JP2009298618A - 有機化合物改質装置及び改質方法 - Google Patents
有機化合物改質装置及び改質方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009298618A JP2009298618A JP2008152904A JP2008152904A JP2009298618A JP 2009298618 A JP2009298618 A JP 2009298618A JP 2008152904 A JP2008152904 A JP 2008152904A JP 2008152904 A JP2008152904 A JP 2008152904A JP 2009298618 A JP2009298618 A JP 2009298618A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- reforming
- organic compound
- combustion
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
【解決手段】内部に触媒が収容され、グリセリンと、水蒸気、酸素もしくは空気、水素のいずれか一部もしくは全てを含む反応用ガスとの間で上記触媒を用いて反応を生じさせ、グリセリンを改質する改質反応器2と、上記反応により表面に炭素が析出した触媒を改質反応器2から取り出す触媒取出ライン3と、触媒取出ライン3により取り出された触媒に析出した炭素を燃焼させる燃焼器4と、燃焼器4により炭素が燃焼した触媒を改質反応器2に再び導入する触媒導入ライン5とを備えるという構成を採用する。
【選択図】図1
Description
そこで、下記の特許文献1には、有機化合物の熱分解の起こらない低温雰囲気で改質を行い、その後に高温雰囲気で改質を行うことにより触媒の表面に炭素が析出することを抑制する改質ガス製造装置の運転方法が開示されている。
このような構成を採用することによって、本発明では、改質反応器内において、触媒の作用により有機化合物と反応用ガスとの間で反応が生じる。具体的には、有機化合物と水蒸気との間の水蒸気改質反応、有機化合物と酸素もしくは空気との間の部分酸化改質反応もしくは完全酸化改質反応、有機化合物と水素との間の熱分解改質反応のいずれか一部、もしくは全てが生じる。これらの反応を経て有機化合物が改質され、水素、一酸化炭素、二酸化炭素等の有価ガスに転換することができる。
さらに、炭素を除去するための燃焼により触媒自体が昇温されており、昇温された触媒が改質反応器に導入されることにより、改質反応器の熱源として用いることができる。例えば、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、該吸熱反応に伴う改質反応器内部の高温雰囲気の温度低下を補う熱源として利用することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、熱分解により触媒の表面に析出した炭素を、順次改質反応器から取り出して再生した後、再び改質反応器に導入させる連続的な循環処理により、改質反応の反応速度の低下を招く事なく有機化合物改質装置の長時間の連続運転が可能となる。
このような構成を採用することによって、本発明では、再生された触媒と共に、燃焼排ガスが改質反応器に導入されることを抑制することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、改質反応により生じた有価ガスが導入部に流入してしまうことを抑制することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、改質対象である有機化合物と同一材料の有機化合物を空気と共に燃焼させることで熱を得て、燃焼部の温度制御あるいは改質反応器の改質反応の高温雰囲気を維持する熱源として寄与させることが可能となる。
このような構成を採用することによって、本発明では、反応用ガスの予熱を行うために外部から供給する熱を削減できる。または、予熱用の熱源を不要とすることができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、燃焼のため導入される空気の予熱を行うために外部から供給する熱を削減できる。または、予熱用の熱源を不要とすることができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、上記の改質反応は例えば数百℃といった高温で進行するため、相当の高温の改質後ガスが改質反応器から排出される。したがって、改質後ガスの熱を用いることにより、燃焼のため導入される空気の予熱を行うために外部から供給する熱を削減できる。または、予熱用の熱源を不要とすることができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、貴金属を担持させた酸化物触媒を用いることで炭素の析出を抑制することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、自身が生成した水素ガスを再利用して有機化合物の熱分解改質反応に寄与させることができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、燃焼排ガスの熱を改質反応器の熱源として用いることができる。例えば、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、該吸熱反応に伴う改質反応器内部の高温雰囲気の温度低下を補う熱源として利用することができる。
さらに、炭素を除去するための燃焼により触媒自体が昇温されており、昇温された触媒が改質反応器に導入されることにより、改質反応器の熱源として用いることができる。例えば、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、該吸熱反応に伴う改質反応器内部の高温雰囲気の温度低下を補う熱源として利用することができる。
したがって、本発明では、熱分解が起こる高温雰囲気により改質反応を行い触媒の表面に炭素が析出したとしても、析出した炭素を除去して触媒を再生することが可能となるため、触媒に炭素が析出することによる有価ガスの製造能率の低下を抑制することができる効果がある。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態のグリセリン改質装置(有機化合物改質装置)1および改質方法について図1を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態のグリセリン改質装置1の概略構成図である。
