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公開番号2025070657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181142
出願日2023-10-20
発明の名称固体炭素製造装置、及び固体炭素製造方法
出願人株式会社タクマ
代理人個人
主分類F23J 15/00 20060101AFI20250424BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】触媒管の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造装置において、簡易な構成で触媒管から固体炭素を分離でき、しかもブリッジ現象により生じたブリッジを破壊することができる固体炭素製造装置を提供する。
【解決手段】一側開口部31a及び他側開口部31bを有する触媒管31を備え、一側開口部31aと他側開口部31bとの間で処理ガスを通流させることによって触媒管31の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造装置20Aであって、触媒管31は、一側開口部31aが他側開口部31bよりも下側に配されるように設置されており、一側開口部31aから他側開口部31bに向かって触媒管31の管内に分離ガスを噴射する噴射手段33を備えるものとする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一側開口部及び他側開口部を有する触媒管を備え、前記一側開口部と前記他側開口部との間で処理ガスを通流させることによって前記触媒管の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造装置であって、
前記触媒管は、前記一側開口部が前記他側開口部よりも下側に配されるように設置されており、
前記一側開口部から前記他側開口部に向かって前記触媒管の管内に分離ガスを噴射する噴射手段を備える固体炭素製造装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記分離ガスとして、前記処理ガス及び／又は不活性ガスを用いる請求項１に記載の固体炭素製造装置。
【請求項３】
前記噴射手段は、
前記触媒管の管内に向けて前記分離ガスを噴射可能に配される噴射ノズルと、
前記噴射ノズルの噴射方向に沿って配されるベンチュリ管と、
を含み、
前記ベンチュリ管と前記噴射ノズルとの間に隙間が設けられる請求項１又は２に記載の固体炭素製造装置。
【請求項４】
前記噴射手段は、前記触媒管の管内に前記分離ガスを噴射可能に配されるラバルノズルを含む請求項１又は２に記載の固体炭素製造装置。
【請求項５】
前記分離ガスによって前記触媒管から分離された前記固体炭素を回収する回収手段をさらに備える請求項１又は２に記載の固体炭素製造装置。
【請求項６】
前記噴射手段は、一定時間毎、及び／又は前記触媒管における前記処理ガスのガス流れ上流側と下流側との差圧が規定値を超過したときに、前記分離ガスを噴射する請求項１又は２に記載の固体炭素製造装置。
【請求項７】
一側開口部及び他側開口部を有する触媒管における前記一側開口部と前記他側開口部との間で処理ガスを通流させることによって前記触媒管の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造方法であって、
前記触媒管は、前記一側開口部が前記他側開口部よりも下側に配されるように設置されており、
前記一側開口部から前記他側開口部に向かって前記触媒管の管内に分離ガスを噴射する噴射工程を包含する固体炭素製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒管の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造装置、及び固体炭素製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 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固体炭素製造装置に供給し、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】
特許文献１の固体炭素製造装置は、複数の板状の触媒を備え、装置内において複数の触媒が互いの板面を向かい合せて縦向きで並列的に固定配置され、装置上部から送給される燃焼排ガスと触媒とを接触させて触媒上に固体炭素を析出するように構成されている。この固体炭素製造装置においては、互いに対向する板状の触媒と装置内壁とによって筒状部が区画形成されている。筒状部の内部には、触媒上に析出した炭素を触媒から分離させる分離手段としてのスクレーパが配置されている。スクレーパは、触媒の表面形状に沿って摺動可能にチェーン等の支持部材によって支持されている。そして、筒状部の内部において、支持部材を介してスクレーパを移動させることにより、触媒上に析出した固体炭素を除去する。
【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の固体炭素製造装置では、触媒上に析出した固体炭素をスクレーパによって機械的に除去する構成であるため、スクレーパや、スクレーパを支持する支持部材、支持部材を介してスクレーパを移動させるための駆動装置が必要となり、装置構成が複雑になる。
【０００６】
また、特許文献１の固体炭素製造装置では、触媒上に析出した固体炭素の粒子どうしが付着し、重力に対し逆らうように成長してアーチ状構造体（以下、「ブリッジ」と称する。）が形成されるブリッジ現象が生じた場合、触媒上に析出した固体炭素を掻き取る構成のスクレーパによってはブリッジを破壊することができず、ブリッジによって筒状部が閉塞する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、触媒管の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造装置において、簡易な構成で触媒管から固体炭素を分離でき、しかもブリッジ現象により生じたブリッジを破壊することができる固体炭素製造装置、及び固体炭素製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明に係る固体炭素製造装置の特徴構成は、
一側開口部及び他側開口部を有する触媒管を備え、前記一側開口部と前記他側開口部との間で処理ガスを通流させることによって前記触媒管の管内に固体炭素を生成するようにした固体炭素製造装置であって、
前記触媒管は、前記一側開口部が前記他側開口部よりも下側に配されるように設置されており、
前記一側開口部から前記他側開口部に向かって前記触媒管の管内に分離ガスを噴射する噴射手段を備えることにある。
【０００９】
本構成の固体炭素製造装置によれば、触媒管の管内において生成された固体炭素は、触媒管の管内に噴射された分離ガスによって吹き飛ばされる。こうして、触媒管の管内に分離ガスを噴射するといった簡易な構成の噴射手段によって触媒管から固体炭素を分離することができる。触媒管は、一側開口部が他側開口部よりも下側に配されるように設置されている。このように設置される触媒管においてブリッジ現象が生じた場合、触媒管内で析出した固体炭素は重力に対し逆らうように成長、すなわち下側に配される一側開口部から上側に配される他側開口部に向かうように成長して底部が上凸状に湾曲したブリッジが形成される。このように形成されるブリッジは、重力方向の圧力に対する剛性と比べて、重力方向と逆方向の圧力に対する剛性が低い。本構成の固体炭素製造装置によれば、下側に配される一側開口部から上側に配される他側開口部に向かって触媒管の管内に分離ガスが噴射されるので、ブリッジに対して重力方向と逆方向に分離ガスによる圧力を作用させることができる。これにより、ブリッジを容易に破壊することができ、触媒管の閉塞を防ぐことができる。
【００１０】
本発明に係る固体炭素製造装置において、
前記分離ガスとして、前記処理ガス及び／又は不活性ガスを用いることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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