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公開番号2025088089
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202546
出願日2023-11-30
発明の名称メタン製造装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類C07C 1/22 20060101AFI20250604BHJP(有機化学)
要約【課題】複数段の反応管を有するメタン製造装置において装置の小型化を実現する。
【解決手段】メタン製造装置1は、原料ガスが流入する第1段目の反応管10と、第1段目の反応管10の下流側に位置する第2段目の反応管20と、第1段目の反応管10および第2段目の反応管20に流入する原料ガスの流量を調節する流量制御手段とを少なくとも備えている。第2段目の反応管20の体積は、第1段目の反応管10の体積よりも小さくなっており、第2段目の反応管20を通るガスの流量は、第1段目の反応管10を通るガスの流量よりも小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
触媒を用いて原料ガスからメタンを生成するメタン製造装置であって、
前記原料ガスが流入する第１段目の反応管と、
前記第１段目の反応管の下流側に位置する第２段目の反応管と、
前記第１段目の反応管および前記第２段目の反応管に流入する原料ガスの流量を調節する流量制御手段と、
を少なくとも備え、
前記第２段目の反応管の体積は、前記第１段目の反応管の体積よりも小さくなっており、
前記第２段目の反応管を通るガスの流量は、前記第１段目の反応管を通るガスの流量よりも小さい、
メタン製造装置。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記第１段目の反応管における前記ガスの空間速度は、２４００（１／時間）以上７５００（１／時間）以下の範囲内に設定されている、
請求項１に記載のメタン製造装置。
【請求項３】
前記第１段目の反応管に含まれる前記触媒の濃度は、前記第２段目の反応管に含まれる前記触媒の濃度よりも小さい、請求項１または２に記載のメタン製造装置。
【請求項４】
前記第１段目の反応管は、自身の周囲に加熱手段を有していない、
請求項１または２に記載のメタン製造装置。
【請求項５】
前記第１段目の反応管および前記第２段目の反応管はそれぞれ、複数の単位反応管を含み、
前記第１段目の反応管に含まれる単位反応管の本数は、前記第２段目の反応管に含まれる単位反応管の本数よりも多い、
請求項１または２に記載のメタン製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段の反応管を用いてメタンの生成を行うメタン製造装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
メタネーションとは、水素と二酸化炭素とを化学反応させ、メタンを生成する技術である。このメタネーションを用いてメタンを生成するメタン製造技術が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されているメタン製造方法では、メタネーション反応工程を多段構成とし、第一反応工程と後段反応工程の入口を繋ぐバイパス工程を設置し、各反応工程が平衡状態となるように反応工程及びバイパス工程の流量を制御している。
【０００４】
特許文献２には、入力ガスを触媒の存在下でメタネーション反応させる１あるいは複数の反応管を備える反応装置であって、前記反応管は、一端に加えて途中部位に前記入力ガスの流入口を備えることを特徴とする反応装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１３５２８３号公報
特開２０１８－１５３７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２に開示されているメタン製造技術は、何れも多段構成の反応管または反応器を用いてメタネーション反応を行うものである。通常、このような多段構成のメタン製造装置では、後段の反応器の方をより大型化することによって、装置全体で反応の安定化を図っている。しかし、これによりメタン製造装置が大型化してしまうことになる。
【０００７】
本発明では、複数段の反応管を有するメタン製造装置において装置の小型化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面にかかるメタン製造装置は、触媒を用いて原料ガスからメタンを生成する。このメタン製造装置は、前記原料ガスが流入する第１段目の反応管と、前記第１段目の反応管の下流側に位置する第２段目の反応管と、前記第１段目の反応管および前記第２段目の反応管に流入する原料ガスの流量を調節する流量制御手段と、を少なくとも備えている。前記第２段目の反応管の体積は、前記第１段目の反応管の体積よりも小さくなっており、前記第２段目の反応管を通るガスの流量は、前記第１段目の反応管を通るガスの流量よりも小さい。
【０００９】
上記の構成によれば、第１段目の反応管におけるメタネーション反応量をより大きくすることができる。これにより、第２段目の反応管におけるメタネーション反応量が比較的小さくなるため、第１段目の反応管の大きさと比較して第２段目の反応管の大きさをより小さくすることができる。そのため、第２段目の反応管を省スペース化することができる。したがって、複数段の反応管を有するメタン製造装置において装置の小型化を実現することができる。
【００１０】
本発明の一局面にかかるメタン製造装置において、前記第１段目の反応管における前記ガスの空間速度は、２４００（１／時間）以上７５００（１／時間）以下の範囲内に設定されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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