JP7462899B2 - Mobile Reaction System - Google Patents

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Description

本開示は、移動式反応システムに関する。 This disclosure relates to a mobile reaction system.

従来から、地球温暖化を抑制する研究が盛んに行われている。原料ガスとして広く使用されている液化石油ガス（ＬＰＧ）などの天然ガスは、原油やガソリンに比べて、地球温暖化の原因の１つである二酸化炭素の排出量が少ない。また、天然ガスを改質して得られるＣＯと、水とを反応させる水性ガスシフト反応などにより、水素などの燃料を抽出することも行われている。 Research into curbing global warming has been actively conducted for some time now. Natural gas, such as liquefied petroleum gas (LPG), which is widely used as a raw material gas, emits less carbon dioxide, one of the causes of global warming, than crude oil or gasoline. In addition, fuels such as hydrogen are extracted by processes such as the water-gas shift reaction, which reacts water with CO obtained by reforming natural gas.

特許文献１には、水性ガスシフト反応の低温帯用の触媒として、所定量の酸化銅、酸化亜鉛および酸化アルミニウムを含有し、アルミニウムを含む前駆体物質から製造され、所定の化学式で定義されるハイドロタルサイト内に所定量のアルミニウムが介在された構成が記載されている。水性ガスシフト反応では、ＣＯおよびＨ２ＯからＨ２およびＣＯ２を製造できる。特許文献１に記載されているように、水性ガスシフト反応では、ＣＯおよびＨ２Ｏに対して、３５０℃～４００℃程度の高温帯の加熱を実施した後、１８０℃～２４０℃程度の低温帯の加熱を実施する２段構成の熱処理が行われる。 Patent Document 1 describes a catalyst for the low temperature zone of the water-gas shift reaction, which contains a predetermined amount of copper oxide, zinc oxide, and aluminum oxide, is produced from a precursor material containing aluminum, and has a configuration in which a predetermined amount of aluminum is interposed within hydrotalcite defined by a predetermined chemical formula. In the water-gas shift reaction, H 2 and CO 2 can be produced from CO and H 2 O. As described in Patent Document 1, in the water-gas shift reaction, a two-stage heat treatment is performed in which CO and H 2 O are heated in a high temperature zone of about 350°C to 400°C, and then heated in a low temperature zone of about 180°C to 240°C.

ところで、近年では、地球温暖化を抑制可能なエネルギー資源のなかでも、再生可能なエネルギー資源であるバイオガスが注目されている。バイオガスは、天然ガス同様にメタンガスなどを含有し、燃料として使用することができる。また、バイオガスを改質することによって、一酸化炭素などの有用な物質を得ることができる。 In recent years, biogas, a renewable energy resource, has been attracting attention as one of the energy resources that can help curb global warming. Like natural gas, biogas contains methane gas and can be used as fuel. In addition, useful substances such as carbon monoxide can be obtained by reforming biogas.

バイオガスや天然ガスのような原料ガスは、液化や、燃料または化学原料などへの改質を通じて圧縮輸送することを社会に要請されている。特に、家畜の糞尿、食品残渣、木質廃材などの有機性廃棄物から生成されるバイオガスのように、ガスを生成するプラントが点在していることが多い場合、ガスを気体のまま、まとまった量を回収するのに多大な労力、輸送設備が必要となる。更に、バイオガスの様に比較的中小規模の製造拠点が多い場合、上記の液化などの改質設備を自前で導入することは容易ではない。そのため、リースやシェアなどが可能な改質設備が望まれている。一方、リースやシェア可能な改質器にするには、トレーラーなどで輸送可能かつ設置場所を選ばないサイズが必要であるが、改質反応の温度を一定範囲に下げる場合には冷却機構が必要となり改質設備が大型化してしまう。以下に具体例を示す。バイオガスや天然ガスなどの原料ガスから水性ガスシフト反応などの生成反応によってＨ２およびＣＯ２を生成する場合、原料ガスの改質処理を生成反応の前段で行う。原料ガスの改質処理の温度は、生成反応の温度に比べて非常に高い。原料ガスの改質処理で得られる改質ガスを生成反応の前に一旦室温程度まで冷却するため、改質ガスを冷却する冷却機構が設置される。 Society demands that raw gases such as biogas and natural gas be compressed and transported through liquefaction or reforming into fuel or chemical raw materials. In particular, when gas generating plants are often scattered, such as biogas generated from organic waste such as livestock manure, food residue, and wood waste, it is necessary to make a great deal of effort and transportation equipment to collect a large amount of gas in gas form. Furthermore, when there are many relatively small and medium-sized manufacturing bases such as biogas, it is not easy to introduce reforming equipment such as the above-mentioned liquefaction on one's own. Therefore, reforming equipment that can be leased or shared is desired. On the other hand, in order to make a reformer that can be leased or shared, it is necessary to have a size that can be transported by trailer or the like and can be installed anywhere, but when the temperature of the reforming reaction is lowered to a certain range, a cooling mechanism is required, and the reforming equipment becomes large. Specific examples are shown below. When H 2 and CO 2 are generated from raw gases such as biogas and natural gas by a production reaction such as a water gas shift reaction, the reforming process of the raw gas is performed in the front stage of the production reaction. The temperature of the reforming process of the raw gas is very high compared to the temperature of the production reaction. A cooling mechanism for cooling the reformed gas obtained by reforming the raw material gas is provided in order to cool the reformed gas to approximately room temperature before the production reaction.

国際公開第２００３／０８２４６８号International Publication No. 2003/082468

本開示の目的は、小型化を容易に図ることが可能であり、原料ガスからＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを効率よく簡便に製造できる移動式反応システムを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a mobile reaction system that can be easily miniaturized and can efficiently and easily produce a reaction gas containing H 2 and CO 2 from a raw material gas.

［１］ 移動体と、前記移動体に搭載される反応システムとを備え、前記反応システムは、原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部から前記原料ガスが供給され、前記原料ガスを改質してＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガスを生成する改質部と、前記改質部から前記改質ガスが供給され、前記改質ガスを１５０℃以上前記改質部内の改質ガスの温度以下の温度範囲内で反応してＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを触媒を介して生成する、前記温度範囲内の温度帯の設定が１段構成の反応部とを有することを特徴とする移動式反応システム。
［２］ 前記反応部に設けられる前記触媒は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、前記担体に内在する少なくとも１つのＣＯシフト触媒物質と、を備え、前記担体は、互いに連通する通路を有し、前記ＣＯシフト触媒物質は、前記担体の少なくとも前記通路に存在している、上記［１］に記載の移動式反応システム。
［３］ 前記反応部から排出される前記反応ガスからＨ２およびＣＯ２の少なくとも一方を分離する分離部をさらに備える、上記［１］または［２］に記載の移動式反応システム。
［４］ 前記反応部から排出される前記反応ガス中のＣＯを酸化してＣＯ２を生成する酸化部をさらに備える、上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の移動式反応システム。
［５］ 前記原料ガスはバイオガスである、上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の移動式反応システム。
［６］ 前記原料ガスは複数のプラントからの収集ガスである、上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の移動式反応システム。
［７］ 前記移動体は陸上移動体である、上記［１］～［６］のいずれか１つに記載の移動式反応システム。 [1] A mobile reaction system comprising: a moving body; and a reaction system mounted on the moving body, the reaction system comprising: a raw material gas supplying unit that supplies a raw material gas; a reforming unit that receives the raw material gas from the raw material gas supplying unit and reforms the raw material gas to generate a reformed gas containing CO and H2O ; and a reaction unit that receives the reformed gas from the reforming unit and reacts the reformed gas within a temperature range of 150°C or higher and lower than the temperature of the reformed gas in the reforming unit to generate a reaction gas containing H2 and CO2 via a catalyst, the reaction unit having a single temperature range setting.
[2] The mobile reaction system according to the above-mentioned [1], wherein the catalyst provided in the reaction section comprises a carrier having a porous structure composed of a zeolite-type compound and at least one CO-shift catalyst material present in the carrier, the carrier has passages communicating with each other, and the CO-shift catalyst material is present in at least the passages of the carrier.
[3] The mobile reaction system according to the above [1] or [2], further comprising a separation section that separates at least one of H 2 and CO 2 from the reaction gas discharged from the reaction section.
[4] The mobile reaction system according to any one of [1] to [3] above, further comprising an oxidation section that oxidizes CO in the reaction gas discharged from the reaction section to generate CO2 .
[5] The mobile reaction system according to any one of [1] to [4] above, wherein the raw material gas is biogas.
[6] The mobile reaction system according to any one of the above [1] to [5], wherein the raw material gas is collected gas from a plurality of plants.
[7] The mobile reaction system according to any one of [1] to [6] above, wherein the mobile body is a land mobile body.

