JP2000178467A - アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置 - Google Patents
アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Abstract
(57)【要約】
【課題】二酸化炭素を安価なコストで固定化することが
できるアンモニア製造工程排出ガス利用カーボブラツク
製造装置を提供する。 【解決手段】アンモニア製造工程部２から排出される二
酸化炭素を二酸化炭素固定部８に取り込み、一方系外か
ら導入したメタンをメタン分解部４で、触媒存在下で連
続的に炭素と水素に分解する。その水素を水素燃焼部６
と二酸化炭素固定部８に取り込み、二酸化炭素固定部８
は触媒存在下で二酸化炭素と水素を反応させて連続的に
炭素と水を生成する。水素燃焼部６は水素を燃焼させ
て、そこで得られた燃焼熱と二酸化炭素固定部８での反
応熱を、アンモニア製造工程部２およびメタン分解部４
に供給し、系内で必要な熱を賄うことができる。二酸化
炭素固定部８はこの装置により安価なコストで二酸化炭
素を固定化することができる。
できるアンモニア製造工程排出ガス利用カーボブラツク
製造装置を提供する。 【解決手段】アンモニア製造工程部２から排出される二
酸化炭素を二酸化炭素固定部８に取り込み、一方系外か
ら導入したメタンをメタン分解部４で、触媒存在下で連
続的に炭素と水素に分解する。その水素を水素燃焼部６
と二酸化炭素固定部８に取り込み、二酸化炭素固定部８
は触媒存在下で二酸化炭素と水素を反応させて連続的に
炭素と水を生成する。水素燃焼部６は水素を燃焼させ
て、そこで得られた燃焼熱と二酸化炭素固定部８での反
応熱を、アンモニア製造工程部２およびメタン分解部４
に供給し、系内で必要な熱を賄うことができる。二酸化
炭素固定部８はこの装置により安価なコストで二酸化炭
素を固定化することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンモニア製造工
程排出ガス利用カーボンブラック製造装置に係わり、ア
ンモニア製造工程から排出される二酸化炭素を処理する
環境制御に関する。
程排出ガス利用カーボンブラック製造装置に係わり、ア
ンモニア製造工程から排出される二酸化炭素を処理する
環境制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＰＣＣ（気候変動に関する政府間パネ
ル）の炭素循環に関する推計データによれば、人為的に
排出される年間約７１億トン（炭素換算）の二酸化炭素
のうちおよそ半分が大気中に残留、残りが海洋その他に
吸収されたりしていると考えられているが、大気中の温
室効果ガス濃度を低減するためには、その排出自体を抑
制することが不可欠である。その排出削減のために、い
ろいろな方法が研究されている。大気中の二酸化炭素
（ＣＯ2）や、発電所、製鉄所、アンモニア製造工場な
どから大量に排出されるＣＯ2を排出源で固定して再資
源化する方法の一つに、例えば、水素（Ｈ2）雰囲気下
でＣＯ2を還元し、微粉状炭素に変換する方法が考案さ
れている。その変換方式は、大気や排気ガスからＣＯ2
を濃縮するＣＯ2濃縮装置、ＣＯ2を触媒存在下で反応さ
せて、微粉状炭素を生成するＣＯ2／Ｈ2反応装置から構
成されている。一方、アンモニア１トンを製造するのに
１．５トンのＣＯ2が発生するが、現在までこのＣＯ2は
大気に放出されていた。また、アンモニア製造工程には
大量の熱を必要とする。
ル）の炭素循環に関する推計データによれば、人為的に
排出される年間約７１億トン（炭素換算）の二酸化炭素
のうちおよそ半分が大気中に残留、残りが海洋その他に
吸収されたりしていると考えられているが、大気中の温
室効果ガス濃度を低減するためには、その排出自体を抑
制することが不可欠である。その排出削減のために、い
ろいろな方法が研究されている。大気中の二酸化炭素
（ＣＯ2）や、発電所、製鉄所、アンモニア製造工場な
どから大量に排出されるＣＯ2を排出源で固定して再資
源化する方法の一つに、例えば、水素（Ｈ2）雰囲気下
でＣＯ2を還元し、微粉状炭素に変換する方法が考案さ
れている。その変換方式は、大気や排気ガスからＣＯ2
を濃縮するＣＯ2濃縮装置、ＣＯ2を触媒存在下で反応さ
せて、微粉状炭素を生成するＣＯ2／Ｈ2反応装置から構
成されている。一方、アンモニア１トンを製造するのに
１．５トンのＣＯ2が発生するが、現在までこのＣＯ2は
大気に放出されていた。また、アンモニア製造工程には
大量の熱を必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アンモニア製造工程で
は大量のＣＯ2が発生する。このＣＯ2を微粉状炭素に変
換して固定するためには大量のＨ2が必要になる。 Ｈ2
