JPH10182121A - 二酸化炭素固定装置 - Google Patents

二酸化炭素固定装置

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JPH10182121A
JPH10182121A JP8357360A JP35736096A JPH10182121A JP H10182121 A JPH10182121 A JP H10182121A JP 8357360 A JP8357360 A JP 8357360A JP 35736096 A JP35736096 A JP 35736096A JP H10182121 A JPH10182121 A JP H10182121A
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catalyst
carbon dioxide
carbon
fluidized bed
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Saburo Kato
三郎 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】大容量の二酸化炭素を連続して効率良く固定で
きる二酸化炭素固定装置を提供する。 【解決手段】反応器内で二酸化炭素を触媒の存在下に水
素と反応させて固定する。その反応進行中に反応生成物
である炭素を反応器から連続的に取り出すことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば航空機、宇
宙船、潜水艦、発電所、石油化学産業分野、一般化学工
業分野等において利用できる二酸化炭素固定装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】二酸化炭
素(CO2 )を固定するため、触媒の存在下で水素(H
2 )と反応させ、水(H2 O)とカーボン(C)とを生
成することが行われている。
【0003】従来、その二酸化炭素の固定は、反応器内
に充填された触媒の中に、その二酸化炭素と水素とを流
すことで行われていた。
【0004】その固定により生成されるカーボンは微粉
末状で、その反応器内に充填される触媒の表面を被覆す
る。そのため、その反応の進行に伴って触媒の機能が次
第に阻害され、反応効率が低下する。
【0005】そのため、その反応効率が低下する前に処
理を中断し、その反応器内からカーボンと触媒とを取り
出し、触媒を交換した後に、処理を再開させていた。
【0006】すなわち、従来の二酸化炭素の固定は、処
理の中断と再開を繰り返す必要があり、効率が悪く大容
量の二酸化炭素の固定に適したものではなかった。
【0007】本発明は、上記問題を解決することのでき
る二酸化炭素固定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応器内で二
酸化炭素を触媒の存在下に水素と反応させて固定する二
酸化炭素固定装置において、その反応進行中に反応生成
物である炭素を反応器から連続的に取り出すことが可能
とされていることを特徴とする。
【0009】本発明の二酸化炭素固定装置は、二酸化炭
素と水素を反応器内に供給することで、その反応器内で
触媒の粒子を浮遊させて流動層を構成可能とされ、その
流動層における反応生成炭素を触媒の粒子と共に落下さ
せて反応器から取り出すことができるように、その反応
器内への二酸化炭素と水素の供給流速が調節可能とさ
れ、その反応器から取り出された触媒と炭素とを分離す
る手段と、その分離された触媒を反応器に戻す手段とが
設けられているのが好ましい。
【0010】本発明の二酸化炭素固定装置は、二酸化炭
素と水素を反応器内に供給することで、その反応器内で
触媒の粒子を浮遊させて流動層を構成可能とされ、その
流動層を旋回させる手段が設けられ、その旋回により流
動層における触媒と反応生成炭素とが遠心力またはふる
い分けにより分離可能とされると共に、その分離された
炭素は落下することで反応器から取り出し可能とされて
いるのが好ましい。
【0011】本発明によれば、二酸化炭素の固定処理を
中断することなく、反応生成炭素を反応器から取り出し
て触媒を常に活性状態に保つことができるので、連続的
に効率良く大容量の二酸化炭素を固定できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
【0013】図1は、第1実施形態の流動層式二酸化炭
素固定装置1を示し、反応器2、熱交換器3、凝縮器
4、コンプレッサ5、触媒炭素分離器6およびブロア7
を備える。
【0014】その反応器2は、内部に多孔板10を有
し、その多孔板10上に流動層を構成する粒子状の触媒
11が配置される。その反応器2の底部に、熱交換器3
を介してコンプレッサ5が配管接続され、そのコンプレ
ッサ5は二酸化炭素と水素の供給源(図示省略)に配管
接続される。そのコンプレッサ5の駆動により、約1:
2の割合の二酸化炭素と水素の混合ガスが反応器2内に
下方から供給することで、その反応器2内において混合
ガス中に触媒11の粒子を浮遊させて流動層を構成する
ことが可能とされている。
【0015】その流動層において、触媒11の存在化に
二酸化炭素と水素とが反応することで、水と炭素とが生
成されると共に熱が発生する。その二酸化炭素の固定反
応式は以下の通りである。 CO2 +2H2 =2H2 O+C+Heat
【0016】その生成された水は蒸気となり、未反応の
二酸化炭素と水素と共に、反応器2の上部から配管を介
して熱交換器3に送られる。その熱交換器3において、
反応発生熱により二酸化炭素と水素とが加熱され、二酸
化炭素の固定反応の促進が図られる。その水蒸気と未反
応ガスは、熱交換器3から配管を介して凝縮器4に送ら
れる。その凝縮器4において水蒸気は凝縮されて系外に
排出される。その未反応ガスは、凝縮器4から配管を介
してコンプレッサ5の入口側に戻される。
【0017】その流動層において生成される炭素は微粉
末状であって、流動層を構成する触媒11に付着する。
上記コンプレッサ5の運転条件を調節し、反応器2内へ
の二酸化炭素と水素の供給流速を調節することで、その
流動層を構成する触媒11の一部を、二酸化炭素の固定
反応の進行中において、生成された炭素と共に落下させ
て反応器2から取り出すことが可能とされている。その
反応器2から取り出された二酸化炭素と触媒11は、配
管を介して触媒炭素分離器6に導入される。
【0018】その触媒炭素分離器6は、その生成される
炭素の微粉末が触媒11の粒子よりも軽量かつ微細であ
ることから、遠心分離機またはふるい分けにより構成で
きる。その分離された炭素は系外に排出され、触媒11
はブロア7により反応器2に戻される。
【0019】図2は、第2実施形態の流動層式二酸化炭
素固定装置1′を示す。上記実施形態との相違は、触媒
炭素分離器6とブロア7とに代えて、触媒循環用ブロア
20を用いることで、反応器2′の内部で流動層を構成
する触媒11と反応生成炭素とを分離する点にある。す
なわち、その循環用ブロア20は、触媒11を反応器
2′の外周下部側から外部に吸引した後に、反応器2′
の上部側から反応器2内に循環させる。その触媒を循環
させるためのガスの流れにより流動層を旋回させる。そ
の旋回により生じる遠心力により流動層における触媒1
1と反応生成炭素とが分離され、その分離された炭素は
落下することで反応器2′から取り出される。他は第1
実施形態と同様で、同一部分は同一符号で示す。
【0020】上記構成によれば、二酸化炭素の固定処理
を中断することなく、反応生成炭素を反応器2から取り
出して触媒11を常に活性状態に保つことができるの
で、連続的に効率良く大容量の二酸化炭素を固定でき
る。
【0021】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、触媒は反応器内において流動層を構成する
ものに限定されず、反応生成炭素を固定処理中に触媒か
ら分離できれば反応器内に充填されていてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、大容量の二酸化炭素を
連続して効率良く固定でき、環境問題解決にも貢献でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の二酸化炭素固定装置の
構成説明図
【図2】本発明の第2実施形態の二酸化炭素固定装置の
構成説明図
【符号の説明】
2 反応器 6 触媒炭素分離器 7 ブロア 11 触媒 20 触媒循環用ブロア