このような改質反応及び熱分解によりグリセリンと上記反応用ガスが水素、一酸化炭素、二酸化炭素を含む改質後ガスに変換される。なお、空気(もしくは酸素)の供給量によっては部分酸化改質反応のみが起こり、完全酸化改質反応が起こらない場合もあるが、それでも差し支えない。
C3H5(OH)3+H2O → 5H2+2CO+CO2 …(1)
C3H5(OH)3+2O2 → 4H2O+3CO …(2)
2C3H5(OH)3+7O2 → 8H2O+6CO2 …(3)
さらに、炭素を除去するための燃焼により触媒自体が昇温されており、昇温された触媒が改質反応器2に導入されることにより、改質反応器2の熱源として用いることができる。例えば、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、該吸熱反応に伴う改質反応器内部の高温雰囲気の温度低下を補う熱源として利用することができる。
したがって、本発明では、熱分解が起こる高温雰囲気により改質反応を行い触媒の表面に炭素が析出したとしても、析出した炭素を除去して触媒を再生することが可能となるため、触媒に炭素が析出することによる有価ガスの製造能率の低下を抑制することができる効果がある。
次に、本発明の第2実施形態のグリセリン改質装置(有機化合物改質装置)1および改質方法について図2を参照して説明する。なお、第1実施形態と構成を同じくする部分の説明は割愛することとする。
図2は、本発明の第2実施形態のグリセリン改質装置1の概略構成図である。
分離器52は、外筒部52Aと内筒部52Bとからなり、移送配管51から外筒部52Aの内周面に対し接線方向に導入された触媒及び燃焼排ガスを遠心分離させ、燃焼排ガス及び粒径の小さい灰や粉砕された触媒等を内筒部52Bから排出して、粒径の大きい触媒を分離器52の底部に接続された降下配管53により降下させる構成となっている。
降下配管53は、鉛直下方に延びる配管であって、一端が分離器52の底部に接続され、他端が改質反応器2の頂部を挿通して触媒層9の表面より下方に位置する構成となっている。
先ず、改質反応器2内部において、グリセリンと反応ガスとの間で触媒を用いて反応を生じさせて、グリセリンを改質する。ここで、グリセリンの改質に伴い、触媒の表面に炭素が析出する。炭素が析出した触媒は、気泡流動層のバブリングの作用により改質反応器2内を流動し、触媒層9の上部から触媒取出ライン3により取り出される。
次に、本発明の第3実施形態のグリセリン改質装置1および改質方法について図3を参照して説明する。なお、上記実施形態と構成を同じくする部分の説明は割愛することとする。
図3は、本発明の第3実施形態のグリセリン改質装置1の概略構成図である。
なお、有機化合物が水溶性のものであれば、水と混合して気化させたものを改質反応器2に供給すれば良いが、例えば、有機化合物が非水溶性のガソリン等であれば、界面活性剤を用いて水と混合させて改質反応器2に供給する方法を用いても良い。
Claims (20)
- 内部に触媒が収容され、有機化合物と、水蒸気、酸素もしくは空気、水素のいずれか一部もしくは全てを含む反応用ガスとの間で前記触媒を用いて反応を生じさせ、前記有機化合物を改質する改質反応器と、
前記反応により表面に炭素が析出した前記触媒を前記改質反応器から取り出す取出部と、
前記取出部により取り出された前記触媒に析出した炭素を燃焼させる燃焼部と、
前記燃焼部により前記炭素が燃焼した前記触媒を前記改質反応器に再び導入する導入部と、を備えることを特徴とする有機化合物改質装置。 - 前記触媒を、前記改質反応器、前記取出部、前記燃焼部、前記導入部で順次連続的に循環させることを特徴とする請求項1に記載の有機化合物改質装置。
- 前記導入部は、前記燃焼により生じた燃焼排ガスと、前記触媒とを遠心力を利用して分離する分離部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の有機化合物改質装置。
- 前記導入部は、前記触媒を、前記改質反応器に収容された触媒層の表面より下方に導入する管部を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記有機化合物と同一材料の有機化合物を、前記燃焼部に導入することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記燃焼により生じた燃焼排ガスの熱を用いて、前記反応用ガスの予熱を行う予熱装置を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記燃焼により生じた燃焼排ガスの熱を用いて、前記燃焼のために前記燃焼部に導入される空気の予熱を行う第2予熱装置を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記反応後に生じた改質後ガスの熱を用いて、前記燃焼のために前記燃焼部に導入される空気の予熱を行う第3予熱装置を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記触媒が、貴金属を担持させた酸化物触媒であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記反応後に生じた改質後ガス中に含まれる水素ガスの一部が前記改質反応器に前記反応用ガスの少なくとも一部として供給されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 前記燃焼により生じた燃焼排ガスの熱を利用して、前記改質反応器を加熱する加熱装置を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の有機化合物改質装置。
- 内部に触媒が収容される改質反応器において、有機化合物と、水蒸気、酸素もしくは空気、水素のいずれか一部もしくは全てを含む反応用ガスとの間で前記触媒を用いて反応を生じさせ、前記有機化合物を改質する改質反応工程と、
前記反応により表面に炭素が析出した前記触媒を前記改質反応器から取り出す取出工程と、
前記取出部により取り出された前記触媒に析出した炭素を燃焼させる燃焼工程と、
前記燃焼部により前記炭素が燃焼した前記触媒を前記改質反応器に再び導入する導入工程と、を備えることを特徴とする有機化合物改質方法。 - 前記触媒を、前記改質反応工程、前記取出工程、前記燃焼工程、前記導入工程で順次連続的に循環処理することを特徴とする請求項12に記載の有機化合物改質方法。
- 前記導入工程では、前記触媒を、前記改質反応器に収容された触媒層の表面より下方に導入する管部により導入することを特徴とする請求項12または13に記載の有機化合物改質方法。