本開示によれば、小型化を容易に図ることが可能であり、原料ガスからＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを効率よく簡便に製造できる移動式反応システムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a mobile reaction system that can be easily miniaturized and can efficiently and easily produce a reaction gas containing H 2 and CO 2 from a raw material gas.

図１は、第１実施形態の移動式反応システムの一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a mobile reaction system according to the first embodiment. 図２は、第２実施形態の移動式反応システムの一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a mobile reaction system according to the second embodiment. 図３は、第３実施形態の移動式反応システムの一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a mobile reaction system according to the third embodiment.

以下、実施形態に基づき詳細に説明する。 The following provides a detailed explanation based on the embodiment.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、原料ガスのプラントが点在していることに着目した。そして、反応システムを移動体に搭載し、プラントを巡回することによって、効率的に原料ガスを収集しながら反応ガスを生成することを図った。 After extensive research, the inventors noticed that raw material gas plants are scattered around the country. They then mounted a reaction system on a mobile vehicle and traveled around the plants, aiming to efficiently collect raw material gas while producing reactive gas.

さらに、反応システムを移動体に搭載するためには、従来の定置式の反応システムに比べて、反応システムを小型にする必要があることに着目した。また、改質ガスを冷却する冷却機構を省略し、反応ガスの製造時における温度制御の容易化を図った。 Furthermore, in order to mount the reaction system on a mobile object, it was necessary to make the reaction system smaller than conventional stationary reaction systems. In addition, the cooling mechanism for cooling the reformed gas was omitted, making it easier to control the temperature during the production of reaction gas.

実施形態の移動式反応システムは、移動体と、前記移動体に搭載される反応システムとを備え、前記反応システムは、原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記原料ガス供給部から前記原料ガスが供給され、前記原料ガスを改質してＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガスを生成する改質部と、前記改質部から前記改質ガスが供給され、前記改質ガスを１５０℃以上前記改質部内の改質ガスの温度以下の温度範囲内で反応してＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを触媒を介して生成する、前記温度範囲内の温度帯の設定が１段構成の反応部とを有する。 The mobile reaction system of the embodiment includes a moving body and a reaction system mounted on the moving body. The reaction system has a raw material gas supplying unit that supplies a raw material gas, a reforming unit that receives the raw material gas from the raw material gas supplying unit and reforms the raw material gas to generate a reformed gas containing CO and H2O , and a reaction unit that receives the reformed gas from the reforming unit and reacts the reformed gas within a temperature range of 150°C or higher and lower than the temperature of the reformed gas in the reforming unit to generate a reaction gas containing H2 and CO2 via a catalyst, the reaction unit having a single-stage temperature range setting.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の移動式反応システムの一例を示す概略図である。 First Embodiment
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a mobile reaction system according to the first embodiment.

図１に示すように、移動式反応システム１は、移動体１０と反応システム２０とを備える。反応システム２０は、移動体１０に搭載される。移動式反応システム１は、移動式のガスの反応システムである。 As shown in FIG. 1, the mobile reaction system 1 includes a mobile body 10 and a reaction system 20. The reaction system 20 is mounted on the mobile body 10. The mobile reaction system 1 is a mobile gas reaction system.

移動体１０は、図１に示すような陸上を移動する陸上移動体、水上を移動する水上移動体、空中を移動する空中移動体などを含む。陸上移動体としては、例えば自動車のような道路上を走行できる車両などが挙げられる。水上移動体としては、海、河川、湖などの水上を航行できる移動体、例えば船舶などが挙げられる。例えば、反応システム２０は、移動体１０の荷台やデッキなどに載積される。特に、移動体の大きさに制限がある場合に、本発明は有効である。特に、大型移動体のサイズが道路幅により制限を受ける陸上移動体において、本発明は最も有効である。 The mobile body 10 includes a land mobile body that moves on land as shown in FIG. 1, an aquatic mobile body that moves on water, and an aerial mobile body that moves in the air. Examples of land mobile bodies include vehicles that can run on roads, such as automobiles. Examples of aquatic mobile bodies include mobile bodies that can navigate on water such as the sea, rivers, and lakes, such as ships. For example, the reaction system 20 is loaded onto the loading platform or deck of the mobile body 10. The present invention is particularly effective when there is a limit to the size of the mobile body. The present invention is particularly effective for land mobile bodies where the size of a large mobile body is limited by the width of the road.

反応システム２０は、バイオガスや天然ガスなどの炭素成分を含む原料ガスを投入する原料ガス供給部２１と、改質部２２と、反応部２４とを有する。反応システム２０、すなわち、原料ガス供給部２１、改質部２２、反応部２４、後述する取出部２６などの反応システム２０を構成する各構成要素は、図１に示すように、筐体３０内に収容されてもよい。 The reaction system 20 has a raw material gas supply unit 21 that inputs raw material gas containing carbon components such as biogas or natural gas, a reforming unit 22, and a reaction unit 24. Each component that constitutes the reaction system 20, i.e., the raw material gas supply unit 21, the reforming unit 22, the reaction unit 24, and the extraction unit 26 described below, may be housed in a housing 30 as shown in FIG. 1.

原料ガス供給部２１は原料ガスを改質部２２に供給する。原料ガスには、ＣＯ（一酸化炭素）、ＣＯ２（二酸化炭素）、ＣＨ４（メタン）などの炭素成分が含まれる。原料ガス中の炭素成分の含有割合について、ＣＯ２以外の炭素成分は５０質量％以上７５質量％以下、ＣＯ２は２５質量％以上５０質量％以下である。原料ガスは、例えばバイオガスや天然ガスなどが挙げられる。 The raw material gas supply unit 21 supplies the raw material gas to the reforming unit 22. The raw material gas contains carbon components such as CO (carbon monoxide), CO2 (carbon dioxide), and CH4 (methane). The carbon components in the raw material gas are 50% by mass or more and 75% by mass or less of carbon components other than CO2 , and 25% by mass or more and 50% by mass or less of CO2 . Examples of the raw material gas include biogas and natural gas.

改質部２２には、原料ガス供給部２１から排出される原料ガスが供給される。改質部２２は、原料ガスを改質する。 The raw material gas discharged from the raw material gas supply unit 21 is supplied to the reforming unit 22. The reforming unit 22 reforms the raw material gas.

また、改質部２２は、改質触媒２３を具備する。改質部２２内に収容される改質触媒２３が原料ガスを改質する。改質部２２の形式に応じて、改質触媒２３は適宜選択される。例えば、改質触媒２３としては、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造体の通路に触媒特性を有する物質を備える改質触媒などが挙げられる。 The reforming section 22 also includes a reforming catalyst 23. The reforming catalyst 23 contained in the reforming section 22 reforms the raw material gas. The reforming catalyst 23 is appropriately selected depending on the type of the reforming section 22. For example, the reforming catalyst 23 may be a reforming catalyst having a substance with catalytic properties in the passages of a porous structure composed of a zeolite-type compound.

改質触媒２３の一例としては、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、担体に内在する少なくとも１つの金属または金属酸化物と、を備え、担体が互いに連通する通路を有し、金属酸化物が担体の少なくとも通路に存在している、改質触媒が挙げられる。 An example of the reforming catalyst 23 is a reforming catalyst that includes a carrier having a porous structure composed of a zeolite-type compound and at least one metal or metal oxide present in the carrier, the carriers having passages that communicate with each other, and the metal oxide present in at least the passages of the carrier.

改質触媒２３の他の例としては、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の骨格体と、骨格体に内在する少なくとも１つの機能性物質と、を備え、骨格体が互いに連通する通路を有し、機能性物質が骨格体の少なくとも通路に存在し、機能性物質の平均粒径が３０ｎｍ未満である、改質触媒が挙げられる。骨格体の通路内に存在する機能性物質としては、触媒機能を有する触媒物質などが挙げられる。触媒物質は、金属酸化物および金属の少なくとも一方の微粒子であることが好ましい。 Another example of the reforming catalyst 23 is a reforming catalyst that includes a porous skeleton composed of a zeolite-type compound and at least one functional substance present within the skeleton, the skeleton having interconnected passages, the functional substance present in at least the passages of the skeleton, and the average particle size of the functional substance being less than 30 nm. Examples of the functional substance present in the passages of the skeleton include a catalytic substance having a catalytic function. The catalytic substance is preferably fine particles of at least one of a metal oxide and a metal.

金属酸化物としては、酸化コバルト（ＣｏＯｘ）、酸化ニッケル（ＮｉＯｘ）、酸化鉄（ＦｅＯｘ）、酸化銅（ＣｕＯｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）、酸化セリウム（ＣｅＯｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化ビスマス（ＢｉＯｘ）、酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）、酸化バナジウム（ＶＯｘ）、酸化クロム（ＣｒＯｘ）などが挙げられ、上記のいずれか１種以上を主成分とすることが好ましい。金属としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられ、上記のいずれか１種以上を主成分とすることが好ましい。 Metal oxides include cobalt oxide (CoOx), nickel oxide (NiOx), iron oxide (FeOx), copper oxide (CuOx), zirconium oxide (ZrOx), cerium oxide (CeOx), aluminum oxide (AlOx), niobium oxide (NbOx), titanium oxide (TiOx), bismuth oxide (BiOx), molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), and chromium oxide (CrOx). It is preferable that one or more of the above be the main component. Metals include platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), nickel (Ni), cobalt (Co), molybdenum (Mo), tungsten (W), iron (Fe), chromium (Cr), cerium (Ce), copper (Cu), magnesium (Mg), and aluminum (Al). It is preferable that one or more of the above be the main component.

原料ガスが改質部２２に供給されると、原料ガスが５００℃以上１１５０℃以下に加熱されながら、原料ガス中の炭素成分が改質触媒２３によって改質される。こうして、改質部２２は、原料ガスから改質ガスを生成する。改質ガスには、ＣＯおよびＨ２Ｏなどの改質成分が含まれる。改質ガスに含まれるＣＯの含有割合は、原料ガスに比べて非常に大きい。改質部２２は、改質処理によって得られるＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガス（以下、単に改質ガスともいう）を反応部２４に排出する。 When the raw material gas is supplied to the reforming section 22, the raw material gas is heated to 500° C. or more and 1150° C. or less, while the carbon components in the raw material gas are reformed by the reforming catalyst 23. In this way, the reforming section 22 generates a reformed gas from the raw material gas. The reformed gas contains reforming components such as CO and H 2 O. The content of CO in the reformed gas is much higher than that of the raw material gas. The reforming section 22 discharges the reformed gas containing CO and H 2 O (hereinafter also simply referred to as reformed gas) obtained by the reforming process to the reaction section 24.

改質部２２における、５００℃以上１１５０℃以下の温度範囲内に加熱される原料ガスについて、上記温度範囲内で高温であるほど、原料ガスから改質ガスへの改質効率が高いが、改質触媒２３の改質特性が熱によって低下する可能性がある。そのため、改質部２２における、原料ガスの加熱温度は、好ましくは５００℃以上１１５０℃以下、より好ましくは５００℃以上１０００℃以下、さらに好ましくは５００℃以上９００℃以下である。 For the raw material gas heated to a temperature range of 500°C to 1150°C in the reforming section 22, the higher the temperature within the above range, the higher the efficiency of reforming the raw material gas into reformed gas, but the reforming characteristics of the reforming catalyst 23 may be reduced by heat. Therefore, the heating temperature of the raw material gas in the reforming section 22 is preferably 500°C to 1150°C, more preferably 500°C to 1000°C, and even more preferably 500°C to 900°C.

反応部２４には、改質部２２から排出される改質ガスが供給される。反応部２４に供給される改質ガスの温度は、１５０℃以上改質部２２内の改質ガスの温度以下である。例えば、改質部２２内の改質ガスの温度が８００℃である場合、反応部２４に供給される改質ガスの上限温度は８００℃である。また、反応部２４に供給される改質ガスの温度が２５０℃以上であると、改質ガスから後述する反応ガスへの反応効率が向上する。反応システム２０は、改質部２２と反応部２４との間の冷却機構、換言すると、改質部２２から排出された改質ガスを反応部２４に供給する前に冷却する冷却機構を具備しない。すなわち、反応システム２０では、改質部２２から排出されて反応部２４に供給される間に、改質ガスに対する冷却が不要である。 The reaction section 24 is supplied with the reformed gas discharged from the reforming section 22. The temperature of the reformed gas supplied to the reaction section 24 is 150°C or higher and lower than the temperature of the reformed gas in the reforming section 22. For example, when the temperature of the reformed gas in the reforming section 22 is 800°C, the upper limit temperature of the reformed gas supplied to the reaction section 24 is 800°C. In addition, when the temperature of the reformed gas supplied to the reaction section 24 is 250°C or higher, the reaction efficiency from the reformed gas to the reaction gas described later is improved. The reaction system 20 does not include a cooling mechanism between the reforming section 22 and the reaction section 24, in other words, a cooling mechanism that cools the reformed gas discharged from the reforming section 22 before supplying it to the reaction section 24. That is, in the reaction system 20, cooling of the reformed gas is not required while it is discharged from the reforming section 22 and supplied to the reaction section 24.

反応部２４は、上記の温度範囲内で、ＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガスから、反応部２４内の触媒２５を介して、Ｈ２およびＣＯ２を含む反応ガス（以下、単に反応ガスともいう）を生成する。例えば、反応部２４では、水性ガスシフト反応が行われる。 Within the above temperature range, the reaction section 24 generates a reaction gas containing H2 and CO2 (hereinafter also simply referred to as reaction gas) from the reformed gas containing CO and H2O via the catalyst 25 in the reaction section 24. For example, a water-gas shift reaction takes place in the reaction section 24.

反応部２４内の改質ガスの温度が１５０℃以上であれば、反応部２４は改質ガスを加熱するための加熱機構を具備しなくてもよい。さらに、改質部２２を排出して反応部２４に供給される前の改質ガスの温度が１５０℃以上であれば、反応システム２０は、改質部２２と反応部２４との間に、改質ガスを加熱するための加熱機構を具備しなくてもよい。この場合、改質部２２を排出する改質ガスは、温度制御をせずに、反応部２４に供給することができる。 If the temperature of the reformed gas in the reaction section 24 is 150°C or higher, the reaction section 24 does not need to be equipped with a heating mechanism for heating the reformed gas. Furthermore, if the temperature of the reformed gas before it is discharged from the reforming section 22 and supplied to the reaction section 24 is 150°C or higher, the reaction system 20 does not need to be equipped with a heating mechanism for heating the reformed gas between the reforming section 22 and the reaction section 24. In this case, the reformed gas discharged from the reforming section 22 can be supplied to the reaction section 24 without temperature control.

また、反応部２４は、上記温度範囲内の温度帯の設定が１段構成である。すなわち、反応部２４の温度帯の設定は、多段構成ではなく、１５０℃以上改質部２２内の改質ガスの温度以下、好ましくは２５０℃以上改質部２２内の改質ガスの温度以下の１段構成である。仮に、反応部の温度帯の設定が２段構成である場合、従来の定置式の反応システムのように、例えば、３５０℃～４００℃程度の高温帯の構成と１８０℃～２４０℃程度の低温帯の構成とが反応部に設けられる。反応部２４で行われる反応の上記温度は、従来の定置式の反応システムにおける高温帯の温度よりも高いことが好ましい。 The reaction section 24 also has a single-stage temperature zone setting within the above temperature range. That is, the temperature zone setting of the reaction section 24 is not a multi-stage configuration, but a single-stage configuration of 150°C or higher and lower than the temperature of the reformed gas in the reforming section 22, preferably 250°C or higher and lower than the temperature of the reformed gas in the reforming section 22. If the temperature zone setting of the reaction section is a two-stage configuration, for example, a high-temperature zone configuration of about 350°C to 400°C and a low-temperature zone configuration of about 180°C to 240°C are provided in the reaction section, as in conventional stationary reaction systems. The above temperature of the reaction performed in the reaction section 24 is preferably higher than the temperature of the high-temperature zone in conventional stationary reaction systems.

また、反応部２４は触媒２５を具備する。触媒２５は、反応部２４で行われる反応の温度帯に対する耐熱性に優れている。そのため、反応部２４内で触媒２５を長期間使用しても、触媒２５の触媒性能などの特性の低下が抑制され、反応部２４は長期間にわたって安定してＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを生成できる。 The reaction section 24 also includes a catalyst 25. The catalyst 25 has excellent heat resistance in the temperature range of the reaction carried out in the reaction section 24. Therefore, even if the catalyst 25 is used in the reaction section 24 for a long period of time, deterioration of the characteristics of the catalyst 25, such as the catalytic performance, is suppressed, and the reaction section 24 can stably generate a reaction gas containing H2 and CO2 for a long period of time.

また、反応部２４内の反応温度は、従来の定置式の反応システムにおける高温帯の温度よりも高い。仮に従来の定置式の反応システムにおける高温帯で用いられるＦｅ系触媒のような触媒を反応部２４の触媒２５として採用しても、反応部２４内の反応温度に対する当該触媒の耐熱性が非常に低いので、反応部２４は反応ガスを安定して生成することが困難である。 In addition, the reaction temperature in the reaction section 24 is higher than the temperature of the high temperature zone in a conventional stationary reaction system. Even if a catalyst such as an Fe-based catalyst used in the high temperature zone in a conventional stationary reaction system is adopted as the catalyst 25 in the reaction section 24, the heat resistance of the catalyst against the reaction temperature in the reaction section 24 is very low, so it is difficult for the reaction section 24 to stably generate reaction gas.

反応部２４に設けられる触媒２５は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、担体に内在する少なくとも１つのＣＯシフト触媒物質と、を備え、担体は、互いに連通する通路を有し、ＣＯシフト触媒物質は、担体の少なくとも通路に存在している触媒であることが好ましい。 The catalyst 25 provided in the reaction section 24 comprises a carrier having a porous structure composed of a zeolite-type compound and at least one CO-shift catalyst substance present in the carrier, the carrier having passages communicating with each other, and the CO-shift catalyst substance is preferably a catalyst present in at least the passages of the carrier.

この触媒を構成する担体は、ゼオライト型化合物で構成される。ゼオライト型化合物としては、例えば、ゼオライト（アルミノケイ酸塩）、陽イオン交換ゼオライト、シリカライトなどのケイ酸塩化合物、アルミノホウ酸塩、アルミノヒ酸塩、ゲルマニウム酸塩などのゼオライト類縁化合物、リン酸モリブデンなどのリン酸塩系ゼオライト類似物質などが挙げられる。なかでも、ゼオライト型化合物はケイ酸塩化合物であることが好ましい。 The carrier that constitutes this catalyst is composed of a zeolite-type compound. Examples of zeolite-type compounds include silicate compounds such as zeolite (aluminosilicate), cation-exchanged zeolite, and silicalite, zeolite-related compounds such as aluminoborates, aluminoarsenates, and germanates, and phosphate-based zeolite-like substances such as molybdenum phosphate. Of these, it is preferable that the zeolite-type compound is a silicate compound.

ゼオライト型化合物の骨格構造は、ＦＡＵ型（Ｙ型またはＸ型）、ＭＴＷ型、ＭＦＩ型（ＺＳＭ－５）、ＦＥＲ型（フェリエライト）、ＬＴＡ型（Ａ型）、ＭＷＷ型（ＭＣＭ－２２）、ＭＯＲ型（モルデナイト）、ＬＴＬ型（Ｌ型）、ＢＥＡ型（ベータ型）などから選択され、好ましくはＭＦＩ型であり、より好ましくはＺＳＭ－５である。ゼオライト型化合物には、各骨格構造に応じた孔径を有する孔が複数形成される。例えば、ＭＦＩ型では、最大孔径が０．６３６ｎｍ（６．３６Å）、平均孔径が０．５６０ｎｍ（５．６０Å）である。 The framework structure of the zeolite-type compound is selected from FAU type (Y type or X type), MTW type, MFI type (ZSM-5), FER type (ferrierite), LTA type (A type), MWW type (MCM-22), MOR type (mordenite), LTL type (L type), BEA type (beta type), etc., preferably MFI type, more preferably ZSM-5. In the zeolite-type compound, multiple pores are formed with pore sizes according to each framework structure. For example, in the MFI type, the maximum pore size is 0.636 nm (6.36 Å) and the average pore size is 0.560 nm (5.60 Å).

また、ＣＯシフト触媒物質は、金属微粒子であることが好ましい。金属微粒子は、少なくとも１種の金属または金属酸化物で構成される微粒子であればよい。例えば、金属微粒子は、単一の金属または金属酸化物で構成されていてもよいし、２種以上の金属または金属酸化物の混合物で構成されていてもよい。 The CO shift catalyst material is preferably metal fine particles. The metal fine particles may be fine particles composed of at least one metal or metal oxide. For example, the metal fine particles may be composed of a single metal or metal oxide, or may be composed of a mixture of two or more metals or metal oxides.

このような金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられ、上記のいずれか１種以上の金属を主成分とすることが好ましい。 Examples of such metals include platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), nickel (Ni), cobalt (Co), molybdenum (Mo), tungsten (W), iron (Fe), chromium (Cr), cerium (Ce), copper (Cu), magnesium (Mg), and aluminum (Al). It is preferable that the main component is one or more of the above metals.

また、このような金属酸化物としては、例えば、酸化コバルト（ＣｏＯｘ）、酸化ニッケル（ＮｉＯｘ）、酸化鉄（ＦｅＯｘ）、酸化銅（ＣｕＯｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）、酸化セリウム（ＣｅＯｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化ニオブ（ＮｂＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化ビスマス（ＢｉＯｘ）、酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）、酸化バナジウム（ＶＯｘ）、酸化クロム（ＣｒＯｘ）などが挙げられ、上記のいずれか１種以上の金属酸化物を主成分とすることが好ましい。 Examples of such metal oxides include cobalt oxide (CoO x ), nickel oxide (NiO x ), iron oxide (FeO x ), copper oxide (CuO x ), zirconium oxide (ZrO x ), cerium oxide (CeO x ), aluminum oxide (AlO x ), niobium oxide (NbO x ), titanium oxide (TiO x ), bismuth oxide (BiO x ), molybdenum oxide (MoO x ), vanadium oxide (VO x ), and chromium oxide (CrO x ). It is preferable that the material contains one or more of the above metal oxides as a main component.

上記の金属または金属酸化物で構成される金属微粒子の中でも、金属微粒子は、ニッケル、コバルト、鉄および銅からなる群から選択される少なくとも１種の金属または金属酸化物で構成される微粒子であることが好ましく、コバルト、鉄および銅からなる群から選択される少なくとも１種の金属または金属酸化物で構成される微粒子であることがより好ましく、銅または酸化銅で構成される微粒子であることがさらに好ましい。 Among the metal microparticles composed of the above metals or metal oxides, the metal microparticles are preferably microparticles composed of at least one metal or metal oxide selected from the group consisting of nickel, cobalt, iron, and copper, more preferably microparticles composed of at least one metal or metal oxide selected from the group consisting of cobalt, iron, and copper, and even more preferably microparticles composed of copper or copper oxide.

このように、ＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガスが反応部２４に供給されると、上記温度範囲内の改質ガスに含まれるＣＯおよびＨ２Ｏが触媒２５と反応する。こうして、反応部２４は、改質ガスから反応ガスを生成する。反応ガスには、Ｈ２およびＣＯ２などの反応成分が含まれる。反応ガスに含まれるＨ２およびＣＯ２の含有割合は、原料ガスや改質ガスに比べて非常に大きい。反応部２４は、反応処理によって得られるＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを取出部２６に排出する。 In this way, when the reformed gas containing CO and H2O is supplied to the reaction section 24, the CO and H2O contained in the reformed gas within the above temperature range react with the catalyst 25. In this way, the reaction section 24 generates a reaction gas from the reformed gas. The reaction gas contains reaction components such as H2 and CO2 . The content ratio of H2 and CO2 contained in the reaction gas is much higher than that of the raw material gas and the reformed gas. The reaction section 24 discharges the reaction gas containing H2 and CO2 obtained by the reaction process to the discharge section 26.

反応システム２０に設けられる取出部２６には、反応部２４から排出される反応ガスが供給される。反応ガスは、取出部２６から移動式反応システム１の外部に取出すことができる。 The reaction gas discharged from the reaction section 24 is supplied to the removal section 26 provided in the reaction system 20. The reaction gas can be removed from the removal section 26 to the outside of the mobile reaction system 1.

このような構成を有する移動式反応システム１は、移動体１０を備える。そのため、原料ガスのプラントが点在する場合であっても、移動体１０を稼動してプラントを巡回することによって、移動式反応システム１は原料ガスを任意の時機に効率よく収集できる。さらには、移動式反応システム１の巡回中に、反応システム２０によって原料ガスを改質および反応できる。特に、移動式反応システム１のプラント間の移動時に、原料ガスを改質および反応できる。すなわち、移動式反応システム１は、移動しながら、原料ガスを改質処理および反応処理できる。そのため、移動式反応システム１は、原料ガスの収集、改質および反応を効率的に行うことができる。 The mobile reaction system 1 having such a configuration includes a mobile body 10. Therefore, even if raw material gas plants are scattered, the mobile reaction system 1 can efficiently collect raw material gas at any time by operating the mobile body 10 to travel between the plants. Furthermore, the raw material gas can be reformed and reacted by the reaction system 20 while the mobile reaction system 1 is traveling. In particular, the raw material gas can be reformed and reacted when the mobile reaction system 1 moves between plants. In other words, the mobile reaction system 1 can reform and react the raw material gas while moving. Therefore, the mobile reaction system 1 can efficiently collect, reform, and react the raw material gas.

また、反応部２４内に設けられる触媒２５は、反応部２４で行われる反応の温度帯に対する耐熱性に優れている。移動式反応システム１の反応システム２０には、従来の定置式の反応システムに設けられていた冷却機構、すなわち、改質部２２から排出されて反応部２４に供給される前の改質ガスを冷却する冷却機構が不要である。そのため、反応システム２０を大幅に小型化できる。 In addition, the catalyst 25 provided in the reaction section 24 has excellent heat resistance in the temperature range of the reaction carried out in the reaction section 24. The reaction system 20 of the mobile reaction system 1 does not require a cooling mechanism provided in a conventional stationary reaction system, that is, a cooling mechanism for cooling the reformed gas discharged from the reforming section 22 before being supplied to the reaction section 24. Therefore, the reaction system 20 can be significantly reduced in size.

また、反応システム２０の反応部２４では、温度帯の設定が１段構成であり、従来の定置式の反応システムのように、多段構成ではない。反応部２４では、温度帯の設定が１段のみの構成であるため、反応部２４を小型化できると共に、反応部２４の反応処理時間を短縮化できる。さらには、反応部２４では、１段構成のみを温度制御するため、反応部２４の温度制御が簡便である。そのため、移動式反応システム１は、原料ガスからの反応ガスの製造を簡便に効率的に行うことができる。 In addition, the reaction section 24 of the reaction system 20 has a single-stage temperature zone setting, and is not a multi-stage configuration as in conventional stationary reaction systems. Since the reaction section 24 has only a single-stage temperature zone setting, the reaction section 24 can be made smaller and the reaction processing time of the reaction section 24 can be shortened. Furthermore, since the reaction section 24 only controls the temperature of the single stage, temperature control of the reaction section 24 is simple. Therefore, the mobile reaction system 1 can easily and efficiently produce reaction gas from the raw material gas.

また、反応部２４内で行われる反応の温度は、従来の定置式の反応システムにおける高温帯の温度よりも高い。そのため、改質部２２から排出される改質ガスを反応部２４に直接供給することが可能である。さらに、改質部２２から供給された反応部２４内の改質ガスが上記温度範囲の下限値以上の高温状態を維持する場合には、反応部２４に供給される前の改質ガスを加熱する加熱機構や、反応部２４内の改質ガスを加熱する加熱機構が不要である。そのため、反応システム２０の温度制御がさらに簡便になると共に、反応システム２０を小型化できる。 The temperature of the reaction taking place in the reaction section 24 is higher than the temperature of the high temperature zone in conventional stationary reaction systems. Therefore, it is possible to directly supply the reformed gas discharged from the reforming section 22 to the reaction section 24. Furthermore, when the reformed gas in the reaction section 24 supplied from the reforming section 22 maintains a high temperature state equal to or higher than the lower limit of the above temperature range, a heating mechanism for heating the reformed gas before it is supplied to the reaction section 24 or a heating mechanism for heating the reformed gas in the reaction section 24 is not required. Therefore, the temperature control of the reaction system 20 becomes even simpler and the reaction system 20 can be made more compact.

また、仮に各プラントで定置式の改質装置や反応装置を設置する場合、複数の改質装置や反応装置が必要になると共に、原料ガスの成分が各プラントで異なるために、改質処理や反応処理の程度は各プラントで異なる。複数のプラントで得られる各改質ガスや各反応ガスの成分が大きく異なるおそれがある。また、仮に、原料ガスを各プラントから収集した後に改質および反応を行う場合には、大規模の定置式の改質装置および反応装置が必要になる。一方で、移動式反応システム１は、１台で、移動しながら、収集、改質、反応を実施できる。改質部２２および反応部２４は、移動体１０に積載できる程度に小型化であり、移動体１０の稼動によって移動可能である。このように、移動式反応システム１によって、改質装置および反応装置の設置数を減らせることに加えて、改質装置および反応装置を移動可能な程度に小型化できる。そのため、原料ガスからの反応ガスの製造コストを削減できる。さらには、複数のプラントで収集した原料ガスに対して、移動式反応システム１は、改質部２２および反応部２４によって、同一の改質処理および反応処理を行うことができる。 If stationary reformers and reaction devices are installed in each plant, multiple reformers and reaction devices will be required, and the components of the raw gas will differ from plant to plant, so the degree of reforming and reaction will differ from plant to plant. The components of each reformed gas and each reaction gas obtained in multiple plants may differ significantly. If the raw gas is collected from each plant and then reformed and reacted, large-scale stationary reformers and reaction devices will be required. On the other hand, the mobile reaction system 1 can collect, reform, and react while moving with a single unit. The reforming section 22 and the reaction section 24 are small enough to be loaded onto the mobile body 10, and can be moved by the operation of the mobile body 10. In this way, the mobile reaction system 1 can reduce the number of reformers and reaction devices installed, and can also reduce the size of the reformers and reaction devices to a level that allows them to be moved. Therefore, the production cost of reaction gas from raw gas can be reduced. Furthermore, the mobile reaction system 1 can perform the same reforming and reaction processes on raw gas collected at multiple plants using the reforming section 22 and the reaction section 24.

また、原料ガス供給部２１に供給される原料ガスはバイオガスであることが好ましい。バイオガスは、様々な種類の有機性廃棄物から生成される。一般的に、各プラントで用いられる有機性廃棄物の種類は異なるため、各プラントで生成されるバイオガスの成分は大きく異なる。このように、バイオガスの成分がプラント間で大きく異なっていても、移動式反応システム１はバイオガスから反応ガスを効率的に製造できる。また、バイオガスは再生可能なエネルギー資源であるため、移動式反応システム１は環境調和型の技術である。 The raw gas supplied to the raw gas supply unit 21 is preferably biogas. Biogas is produced from various types of organic waste. Generally, different types of organic waste are used in each plant, and therefore the components of the biogas produced in each plant vary greatly. In this way, even if the components of the biogas vary greatly between plants, the mobile reaction system 1 can efficiently produce reaction gas from the biogas. Furthermore, since biogas is a renewable energy resource, the mobile reaction system 1 is an environmentally friendly technology.

また、原料ガスは複数のプラントからの収集ガスであることが好ましい。収集ガスとは、複数のプラントから収集した複数の原料ガスの混合ガス、すなわち成分の異なる複数の原料ガスの混合ガスである。移動式反応システム１は、１つのプラントに限らず、複数のプラントを巡回して、成分の異なる複数の原料ガスを収集できる。こうして得られた収集ガスであっても、移動式反応システム１は長期間にわたって安定して良好に改質できる。 The raw material gas is preferably collected gas from multiple plants. The collected gas is a mixture of multiple raw material gases collected from multiple plants, i.e., a mixture of multiple raw material gases with different components. The mobile reaction system 1 is not limited to one plant, but can travel around multiple plants to collect multiple raw material gases with different components. Even with the collected gas obtained in this way, the mobile reaction system 1 can stably and satisfactorily reform the gas over a long period of time.

また、移動式反応システム１の移動体１０は陸上移動体であることが好ましい。陸上移動体は、道路を自由に走行できる。そのため、原料ガスのプラントが広域に点在しても、移動式反応システム１は原料ガスを効率的に収集できる。 In addition, it is preferable that the mobile body 10 of the mobile reaction system 1 is a land mobile body. A land mobile body can travel freely on roads. Therefore, even if raw material gas plants are scattered over a wide area, the mobile reaction system 1 can efficiently collect raw material gas.

上記したように、第１実施形態の移動式反応システム１によれば、プラントを巡回しながら、原料ガスの収集、改質、反応を行うことができる。移動式反応システム１には、反応部２４に供給される前の改質ガスを冷却する冷却機構が不要であるので、反応システム２０の小型化を図ることができる。また、反応システム２０の反応部２４は、温度帯の設定が１段構成であるので、反応部２４の小型化および反応部２４の反応時間の短縮化を図ることができると共に、反応部２４における反応の温度制御が容易である。そのため、移動式反応システム１は、小型化を容易に図ることが可能であり、原料ガスからＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを効率よく簡便に製造できる。 As described above, according to the mobile reaction system 1 of the first embodiment, the raw material gas can be collected, reformed, and reacted while traveling around the plant. The mobile reaction system 1 does not require a cooling mechanism for cooling the reformed gas before it is supplied to the reaction section 24, so the reaction system 20 can be made smaller. In addition, since the reaction section 24 of the reaction system 20 has a single-stage temperature zone setting, the reaction section 24 can be made smaller and the reaction time of the reaction section 24 can be shortened, and the temperature control of the reaction in the reaction section 24 is easy. Therefore, the mobile reaction system 1 can be easily made smaller, and can efficiently and easily produce a reaction gas containing H 2 and CO 2 from the raw material gas.

なお、上記では、反応システム２０が１つの改質部２２を有する例について示したが、反応システム２０は複数の改質部２２を有してもよい。この場合、複数の改質部で行われる改質プロセスは、同じでもよいし、異なってもよい。所望の改質成分に応じて、改質部の設置数や、各改質部で行われる改質プロセスは適宜設定される。 In the above, an example in which the reaction system 20 has one reforming unit 22 has been described, but the reaction system 20 may have multiple reforming units 22. In this case, the reforming processes performed in the multiple reforming units may be the same or different. The number of reforming units and the reforming process performed in each reforming unit are appropriately set according to the desired reforming components.

また、反応システム２０は、反応部２４にＨ２Ｏを供給する不図示のＨ２Ｏ供給部を有してもよい。反応部２４に供給される改質ガス中のＨ２Ｏの含有割合が小さい場合、不図示のＨ２Ｏ供給部から反応部２４にＨ２Ｏを供給できる。そのため、反応部２４へのＨ２Ｏの供給不足を改善できる。 The reaction system 20 may also have an H 2 O supply unit (not shown) that supplies H 2 O to the reaction unit 24. When the content of H 2 O in the reformed gas supplied to the reaction unit 24 is small, H 2 O can be supplied from the H 2 O supply unit (not shown) to the reaction unit 24. Therefore, the shortage of H 2 O supply to the reaction unit 24 can be improved.

また、反応システム２０は、筐体３０に設けられる不図示の原料ガス投入部を介して、原料ガスが移動式反応システム１の外部から原料ガス供給部２１に投入されてもよい。 In addition, in the reaction system 20, raw material gas may be input from outside the mobile reaction system 1 to the raw material gas supply unit 21 via a raw material gas input unit (not shown) provided in the housing 30.

また、反応システム２０は、原料ガス供給部２１の前段に、不図示の原料ガス貯蔵タンクを有してもよい。例えば、原料ガスは、不図示の原料ガス投入部から不図示の原料ガス貯蔵タンクに供給される。原料ガス貯蔵タンクに貯蔵される原料ガスは、原料ガス供給部２１に供給される。原料ガス貯蔵タンクは、改質部２２の改質状況や反応部２４の反応状況に応じて、原料ガスを原料ガス供給部２１に供給する。改質部２２や反応部２４には、処理能力以上のガスが供給されない。改質部２２や反応部２４へのガスの過剰供給を回避できるため、原料ガスから反応ガスを効率よく製造できる。また、原料ガス供給部２１は、原料ガス貯蔵タンクの機能、すなわち原料ガスを貯蔵する機能を有してもよい。 The reaction system 20 may also have a raw material gas storage tank (not shown) in front of the raw material gas supply unit 21. For example, the raw material gas is supplied from a raw material gas input unit (not shown) to a raw material gas storage tank (not shown). The raw material gas stored in the raw material gas storage tank is supplied to the raw material gas supply unit 21. The raw material gas storage tank supplies the raw material gas to the raw material gas supply unit 21 according to the reforming status of the reforming unit 22 and the reaction status of the reaction unit 24. Gas beyond the processing capacity is not supplied to the reforming unit 22 or the reaction unit 24. Since excessive supply of gas to the reforming unit 22 or the reaction unit 24 can be avoided, the reaction gas can be efficiently produced from the raw material gas. The raw material gas supply unit 21 may also have the function of a raw material gas storage tank, i.e., the function of storing the raw material gas.

また、反応システム２０は、原料ガス供給部２１と改質部２２の間に、不図示の脱硫部を有してもよい。脱硫部は、改質部２２に供給される原料ガスを脱硫して、原料ガス中の硫黄成分を除去する。硫化水素などの硫黄成分が所定の含有割合よりも多く原料ガスに含まれると、改質触媒２３が原料ガス中の硫黄成分によって劣化して、改質触媒２３の触媒性能が低下することがある。反応システム２０が脱硫部を有すると、改質部２２に供給される原料ガス中の硫黄成分を所定の含有割合以下に維持し、改質触媒２３の触媒性能の低下を抑制できる。そのため、反応ガスを長期間にわたって安定して製造できる。 The reaction system 20 may also have a desulfurization unit (not shown) between the raw gas supply unit 21 and the reforming unit 22. The desulfurization unit desulfurizes the raw gas supplied to the reforming unit 22 to remove sulfur components in the raw gas. If the raw gas contains more sulfur components such as hydrogen sulfide than a predetermined content ratio, the reforming catalyst 23 may be deteriorated by the sulfur components in the raw gas, and the catalytic performance of the reforming catalyst 23 may decrease. If the reaction system 20 has a desulfurization unit, the sulfur components in the raw gas supplied to the reforming unit 22 can be maintained at or below a predetermined content ratio, and the catalytic performance of the reforming catalyst 23 can be suppressed from decreasing. Therefore, the reaction gas can be stably produced for a long period of time.

また、反応システム２０は、反応部２４と取出部２６との間に、不図示の反応ガス貯蔵タンクを有してもよい。反応ガス貯蔵タンクには、反応部２４から反応ガスが供給される。反応ガス貯蔵タンクに貯蔵される反応ガスは、取出部２６に供給される。反応ガス貯蔵タンクは、状況に応じて、反応ガスを取出部２６に供給する。そのため、移動式反応システム１のプラントへの巡回回数を増やすことができる。 The reaction system 20 may also have a reaction gas storage tank (not shown) between the reaction section 24 and the removal section 26. The reaction gas is supplied to the reaction gas storage tank from the reaction section 24. The reaction gas stored in the reaction gas storage tank is supplied to the removal section 26. The reaction gas storage tank supplies the reaction gas to the removal section 26 depending on the situation. This allows the mobile reaction system 1 to increase the number of times it visits the plant.

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の移動式反応システムの一例を示す概略図である。 Second Embodiment
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a mobile reaction system according to the second embodiment.

なお、以下に示す実施形態では、第１実施形態の移動式反応システムの構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。 In the following embodiment, components that are the same as those in the mobile reaction system of the first embodiment are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted or simplified.

第２実施形態の移動式反応システム２において、分離部２７の構成が追加されること以外は、第１実施形態の移動式反応システム１の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The configuration of the mobile reaction system 2 of the second embodiment is basically the same as that of the mobile reaction system 1 of the first embodiment, except for the addition of the configuration of the separation section 27. Therefore, the different configuration will be mainly described here.

図２に示すように、反応システム２０は、原料ガス供給部２１と、改質部２２と、反応部２４と、分離部２７とを有する。図２に示すように、反応システム２０を構成する分離部２７などの各構成要素は、筐体３０内に収容されてもよい。移動式反応システム２は、反応部２４から排出される反応ガスからＨ２およびＣＯ２の少なくとも一方を分離する分離部２７をさらに備える。 As shown in Fig. 2, the reaction system 20 has a raw material gas supply unit 21, a reforming unit 22, a reaction unit 24, and a separation unit 27. As shown in Fig. 2, each component of the reaction system 20, such as the separation unit 27, may be housed in a housing 30. The mobile reaction system 2 further includes a separation unit 27 that separates at least one of H2 and CO2 from the reaction gas discharged from the reaction unit 24.

分離部２７は、反応ガスからＨ２を分離する水素用の分離部、反応ガスからＣＯ２を分離する二酸化炭素用の分離部、または反応ガスからＨ２およびＣＯ２の両方を分離する混合用の分離部である。 The separation unit 27 is a hydrogen separation unit that separates H2 from the reaction gas, a carbon dioxide separation unit that separates CO2 from the reaction gas, or a mixed separation unit that separates both H2 and CO2 from the reaction gas.

分離部２７が水素用の分離部である場合、反応部２４から分離部２７に供給される反応ガスからＨ２が分離される。そのため、分離部２７に供給される前の反応ガスに含まれるＨ２の含有割合に比べて、分離部２７から排出されたガスに含まれるＨ２の含有割合が大きい。 When the separation unit 27 is a separation unit for hydrogen, H2 is separated from the reaction gas supplied from the reaction unit 24 to the separation unit 27. Therefore, the content of H2 contained in the gas discharged from the separation unit 27 is higher than the content of H2 contained in the reaction gas before it is supplied to the separation unit 27.

分離部２７が二酸化炭素用の分離部である場合、反応部２４から分離部２７に供給される反応ガスからＣＯ２が分離される。そのため、分離部２７に供給される前の反応ガスに含まれるＣＯ２の含有割合に比べて、分離部２７から排出されたガスに含まれるＣＯ２の含有割合が大きい。 When the separation unit 27 is a separation unit for carbon dioxide, CO2 is separated from the reaction gas supplied from the reaction unit 24 to the separation unit 27. Therefore, the content of CO2 contained in the gas discharged from the separation unit 27 is higher than the content of CO2 contained in the reaction gas before it is supplied to the separation unit 27.

分離部２７が混合用の分離部である場合、反応部２４から分離部２７に供給される反応ガスからＨ２およびＣＯ２が分離される。そのため、分離部２７に供給される前の反応ガスに含まれるＨ２およびＣＯ２の合計の含有割合に比べて、分離部２７から排出されたガスに含まれるＨ２およびＣＯ２の合計の含有割合が大きい。 When the separation section 27 is a mixing separation section, H 2 and CO 2 are separated from the reaction gas supplied from the reaction section 24 to the separation section 27. Therefore, the total content ratio of H 2 and CO 2 contained in the gas discharged from the separation section 27 is higher than the total content ratio of H 2 and CO 2 contained in the reaction gas before it is supplied to the separation section 27.

このように、反応システム２０が分離部２７を有すると、反応成分であるＨ２およびＣＯ２の少なくとも一方の含有割合が増加した反応ガスを得ることができる。さらには、分離部２７の設定を変えると、Ｈ２およびＣＯ２の増加割合を変えることができる。そのため、所望の反応成分の含有割合を高めた反応ガスを得ることができる。 In this way, when the reaction system 20 has the separation unit 27, it is possible to obtain a reaction gas in which the content ratio of at least one of the reaction components H2 and CO2 is increased. Furthermore, by changing the setting of the separation unit 27, the increase ratio of H2 and CO2 can be changed. Therefore, it is possible to obtain a reaction gas in which the content ratio of a desired reaction component is increased.

