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METHOD FOR GASIFYING BIOMASS AND CATALYST THEREFOR commons

Patent code P110004873
File No. K110-413
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2002-366823
Publication number P2003-246990A
Patent number P3975271
Date of filing Dec 18, 2002
Date of publication of application Sep 5, 2003
Date of registration Jun 29, 2007
Priority data
  • P2001-384857 (Dec 18, 2001) JP
Inventor
  • (In Japanese)山田 宗慶
  • (In Japanese)冨重 圭一
  • (In Japanese)アサドゥラ・モハマド
  • (In Japanese)国森 公夫
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
Title METHOD FOR GASIFYING BIOMASS AND CATALYST THEREFOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing hydrogen and synthesis gas by efficiently gasifying a biomass at a temperature <800°C without causing the deposition of tar and char on the surface of a catalyst.
SOLUTION: The method for the gasification of a biomass comprises a step to heat a fluidized bed reactor containing a catalyst of formula Rh/CeO2/M (M is SiO2, Al2O3 or ZrO2) at <800°C, a step to introduce biomass particles from the top of the fluidized bed reactor, a step to introduce air and steam from the lower part of the fluidized bed reactor and a step to produce hydrogen and synthesis gas by reacting the biomass particles with the surface of the Rh/CeO2/M catalyst. The component M in the catalyst is preferably SiO2.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。



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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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、Al2O3、またはZrO2である)を調製し、Rh(C5H7O23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、Al2O3、またはZrO2である)を調製し、Rh(C5H7O23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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002366823thum.jpg
State of application right Registered
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