- 前記有機化合物と同一材料の有機化合物を、前記燃焼工程に用いることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の有機化合物改質方法。
- 前記燃焼により生じた燃焼排ガスの熱を用いて、前記反応用ガスの予熱を行う予熱工程を備えることを特徴とする請求項12〜15のいずれか一項に記載の有機化合物改質方法。
- 前記燃焼により生じた燃焼排ガスの熱を用いて、前記燃焼のために前記燃焼工程で用いられる空気の予熱を行う第2予熱工程を備えることを特徴とする請求項12〜16のいずれか一項に記載の有機化合物改質方法。
- 前記反応後に生じた改質後ガスの熱を用いて、前記燃焼のために前記燃焼工程で用いられる空気の予熱を行う第3予熱工程を備えることを特徴とする請求項12〜17のいずれか一項に記載の有機化合物改質方法。
- 前記反応後に生じた改質後ガス中に含まれる水素ガスの一部を前記改質反応器に前記反応用ガスの少なくとも一部として供給する供給工程を備えることを特徴とする請求項12〜18のいずれか一項に記載の有機化合物改質方法。
- 前記燃焼により生じた燃焼排ガスの熱を利用して、前記改質反応器を加熱する加熱工程を備えることを特徴とする請求項12〜19のいずれか一項に記載の有機化合物改質方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008152904A JP2009298618A (ja) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | 有機化合物改質装置及び改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008152904A JP2009298618A (ja) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | 有機化合物改質装置及び改質方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009298618A true JP2009298618A (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=41545923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008152904A Pending JP2009298618A (ja) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | 有機化合物改質装置及び改質方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009298618A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012138218A1 (en) | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Biomethanol Chemie Nederland B.V. | Multi-tubular steam reformer and process for catalytic steam reforming of a hydrocarbonaceous feedstock |
WO2012154042A1 (en) | 2011-05-10 | 2012-11-15 | Biomethanol Chemie Nederland B.V. | A process for catalytic steam reforming of a feedstock comprising an oxygenated hydrocarbon and a hydrocarbon |
JP2017114754A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 新日鐵住金株式会社 | 水素製造装置及び水素製造方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5954602A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-29 | Kurushima Group Kyodo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 重質炭化水素から燃料ガスを製造する方法 |
JPH05105402A (ja) * | 1991-10-14 | 1993-04-27 | Toshiba Corp | 改質器燃焼空気およびプロセスガス予熱用熱交換器の保護装置 |
JPH07505570A (ja) * | 1992-03-06 | 1995-06-22 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | ガス製品の製造方法 |
JP2002293504A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料改質装置およびその早期起動方法 |
JP2003095614A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-04-03 | Toshiba International Fuel Cells Corp | 水素製造装置 |
JP2003321203A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-11 | Tokyo Gas Chemicals Co Ltd | 炭化水素の水蒸気改質システム |
JP2006190605A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Nippon Oil Corp | 固体電解質形燃料電池システムの起動方法 |
-
2008
- 2008-06-11 JP JP2008152904A patent/JP2009298618A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5954602A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-29 | Kurushima Group Kyodo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 重質炭化水素から燃料ガスを製造する方法 |
