特許ウォッチ

公開番号2024149052
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062720
出願日2023-04-07
発明の名称触媒反応装置
出願人株式会社タクマ
代理人個人
主分類B01J 35/56 20240101AFI20241010BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】炭素析出反応の効率を向上させることができる触媒反応装置を提供する。
【解決手段】一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体33とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置20Bであって、触媒構造体33は、処理ガスが通過可能な流路を形成する挿通孔が形成された、金属触媒となり得る金属で構成される筒状構造体であり、触媒構造体33と接触する前の処理ガスと、触媒反応熱によって昇温されたガスとの間で熱交換を行うように構成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置であって、
前記触媒構造体は、前記処理ガスが通過可能な複数の孔を有する、金属触媒となり得る金属で構成されたメッシュ材を有する筒状構造体である触媒反応装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置であって、
前記触媒構造体は、前記処理ガスが通過可能な流路を形成する挿通孔が複数形成された、金属触媒となり得る金属で構成されるハニカム構造体である触媒反応装置。
【請求項３】
一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置であって、
前記触媒構造体は、棒状で鉛直方向に垂設される金属触媒で構成される触媒反応装置。
【請求項４】
触媒反応温度が４００～７００℃である請求項１～３の何れか一項に記載の触媒反応装置。
【請求項５】
前記固体炭素を前記触媒構造体から分離除去する分離除去手段を備える請求項１～３の何れか一項に記載の触媒反応装置。
【請求項６】
前記触媒構造体と接触する前の前記処理ガスと、触媒反応熱によって昇温されたガスとの間で熱交換を行うように構成されている請求項１～３の何れか一項に記載の触媒反応装置。
【請求項７】
前記処理ガスが導入されるとともに、導入された前記処理ガスと接触可能に前記触媒構造体が配されるケーシングをさらに備え、
前記ケーシングに導入される前記処理ガスと、既に前記ケーシングに導入されており、且つ触媒反応熱によって昇温された前記処理ガスとの間で熱交換が行われるように構成されている請求項１～３の何れか一項に記載の触媒反応装置。
【請求項８】
前記処理ガスが導入されるとともに、導入された前記処理ガスと接触可能に前記触媒構造体が配されるケーシングをさらに備え、
前記ケーシングに導入される前の前記処理ガスと、前記ケーシングから導出される、触媒反応熱によって昇温されたオフガスとの間で熱交換が行われるように構成されている請求項１～３の何れか一項に記載の触媒反応装置。
【請求項９】
一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置であって、
前記触媒構造体は、前記処理ガスが通過可能な流路を形成する挿通孔が形成された、金属触媒となり得る金属で構成される筒状構造体であり、
前記触媒構造体と接触する前の前記処理ガスと、触媒反応熱によって昇温されたガスとの間で熱交換を行うように構成されている触媒反応装置。
【請求項１０】
ガスを導入するためのガス導入部が設けられたガス導入室と、ガスを導出するためのガス導出部が設けられたガス導出室とを有するケーシングをさらに備え、
前記挿通孔を通して前記処理ガスが前記ガス導入室から前記ガス導出室へと流れるように前記触媒構造体が前記ガス導入室に配設される請求項９に記載の触媒反応装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、ごみ焼却施設、化学工場施設、発電施設等のように、燃焼、熱分解等が行われる施設から発生する、一酸化炭素を含む燃焼排ガスの一部を炭素析出装置に供給し、炭素析出装置において炭素を析出させて固体炭素を生成するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
炭素析出装置内には、炭素析出反応を促進し得る金属を主体に構成される触媒が、燃焼排ガスと接触可能に設置されている。また、炭素析出装置内には、触媒上に析出した炭素を触媒から分離させる分離手段が配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－８４９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、触媒上に析出した炭素の分離手段としてスクレーパが用いられており、触媒が凹凸を有する複雑な構造体であると、スクレーパによる析出炭素の分離が困難になるため、触媒の形状は板状とされている。このような板状の触媒を用いる構成では、燃焼排ガスとの接触面積や接触効率の増大を図ることが難しく、炭素析出反応の効率を向上させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、炭素析出反応の効率を向上させることができる触媒反応装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係る触媒反応装置の特徴構成は、
一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置であって、
前記触媒構造体は、前記処理ガスが通過可能な複数の孔を有する、金属触媒となり得る金属で構成されたメッシュ材を有する筒状構造体であることにある。
【０００８】
本構成の触媒反応装置によれば、触媒構造体は、一酸化炭素を含む処理ガスが通過可能な複数の孔を有する、金属触媒となり得る金属で構成されたメッシュ材を有する筒状構造体である。このため、一酸化炭素を含む処理ガスは、触媒構造体の表面のみならず、触媒構造体における複数の孔の構成面、すなわち触媒構造体を構成する筒状のメッシュ材の複数の網目の内側面にも接触する。これにより、処理ガスとの接触面積の増大を図ることができ、炭素析出反応の効率を向上させることができる。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係る触媒反応装置の特徴構成は、
一酸化炭素を含む処理ガスと触媒構造体とを接触させることによって固体炭素を得る触媒反応装置であって、
前記触媒構造体は、前記処理ガスが通過可能な流路を形成する挿通孔が複数形成された、金属触媒となり得る金属で構成されるハニカム構造体であることにある。
【００１０】
本構成の触媒反応装置によれば、触媒構造体は、処理ガスが通過可能な流路を形成する挿通孔が複数形成された、金属触媒となり得る金属で構成されるハニカム構造体である。このため、一酸化炭素を含む処理ガスは、触媒構造体の表面のみならず、複数の挿通孔のそれぞれの構成面にも接触することになる。これにより、処理ガスとの接触面積の増大を図ることができ、炭素析出反応の効率を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許