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バイオマスのガス化方法、およびそれに用いられる触媒 コモンズ

国内特許コード P110004873
整理番号 K110-413
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2002-366823
公開番号 特開2003-246990
登録番号 特許第3975271号
出願日 平成14年12月18日(2002.12.18)
公開日 平成15年9月5日(2003.9.5)
登録日 平成19年6月29日(2007.6.29)
優先権データ
  • 特願2001-384857 (2001.12.18) JP
発明者
  • 山田 宗慶
  • 冨重 圭一
  • アサドゥラ・モハマド
  • 国森 公夫
出願人
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 バイオマスのガス化方法、およびそれに用いられる触媒 コモンズ
発明の概要 触媒表面上へタールやチャーを生成させることなく、800℃未満の低温でバイオマスを効率よくガス化して、水素および合成ガスを製造する方法を提供する。Rh/CeO2/M(MはSiO2、Al23またはZrO2である)で表わされる触媒が収容された流動床反応器を、800℃未満に加熱する工程と、前記流動床反応器の上部からバイオマス粒子を導入する工程と、前記流動床反応器の下部から空気および水蒸気を導入する工程と、前記バイオマス粒子を前記Rh/CeO2/M触媒表面と反応させることにより、水素および合成ガスを製造する工程とを具備するバイオマスのガス化方法である。前記触媒におけるMは、SiO2であることが好ましい。
従来技術、競合技術の概要
通常、セルロース等のバイオマスのガス化による合成ガスの製造は、通常800℃以上の高温で行なわれている。これは、800℃未満の低温では、バイオマスの一部がタールやチャーに変換され、それが原因となって定常な運転ができなくなることによる。このように、より低温で反応した場合には、タールやチャーの生成が増加する傾向にある。このため、低温でのバイオマスのガス化は困難とされていた。
【0003】
不都合を何等伴なうことなく、バイオマスのガス化を低温で可能にするためには、適切な触媒が不可欠であるものの、そうした触媒は未だ得られていないのが現状である。
産業上の利用分野
本発明は、バイオマスのガス化方法、およびそれに用いられる触媒に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 Ce(NH42(NO36およびMの水溶液を用いてインシピエントウェットネス法によりCeO2/Mタイプ担体(MはSiO2、Al23、またはZrO2である)を調製し、Rh(C5723のアセトン溶液で前記CeO2/Mタイプ担体を含浸することによりRhを担持させてなる触媒が収容され、内部管が設けられた流動床反応器を800℃未満に加熱する工程と、
前記内部管内の上部から下部に、搬送ガスによりバイオマス粒子を通して、前記流動床反応器の下部から流動床反応器に前記バイオマス粒子およびその分解生成ガスを導入する工程と、
前記流動床反応器の下部から空気および水蒸気を導入する工程と、
前記バイオマス粒子及びその分解生成ガスを前記触媒表面と接触させ、空気および水蒸気と反応させることにより、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンガス含有ガスを製造する工程とを具備することを特徴とするバイオマスのガス化方法。
【請求項2】 前記流動床反応器は、500~700℃に加熱されることを特徴とする請求項1に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項3】 前記MはSiO2であることを特徴とする請求項1または2に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項4】 前記バイオマスはセルロースであり、前記触媒におけるCeO2の含有量は35wt%以上であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項5】 前記触媒におけるCeO2の含有量は60wt%以上であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項6】 前記SiO2の表面積は380m2/g以上であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項7】 大気圧下で行なわれることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項8】 前記空気の流量は1000μmol/min以上4000μmol/min以下であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項9】 前記水蒸気の流量は1111μmol/min以上であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載のバイオマスガス化方法。
【請求項10】 Ce(NH42(NO36およびMの水溶液を用いてインシピエントウェットネス法によりCeO2/Mタイプ担体(MはSiO2、Al23、またはZrO2である)を調製し、Rh(C5723のアセトン溶液で前記CeO2/Mタイプ担体を含浸することによりRhを担持させてなるバイオマスガス化触媒。
【請求項11】 前記MはSiO2であることを特徴とする請求項10に記載のバイオマスガス化用触媒。
【請求項12】 前記CeO2の含有量は35wt%以上であることを特徴とする請求項10または11に記載のバイオマスガス化用触媒。
【請求項13】 前記CeO2の含有量は60wt%以上であることを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項に記載のバイオマスガス化用触媒。
【請求項14】 前記SiO2の表面積は380m2/g以上であることを特徴とする請求項10ないし13のいずれか1項に記載のバイオマスガス化用触媒。
【請求項15】 粒径74~240μmであることを特徴とする請求項10ないし14のいずれか1項に記載のバイオマスガス化用触媒。
産業区分
  • その他無機化学
  • 微粉炭ガス化
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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