の入手の方法として、例えば、水の電気分解、太陽電池
発電利用、水素吸蔵合金などがあり、それからＨ 2を入
手して、種々のＣＯ2固定方法が提案されているが、現
状では、Ｈ2は非常に高価なので装置化されるには至っ
ていないという問題があった。また、アンモニア製造工
程では大量の熱を必要とし、これらの熱量をまかなう手
段を考慮しなけらばならないという問題があった。
は大量のＣＯ2が発生する。このＣＯ2を微粉状炭素に変
換して固定するためには大量のＨ2が必要になる。 Ｈ2
の入手の方法として、例えば、水の電気分解、太陽電池
発電利用、水素吸蔵合金などがあり、それからＨ 2を入
手して、種々のＣＯ2固定方法が提案されているが、現
状では、Ｈ2は非常に高価なので装置化されるには至っ
ていないという問題があった。また、アンモニア製造工
程では大量の熱を必要とし、これらの熱量をまかなう手
段を考慮しなけらばならないという問題があった。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、アンモニア製造工程で排出する大量のＣ
Ｏ2を安価なコストで固定化することができ、アンモニ
ア製造工程に必要な大量の熱量をまかなうことができる
アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造
装置を提供することを目的とする。
ものであって、アンモニア製造工程で排出する大量のＣ
Ｏ2を安価なコストで固定化することができ、アンモニ
ア製造工程に必要な大量の熱量をまかなうことができる
アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のアンモニア製造工程排出ガス利用カーボン
ブラック製造装置は、アンモニア製造工程部と、系外か
ら導入したメタンを触媒存在下で連続的に炭素と水素に
分解するメタン分解部と、前記メタン分解部で生成した
水素の一部を燃焼させる水素燃焼部と、前記アンモニア
製造工程部で排出された二酸化炭素と前記メタン分解部
で生成した水素の一部とを触媒存在下で反応させて連続
的に炭素と水とを生成する二酸化炭素固定部と、を備え
たことを特徴とする。
め、本発明のアンモニア製造工程排出ガス利用カーボン
ブラック製造装置は、アンモニア製造工程部と、系外か
ら導入したメタンを触媒存在下で連続的に炭素と水素に
分解するメタン分解部と、前記メタン分解部で生成した
水素の一部を燃焼させる水素燃焼部と、前記アンモニア
製造工程部で排出された二酸化炭素と前記メタン分解部
で生成した水素の一部とを触媒存在下で反応させて連続
的に炭素と水とを生成する二酸化炭素固定部と、を備え
たことを特徴とする。
【０００６】ここで、アンモニア製造工程部は、窒素と
水素とを高圧触媒反応で合成するアンモニア合成法に基
づくもので、ハーバー・ボッシュ法（200atm，550
℃）、クロード法（900〜1000atm、500℃）、カザレー
法（500atm、500℃）、ファウザー法（250atm、500℃）
などいずれの方法によるものも含む。具体的には、アン
モニア合成装置は、原料ガス発生炉とガス精製装置と触
媒塔の３部分からなり、原料ガス発生炉は、水性ガス発
生炉などを用いることができる。
水素とを高圧触媒反応で合成するアンモニア合成法に基
づくもので、ハーバー・ボッシュ法（200atm，550
℃）、クロード法（900〜1000atm、500℃）、カザレー
法（500atm、500℃）、ファウザー法（250atm、500℃）
などいずれの方法によるものも含む。具体的には、アン
モニア合成装置は、原料ガス発生炉とガス精製装置と触
媒塔の３部分からなり、原料ガス発生炉は、水性ガス発
生炉などを用いることができる。
【０００７】系外から導入するメタンは、例えば有機廃
棄物の嫌気性発酵によって得ることができるが、これに
限定されず、一酸化炭素と水素との混合ガスまたは水性
ガスを触媒上に通して合成したものでも良い。嫌気性発
酵は、嫌気性微生物の代謝活性を利用して、有機廃棄物
を処理する方法で、有機廃棄物には、下水の生汚泥、活
性汚泥処理の余剰汚泥、畜産廃棄物、パルプ工場廃水、
各種食品工業（パン酵母製造、果実加工、製糖、デンプ
ン製造、ワイン、ビール等のアルコール類製造等）の排
水、発酵工業水など、あらゆるものが含まれる。
棄物の嫌気性発酵によって得ることができるが、これに
限定されず、一酸化炭素と水素との混合ガスまたは水性
ガスを触媒上に通して合成したものでも良い。嫌気性発
酵は、嫌気性微生物の代謝活性を利用して、有機廃棄物
を処理する方法で、有機廃棄物には、下水の生汚泥、活
性汚泥処理の余剰汚泥、畜産廃棄物、パルプ工場廃水、
各種食品工業（パン酵母製造、果実加工、製糖、デンプ
ン製造、ワイン、ビール等のアルコール類製造等）の排
水、発酵工業水など、あらゆるものが含まれる。
【０００８】メタン分解部は、例えばＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ
3を担体とするＮｉもしくはＣｏ触媒などを利用してメ
タンを炭素と水素に分解するもので、触媒の種類は特に
限定されない。分解圧力は常圧、温度は５００〜６００
℃が好ましい。また、分解部は、中空大容量のタンクに
前記触媒を収容していれば、その構成は特に限定されな
い。水素燃焼部は、メタン分解部で生成した水素の一部
を取り込み、燃焼させるもので、その構成は特に限定さ
れない。この燃焼部で発生した熱は、アンモニア製造工
程部、二酸化炭素固定部などに供給される。
3を担体とするＮｉもしくはＣｏ触媒などを利用してメ
タンを炭素と水素に分解するもので、触媒の種類は特に
限定されない。分解圧力は常圧、温度は５００〜６００
℃が好ましい。また、分解部は、中空大容量のタンクに
前記触媒を収容していれば、その構成は特に限定されな
い。水素燃焼部は、メタン分解部で生成した水素の一部
を取り込み、燃焼させるもので、その構成は特に限定さ
れない。この燃焼部で発生した熱は、アンモニア製造工
程部、二酸化炭素固定部などに供給される。
【０００９】二酸化炭素固定部は、例えば、触媒存在下
ＣＯ2とＨ2を反応させて炭素と水を連続的に生成するも
ので、固定装置としては、例えば流動床、固定床、一段
反応槽、多段反応槽、循環式などを用いることができ
る。触媒としては、例えば、ＳｉＯ2やＡ１2Ｏ3を担体
とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を用いることができるが、
これらに限定されず、Ｎｉ、Ｃｏなどの合金でも良い。
また、触媒は、ゾルゲル法、含浸法などのいかなる製法
によって製造してもよく、触媒と生成した炭素の分離
は、サイクロン方式、電磁方式、集塵方式などによって
行うことができる。
ＣＯ2とＨ2を反応させて炭素と水を連続的に生成するも
ので、固定装置としては、例えば流動床、固定床、一段
反応槽、多段反応槽、循環式などを用いることができ
る。触媒としては、例えば、ＳｉＯ2やＡ１2Ｏ3を担体
とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を用いることができるが、
これらに限定されず、Ｎｉ、Ｃｏなどの合金でも良い。
また、触媒は、ゾルゲル法、含浸法などのいかなる製法
によって製造してもよく、触媒と生成した炭素の分離
は、サイクロン方式、電磁方式、集塵方式などによって
行うことができる。
【００１０】また、請求項２の本発明の装置は、アンモ
ニア製造工程部と、系外から導入したメタンを触媒存在
下で水蒸気と連続的に反応させ、二酸化炭素と水素に分
解するメタン水蒸気改質部と、前記メタン水蒸気改質部
で生成した水素の一部を燃焼させる水素燃焼部と、前記
アンモニア製造工程部で排出された二酸化炭素と前記メ
タン水蒸気改質部で生成した水素の一部と二酸化炭素を
触媒存在下で反応させて連続的に炭素と水を生成する二
酸化炭素固定部と、を備えたことを特徴とする。
ニア製造工程部と、系外から導入したメタンを触媒存在
下で水蒸気と連続的に反応させ、二酸化炭素と水素に分
解するメタン水蒸気改質部と、前記メタン水蒸気改質部
で生成した水素の一部を燃焼させる水素燃焼部と、前記
アンモニア製造工程部で排出された二酸化炭素と前記メ
タン水蒸気改質部で生成した水素の一部と二酸化炭素を
触媒存在下で反応させて連続的に炭素と水を生成する二
酸化炭素固定部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】また、請求項３の本発明の装置は、アンモ
ニア製造工程部と、系外から導入したメタンを触媒存在
下で連続的に炭素と水素に分解するメタン分解部と、前
記メタン分解部で生成した水素の一部を燃焼させる水素
燃焼部と、前記アンモニア製造工程部で排出された二酸
化炭素と前記メタン分解部で生成した水素の一部とを触
媒存在下で反応させて連続的にメタノールと水を生成す
るメタノール製造部とを備えたことを特徴とする。ここ
で、メタノール製造部は、例えば、触媒存在下ＣＯ2と
Ｈ2を反応させてメタノールと水を連続的に生成するも
ので、固定装置としては、例えば流動床、固定床、一段
反応槽、多段反応槽、循環式などを用いることができ
る。触媒としては、例えば、ＳｉＯ2やＡ１2Ｏ3を担体
とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を用いることができるが、
これらに限定されない。
ニア製造工程部と、系外から導入したメタンを触媒存在
下で連続的に炭素と水素に分解するメタン分解部と、前
記メタン分解部で生成した水素の一部を燃焼させる水素
燃焼部と、前記アンモニア製造工程部で排出された二酸
化炭素と前記メタン分解部で生成した水素の一部とを触
媒存在下で反応させて連続的にメタノールと水を生成す
るメタノール製造部とを備えたことを特徴とする。ここ
で、メタノール製造部は、例えば、触媒存在下ＣＯ2と
Ｈ2を反応させてメタノールと水を連続的に生成するも
ので、固定装置としては、例えば流動床、固定床、一段
反応槽、多段反応槽、循環式などを用いることができ
る。触媒としては、例えば、ＳｉＯ2やＡ１2Ｏ3を担体
とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を用いることができるが、
これらに限定されない。
【００１２】本発明のアンモニア製造工程排出ガス利用
カーボンブラック製造装置は上記のように構成されてお
り、二酸化炭素の固定化エネルギーの９０％以上を占め
る水素をメタン分解部、またはメタン水蒸気改質部で得
ることができるので水素を安価に入手することができ
る。そして、アンモニア製造工程、メタン分解部、また
は、メタン水蒸気改質部に必要な熱を、水素燃焼部およ
び二酸化炭素固定部、またはメタノール製造部で発生し
た熱を利用することにより、系内で必要な熱をまかなう
ことができ、経費の削減に寄与することができる。
カーボンブラック製造装置は上記のように構成されてお
り、二酸化炭素の固定化エネルギーの９０％以上を占め
る水素をメタン分解部、またはメタン水蒸気改質部で得
ることができるので水素を安価に入手することができ
る。そして、アンモニア製造工程、メタン分解部、また
は、メタン水蒸気改質部に必要な熱を、水素燃焼部およ
び二酸化炭素固定部、またはメタノール製造部で発生し
た熱を利用することにより、系内で必要な熱をまかなう
ことができ、経費の削減に寄与することができる。
【発明の実施の形態】本発明のアンモニア製造工程排出
ガス利用カーボンブラツク製造装置の一実施例を図１の
ブロック図に基づいて説明する。本装置はアンモニア原
料からアンモニアを製造するアンモニア製造工程部２
と、メタンガスを分解するメタン分解部４と、メタン分
解部４で生成した水素の一部を燃焼する水素燃焼部６
と、メタン分解部４で生成した水素の一部とアンモニア
製造工程部２で発生した二酸化炭素を反応させる二酸化
炭素固定部８から構成されている。ガス反応系として、
アンモニア製造工程部２は二酸化炭素固定部８に接続さ
れ、メタンガス分解部４は水素燃焼部６と二酸化炭素固
定部８に接続されている。熱交換系とし、水素燃焼部６
と二酸化炭素固定部８はアンモニア製造工程部２とメタ
ン分解部４に接続されている。
ガス利用カーボンブラツク製造装置の一実施例を図１の
ブロック図に基づいて説明する。本装置はアンモニア原
料からアンモニアを製造するアンモニア製造工程部２
と、メタンガスを分解するメタン分解部４と、メタン分
解部４で生成した水素の一部を燃焼する水素燃焼部６
と、メタン分解部４で生成した水素の一部とアンモニア
製造工程部２で発生した二酸化炭素を反応させる二酸化
炭素固定部８から構成されている。ガス反応系として、
アンモニア製造工程部２は二酸化炭素固定部８に接続さ
れ、メタンガス分解部４は水素燃焼部６と二酸化炭素固
定部８に接続されている。熱交換系とし、水素燃焼部６
と二酸化炭素固定部８はアンモニア製造工程部２とメタ
ン分解部４に接続されている。
【００１３】メタン分解部４は、例えば、ＳｉＯ2やＡ
１2Ｏ3を担体とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を備え、系外
から導入したメタンを連続的に炭素と水素に分解する。
水素燃焼部６は、メタン分解部４で生成した水素の一部
を取り込み、燃焼させて、そこで得られた燃焼熱を、ア
ンモニア製造工程部２およびメタン分解部４に供給す
る。二酸化炭素固定部８は、例えば、ＳｉＯ2やＡ１2Ｏ
3を担体とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を備え、メタン分
解部４で生成じた水素の一部とアンモニア製造工程部２
から排出されたＣＯ2とを取り込み、反応させて連続的
に炭素と水を生成する。そこで得られた反応熱をアンモ
ニア製造工程部２およびメタン分解部４に供給する。ま
た、二酸化炭素固定部８で生成した水蒸気（Ｈ2Ｏ)を凝
縮する凝縮器（図示していない）が設けられている。
１2Ｏ3を担体とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を備え、系外
から導入したメタンを連続的に炭素と水素に分解する。
水素燃焼部６は、メタン分解部４で生成した水素の一部
を取り込み、燃焼させて、そこで得られた燃焼熱を、ア
ンモニア製造工程部２およびメタン分解部４に供給す
る。二酸化炭素固定部８は、例えば、ＳｉＯ2やＡ１2Ｏ
3を担体とするＮｉ、Ｃｏなどの触媒を備え、メタン分
解部４で生成じた水素の一部とアンモニア製造工程部２
から排出されたＣＯ2とを取り込み、反応させて連続的
に炭素と水を生成する。そこで得られた反応熱をアンモ
ニア製造工程部２およびメタン分解部４に供給する。ま
た、二酸化炭素固定部８で生成した水蒸気（Ｈ2Ｏ)を凝
縮する凝縮器（図示していない）が設けられている。
【００１４】次に、動作について説明する。系外から導
入したメタンをメタン分解部４は、触媒存在下で連続的
に炭素と水素に分解する。炭素は固体の炭素もしくはカ
ーボンブラックとして析出する。 ＣＨ4→Ｃ＋２Ｈ2＋９０．１ｋＪ／ｍｏ１ メタン分解部４で生成した水素の一部が水素燃焼部６に
送られ、水素燃焼部６は水素を燃焼させる。その燃焼熱
をアンモニア製造工程部２およびメタン分解部４の熱源
として利用する。 Ｈ2＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ−２８５ｋＪ／ｍｏ１ アンモニア製造工程部２で排出されたＣＯ2とメタン分
解部４で生成じたＨ2の一部が二酸化炭素固定部８に送
られ、二酸化炭素固定部８は触媒存在下でＣＯ2とＨ2を
反応させて炭素と水を連続的に生成する。 ＣＯ2＋２Ｈ2→Ｃ＋２Ｈ2Ｏ−９６．０ｋＪ／ｍｏ１ この反応熱をアンモニア製造工程部２およびメタン分解
部４に送り熱源として利用する。また、凝縮部を通すこ
とによって、生成した水を凝縮し、排出する。
入したメタンをメタン分解部４は、触媒存在下で連続的
に炭素と水素に分解する。炭素は固体の炭素もしくはカ
ーボンブラックとして析出する。 ＣＨ4→Ｃ＋２Ｈ2＋９０．１ｋＪ／ｍｏ１ メタン分解部４で生成した水素の一部が水素燃焼部６に
送られ、水素燃焼部６は水素を燃焼させる。その燃焼熱
をアンモニア製造工程部２およびメタン分解部４の熱源
として利用する。 Ｈ2＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ−２８５ｋＪ／ｍｏ１ アンモニア製造工程部２で排出されたＣＯ2とメタン分
解部４で生成じたＨ2の一部が二酸化炭素固定部８に送
られ、二酸化炭素固定部８は触媒存在下でＣＯ2とＨ2を
反応させて炭素と水を連続的に生成する。 ＣＯ2＋２Ｈ2→Ｃ＋２Ｈ2Ｏ−９６．０ｋＪ／ｍｏ１ この反応熱をアンモニア製造工程部２およびメタン分解
部４に送り熱源として利用する。また、凝縮部を通すこ
とによって、生成した水を凝縮し、排出する。
【００１５】メタン分解部４および二酸化炭素固定部８
で得られる炭素は、工業用カーボンブラツクとして利用
することができる。従来、工業用カーボンブラックは化
石燃料を原料としていたが、アンモニア製造工程から排
出される二酸化炭素を使用することにより、資源の節約
に貢献することができる。また、メタン分解部４および
二酸化炭素固定部８で得られる炭素の一部には、付加価
値の高いフラーレンやカ―ボンナノチューブが含まれて
いる可能性があり、精製することにより副生成物として
利用することができる。
で得られる炭素は、工業用カーボンブラツクとして利用
することができる。従来、工業用カーボンブラックは化
石燃料を原料としていたが、アンモニア製造工程から排
出される二酸化炭素を使用することにより、資源の節約
に貢献することができる。また、メタン分解部４および
二酸化炭素固定部８で得られる炭素の一部には、付加価
値の高いフラーレンやカ―ボンナノチューブが含まれて
いる可能性があり、精製することにより副生成物として
利用することができる。
【００１６】本装置は、水素燃焼部６で発生する燃焼熱
と、二酸化炭素固定部８で発生する反応熱を、アンモニ
ア製造工程部２およびメタン分解部４に導く、反応熱伝
達部１２を備える。その結果、アンモニア製造工程部２
に必要なエネルギーを減少することができ、またメタン
分解部４の吸熱反応の熱を補うことができ、コストの低
減を図ることができる。水素燃焼部６で発生する反応熱
を電力に変換する反応熱利用電力発生部を備えることが
好ましい。その結果、装置作動の電力の一部を賄うこと
ができ、コストの低減を図ることができる。
と、二酸化炭素固定部８で発生する反応熱を、アンモニ
ア製造工程部２およびメタン分解部４に導く、反応熱伝
達部１２を備える。その結果、アンモニア製造工程部２
に必要なエネルギーを減少することができ、またメタン
分解部４の吸熱反応の熱を補うことができ、コストの低
減を図ることができる。水素燃焼部６で発生する反応熱
を電力に変換する反応熱利用電力発生部を備えることが
好ましい。その結果、装置作動の電力の一部を賄うこと
ができ、コストの低減を図ることができる。
【００１７】図２に水素燃焼部６で発生する反応熱を電
力に変換する反応熱利用電力発生部１４を備えるダイア
グラムを示す。水素の燃焼式から判るように水素１モル
当たり２８５ｋＪの熱量を発生する。この熱をボイラー
に通じて発電して電力として余熱を回収したり、特殊な
熱回収設備を付加してアンモニア製造工程部２の熱源と
して消費したりする。
力に変換する反応熱利用電力発生部１４を備えるダイア
グラムを示す。水素の燃焼式から判るように水素１モル
当たり２８５ｋＪの熱量を発生する。この熱をボイラー
に通じて発電して電力として余熱を回収したり、特殊な
熱回収設備を付加してアンモニア製造工程部２の熱源と
して消費したりする。
【００１８】図３に二酸化炭素固定部８で発生する反応
熱を電力に変換する反応熱利用電力発生部１４を備える
ダイアグラムを示す。二酸化炭素と水素の反応式かあら
判るように二酸化炭素１モル当たり９６．０ｋＪの熱量
を発生する。この熱を図３のシステムと同様に、ボイラ
ーに通じて発電して電力として余熱を回収したり、特殊
な熱回収設備を付加して、アンモニア製造工程部２の熱
原として消費したりする。
熱を電力に変換する反応熱利用電力発生部１４を備える
ダイアグラムを示す。二酸化炭素と水素の反応式かあら
判るように二酸化炭素１モル当たり９６．０ｋＪの熱量
を発生する。この熱を図３のシステムと同様に、ボイラ
ーに通じて発電して電力として余熱を回収したり、特殊
な熱回収設備を付加して、アンモニア製造工程部２の熱
原として消費したりする。
【００１９】さらに、本発明は図４に示すように、メタ
ン分解部４を下記の反応を利用するメタン水蒸気改質部
１６に変更することも可能で、この場合、メタンと水蒸
気との反応で生成する二酸化炭素と、アンモニア製造工
程部２で排出された二酸化炭素とを同時に二酸化炭素固
定部８に導入し、メタン水蒸気改質部１６で生成した水
素とを、二酸化炭素固定部８で触媒存在下で反応させ
て、炭素と水を連続的に生成することができる。この場
合、吸熱反応であるために、メタン水蒸気改質部１６は
水素燃焼部６で発生した熱を供給して反応を行うことが
できる。 ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋４Ｈ2＋１８４．７ｋＪ／ｍｏ
１
ン分解部４を下記の反応を利用するメタン水蒸気改質部
１６に変更することも可能で、この場合、メタンと水蒸
気との反応で生成する二酸化炭素と、アンモニア製造工
程部２で排出された二酸化炭素とを同時に二酸化炭素固
定部８に導入し、メタン水蒸気改質部１６で生成した水
素とを、二酸化炭素固定部８で触媒存在下で反応させ
て、炭素と水を連続的に生成することができる。この場
合、吸熱反応であるために、メタン水蒸気改質部１６は
水素燃焼部６で発生した熱を供給して反応を行うことが
できる。 ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋４Ｈ2＋１８４．７ｋＪ／ｍｏ
１
【００２０】さらに、本発明は図５に示すように、二酸
化炭素固定部８を下記の反応を利用するメタノール製造
部１８に変えることも可能である。二酸化炭素と水素の
反応式から判るように二酸化炭素１モル当たり８６．１
ｋＪの熱量を発生する。この熱を図３のシステムと同様
に、ボイラーに通じて発電して電力として余熱を回収し
たり、特殊な熱回収設備を付加して、アンモニア製造工
程部２の熱源として消費したりする。このメタノール製
造部１８で生成したメタノールは、ガソリンあるいはジ
メチルエーテルに変換することもでき、付加価値の高い
製品になる。 ＣＯ2＋３Ｈ2→ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ−８６．１ｋＪ／ｍｏ
１
化炭素固定部８を下記の反応を利用するメタノール製造
部１８に変えることも可能である。二酸化炭素と水素の
反応式から判るように二酸化炭素１モル当たり８６．１
ｋＪの熱量を発生する。この熱を図３のシステムと同様
に、ボイラーに通じて発電して電力として余熱を回収し
たり、特殊な熱回収設備を付加して、アンモニア製造工
程部２の熱源として消費したりする。このメタノール製
造部１８で生成したメタノールは、ガソリンあるいはジ
メチルエーテルに変換することもでき、付加価値の高い
製品になる。 ＣＯ2＋３Ｈ2→ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ−８６．１ｋＪ／ｍｏ
１
【００２１】本装置は、アンモニア製造工程部２で発生
するＣＯ2をすべて二酸化炭素固定部８で固定化するこ
とができるので、地球温暖化の原因の一つである温室効
果ガスであるＣＯ2を大量に固定化し、地球環境に貢献
することができる。
するＣＯ2をすべて二酸化炭素固定部８で固定化するこ
とができるので、地球温暖化の原因の一つである温室効
果ガスであるＣＯ2を大量に固定化し、地球環境に貢献
することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明のアンモニア製造工程排出ガス利
用カーボンブラック製造装置は、上記のように構成され
ており、系外から導入したメタンを触媒存在下で分解す
ることにより、二酸化炭素の固定化エネルギーの９０％
以上を占める水素を得るので、水素を安価に入手するこ
とができる。その水素をアンモニア製造工程部で、発生
した二酸化炭素と反応させて炭素を得ることができ、固
定化のコストを削減することができる。
用カーボンブラック製造装置は、上記のように構成され
ており、系外から導入したメタンを触媒存在下で分解す
ることにより、二酸化炭素の固定化エネルギーの９０％
以上を占める水素を得るので、水素を安価に入手するこ
とができる。その水素をアンモニア製造工程部で、発生
した二酸化炭素と反応させて炭素を得ることができ、固
定化のコストを削減することができる。
【００２３】そして、アンモニア製造工程、メタン分解
部に必要な熱を、水素燃焼部および二酸化炭素固定部で
発生した熱を利用することにより、系内で必要な熱をす
べて賄うことができ、経費の削減に寄与することができ
る。地球温暖化の原因の一つである温室効果ガスである
二酸化炭素を大量に固定化し、地球環境に貢献すること
ができる。
部に必要な熱を、水素燃焼部および二酸化炭素固定部で
発生した熱を利用することにより、系内で必要な熱をす
べて賄うことができ、経費の削減に寄与することができ
る。地球温暖化の原因の一つである温室効果ガスである
二酸化炭素を大量に固定化し、地球環境に貢献すること
ができる。
【図１】本発明のアンモニア製造工程利用排出ガス利用
力―ボンブラツク製造装置の一実施例を示す図である。
力―ボンブラツク製造装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す図である。
２：アンモニア製造工程部メタン分解部 ８：二酸化炭素固定部 １２：反応熱伝達部
Claims (3)
- 【請求項１】アンモニア製造工程部と、系外から導入し
たメタンを触媒存在下で連続的に炭素と水素に分解する
メタン分解部と、前記メタン分解部で生成した水素の一
部を燃焼させる水素燃焼部と、前記アンモニア製造工程
部で排出された二酸化炭素と前記メタン分解部で生成し
た水素の一部とを触媒存在下で反応させて連続的に炭素
と水を生成する二酸化炭素固定部と、を備えたことを特
徴とするアンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラ
ック製造装置。 - 【請求項２】アンモニア製造工程部と、系外から導入し
たメタンを触媒存在下で水蒸気と連続的に反応させて二
酸化炭素と水素に分解するメタン水蒸気改質部と、前記
メタン水蒸気改質部で生成した水素の一部を燃焼させる
水素燃焼部と、前記アンモニア製造工程部で排出された
二酸化炭素と前記メタン水蒸気改質部で生成した水素の
一部と二酸化炭素を触媒存在下で反応させて連続的に炭
素と水を生成する二酸化炭素固定部と、を備えたことを
特徴とするアンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブ
ラック製造装置。 - 【請求項３】アンモニア製造工程部と、系外から導入し
たメタンを触媒存在下で連続的に炭素と水素に分解する
メタン分解部と、前記メタン分解部で生成した水素の一
部を燃焼させる水素燃焼部と、前記アンモニア製造工程
部で排出された二酸化炭素と前記メタン分解部で生成し
た水素の一部とを触媒存在下で反応させて連続的にメタ
ノールと水を生成するメタノール製造部と、を備えたこ
とを特徴とするアンモニア製造工程排出ガス利用メタノ
ール製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359582A JP2000178467A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359582A JP2000178467A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000178467A true JP2000178467A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18465238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359582A Withdrawn JP2000178467A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000178467A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009104820A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | トヨタ自動車株式会社 | 太陽熱エネルギー貯蔵方法 |
| JP2010138051A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Toyo Eng Corp | メタノール及びアンモニアの併産方法 |
| WO2010128682A1 (ja) * | 2009-05-05 | 2010-11-11 | Nakamura Norihiko | 複合プラント |
| JP2012508101A (ja) * | 2008-11-10 | 2012-04-05 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | 有利には二酸化ケイ素および／またはシリコンを製造するための設備との高エネルギ複合体としての、カーボンブラックを製造するためのエネルギ効率の良い設備 |
| US8272216B2 (en) | 2008-02-22 | 2012-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for converting solar thermal energy |
| US9506400B2 (en) | 2008-03-18 | 2016-11-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator, ammonia-burning internal combustion engine, and fuel cell |
| WO2018098495A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | Seerstone Llc | Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP10359582A patent/JP2000178467A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009104820A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | トヨタ自動車株式会社 | 太陽熱エネルギー貯蔵方法 |
| JP2009197733A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Toyota Motor Corp | 太陽熱エネルギー貯蔵方法 |
| AU2009216080B2 (en) * | 2008-02-22 | 2011-11-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solar thermal energy storage method |
| US8272216B2 (en) | 2008-02-22 | 2012-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for converting solar thermal energy |
| US9506400B2 (en) | 2008-03-18 | 2016-11-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator, ammonia-burning internal combustion engine, and fuel cell |
| JP2012508101A (ja) * | 2008-11-10 | 2012-04-05 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | 有利には二酸化ケイ素および／またはシリコンを製造するための設備との高エネルギ複合体としての、カーボンブラックを製造するためのエネルギ効率の良い設備 |
| JP2010138051A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Toyo Eng Corp | メタノール及びアンモニアの併産方法 |
| WO2010128682A1 (ja) * | 2009-05-05 | 2010-11-11 | Nakamura Norihiko | 複合プラント |
| WO2018098495A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | Seerstone Llc | Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050727 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060314 |