JPH044292A

JPH044292A - 混合ガス生成方法

Info

Publication number: JPH044292A
Application number: JP10599890A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tamaura; 裕玉浦; Norio Shudo; 首藤　矩生
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-01-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、水素を含む混合ガスを生成する混合ガス生
成方法に関する。

（従来技術）例えば、水素のほとんどはナフサに高温で水蒸気や酸素
を作用させる方法によって作られている。

（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
この方法は化石燃料を原料としているので脱資源をめざ
したものではない。また、水を電気分解して水素を得る
方法があるが効率あるいは経済性を考慮すると実用化に
乏しい。

（問題点を解決するための手段）この発明は、低温で効率よく水素を含む混合ガスを生成
するものであって、つぎのような技術的手段を講じた。

すなわち、鉄酸化物又はフェライト中の酸素イオンを適
宜の手段を介して逃避させて酸素欠陥反応体とし、該酸
素欠陥反応体に炭素化合物を反応させて反応体の表面に
炭素を析出し、該炭素を有する反応体に水を反応させて
一酸化炭素と水素との混合ガスを生成することを特徴と
する混合ガス生成方法とする。

（作用）鉄酸化物又はフェライト（例えば、マグネタイトとする
）中の酸素イオン（０２−）を適宜の手段（例えば、窒
素ガスや水素等と反応させる）により逃避させて活性の
酸素欠陥マグネタイト（Ｆｅ、０４−ｘ）を生成する。

その化学反応式を示すとつぎの通りである。

Ｆ　ｅ、ｏａ＋　ｚ／２　Ｎ、−＋Ｆｅ、４０．−ｘ＋
ｚＮ。

活性の酸素欠陥マグネタイトに炭酸ガス（Ｃ０、）ある
いは炭酸ガスを含む排ガス（例えば、自動車から排出さ
れる排ガス）を接触反応させると。

炭酸ガスの０２−イオンが取り込まれて炭酸ガスの分解
処理が行なわれる。また、マグネタイト（Ｆｅ、Ｏ，）
の表面には炭素（Ｃ）が析出する。

その反応式を示すとつぎの通りである。

Ｆｅ、Ｏ，−ｘ＋１／２ＣＯ，−＊Ｆｅ　ｘ　Ｏ−＋　１　／　２　Ｃ雰謂気温度を所定温度に設けてなる炭素を有するマグネ
タイトに水を接触すると、マグネタイト（Ｆｅ、０４）
と混合ガス（−酸化炭素と水素）とを生成することがで
きる。その反応式は、っぎの通りである。

炭素を付着したマグネタイト＋Ｈ，Ｏ→Ｆ　ｅ　、　Ｏ
、＋　Ｇ　Ｏ＋　Ｈ。

（効果）混合ガスの生成過程において炭酸化合物、例えば地球温
暖化の元凶とされている炭酸ガスの分解を図れ、地球の
環境改善に貢献することができる。

また、ガスの生成に水を利用するので、−酸化炭素と水
素を含む混合ガスを安価で効率良く生成することが０Ｊ
能である。そして、該混合ガスは燃料（例えば、自動車
用燃料）として利用できるので化石燃料（例えば、ガソ
リン）の使用量の減少を図れる。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、その構成について説明すると、反応室１を構成す
る反応体室２は両端を開放した中空状に形成し、薄板状
に形成した鉄酸化物又はフェライト（以下この実施例で
はマグネタイトを使用する）からなる反応体３を収容し
ており、そして外側にはこの反応体室２の室内温度をＯ
〜６００’Ｃの所定温度に保持することのできる加熱器
４を設けている。そして、該反応体２は反応体室２に所
定間隔置きに設けており、また薄板状に設けているが、
例えば、キュービック形状でもよくこの形状にのみ限定
されるものでない。

窒素ガス案内５は一端部をラッパ状に形成して前記反応
室１に着脱自在に設けるとともに中間部に分岐管６を設
け、他端部を窒素ガス供給装置（例えば、製造装置、収
容タンク等）７に着脱自在に設けている。なお、該窒素
ガス案内管５には、分岐管６から反応体室２に至る間に
開閉弁８を設け、分岐管５から窒素ガス供給装置７に至
る間に開閉弁９を設けている。

そして、前記分岐管６は一端部を閉じている案内管１０
に着脱自在に設けており、また、該案内管１０は所定間
隔置きに第２分岐管１１ａ、１１ｂ、ｌｌｃ・・・・・
・・・・を着脱自在に設けている。なお、該第２分岐管
１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ・・・・・・・・・は各々前記
反応室１と同様に構成した反応室１ａ、１ｂ、ｌｃ・・
・・・・・・・に各々着脱自在に設けているとともに、
中間部に開閉弁１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・・・・・
・・を各々設けている。そして、分岐管１ｏは分岐管６
と第２分岐管１１ａとの間に開閉弁１３ｄを設け１分岐
管１１ａと分岐管１１ｂとの間に開閉弁１３ｂを設け１
分岐管１６ｂと分岐管１１ｃとの間に開閉弁１３ｃを設
けている（以下同様の構成としてる）。

