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公開番号2025072091
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182608
出願日2023-10-24
発明の名称生成装置
出願人カナデビア株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類B01J 8/04 20060101AFI20250430BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】高濃度の製品ガスを生成することが可能な技術を提供する。
【解決手段】生成装置は、原料ガスの触媒反応により製品ガスを生成する、第1反応器及び第2反応器を含む複数の反応器と、原料ガスが複数の反応器を通って流れるガス経路と、複数の反応器を通って複数の反応器内の温度を調整するための熱媒体が循環する循環経路と、循環経路に設けられた、熱媒体の温度を調整する温度調整部と、を備え、ガス経路の原料ガスが流れる方向において、第1反応器の後に第2反応器が配置され、循環経路の熱媒体が循環する方向において、温度調整部の後に第2反応器が配置され、かつ、第2反応器の後に第1反応器が配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原料ガスの触媒反応により製品ガスを生成する、第１反応器及び第２反応器を含む複数の反応器と、
前記原料ガスが前記複数の反応器を通って流れるガス経路と、
前記複数の反応器を通って前記複数の反応器内の温度を調整するための熱媒体が循環する循環経路と、
前記循環経路に設けられた、前記熱媒体の温度を調整する温度調整部と、
を備え、
前記ガス経路の前記原料ガスが流れる方向において、前記第１反応器の後に前記第２反応器が配置され、
前記循環経路の前記熱媒体が循環する方向において、前記温度調整部の後に前記第２反応器が配置され、かつ、前記第２反応器の後に前記第１反応器が配置されている、
生成装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１反応器の容量と前記第２反応器の容量とが異なる、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項３】
前記第２反応器の容量は、前記第１反応器の容量よりも小さい、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項４】
前記第２反応器の容量は、前記第１反応器の容量よりも大きい、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項５】
前記循環経路は、前記温度調整部によって温度調整された前記熱媒体が前記第２反応器を通って流れる第１流路と、前記第１流路から分岐し、前記温度調整部によって温度調整された前記熱媒体が前記第２反応器をバイパスして流れる第２流路と、を有し、
前記第２流路は、前記第２反応器の下流側で前記第１流路に合流している、
請求項３に記載の生成装置。
【請求項６】
前記第１流路を流れる前記熱媒体の流量及び前記第２流路を流れる前記熱媒体の流量を制御する流量制御部、
を備える、
請求項５に記載の生成装置。
【請求項７】
前記循環経路に設けられ、かつ、前記第１反応器の上流側であって前記第１流路と前記第２流路との合流箇所の下流側に配置された、前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整部、
を備える、
請求項５に記載の生成装置。
【請求項８】
前記温度調整部は、前記第１流路における前記第２反応器の上流側を流れる前記熱媒体の温度が第１温度範囲内に収まるように、前記熱媒体の温度を調整し、
前記第２温度調整部は、前記第１反応器の上流側であって前記合流箇所の下流側を流れる前記熱媒体の温度が前記第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内に収まるように、前記熱媒体の温度を調整する、
請求項７に記載の生成装置。
【請求項９】
前記循環経路は、前記熱媒体が前記第１反応器を通って流れる第１流路と、前記第１流路から分岐し、前記熱媒体が前記第１反応器をバイパスして流れる第２流路と、を有し、
前記第２流路は、前記第１反応器の下流側で前記第１流路に合流している、
請求項４に記載の生成装置。
【請求項１０】
前記第１流路を流れる前記熱媒体の流量及び前記第２流路を流れる前記熱媒体の流量を制御する流量制御部、
を備える、
請求項９に記載の生成装置。
