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分離機能付ブンゼン反応器

国内特許コード P06A008882
整理番号 6198
掲載日 2006年6月8日
出願番号 特願2003-278018
公開番号 特開2005-041735
登録番号 特許第4441619号
出願日 平成15年7月23日(2003.7.23)
公開日 平成17年2月17日(2005.2.17)
登録日 平成22年1月22日(2010.1.22)
発明者
  • 中島 隼人
出願人
  • 独立行政法人 日本原子力研究開発機構
発明の名称 分離機能付ブンゼン反応器
発明の概要

【課題】 熱化学水素製造プロセスにおいて、酸分離のための別の設備・工程を用いることなく、ブンゼン反応により生成された酸を連続的に分離して抜き出すことを課題とする。
【解決手段】 熱化学水素製造プロセスのブンゼン反応に用いる反応器であって、反応により生成された酸を分離する機能を有し、液体収容部と、ブンゼン反応原料用の入口と、酸素の出口と、ヨウ化水素酸及び硫酸の抜き出し管と、撹拌器とを備えたことを特徴とする、反応器。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


水素は、燃焼しても地球温暖化を招く二酸化炭素を排出しないので、環境に優しい将来エネルギーとして期待されている。近年、水素を製造する方法として、高温の核熱を用いて水を分解し水素を製造する、熱化学水素製造プロセスが開発されている(例えば、非特許文献1参照のこと)。



この熱化学水素製造プロセスは、次の三つの反応から構成されている。



【化学式1】




反応(1)はブンゼン反応として知られており、この反応により二種類の酸(ヨウ化水素酸と硫酸)が生成される。反応(2)、(3)では、反応(1)により生成されたそれぞれの酸が熱分解され、水素及び酸素に加えて、同時に、反応(1)の原料であるヨウ素及び二酸化硫黄が生成される。これらの反応を閉じた系で行うことにより、循環物質であるヨウ素及び二酸化硫黄を消費することなく、水及び熱を供給するだけで、水素と酸素とを得ることができる。



ここで、反応(1)のxは反応以外に多量のヨウ素を必要とすることを表しており、このヨウ素はヨウ化水素酸に溶解するため、ヨウ化水素酸の密度は硫酸の密度よりも大きくなる。一方、ブンゼン反応を行う際には、反応条件に依存するものの、室温~100℃、大気圧においてヨウ素は固体、二酸化硫黄は気体であるため、原料の接触を促進する目的で反応の進行には撹拌操作が必要となることから、生成物である二種類の酸を、反応中にブンゼン反応器内でその密度差により静置分離することはできない。したがって、通常、熱化学水素製造プロセスにおいては、反応(1)をブンゼン反応器内で行い、生成された酸をブンゼン反応器とは別の容器に輸送した後、静置してそれぞれの酸に分離し、反応(2)及び(3)を行っている。

産業上の利用分野


本発明は、熱化学水素製造プロセスに関し、より詳しくは、熱化学製造プロセスにおいて使用するブンゼン反応器であって、生成物である酸を分離する機能を有する反応器に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
液体収容部と、ブンゼン反応原料用の入口と、酸素の出口と、ヨウ化水素酸及び硫酸の抜き出し管と、撹拌器とを具備し、当該ヨウ化水素酸及び硫酸の抜き出し管が、その両端に開口部を有しており、一方の開口面と直交する方向に伸びる垂直部分と、その垂直部分が伸びる方向に対して一定の角度で伸びる水平部分とを有することを特徴とする、反応により生成された酸を分離する機能を有する熱化学水素製造プロセスのブンゼン反応に用いる反応器。

【請求項2】
前記ヨウ化水素酸及び硫酸の抜き出し管の垂直部分の端部の開口部が液体収容部内に配置され、水平部分の端部の開口部が液体収容部外に配置され、液体収容部内の開口部が、その開口面がヨウ化水素酸及び硫酸の界面に対して平行に接するように配置されることを特徴とする、請求項に記載の反応器。

【請求項3】
前記ヨウ化水素酸抜き出し管が、その垂直部分が開口面を基準に鉛直方向下向きになるよう配置され、前記硫酸抜き出し管が、その垂直部分が開口面を基準に鉛直方向上向きになるよう配置されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の反応器。
産業区分
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2003278018thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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