１４は一端部をラッパ状に形成して前記反応体室２の出
口側端部に着脱自在に設け、他端部を窒素酸化物分解室
１５に連通＝ｉ能に設けているガス案内管である。なお
、他の各反応室１ａ、ｌｂ。

１ｃ・・・・・・・・・の各反応体室２ａ、２ｂ、２ｃ
・旧・団・の出口側端部にも前記窒素酸化物分解室１５
に連通可能に設けるとともに端部をラッパ状に形成した
ガス案内管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ・・・・・・・・・
を各々別個に着脱自在に設けている。

そして、前記窒素酸化物分解室１５は両端部を先細で開
放し且つ中空状に形成し、内部に室内の温度を０〜１０
００℃において調節可能な発熱体１６を設けるとともに
外部に断熱材１７を設けている。なお、該窒素酸化物分
解室１５は室内の温度を検出する温度検出センサ１８を
設け、選択された温度に保持し得るように温度検出セン
サ１８と発熱体１６を電気的に関連する構成としている
。

１９はすす供給手段（すす製造装置やすすを収容するタ
ンク等）であって、すす案内管２０を介して前記窒素酸
化物分解室１５と連通可能に設けている。なお、該すす
案内管２０とすす供給手段１９との間に開閉弁２１を設
けている。

炭酸ガス供給手段２２は例えば、炭酸ガスを製造する炭
酸ガス製造装置や炭酸ガスを収容する炭酸ガス収容タン
ク等であって、中間部を複数に分岐し且つ分岐側におけ
る端部をラッパ状に形成した炭酸ガス案内管２３を着脱
自在に設けている。

そして、分岐した炭酸ガス案内管２３の中間部には開閉
弁２４．２５を設けている。２６と２７はガス管である
。

水供給装置２８は水供給管２９によって供給された水を
水蒸気の形態にして貯留し且つ所定場所へ供給し得る構
成としており、そして中間部を複数に分岐して分岐側に
おける端部をラッパ状に形成した水案内管３０を着脱自
在に設けている。また、該分岐した水案内管３０の中間
部には開閉弁３１．３２を設けている。

３３と３４は一端部をラッパ状に形成し他端部をガス液
化装置３５に連通可能に設けた水素ガス案内管である。

３６は液化ガス貯留タンクである。

つぎに、その作用について説明する。

まず、反応室１を窒素ガス案内管５及びガス案内管１４
に取り付け、各反応室１ａ、ｌｂ、ｌｃ・・・・・・・
・・を第２分岐管１１　ａｌ　１１　ｂｅ　ｌ　１　ｃ
・・・・・・・・・及びガス案内管１４ａ、１４ｂｖ　
１４ｃ・・・・・・・・・に取り付ける。そして、開閉
弁８，１２ａ、１３ａを開け、他の開閉弁１２ｂ、１２
ｃ・・・・・・・・・及び１３ｂ、１３ｃ・・・・・・
・・・を閉じるとともに各反応室の各加熱器４でもって
各反応体２の室内温度を好ましい温度として約３００℃
に保持する。また、発熱体１６でもって窒素酸化物分解
室１５の室内温度を好ましい温度として約４００℃に保
持する。

そして、開閉弁９と開閉弁２１を開くと、窒素ガスは窒
素ガス供給装置７から窒素ガス案内管５を通って反応室
１の反応体室２に供給され、また分岐管６と案内管１０
を通って第２分岐管１１ａから反応室１ａの反応体室に
供給される。

すると、Ｍ’１Ｍ素ガス（Ｎ２）がマグネタイト（Ｆ　
ｅ　、０４　）に接触反応して酸素欠陥マグネタイト（
Ｆ　ｅ　ｘ　Ｏａ　−ｘ　）と窒素酸化物（Ｎ　Ｏ）を
生成する。それを化学反応式であられすとつぎの通りで
ある。

Ｆ　ｅ　、＋０４　＋　Ｚ　／　２　Ｎ２→Ｆ　ｅ３０
ａ　　ｘ　＋　Ｚ　ＮＯその後、反応室１の反応体室２から出てきた窒素酸化物
はガス案内管１４を通って窒素酸化物分解室１５に送り
込まれ、別の反応室１ａの反応体室２ａから出てきた窒
素酸化物はガス案内管１４ａを通って窒素酸化物分解室
１５に送り込まれる。

また、すすはすす供給手段１９によってすす案内管２０
を通って窒素酸化物分解室１５に供給され、ここで前記
窒素酸化物と反応する。その反応式をあられすとつぎの
通りである。

Ｃ＋２ＮＯ−＋　　Ｇｏ、＋Ｎ。

したがって、窒素酸化物を分解することができる。

この処理作業を所定時間行なうと、反応体室内のマグネ
タイトから酸素イオン０２−を除いた活性の酸素欠陥マ
グネタイト（Ｆ　ｅ　、０４−　Ｘ　）を得ることがで
きる。

