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公開番号2025130720
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2025029133
出願日2025-02-26
発明の名称ガス製造装置、ガス製造システム及びガス製造方法
出願人積水化学工業株式会社
代理人弁理士法人IPX
主分類C01B 32/40 20170101AFI20250901BHJP(無機化学)
要約【課題】還元ガスの安定調達リスクを回避しつつ、二酸化炭素を含む原料ガスから一酸化炭素を含む生成ガスをより効率よく製造し得るガス製造装置、ガス製造システム及びガス製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、二酸化炭素を含む原料ガスから、一酸化炭素を含む生成ガスを製造するガス製造装置が提供される。このガス製造装置は、原料ガスとの接触により二酸化炭素を還元する還元剤を収容した少なくとも1つの反応器と、反応器内の還元剤に電磁波を照射する電磁波照射部とを備える。還元剤は、酸素元素を含み、電磁波の照射により酸素元素を離脱することにより、二酸化炭素に対する還元能を発揮する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含む原料ガスから、一酸化炭素を含む生成ガスを製造するガス製造装置であって、
前記原料ガスとの接触により前記二酸化炭素を還元する還元剤を収容した少なくとも１つの反応器と、
前記反応器内の前記還元剤に電磁波を照射する電磁波照射部とを備え、
前記還元剤は、酸素元素を含み、前記電磁波の照射により前記酸素元素を離脱することにより、前記二酸化炭素に対する還元能を発揮する、ガス製造装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のガス製造装置において、
前記電磁波照射部から前記反応器内の前記還元剤に前記電磁波を照射している間に、前記還元剤との反応性を有さないか、又は反応性に乏しいイナートガスを前記反応器に供給するように構成されている、ガス製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガス製造装置において、
さらに、前記反応器内を減圧する減圧部を備え、
前記減圧部は、前記イナートガスを前記反応器に供給している間、及び前記イナートガスを前記反応器に供給した後、前記イナートガスの前記反応器への供給を停止している間の少なくとも一方において、前記反応器内を減圧するように構成されている、ガス製造装置。
【請求項４】
請求項１に記載のガス製造装置において、
さらに、前記反応器内を減圧する減圧部を備える、ガス製造装置。
【請求項５】
請求項３に記載のガス製造装置において、
前記減圧部は、前記電磁波照射部から前記反応器内の前記還元剤に前記電磁波を照射するのを停止している間に、前記反応器内を減圧するように構成されている、ガス製造装置。
【請求項６】
請求項３に記載のガス製造装置において、
前記減圧部は、前記反応器内の真空度が－５０ｋＰａＧ以下となるように減圧するように構成されている、ガス製造装置。
【請求項７】
請求項１に記載のガス製造装置において、
前記少なくとも１つの反応器は、複数の前記反応器を含み、
さらに、前記原料ガスを供給する前記反応器を切換可能な第１のガス切換部を備える、ガス製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載のガス製造装置において、
前記第１のガス切換部により、前記還元剤との反応性を有さないか、又は反応性に乏しいイナートガスを供給する前記反応器も切換可能に構成されている、ガス製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載のガス製造装置において、
さらに、前記反応器内を減圧する減圧部を備え、
前記減圧部は、前記イナートガスが供給される前記反応器内を減圧するように構成されている、ガス製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のガス製造装置において、
さらに、前記複数の反応器に接続され、各前記反応器を通過したガスが合流するのを阻止するように、その流路を切換可能な第２のガス切換部を備える、ガス製造装置。
（【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、ガス製造装置、ガス製造システム及びガス製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、温室効果ガスの一種である二酸化炭素（ＣＯ
２