（【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、生成装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、気体状態の反応物の発熱反応によって、製品ガスを生成させる生成装置及び生成方法に関する技術が開示されている。特許文献１に記載の生成装置は、水素と二酸化炭素とが供給され、発熱反応が行われる一段目反応塔と、未反応の水素と二酸化炭素を用いて発熱反応を行い、製品ガスを発生させる二段目反応塔と、を備える。また、特許文献１に記載の生成装置では、熱媒油ヒーターによって加熱された熱媒油が、一段目反応塔に送られ、一段目反応塔を通過した熱媒油は、二段目反応塔へ送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６９８４０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製品ガスであるメタンガスの生成は発熱反応であるため、熱媒油の温度を低くした場合、化学平衡の観点から製品ガスの濃度が高くなるように反応が進行する。しかし、二段目反応塔へ送られる熱媒油は、一段目反応塔における発熱反応によって温められることにより、高温になっている。そのため、化学平衡の観点から二段目反応塔における製品ガスの濃度が高くなり難い。
【０００５】
本発明の目的は、高濃度の製品ガスを生成することが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための本発明は、原料ガスの触媒反応により製品ガスを生成する、第１反応器及び第２反応器を含む複数の反応器と、前記原料ガスが前記複数の反応器を通って流れるガス経路と、前記複数の反応器を通って前記複数の反応器内の温度を調整するための熱媒体が循環する循環経路と、前記循環経路に設けられた、前記熱媒体の温度を調整する温度調整部と、を備え、前記ガス経路の前記原料ガスが流れる方向において、前記第１反応器の後に前記第２反応器が配置され、前記循環経路の前記熱媒体が循環する方向において、前記温度調整部の後に前記第２反応器が配置され、かつ、前記第２反応器の後に前記第１反応器が配置されている、生成装置である。
【０００７】
温度調整部によって温度調整された熱媒体が第２反応器を通った後に第１反応器を通るため、第２反応器を通る熱媒体の温度が過度に高くなることが抑制され、第２反応器内の温度を適切に保持することが容易になる。第２反応器内を適切な温度（例えば、低温）に保持することで、化学平衡の観点から第２反応器で生成される製品ガスの濃度が高くなり、生成装置は、高濃度の製品ガスを生成することが可能となる。
【０００８】
前記第１反応器の容量と前記第２反応器の容量とが異なってもよい。前記第２反応器の容量は、前記第１反応器の容量よりも小さくてもよい。第２反応器の容量が小さくなることで、第２反応器の表面積が小さくなる。第２反応器の表面積が小さくなることで、第２反応器の放熱を抑制することができ、第２反応器内を適切な温度に保持することが容易になる。また、第２反応器の放熱を抑制することで、第２反応器内の発熱反応によって熱媒
体がより温められるため、第１反応器に高温の熱媒体を送ることが可能となる。第２反応器の表面積を小さくすることで、第２反応器の材料や断熱材などのコストを抑えることができる。
【０００９】
前記第２反応器の容量は、前記第１反応器の容量よりも大きくてもよい。第２反応器の容量が第１反応器の容量よりも大きいため、第２反応器によって生成される製品ガスの生成量が多くなり、第２反応器は高濃度の製品ガスをより多く生成することが可能となる。
【００１０】
前記循環経路は、前記温度調整部によって温度調整された前記熱媒体が前記第２反応器を通って流れる第１流路と、前記第１流路から分岐し、前記温度調整部によって温度調整された前記熱媒体が前記第２反応器をバイパスして流れる第２流路と、を有してもよい。前記第２流路は、前記第２反応器の下流側で前記第１流路に合流していてもよい。第２反応器の容量が第１反応器の容量よりも小さい場合、第２反応器を通る熱媒体の流量が過大であると圧力損失が発生するため、第２反応器を通る熱媒体の流量は第１反応器を通る熱媒体の流量よりも小さいことが好ましい。循環経路は、熱媒体が第２反応器を通って流れる第１流路と、熱媒体が第２反応器をバイパスして流れる第２流路と、を有する。これにより、第２反応器を通る熱媒体の流量が小さくなり、圧力損失が抑制される。上記生成装置は、前記第１流路を流れる前記熱媒体の流量及び前記第２流路を流れる前記熱媒体の流量を制御する流量制御部、を備えてもよい。これにより、第２反応器を通る熱媒体の流量を制御することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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