つぎに、開閉弁８．１２ａを閉じて他の開閉弁１２ｂ、
１２ｃ、１３ｂ、１３ｃを開けると、窒素ガスは案内管
１０を通って第２分岐管１１ｂから反応室１ｂの反応体
室２ｂに送り込まれ、他の第２分岐管１１ｃから反応室
１ｃの反応体室２Ｃに送り込まれる。そして、この各反
応体室２ｂ。

２ｃの中で窒素ガスはマグネタイトと接触反応して活性
の酸素欠陥マグネタイト（Ｆｅ、０４−ｘ）を生成し得
る。また、各反応体室２ｂ、２ｃから呂だ窒素酸化物は
窒素酸化物分解室１５に送り込まれてここですすと反応
し分解される。

なお、該実施例では２個の反応体室２に設けている反応
体３を処理しているが、１室ごとあるいは同時に全室処
理してもよく、また反応体室に窒素ガスを送り込んだ後
この反応体室を密閉あるいは略密閉状態にして反応体３
を処理してもよい。

そして、該窒素ガスに代えて、例えば水素を用いたり、
あるいはエレクトロンを飛ばして活性の酸素欠陥マグネ
タイトに処理してもよく、処理手段としてこれにのみ限
定されるものでない。

そして０反応室１を窒素ガス案内管５及びガス案内管１
４から取り外してから炭酸ガス案内管２３及びガス管２
６に取り付け、反応室１ａを第２分岐管１１ａ及びガス
管案内管１４ａから取り外してから炭酸ガス案内２３及
びガス管２７に取り付け、加熱器４でもって反応体室２
の室内温度を約３００℃に保持し、開閉弁２４．２５を
開ける。

すると、炭酸ガスは炭酸ガス供給手段２２から炭酸ガス
案内管２３を通って各反応室１，１ａの反応体室２に送
り込まれ、酸素欠陥マグネタイトと接触反応してマグネ
タイトを生成する。このとき。

活性の炭素はマグネタイトの表面に析出して付着する。

その反応式をあられすとつぎの通りである。

Ｆｅ、０４＋１／２ＧＯ，→ Ｆｅ、０４＋１／２Ｇなお、使用する炭酸ガス（ＣＯ２）の一部として、反応
体３であるマグネタイトを酸素欠陥マグネタイトに処理
するときに生成した炭酸ガスを利用し得るようにしても
よい。

そして、所定時間後、開閉弁２４．２５を閉じて炭酸ガ
スの供給を停止してから反応室１を炭酸ガス案内管２３
及びガス管２６から取外し、反応室１ａを炭酸ガス案内
管２３及びガス管２７から取り外す。

そして、該反応室１を水案内管３０及び水素ガス案内管
３３に取り付け、また反応室１ａを水案内管３０及び水
素ガス案内管３４に取付けてから加熱器４でもって反応
体室２の室内温度を約３００℃に保持し開閉弁２４．２
５を開ける。すると、水は水案内管３０を通って各反応
体室２に送り込まれ、そして炭素を有するマグネタイト
と接触するとマグネタイト（Ｆｅ、Ｏ，）と混合ガス（
−酸化炭素と水素）とを生成する。その反応式をあられ
すとつぎの通りである。

炭素を付着したマグネタイト＋Ｈ，Ｏ→Ｆｅ、Ｏ，＋Ｃ
Ｏ＋Ｈ。

そして、生成された混合ガスはガス案内管３３゜３４を
通ってガス液化装置３５に送り込まれ、ここで液化した
後液化ガス貯留タンク３６に貯留される。以下、処理を
終えた反応室１，１ａを取り外して別の反応室１ｂ、ｌ
ｃを取り付けて同様の作業を行なう。

従って、液化したガスを、例えば燃料用に利用する場合
には、化石燃料の使用量の減少を図れ地球環境の悪化の
原因である炭酸ガスや窒素酸化物の削減が期待できる。

また、ガスの生成に水を利用できるので安価で効率良く
製造することが可能である。

なお、該実施例では、反応室を着脱する構成としたが、
反応室をあらかじめ設けておき、反応体３を反応室に設
けたりあるいは取り出し得る構成にしておくと便利であ
る。また、開閉弁や加熱器や発熱体を自動制御する手段
でもよい。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の一実施例を示すものであって、第１図
は活性の反応体を生成する外観図、第２図は炭素を有す
る反応体を生成する外観図、第３図は混合ガスを生成す
る外観図である。

Claims

【特許請求の範囲】

鉄酸化物又はフェライト中の酸素イオンを適宜の手段を
介して逃避させて酸素欠陥反応体とし、該酸素欠陥反応
体に炭素化合物を反応させて反応体の表面に炭素を析出
し、該炭素を有する反応体に水を反応させて一酸化炭素
と水素との混合ガスを生成することを特徴とする混合ガ
ス生成方法。