上記したように、第２実施形態の移動式反応システム２によれば、分離部２７によって、反応ガスからＨ２およびＣＯ２の少なくとも一方を分離する。さらに、分離部２７の設定を適宜変えることによって、所望の反応成分の含有割合を向上した反応ガスを得ることができる。そのため、原料ガスから所望の反応成分を多く含む反応ガスを効率的に製造できる。 As described above, according to the mobile reaction system 2 of the second embodiment, at least one of H2 and CO2 is separated from the reaction gas by the separation unit 27. Furthermore, by appropriately changing the setting of the separation unit 27, a reaction gas having an improved content ratio of a desired reaction component can be obtained. Therefore, a reaction gas containing a large amount of a desired reaction component can be efficiently produced from a raw material gas.

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の移動式反応システムの一例を示す概略図である。 Third Embodiment
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a mobile reaction system according to the third embodiment.

第３実施形態の移動式反応システム３において、酸化部２８の構成が追加されること以外は、第１実施形態の移動式反応システム１の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The mobile reaction system 3 of the third embodiment is basically the same as the mobile reaction system 1 of the first embodiment, except for the addition of the oxidation unit 28. Therefore, the different configuration will be mainly described here.

図３に示すように、反応システム２０は、原料ガス供給部２１と、改質部２２と、反応部２４と、酸化部２８とを有する。図３に示すように、反応システム２０を構成する酸化部２８などの各構成要素は、筐体３０内に収容されてもよい。移動式反応システム２は、反応部２４から排出される反応ガス中のＣＯを酸化してＣＯ２を生成する酸化部２８をさらに備える。 As shown in Fig. 3, the reaction system 20 has a raw material gas supply unit 21, a reforming unit 22, a reaction unit 24, and an oxidation unit 28. As shown in Fig. 3, each component constituting the reaction system 20, such as the oxidation unit 28, may be housed in a housing 30. The mobile reaction system 2 further includes the oxidation unit 28 that oxidizes CO in the reaction gas discharged from the reaction unit 24 to generate CO2 .

上記のように、反応部２４はＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガスからＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを生成するが、反応部２４から排出される反応ガスにもＣＯが含まれることがある。酸化部２８は、反応部２４から排出される反応ガス中のＣＯをＣＯ２に酸化する。反応部２４から酸化部２８に供給される前の反応ガスに含まれるＣＯの含有割合に比べて、酸化部２８から排出された後の反応ガスに含まれるＣＯの含有割合は大きい。 As described above, the reaction section 24 generates a reaction gas containing H2 and CO2 from a reformed gas containing CO and H2O , but the reaction gas discharged from the reaction section 24 may also contain CO. The oxidation section 28 oxidizes the CO in the reaction gas discharged from the reaction section 24 to CO2 . The content of CO contained in the reaction gas after being discharged from the oxidation section 28 is higher than the content of CO contained in the reaction gas before it is supplied from the reaction section 24 to the oxidation section 28.

このように、酸化部２８は、反応ガス中のＣＯをＣＯ２に酸化し、反応ガス中のＣＯ２の含有割合を増加する。そのため、ＣＯ２の含有割合が増加した反応ガスを得ることができる。 In this manner, the oxidation unit 28 oxidizes the CO in the reaction gas to CO2 , thereby increasing the content of CO2 in the reaction gas, thereby making it possible to obtain a reaction gas with an increased content of CO2 .

また、上記第２実施形態で示した分離部２７が移動式反応システム３に設けられる場合、分離部２７は、反応部２４と酸化部２８との間に設けられてもよいし、酸化部２８の後段、すなわち酸化部２８と取出部２６との間に設けられてもよい。 When the separation section 27 shown in the second embodiment is provided in the mobile reaction system 3, the separation section 27 may be provided between the reaction section 24 and the oxidation section 28, or may be provided downstream of the oxidation section 28, i.e., between the oxidation section 28 and the removal section 26.

上記したように、第３実施形態の移動式反応システム３によれば、酸化部２８によって、反応ガスに含まれるＣＯからＣＯ２を生成し、ＣＯ２の含有割合を向上した反応ガスを得ることができる。そのため、原料ガスからＣＯ２を多く含む反応ガスを効率的に製造できる。 As described above, according to the mobile reaction system 3 of the third embodiment, the oxidation unit 28 generates CO2 from the CO contained in the reaction gas, and the reaction gas having an improved CO2 content can be obtained. Therefore, the reaction gas containing a large amount of CO2 can be efficiently produced from the raw material gas.

以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本開示の範囲内で種々に改変することができる。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes all aspects included in the concept and claims of this disclosure, and can be modified in various ways within the scope of this disclosure.

１、２、３ 移動式反応システム
１０ 移動体
２０ 反応システム
２１ 原料ガス供給部
２２ 改質部
２３ 改質触媒
２４ 反応部
２５ 触媒
２６ 取出部
２７ 分離部
２８ 酸化部
３０ 筐体
 1, 2, 3 Mobile reaction system 10 Mobile body 20 Reaction system 21 Raw material gas supply section 22 Reforming section 23 Reforming catalyst 24 Reaction section 25 Catalyst 26 Extraction section 27 Separation section 28 Oxidation section 30 Housing

Claims (6)

移動体と、前記移動体に搭載される反応システムとを備え、
前記反応システムは、
複数のプラントからの収集ガスである原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記原料ガス供給部から前記原料ガスが供給され、前記原料ガスを改質してＣＯおよびＨ２Ｏを含む改質ガスを生成する改質部と、
前記改質部から前記改質ガスが供給され、前記改質ガスを１５０℃以上前記改質部内の改質ガスの温度以下の温度範囲内で反応してＨ２およびＣＯ２を含む反応ガスを触媒を介して生成する、前記温度範囲内の温度帯の設定が１段構成の反応部と
を有することを特徴とする移動式反応システム。 A moving body and a reaction system mounted on the moving body,
The reaction system comprises:
a raw gas supply unit that supplies raw gas , which is collected gas from a plurality of plants ;
a reforming unit that receives the raw material gas from the raw material gas supply unit and reforms the raw material gas to generate a reformed gas containing CO and H 2 O;
the reformed gas is supplied from the reforming section, and the reformed gas is reacted within a temperature range of 150°C or higher and the temperature of the reformed gas in the reforming section to generate a reaction gas containing H2 and CO2 via a catalyst, the reaction section having a single-stage temperature zone setting within the temperature range. 前記反応部に設けられる前記触媒は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、前記担体に内在する少なくとも１つのＣＯシフト触媒物質と、を備え、
前記担体は、互いに連通する通路を有し、
前記ＣＯシフト触媒物質は、前記担体の少なくとも前記通路に存在している、請求項１に記載の移動式反応システム。 The catalyst provided in the reaction section includes a carrier having a porous structure composed of a zeolite type compound and at least one CO shift catalyst material present in the carrier,
The carrier has passages communicating with each other,
10. The mobile reactor system of claim 1, wherein said CO-shift catalyst material is present in at least said passages of said support. 前記反応部から排出される前記反応ガスからＨ２およびＣＯ２の少なくとも一方を分離する分離部をさらに備える、請求項１または２に記載の移動式反応システム。 The mobile reaction system according to claim 1 or 2, further comprising a separation section which separates at least one of H 2 and CO 2 from the reaction gas discharged from the reaction section. 前記反応部から排出される前記反応ガス中のＣＯを酸化してＣＯ２を生成する酸化部をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の移動式反応システム。 The mobile reaction system according to any one of claims 1 to 3, further comprising an oxidation section that oxidizes CO in the reaction gas discharged from the reaction section to produce CO2 . 前記原料ガスはバイオガスである、請求項１～４のいずれか１項に記載の移動式反応システム。 The mobile reaction system according to any one of claims 1 to 4, wherein the raw gas is biogas. 前記移動体は陸上移動体である、請求項１～５のいずれか１項に記載の移動式反応システム。
 The mobile reaction system according to any one of claims 1 to 5 , wherein the mobile body is a land mobile body.
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