方を誘電体で覆った状態で、前記電極間に、プラズマ粒子発生原料ガスを存在させ、交流電圧を印加して放電させることにより、プラズマ粒子を発生させる工程である一酸化炭素の製造方法。 - 前記誘電体が強誘電体である、請求項1に記載の一酸化炭素の製造方法。
- 前記プラズマ粒子発生原料ガスが希ガスを含有する、請求項1又は2に記載の一酸化炭素の製造方法。
- プラズマ粒子を発生させるプラズマ粒子発生装置と、
プラズマ粒子と二酸化炭素含有原料ガスとを接触させるプラズマ粒子照射部と、を備え、
前記プラズマ粒子発生装置が、
一対の電極と、
前記一対の電極の対向する面の少なくとも一方に設けられた誘電体と、
前記一対の電極に接続され、電極間に交流電圧を印加させる高周波電源と、を備え、
前記一対の電極間で起こる放電によりプラズマ粒子を発生させる装置である、一酸化炭素の製造装置。 - 前記誘電体が強誘電体である、請求項4に記載の一酸化炭素の製造装置。
- 前記プラズマ粒子照射部が、前記二酸化炭素含有原料ガスを供給する管と前記プラズマ粒子を供給する管とが排気管に接続されたY字状の形状である、請求項4又は5に記載の一酸化炭素の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129084A JP5952094B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129084A JP5952094B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013252987A JP2013252987A (ja) | 2013-12-19 |
JP5952094B2 true JP5952094B2 (ja) | 2016-07-13 |
Family
ID=49950853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012129084A Active JP5952094B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5952094B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022029880A1 (ja) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 積水化学工業株式会社 | ガス製造装置、ガス製造システムおよびガス製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5663812A (en) * | 1979-10-29 | 1981-05-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Production of carbon monoxide |
JP2001314752A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Hokushin Ind Inc | プラズマ反応容器及びガスプラズマ分解方法 |
JP2003027241A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Korona Kk | プラズマ気相反応による二酸化炭素を可燃性ガスへ転化する方法 |
JP3834614B2 (ja) * | 2001-10-29 | 2006-10-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 低温プラズマによる合成ガスの製造方法 |
JP2005289773A (ja) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Iseo Ogawa | 二酸化炭素から一酸化炭素を製造する方法と装置 |
-
2012
- 2012-06-06 JP JP2012129084A patent/JP5952094B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013252987A (ja) | 2013-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Reddy et al. | Production of hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide assisted by nonthermal plasma | |
Wang et al. | A novel hybrid Bi2MoO6-MnO2 catalysts with the superior plasma induced pseudo photocatalytic-catalytic performance for ethyl acetate degradation | |
Taghvaei et al. | Hydrogen production through plasma cracking of hydrocarbons: Effect of carrier gas and hydrocarbon type | |
Khalifeh et al. | Decomposition of methane to hydrogen using nanosecond pulsed plasma reactor with different active volumes, voltages and frequencies | |
Duan et al. | Effect of dielectric packing materials on the decomposition of carbon dioxide using DBD microplasma reactor | |
JP4953814B2 (ja) | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 | |
Lu et al. | Dielectric barrier discharge plasma assisted CO2 conversion: understanding the effects of reactor design and operating parameters | |
Nguyen et al. | Enhancement of plasma-assisted catalytic CO2 reforming of CH4 to syngas by avoiding outside air discharges from ground electrode | |
Malik et al. | Ozone synthesis improves by increasing number density of plasma channels and lower voltage in a nonthermal plasma | |
JP2001115175A (ja) | 硫化水素含有の気体状組成物の処理 | |
Liu et al. | Plasma-assisted ammonia synthesis in a packed-bed dielectric barrier discharge reactor: effect of argon addition | |
Damideh et al. | Study of ozone concentration from CO2 decomposition in a water cooled coaxial dielectric barrier discharge | |
Bo et al. | Nitrogen dioxide formation in the gliding arc discharge-assisted decomposition of volatile organic compounds | |
JP2006247507A (ja) | 排ガス処理装置及びその処理方法 | |
JP5952094B2 (ja) | 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 | |
Motret et al. | Spectroscopic characterization of CH 4+ CO 2 plasmas excited by a dielectric barrier discharge at atmospheric pressure | |
Fang et al. | A combined plasma photolysis (CPP) method for removal of CS2 from gas streams at atmospheric pressure | |
Cui et al. | Effects of glass beads packing on SF 6 abatement by packed bed plasma | |
CN1280195C (zh) | 一种用甲烷与氮气合成氨和燃料油的方法 | |
Mohapatro et al. | Abatement of NOX using compact high voltage pulse power supply: Towards retrofitting to automobile vehicle | |
JP5942107B2 (ja) | 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 | |
JP2013147411A (ja) | 誘電体バリア放電による二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 | |
El-Shafie et al. | Comprehensive analysis of hydrogen production from various water types using plasma: Water vapour decomposition in the presence of ammonia and novel reaction kinetics analysis | |
JPH0226804A (ja) | 酸素原子発生方法および装置 | |
KR101574903B1 (ko) | 메탄 산화 장치 및 그 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150604 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160317 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20160401 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160523 |
|
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: 20160606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160609 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5952094 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |