JPH0725601A - メタン分解用電気炉及びメタン分解方法 - Google Patents
メタン分解用電気炉及びメタン分解方法Info
- Publication number
- JPH0725601A JPH0725601A JP17145393A JP17145393A JPH0725601A JP H0725601 A JPH0725601 A JP H0725601A JP 17145393 A JP17145393 A JP 17145393A JP 17145393 A JP17145393 A JP 17145393A JP H0725601 A JPH0725601 A JP H0725601A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- decomposition
- catalyst
- temperature
- electric furnace
- produced
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 分解生成Ｃを触媒上に均一に固着させ触媒の
交換頻度を減少させうるCH4 分解用電気炉及びそのCH4
分解方法を提供する。 【構成】 電気炉内にはアルミナウールからなる担体に
鉄触媒を担持させた触媒が入れられている。この触媒
は、それぞれ温度調節可能な３つの区分５，６，７を持
つものとして構成されている。分解されるCH4 は図の左
側から入り、右側からは分解生成H2が流出される。触媒
は温度調節区分５，６，７の温度を９５０℃、１０００
℃、及び１０５０℃にしてCH4 分解を始め、高温の区分
に多くの分解生成Ｃを固着させ、所定時間後は各区分の
温度を１０００℃に保ってCH4 入口側の区分５に最も多
くの分解生成Ｃを固着させることにより最終的には触媒
に均一に分解生成Ｃを固着させる。
交換頻度を減少させうるCH4 分解用電気炉及びそのCH4
分解方法を提供する。 【構成】 電気炉内にはアルミナウールからなる担体に
鉄触媒を担持させた触媒が入れられている。この触媒
は、それぞれ温度調節可能な３つの区分５，６，７を持
つものとして構成されている。分解されるCH4 は図の左
側から入り、右側からは分解生成H2が流出される。触媒
は温度調節区分５，６，７の温度を９５０℃、１０００
℃、及び１０５０℃にしてCH4 分解を始め、高温の区分
に多くの分解生成Ｃを固着させ、所定時間後は各区分の
温度を１０００℃に保ってCH4 入口側の区分５に最も多
くの分解生成Ｃを固着させることにより最終的には触媒
に均一に分解生成Ｃを固着させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙船、月面基地、地
上閉鎖系実験施設及び核シェルタ等の閉鎖式環境制御系
において、人及び動物の呼吸により排出される炭酸ガス
から酸素を回収する装置に適用して好適なメタン（以下
CH4 とする）分解用電気炉に関する。
上閉鎖系実験施設及び核シェルタ等の閉鎖式環境制御系
において、人及び動物の呼吸により排出される炭酸ガス
から酸素を回収する装置に適用して好適なメタン（以下
CH4 とする）分解用電気炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】閉鎖式環境制御系において人間等が呼吸
により排出するCO2 からO2を回収し再利用を図るため
に、次に示す反応を利用している。
により排出するCO2 からO2を回収し再利用を図るため
に、次に示す反応を利用している。
【０００３】
【数１】
【０００４】反応式（２）におけるCH4 分解を行なわせ
る場合の従来技術について、図２を用いて説明する。CH
4 を反応式（２）により分解するには触媒を入れた電気
炉が用いられる。ほぼ室温に近い温度のCH4 が均一加熱
方式の電気炉（温度１０００℃）に入り、CH4 温度が次
第に上昇し、電気炉内に入れられた鉄触媒で熱分解反応
が起って、Ｃ（炭素）と２H2（水素ガス）が生成する。
る場合の従来技術について、図２を用いて説明する。CH
4 を反応式（２）により分解するには触媒を入れた電気
炉が用いられる。ほぼ室温に近い温度のCH4 が均一加熱
方式の電気炉（温度１０００℃）に入り、CH4 温度が次
第に上昇し、電気炉内に入れられた鉄触媒で熱分解反応
が起って、Ｃ（炭素）と２H2（水素ガス）が生成する。
【０００５】ここで、電気炉に入れられた符号１で示す
CH4 は、均一加熱方式電気炉の前部（CH4 入口側）２で
多くの反応が起こり、生成炭素は鉄触媒に固着するが、
その固着量は触媒の前方部２に多く、中間部３には少な
く、更に後方部４には極めて少ない。従って、生成炭素
が前方部２に集中して鉄触媒（担体アルミナウール等）
に固着するため、電気炉へ入るCH4 ガス１が流れにくく
なり、入口におけるCH4 ガス１の圧力が高くなって了う
ので短時間の反応で鉄触媒（担体アルミナウール等）を
頻繁に交換する必要が生じていた。
CH4 は、均一加熱方式電気炉の前部（CH4 入口側）２で
多くの反応が起こり、生成炭素は鉄触媒に固着するが、
その固着量は触媒の前方部２に多く、中間部３には少な
く、更に後方部４には極めて少ない。従って、生成炭素
が前方部２に集中して鉄触媒（担体アルミナウール等）
に固着するため、電気炉へ入るCH4 ガス１が流れにくく
なり、入口におけるCH4 ガス１の圧力が高くなって了う
ので短時間の反応で鉄触媒（担体アルミナウール等）を
頻繁に交換する必要が生じていた。
【０００６】このように、従来のCH4 分解用電気炉で
は、CH4 を分解して生成する炭素は均一加熱方式電気炉
内の鉄触媒（担体アルミナウール等）の前方部２に集中
して固着し、例えば約８時間でCH4 の流れを閉塞するの
で、分解生成Ｃを電気炉内の鉄触媒（担体アルミナウー
ル等）に均等に固着させ、例えば約１２時間のCH4 分解
を可能とさせる必要があった。
は、CH4 を分解して生成する炭素は均一加熱方式電気炉
内の鉄触媒（担体アルミナウール等）の前方部２に集中
して固着し、例えば約８時間でCH4 の流れを閉塞するの
で、分解生成Ｃを電気炉内の鉄触媒（担体アルミナウー
ル等）に均等に固着させ、例えば約１２時間のCH4 分解
を可能とさせる必要があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、CH4 分解用
電気炉において、分解生成Ｃを鉄触媒上に均一に固着さ
せることにより鉄触媒の交換頻度を減少させうるように
構成したCH4 分解用電気炉を提供することを課題として
いる。
電気炉において、分解生成Ｃを鉄触媒上に均一に固着さ
せることにより鉄触媒の交換頻度を減少させうるように
構成したCH4 分解用電気炉を提供することを課題として
いる。
【０００８】また、本発明は分解生成Ｃを電気炉内の鉄
触媒に均一に固着させうるようにした電気炉によるCH4
の分解方法を提供することも課題としている。
触媒に均一に固着させうるようにした電気炉によるCH4
の分解方法を提供することも課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるCH4 分解用
電気炉では、前記課題を解決するため、担体に鉄触媒を
担持させた触媒を有し、同触媒は分解されるCH4 の流れ
方向に少くとも３つの温度調節区分を形成された構成を
採用する。
電気炉では、前記課題を解決するため、担体に鉄触媒を
担持させた触媒を有し、同触媒は分解されるCH4 の流れ
方向に少くとも３つの温度調節区分を形成された構成を
採用する。
【００１０】また、本発明によるCH4 分解方法では前記
した構成の電気炉において、分解前期は前記温度調節区
分における触媒温度をCH4 の流れ方向に順次高く保持
し、分解後期は前記区分の触媒温度を等しく保持してCH
4 を分解する方法を採用する。
した構成の電気炉において、分解前期は前記温度調節区
分における触媒温度をCH4 の流れ方向に順次高く保持
し、分解後期は前記区分の触媒温度を等しく保持してCH
4 を分解する方法を採用する。
【００１１】
【作用】本発明によるCH4 分解用電気炉では電気炉内の
鉄触媒はCH4 の流れ方向に少くとも３つの温度調節区分
を形成させているので、その各区分の温度を調節するこ
とによって各区分におけるCH4 分解反応を制御し鉄触媒
への分解生成Ｃの固着量を制御することができる。従っ
て、従来のもののように特定個所のみに分解生成Ｃが多
く固着して触媒交換を頻繁に行う必要を無くすることが
できる。
鉄触媒はCH4 の流れ方向に少くとも３つの温度調節区分
を形成させているので、その各区分の温度を調節するこ
とによって各区分におけるCH4 分解反応を制御し鉄触媒
への分解生成Ｃの固着量を制御することができる。従っ
て、従来のもののように特定個所のみに分解生成Ｃが多
く固着して触媒交換を頻繁に行う必要を無くすることが
できる。
【００１２】また、本発明によるCH4 分解方法では、電
気炉の少くとも３つの温度調節区分につき、分解前期に
おいてはCH4 の入口側から出口側へ順次高く保つ。
気炉の少くとも３つの温度調節区分につき、分解前期に
おいてはCH4 の入口側から出口側へ順次高く保つ。
【００１３】例えば温度調節区分を３つとしたとき、CH
4 ガス入口側の鉄触媒の温度を、９５０℃に加熱、中間
の鉄触媒の温度を１０００℃に加熱、出口側の鉄触媒の
温度を１０５０℃に加熱する。このようにして、高温と
した出口側と中間の区分の鉄触媒に生成Ｃを多く付着さ
せる。
4 ガス入口側の鉄触媒の温度を、９５０℃に加熱、中間