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応器内で二酸化炭素を触媒の存在下に
    水素と反応させて固定する二酸化炭素固定装置におい
    て、 その反応進行中に反応生成物である炭素を反応器から連
    続的に取り出すことが可能とされている二酸化炭素固定
    装置。
  2. 【請求項2】 二酸化炭素と水素を反応器内に供給する
    ことで、その反応器内で触媒の粒子を浮遊させて流動層
    を構成可能とされ、 その流動層における反応生成炭素を触媒の粒子と共に落
    下させて反応器から取り出すことができるように、その
    反応器内への二酸化炭素と水素の供給流速が調節可能と
    され、 その反応器から取り出された触媒と炭素とを分離する手
    段と、その分離された触媒を反応器に戻す手段とが設け
    られている請求項1に記載の二酸化炭素固定装置。
  3. 【請求項3】 二酸化炭素と水素を反応器内に供給する
    ことで、その反応器内で触媒の粒子を浮遊させて流動層
    を構成可能とされ、 その流動層を旋回させる手段が設けられ、 その旋回により流動層における触媒と反応生成炭素とが
    遠心力またはふるい分けにより分離可能とされると共
    に、その分離された炭素は落下することで反応器から取
    り出し可能とされている請求項1に記載の二酸化炭素固
    定装置。
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