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酸素透過膜を用いた炭化水素改質方法及び炭化水素改質装置

シーズコード S090000898
掲載日 2009年9月14日
研究者
  • 高村 仁
  • 岡田 益男
  • 小河 将之
  • 齊藤 智行
技術名称 酸素透過膜を用いた炭化水素改質方法及び炭化水素改質装置
技術概要 メタンを主成分とする天然ガスや他の炭化水素ガスから水素、および水素と一酸化炭素等からなる合成ガスを製造する主な技術として、部分酸化改質法と水蒸気改質法があり、基礎となる反応式は、ΔH=-22.1kJ/molである発熱反応(部分酸化改質)と、ΔH=225.7kJ/molである吸熱反応(水蒸気改質)である。ここで提供する方法は、炭化水素を原料とし、酸素透過膜により分離した酸素を用いて、部分酸化改質反応及び水蒸気改質反応を行うことにより、水素を含有するガスを生成する炭化水素改質方法であり、水蒸気改質反応の吸熱を、部分酸化改質反応で発生する反応熱の吸収に利用するとともに、酸素透過膜が酸素分離に伴って発生するジュール熱の除去にも利用することにより、酸素透過膜の過熱を防止して酸素透過膜の長寿命化が可能となる。酸素透過膜からのジュール熱除去の原理を図に示す。また、提供するシステムでは、部分酸化改質反応と水蒸気改質反応の起きる比率を制御することが可能である。
画像

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S090000898_01SUM.gif
研究分野
  • 膜分離
展開可能なシーズ 酸素透過膜を用いた炭化水素改質に関して、高収率かつ酸素透過膜の長寿命化を可能とする炭化水素改質方法及び炭化水素改質装置を提供するもので、ジュール熱除去のための熱力学的解析に基づく発熱反応(部分酸化改質)及び吸熱反応(水蒸気改質)の具体的制御方法を提供する。
この改質装置によれば、酸素透過膜の固定とガス流通経路の制御とを同時に行うことができ、さらに、炭化水素ガスと空気の直交流を一層おきに交互に実現できる。これにより、反応器をコンパクト化することが可能となり、高収率かつ酸素透過膜の長寿命化を可能とする炭化水素改質が可能となる。
用途利用分野 炭化水素改質装置
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, TDK株式会社, . 高村 仁, 岡田 益男, 小河 将之, 齊藤 智行, . 酸素透過膜を用いた炭化水素改質方法及び炭化水素改質装置. 特開2007-112646. 2007-05-10
  • C01B   3/38     
  • B01D  53/22     
  • B01D  63/08     
  • B01D  71/02     

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