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公開番号2024122264
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023029710
出願日2023-02-28
発明の名称メタン生成用の触媒、およびメタン生成方法
出願人株式会社フジタ
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類B01J 23/78 20060101AFI20240902BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】メタネーション反応の効率を向上させることを目的とする。
【解決手段】メタン生成用の触媒は、多孔質炭化物と、多孔質炭化物に担持された触媒成分と、を備え、触媒成分が、周期表の第6族または第8族に属する金属であって、還元作用を備える。メタン生成用の触媒は、600℃以上の耐熱性を有してもよい。多孔質炭化物、周期表の第6族または第8族に属する金属元素の金属粉末、およびその他の成分の合計質量を100質量%としたとき、多孔質炭化物の含有率は、50質量%以上90質量%以下の範囲で含まれ、金属元素を含む金属粉末の含有率は、4.5質量%以上25質量%以下の範囲で含まことができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
多孔質炭化物と、
前記多孔質炭化物に担持された触媒成分と、を備え、
前記触媒成分が、周期表の第６族または第８族に属する金属であって、還元作用を有する、
メタン生成用の触媒。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
６００℃以上の耐熱性を有する、請求項１に記載のメタン生成用の触媒。
【請求項３】
前記多孔質炭化物、前記周期表の第６族または第８族に属する金属元素の金属粉末、およびその他の成分の合計質量を１００質量％としたとき、
前記多孔質炭化物の含有率は、５０質量％以上９０質量％以下の範囲で含まれ、
前記金属元素を含む金属粉末の含有率は、４．５質量％以上２５質量％以下の範囲で含まれる、請求項１に記載のメタン生成用の触媒。
【請求項４】
前記周期表の第８族に属する金属元素は還元鉄である、請求項１に記載のメタン生成用の触媒。
【請求項５】
前記多孔質炭化物は、バイオマスを炭化して調製される多孔質炭化物である、請求項１に記載のメタン生成用の触媒。
【請求項６】
多孔質炭化物および前記多孔質炭化物に担持された触媒成分を含むメタン生成用の触媒が充填された反応器に、二酸化炭素及び水素を供給し、
前記反応器を７５０℃以上８５０℃に加熱し、
前記反応器から排出されるメタンを含むガスを回収することを含み、
前記触媒成分が、周期表の第６族または第８族に属する金属元素の金属粉末である、
メタン生成方法。
【請求項７】
前記二酸化炭素および水素の供給後、前記反応器内の圧力を０．２ＭＰａＧ以上３．０ＭＰａＧ未満に昇圧する、
請求項６に記載のメタン生成方法。
【請求項８】
前記反応器に二酸化炭素及び水素を供給する前に、前記反応器に充填された前記触媒に還元処理を行う、
請求項６に記載のメタン生成方法。
【請求項９】
回収される前記ガスは、エタンを含む、
請求項６に記載のメタン生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態の一つは、メタン生成用の触媒に関する。あるいは、本発明の実施形態の一つは、このメタン生成用の触媒を用いるメタン生成方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料として用いるガスの脱炭素化技術のうち、二酸化炭素と水素から触媒を用いて熱化学的に反応させ、メタンを生成する技術が注目されている。メタンを生成させるメタネーション反応には、Ｎｉ系やＲｕ系の還元性貴金属類が用いられ、その担体には安定な酸化アルミニウムなどの金属酸化物が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－６８７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態の一つは、メタネーション反応の効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の一つは、メタン生成用の触媒である。このメタン生成用の触媒は、多孔質炭化物と、多孔質炭化物に担持された触媒成分と、を備え、触媒成分が、周期表の第６族または第８族に属する金属であって、還元作用を有する。
【０００６】
本発明の実施形態の一つは、メタン生成方法である。このメタン生成方法は、多孔質炭化物および多孔質炭化物に担持された触媒成分を含むメタン生成用の触媒が充填された反応器に、二酸化炭素及び水素を供給し、反応器を７５０℃以上８５０℃に加熱し、反応器から排出されるメタンを含むガスを回収し、触媒成分が、周期表の第６族または第８族に属する金属元素の金属粉末である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態に係るメタン生成用の触媒は、多孔質炭化物に、メタネーション反応を起こす第６族または第８族の金属元素を担持させることにより、６００℃以上の高温でメタネーション反応を起こすことができ、同時に多孔質炭化物がメタネーション反応の二酸化炭素又は一酸化炭素の供給源となり、メタンの生成量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施形態に係るメタン生成用の触媒の製造方法を示すフローチャート。
本発明の実施形態に係るメタン生成方法を示すフローチャート。
本発明の実施形態に係るメタン生成用の触媒の試験装置の概略図。
本発明の実施形態に係るメタン生成用の触媒の熱電対温度測定位置の概略図。
実施例のＧＣ－ＭＳ分析結果を示すグラフ。
実施例のＧＣ－ＦＩＤ分析結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面などを参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１０】
以下、本発明の実施形態の一つに係るメタン生成用の触媒と、メタン生成方法について説明する。本発明は、下記で示す化学反応式（１）のメタネーション反応、および式（２）のＣＯ転換反応を用いたメタン生成方法に関する。
ＣＯ
２
＋４Ｈ
２
→ ＣＨ
４
＋２Ｈ
２
Ｏ（１）
ＣＯ＋３Ｈ
２
→ ＣＨ
４
＋Ｈ
２
Ｏ（２）
式（２）で示すＣＯは、式（３）で示す逆シフト反応により生成される。
ＣＯ
２
＋Ｈ
２
→ＣＯ＋Ｈ
２
Ｏ（３）
（【００１１】以降は省略されています）

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