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公開番号
2025005810
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-01-17
出願番号
2023106188
出願日
2023-06-28
発明の名称
水素製造装置
出願人
三菱重工業株式会社
代理人
個人
,
個人
主分類
C01B
3/26 20060101AFI20250109BHJP(無機化学)
要約
【課題】ことができる水素製造装置を提供する。
【解決手段】水素製造装置は、原料ガスである炭化水素ガスを、微細な金属粒子である触媒を使用して熱分解することにより水素を製造する反応器であって、下部から原料ガスが導入されることによって内部に触媒の流動層が形成される反応器を有する。反応器は、活性化済みの触媒が供給されるように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲
【請求項1】
原料ガスである炭化水素ガスを、微細な金属粒子である触媒を使用して熱分解することにより水素を製造する反応器であって、下部から前記原料ガスが導入されることによって内部に前記触媒の流動層が形成される反応器を有する水素製造装置であって、
前記反応器は、活性化済みの前記触媒が供給されるように構成される水素製造装置。
続きを表示(約 430 文字)
【請求項2】
活性化済みの前記触媒を前記反応器に供給するように構成される供給装置を有し、
前記供給装置は、活性化前の前記触媒を撹拌しながら加熱することにより活性化させるように構成される活性化装置を含み、
前記供給装置は、前記活性化装置により活性化された前記触媒を前記反応器に供給するように構成される請求項1に記載の水素製造装置。
【請求項3】
前記反応器の圧力が大気圧より高い圧力であって、
前記供給装置が、前記活性化装置により活性化された前記触媒を前記反応器の圧力以上の圧力に加圧して連続的に気流搬送するように構成される請求項2に記載の水素製造装置。
【請求項4】
前記気流搬送に使用される搬送ガスが、前記原料ガスである請求項3に記載の水素製造装置。
【請求項5】
活性化済みの前記触媒が、重力落下により前記反応器に供給されるように構成される請求項1に記載の水素製造装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、水素製造装置に関する。
続きを表示(約 1,500 文字)
【背景技術】
【0002】
従来、メタンの熱分解により水素を製造する技術が知られている。たとえば、特許文献1の水素製造装置は、触媒が収容された反応器を有している。反応器の内部にはメタンが導入される。メタンは、反応器の内部において触媒と接触することにより、水素と炭素とに分解される。生成ガスである水素と、未反応のメタンとの混合ガスは、反応器の外部に取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2019-73411号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
触媒は、たとえば鉄などの金属である。この場合、たとえば、水素製造装置の起動時において、反応器の昇温に伴い、触媒同士が融着するおそれがある。水素製造装置には、触媒同士の融着を抑制することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様にかかる水素製造装置は、原料ガスである炭化水素ガスを、微細な金属粒子である触媒を使用して熱分解することにより水素を製造する反応器であって、下部から前記原料ガスが導入されることによって内部に前記触媒の流動層が形成される反応器を有する。前記反応器は、活性化済みの前記触媒が供給されるように構成される。
【発明の効果】
【0006】
本発明の水素製造装置によれば、触媒同士の融着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
水素製造装置の第1の実施の形態の構成図である。
水素製造装置の第1の実施の形態の電気的な構成を示すブロック図である。
水素製造装置の第2の実施の形態の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
<第1の実施の形態>
以下、水素製造装置の第1の実施の形態を説明する。
図1に示すように、水素製造装置10は、圧力容器11と、反応器12とを有している。圧力容器11と反応器12とは、各々、円形の断面形状を有する筒状であって、上下方向に延びている。圧力容器11の内部は、所定の圧力に保たれている。圧力は、たとえば、大気圧よりも高い。反応器12は、圧力容器11の内部に非接触状態で収容されている。反応器12の内径は、全長にわたって同じであってもよい。
【0009】
反応器12の内部には、分散器13が設けられている。分散器13は、たとえば反応器12の軸方向に直交する方向に広がる板状であって、多数の孔を有している。孔は、分散器13を板厚方向に貫通している。分散器13は、反応器12の軸方向の中心位置よりも反応器12の下端部に近い位置に配置されている。分散器13は、反応器12の内部を、上下の2つの空間に仕切っている。上側の空間が反応室12A、下側の空間が風室12Bである。反応室12Aと、風室12Bとは、分散器13の孔を介して互いに連通している。
【0010】
分散器13の上面には、触媒14が堆積している。すなわち、反応室12Aの内部には、分散器13に対して所定の堆積高さまで、触媒14が充填されている。上面は、反応室12A側の分散器13の面である。触媒14は、たとえば、鉄(Fe)、あるいは鉄を主成分とする微細な個体粒子であり、金属粒子である。触媒14は、加熱装置によって加熱される。加熱装置は、たとえば、ヒータ、または、排ガスあるいはスチームが流通するジャケットである。
(【0011】以降は省略されています)
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