）は、その大気中の濃度が上昇を続けている。大気中の二酸化炭素の濃度の上昇は、地球温暖化を助長する。したがって、大気中に放出される二酸化炭素を回収することは重要であり、さらに回収した二酸化炭素を有価物質に変換して再利用できれば、炭素循環社会を実現することができる。
また、地球規模の施策としても、気候変動に関する国際連合枠組条約の京都議定書にもあるように、地球温暖化の原因となる二酸化炭素について、先進国における削減率を、１９９０年を基準として各国別に定め、共同で約束期間内に削減目標値を達成することが定められている。
【０００３】
その削減目標を達成するため、製鉄所、精錬所又は火力発電所から発生した二酸化炭素を含む排気ガスも対象となっており、これらの業界における二酸化炭素の削減に関して、様々な技術改良が行われている。かかる技術の一例としては、ＣＯ
２
回収・貯留（ＣＣＳ）が挙げられる。しかしながら、この技術では、貯留という物理的な限界があり、根本的な解決策とはなっていない。
その他、例えば、二酸化炭素を含む原料ガスと還元物質を含む還元ガスとを、金属酸化物を含む還元剤に交互に接触させて、一酸化炭素を含む生成ガスを製造する方法が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－５４７０４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に記載の方法では、酸化状態の還元剤を還元するのに還元ガスを使用する。しかしながら、かかる方法では、還元ガスを使用することから、還元ガスの調達リスクが懸念される。
本発明では上記事情に鑑み、還元ガスの安定調達リスクを回避しつつ、二酸化炭素を含む原料ガスから一酸化炭素を含む生成ガスをより効率よく製造し得るガス製造装置、ガス製造システム及びガス製造方法を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、二酸化炭素を含む原料ガスから、一酸化炭素を含む生成ガスを製造するガス製造装置が提供される。このガス製造装置は、原料ガスとの接触により二酸化炭素を還元する還元剤を収容した少なくとも１つの反応器と、反応器内の還元剤に電磁波を照射する電磁波照射部とを備える。還元剤は、酸素元素を含み、電磁波の照射により酸素元素を離脱することにより、二酸化炭素に対する還元能を発揮する。
【０００７】
かかる態様によれば、還元ガスの安定調達リスクを回避しつつ、二酸化炭素を含む原料ガスから一酸化炭素を含む生成ガスをより効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係るガス製造システムの構成を示す概略図である。
第１実施形態における反応器の構成を示す模式図である。
第２実施形態に係るガス製造システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のガス製造装置、ガス製造システム及びガス製造方法について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<<第１実施形態>>
まず、第１実施形態に係るガス製造システムについて説明する。
図１は、第１実施形態に係るガス製造システムの構成を示す概略図である。図２は、第１実施形態における反応器の構成を示す模式図である。
図１に示すガス製造システム１０は、ガス製造装置１００と、ガス製造装置１００に接続され、排ガス（二酸化炭素を含む原料ガス）を供給する排ガス供給部（原料ガス供給部）１及びイナートガスを供給するイナートガス供給部２とを備えている。
なお、本明細書中では、ガスの流れ方向に対して上流側を単に「上流側」、下流側を単に「下流側」とも記載する。
【００１０】
排ガス供給部１としては、特に限定されないが、例えば、ゴミ焼却場、製紙工場、セメント工場、製鉄所、精錬所、火力発電所、精油所、エチレンクラッカー、製油所、化学工場から選ばれる少なくとも１つの事業所のＣＯ
ｘ
排出源が挙げられる。中でも、排ガス供給部１としては、製鉄所、精錬所又は火力発電所に付属する炉（例えば、燃焼炉、高炉、転炉）が好ましい。炉では、内容物の燃焼、溶融、精錬等の際に、二酸化炭素を含むガスが生成（発生）する。
ゴミ焼却場にける燃焼炉（焼却炉）の場合、内容物（廃棄物）としては、例えば、プラスチック廃棄物、生ゴミ、都市廃棄物（ＭＳＷ）、廃棄タイヤ、バイオマス廃棄物、家庭ゴミ（布団、紙類）、建築部材等が挙げられる。なお、これらの廃棄物は、１種を単独で含んでいても、２種以上を含んでいてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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