特許ウォッチ

公開番号2025170674
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075452
出願日2024-05-07
発明の名称触媒複合物を用いたメタネーション反応器
出願人株式会社プロテリアル
代理人
主分類C07C 1/04 20060101AFI20251112BHJP(有機化学)
要約【課題】触媒複合物と反応管の間との空間に生じる原料ガスのバイパス流を低減できる、メタネーション反応器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】ハニカム基材と触媒からなる触媒複合物と、前記触媒複合物を前記貫通孔に格納する反応管と、筒状部と前記筒状部の片側の開口部の全周において、前記筒状部の内周面から内側に突出した突出部とを有するスペーサ部材と、を備え、前記スペーサ部材は、前記突出部が前記触媒複合物の端面の外周の一部と当接し、前記筒状部の内周面が前記触媒複合物の外周面の一部と当接し、前記筒状部の外周面が前記反応管の内周面と全周で当接するように配置されることを特徴とするメタネーション反応器。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素および一酸化炭素のうち少なくとも一方ならびに水素が混合された原料ガスを流通させてメタネーション反応を生じさせるためのメタネーション反応器であって、
隔壁によって仕切られ、前記原料ガスが流通する複数の流通孔が一方の端面から他方の端面まで貫通している、柱状のハニカム基材と、前記隔壁上に担持され、前記原料ガスにメタネーション反応を生じさせる触媒と、からなる触媒複合物と、
前記触媒複合物の流通孔の貫通方向と同方向に貫通した貫通孔を有し、前記貫通孔の貫通方向に対し直交する断面における前記貫通孔の形状が前記触媒複合物の前記断面における外周形状よりも大きくなるように筒状に形成され、前記触媒複合物を前記貫通孔に格納する反応管と、
前記反応管の貫通孔の前記断面における断面形状と同じ外周形状を有し、かつ、前記触媒複合物の外周形状よりも大きい又は同じ内周形状を有する、筒状に構成された筒状部と、前記筒状部の片側の開口部の全周において、前記筒状部の内周面から内側に突出した突出部とを有するスペーサ部材と、を備え、
前記スペーサ部材は、前記突出部が前記触媒複合物の端面の外周の少なくとも一部と接し、前記筒状部の内周面が前記触媒複合物の外周面の一部と接し、前記筒状部の外周面が前記反応管の内周面と全周で接するように配置されること
を特徴とするメタネーション反応器。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記スペーサ部材における、前記突出部が前記触媒複合物の端面の外周全周と接することを特徴とする、請求項１に記載のメタネーション反応器。
【請求項３】
前記スペーサ部材における前記筒状部の一方の開口部を覆うように、複数の穴が形成された蓋部が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のメタネーション反応器。
【請求項４】
前記突出部が、前記反応管における、前記原料ガスのガス流の川上側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のメタネーション反応器。
【請求項５】
前記スペーサ部材における、前記筒状部の一方の開口部から他方の開口部までの長さである全高が、前記突出部の厚さの２倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載のメタネーション反応器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒複合物を用いたメタネーション反応器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、再生可能エネルギーの一つとして、二酸化炭素または一酸化炭素ならびに水素を混合した原料ガスからメタンを合成するメタネーション反応について検討されている。メタネーション反応器に用いる触媒の形状としては、ペレット型やハニカム構造型等が挙げられるが、ハニカム構造型はペレット型と比較して、原料ガスが触媒成分と接触しやすくメタン化効率が高いことや、触媒が劣化した際の交換が容易であることにメリットがある。
【０００３】
このようなハニカム構造型触媒は、反応管に挿入する際に、外周面の一部に保持シートなどを巻き付けることによって反応管内に保持される。例えば、特許文献１には、ハニカム構造型触媒の外周面上に保持用のシールマットとワイヤネットを巻き付けると共に、ワイヤネットの一部を触媒の端面に回り込ませることで反応管内に触媒を保持することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－３０３８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、触媒複合物の外周面の一部に保持シートを巻き付けるだけであったり、特許文献１のように空洞のあるワイヤネットを触媒複合物の端面に回り込ませるだけでは、触媒複合物と反応管との間の空間に原料ガスが流れ込むバイパス流が発生してしまう。このバイパス流は触媒複合物内部の触媒と接触することはないため、メタネーション反応には貢献せず、メタン化効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、触媒複合物と反応管の間との空間に生じる原料ガスのバイパス流を低減できる、メタネーション反応器およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の形態は、二酸化炭素および一酸化炭素のうち少なくとも一方ならびに水素が混合された原料ガスを流通させてメタネーション反応を生じさせるためのメタネーション反応器であって、隔壁によって仕切られ、前記原料ガスが流通する複数の流通孔が一方の端面から他方の端面まで貫通している、柱状のハニカム基材と、前記隔壁上に担持され、前記原料ガスにメタネーション反応を生じさせる触媒と、からなる触媒複合物と、前記触媒複合物の流通孔の貫通方向と同方向に貫通した貫通孔を有し、前記貫通孔の貫通方向に対し直交する断面における前記貫通孔の形状が前記触媒複合物の前記断面における外周形状よりも大きくなるように筒状に形成され、前記触媒複合物を前記貫通孔に格納する反応管と、前記反応管の貫通孔の前記断面における断面形状と同じ外周形状を有し、かつ、前記触媒複合物の外周形状よりも大きい又は同じ内周形状を有する、筒状に構成された筒状部と、前記筒状部の片側の開口部の全周において、前記筒状部の内周面から内側に突出した突出部とを有するスペーサ部材と、を備え、前記スペーサ部材は、前記突出部が前記触媒複合物の端面の外周の少なくとも一部と接し、前記筒状部の内周面が前記触媒複合物の外周面の一部と接し、前記筒状部の外周面が前記反応管の内周面と全周で接するように配置されることを特徴とする。
【０００８】
前記スペーサ部材における、前記突出部が前記触媒複合物の端面の外周全周と接することが好ましい。
【０００９】
また、前記スペーサ部材における前記筒状部の一方の開口部を覆うように、複数の穴が形成された蓋部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、前記突出部が、前記反応管における、前記原料ガスのガス流の川上側に配置されることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許