JPH05105402A (ja) * | 1991-10-14 | 1993-04-27 | Toshiba Corp | 改質器燃焼空気およびプロセスガス予熱用熱交換器の保護装置 |
JPH07505570A (ja) * | 1992-03-06 | 1995-06-22 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | ガス製品の製造方法 |
JP2002293504A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料改質装置およびその早期起動方法 |
JP2003095614A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-04-03 | Toshiba International Fuel Cells Corp | 水素製造装置 |
JP2003321203A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-11 | Tokyo Gas Chemicals Co Ltd | 炭化水素の水蒸気改質システム |
JP2006190605A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Nippon Oil Corp | 固体電解質形燃料電池システムの起動方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012138218A1 (en) | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Biomethanol Chemie Nederland B.V. | Multi-tubular steam reformer and process for catalytic steam reforming of a hydrocarbonaceous feedstock |
WO2012154042A1 (en) | 2011-05-10 | 2012-11-15 | Biomethanol Chemie Nederland B.V. | A process for catalytic steam reforming of a feedstock comprising an oxygenated hydrocarbon and a hydrocarbon |
JP2017114754A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 新日鐵住金株式会社 | 水素製造装置及び水素製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5919393B2 (ja) | 二酸化炭素の一酸化炭素への変換方法及び装置 | |
US9382115B2 (en) | Gas-to-liquid technology | |
Siriwardane et al. | Production of pure hydrogen and synthesis gas with Cu–Fe oxygen carriers using combined processes of chemical looping combustion and methane decomposition/reforming | |
CA2524437A1 (en) | Method for producing electricity using temperature swing reforming and solid oxide fuel cell | |
JP2007016061A (ja) | 固体燃料のガス化方法及び該方法を用いたガス化装置 | |
JP2007254180A (ja) | 自立型低級炭化水素直接分解プロセスおよび該プロセスシステム | |
JP2010121049A (ja) | 有機物原料のガス化装置及び方法 | |
JP2013503923A (ja) | バイオマスの水蒸気改質で酸素を使用するための方法及び装置 | |
EA026447B1 (ru) | Способ объединенного получения водорода и серы из hs-содержащего газового потока | |
JP5309620B2 (ja) | ガス化設備のタール改質方法及び装置 | |
US7985704B2 (en) | Method of regenerating absorbent | |
EP2787060A1 (en) | System or method for producing gasoline or dimethyl ether | |
JP2009298618A (ja) | 有機化合物改質装置及び改質方法 | |
EP2025642A1 (en) | Method for treatment of drain in hydrogen production and hydrogen production system | |
CN112703348A (zh) | 焚烧设备和方法 | |
CN109071217A (zh) | 用于通过催化蒸汽重整含烃进料气体生产氢气的方法和设备 | |
JP5348938B2 (ja) | 一酸化炭素ガス発生装置および方法 | |
KR101616199B1 (ko) | 소형 메탄올 연료변환기 | |
JP2009298620A (ja) | グリセリン改質装置および改質方法 | |
JP4413734B2 (ja) | 焼成炉及び焼成方法 | |
JP5396749B2 (ja) | グリセリン改質装置および改質方法 | |
JP4712321B2 (ja) | 改質器、水素製造システム及び燃料電池システム | |
JP6840031B2 (ja) | ガス改質炉および熱分解ガス改質方法 | |
JP4443858B2 (ja) | 水素製造システムおよび水素製造方法 | |
JP6135265B2 (ja) | 改質装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130319 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130709 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131126 |