の鉄触媒の温度を１０００℃に加熱、出口側の鉄触媒の
温度を１０５０℃に加熱する。このようにして、高温と
した出口側と中間の区分の鉄触媒に生成Ｃを多く付着さ
せる。
【００１４】そして所定時間、例えば約６時間CH4 分解
させた後、各区分の鉄触媒の温度を等しく、例えば約１
０００℃にしてCH4 を分解させ、その後は入口側の鉄触
媒に生成Ｃを多く固着させるようにすることにより約１
２時間後各区分の鉄触媒に均一に生成Ｃを固着させるこ
とができる。
させた後、各区分の鉄触媒の温度を等しく、例えば約１
０００℃にしてCH4 を分解させ、その後は入口側の鉄触
媒に生成Ｃを多く固着させるようにすることにより約１
２時間後各区分の鉄触媒に均一に生成Ｃを固着させるこ
とができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図１に示した実施例に基づい
て具体的に説明する。図１に示す本発明の一実施例によ
る電気炉には、アルミナウール等の担体に鉄触媒を担持
させたCH4 分解用触媒が収納されている。電気炉内には
符号１で示す分解されるCH4 が入り符号８で示す分解生
成物のH2が出てゆく。
て具体的に説明する。図１に示す本発明の一実施例によ
る電気炉には、アルミナウール等の担体に鉄触媒を担持
させたCH4 分解用触媒が収納されている。電気炉内には
符号１で示す分解されるCH4 が入り符号８で示す分解生
成物のH2が出てゆく。
【００１６】CH4 分解用触媒は、分解されるCH4 の流れ
方向に５，６，７の３区分にされ、各触媒区分毎に温度
調節が可能な構成となっている。このように構成した３
つの温度調節区分を有する電気炉により各区分５，６，
７の温度を９５０℃、１０００℃、１０５０℃に設定し
てCH4 を分解させ、分解前期においては高温区分の７に
最も多く、次いで区分６に、そして区分５には最少量の
Ｃを固着させるようにする。
方向に５，６，７の３区分にされ、各触媒区分毎に温度
調節が可能な構成となっている。このように構成した３
つの温度調節区分を有する電気炉により各区分５，６，
７の温度を９５０℃、１０００℃、１０５０℃に設定し
てCH4 を分解させ、分解前期においては高温区分の７に
最も多く、次いで区分６に、そして区分５には最少量の
Ｃを固着させるようにする。
【００１７】このような状態にして約６時間CH4 の分解
をおこなったあと、各区分５，６，７の温度を一様に１
０００℃に調節させ、区分５，６，７の順に生成Ｃの固
着量を生ずる状態にしてCH4 を分解させると、合計１２
時間のCH4 分解後は各区分５，６，７の触媒に均一にＣ
を固着させることができる。従って、従来のように特定
個所にＣが固着して分解反応の継続が不可能になること
なく長時間に亘ってCH4 分解を続けることができる。
をおこなったあと、各区分５，６，７の温度を一様に１
０００℃に調節させ、区分５，６，７の順に生成Ｃの固
着量を生ずる状態にしてCH4 を分解させると、合計１２
時間のCH4 分解後は各区分５，６，７の触媒に均一にＣ
を固着させることができる。従って、従来のように特定
個所にＣが固着して分解反応の継続が不可能になること
なく長時間に亘ってCH4 分解を続けることができる。
【００１８】以上、本発明を図示した実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形
状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。例えば、上記実施例では触媒を３つの温度調節区分
にしているが、これを４区分以上にして更にきめ細い調
節をおこなえるようにしてもよい。
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形
状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。例えば、上記実施例では触媒を３つの温度調節区分
にしているが、これを４区分以上にして更にきめ細い調
節をおこなえるようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明に
よれば次のとおり種々の効果を奏することができる。
よれば次のとおり種々の効果を奏することができる。
【００２０】（１）CH4 を分解させる鉄触媒（担体、ア
ルミナウール等）上に分解生成炭素が均一に付着し、同
じCH4 量を分解させるのに従来のものよりも鉄触媒量及
び担体アルミナウールの使用量が少なくなる。
ルミナウール等）上に分解生成炭素が均一に付着し、同
じCH4 量を分解させるのに従来のものよりも鉄触媒量及
び担体アルミナウールの使用量が少なくなる。
【００２１】（２）鉄触媒（含む、担体、アルミナウー
ル等）の交換頻度が大幅に削減でき。
ル等）の交換頻度が大幅に削減でき。
【００２２】（３）上記（２）の理由により電気炉加熱
のＯＮ・ＯＦＦ回数が大幅に削減でき、電気消費量が少
ない。
のＯＮ・ＯＦＦ回数が大幅に削減でき、電気消費量が少
ない。
【図１】本発明の一実施例によるCH4 分解用電気炉を示
す断面図。
す断面図。
【図２】従来のCH4 分解用電気炉を示す断面図。
１ 電気炉に入る分解用CH4 ガス ５，６，７ CH4 分解触媒における温度調節区分 ８ 分解生成H2
Claims (2)
- 【請求項１】 担体に鉄触媒を担持させた触媒を有し、
同触媒は分解されるメタンの流れ方向に少くとも３つの
温度調節区分を形成されていることを特徴とするメタン
分解用電気炉。 - 【請求項２】 請求項１記載のメタン分解用電気炉にお
いて、分解前期は前記温度調節区分における触媒温度を
メタンの流れ方向に順次高く保持し、分解後期は前記区
分の触媒温度を等しく保持してメタンを分解することを
特徴とするメタン分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17145393A JPH0725601A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | メタン分解用電気炉及びメタン分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17145393A JPH0725601A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | メタン分解用電気炉及びメタン分解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0725601A true JPH0725601A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15923390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17145393A Withdrawn JPH0725601A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | メタン分解用電気炉及びメタン分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725601A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6985055B2 (en) | 2002-11-07 | 2006-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Transmission line comprised of interconnected parallel line segments |
| JP2008142595A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Kitami Institute Of Technology | 低級炭化水素直接分解用触媒の製造方法 |
| JP2011189347A (ja) * | 2011-06-24 | 2011-09-29 | Kitami Institute Of Technology | 低級炭化水素直接分解用触媒の製造方法 |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17145393A patent/JPH0725601A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6985055B2 (en) | 2002-11-07 | 2006-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Transmission line comprised of interconnected parallel line segments |
| JP2008142595A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Kitami Institute Of Technology | 低級炭化水素直接分解用触媒の製造方法 |
| JP2011189347A (ja) * | 2011-06-24 | 2011-09-29 | Kitami Institute Of Technology | 低級炭化水素直接分解用触媒の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |