气体制造装置和气体制造方法与流程

本发明涉及气体制造装置和气体制造方法。

背景技术：

1、近年来，作为温室效应气体的一种的二氧化碳(co2)在大气中的浓度持续上升。大气中的二氧化碳浓度上升会助长全球温室化。因此，将释放到大气中的二氧化碳进行回收是重要的，进而如果能够将回收后的二氧化碳转换为有价物质再利用，则能够实现碳循环社会。

2、另外，作为全球规模的措施，也如联合国气候变化框架公约的京都议定书所规定的那样，关于成为全球温室化原因的二氧化碳，以1990年为基准，按各国别规定发达国家的削减率，规定了共同在承诺期内达成减排目标值。

3、为了达到该减排目标，从炼铁厂、精炼厂或火力发电站产生的包含二氧化碳的排气也成为对象，关于这些行业中的二氧化碳削减，进行了各种技术改良。作为该技术的一例，可举出co2回收和存储(ccs)。但是，该技术中，存在存储这一物理上的极限，并非根本性的解决对策。

4、例如，专利文献1公开了具备化学循环型反应装置的二氧化碳还原系统。该化学循环型反应装置具有填充了金属氧化物催化剂的2个反应器，在一个反应器中进行将二氧化碳还原为一氧化碳的第1反应，并在另一个反应器中进行将氢氧化为水的第2反应。

5、现有技术文献

6、专利文献1：国际公开第2019/163968号

技术实现思路

1、但是，为了在工业上更高效地由二氧化碳制造一氧化碳(碳有价物)，还留有进一步改良的余地。

2、因此，本发明的目的在于提供一种气体制造装置和气体制造方法，其能够使用含有二氧化碳的氧化气体和含有还原物质的还原气体，连续且稳定地高效生成碳有价物。

3、这样的目的通过下述的本发明来实现。

4、(1)本发明的气体制造装置，其特征在于，具有氧化气体供给部、还原气体供给部和反应部，

5、所述氧化气体供给部供给含有二氧化碳的氧化气体，

6、所述还原气体供给部供给含有还原物质的还原气体，所述还原物质将含有金属氧化物、且因与所述二氧化碳接触而成为氧化状态的还原剂进行还原，所述金属氧化物通过还原所述二氧化碳而生成碳有价物，

7、所述反应部具备多个反应器和收纳在各所述反应器内的所述还原剂，所述多个反应器与所述氧化气体供给部和所述还原气体供给部各自连接，所述反应部能够切换向各所述反应器供给的所述氧化气体和所述还原气体，

8、所述多个反应器包含第1反应器和第2反应器，在所述氧化气体被供给到所述第1反应器时所述第2反应器被供给所述还原气体，所述第1反应器和所述第2反应器中的至少一者的数量为2个以上。

9、(2)在本发明的气体制造装置中，优选：所述第2反应器的数量为2个以上，以使所述还原气体连续地通过所述2个以上的第2反应器的方式构成。

10、(3)在本发明的气体制造装置中，优选：所述第2反应器的数量为2个以上，以使所述还原气体并行地通过所述2个以上的第2反应器的方式构成。

11、(4)在本发明的气体制造装置中，优选：所述第1反应器的数量为2个以上，以使所述氧化气体连续地通过所述2个以上的第1反应器的方式构成。

12、(5)在本发明的气体制造装置中，优选：所述第1反应器的数量为2个以上，以使所述氧化气体并行地通过所述2个以上的第1反应器的方式构成。

13、(6)本发明的气体制造装置，优选：

14、所述第1反应器和所述第2反应器的数量均为2个以上，以使所述氧化气体连续地通过所述2个以上的第1反应器、且使所述还原气体连续地通过所述2个以上的第2反应器的方式构成，

15、作为所述还原剂，使用第1还原剂和不同于该第1还原剂的第2还原剂。

16、(7)本发明的气体制造装置，优选：

17、使所述氧化气体以收纳有所述第1还原剂的所述第1反应器、收纳有所述第2还原剂的所述第1反应器的顺序连续地通过，

18、使所述还原气体以收纳有所述第2还原剂的所述第2反应器、收纳有所述第1还原剂的所述第2反应器的顺序连续地通过。

19、(8)在本发明的气体制造装置中，优选：使所述氧化气体通过所述反应器的方向与使所述还原气体通过所述反应器的方向为同一方向。

20、(9)在本发明的气体制造装置中，优选：使所述氧化气体通过所述反应器的方向与使所述还原气体通过所述反应器的方向为相反方向。

21、(10)本发明的气体制造装置，优选：在相邻的所述第1反应器彼此之间还具有一氧化碳除去部，所述一氧化碳除去部从通过了所述第1反应器的所述氧化气体中除去一氧化碳。

22、(11)本发明的气体制造装置，优选：在相邻的所述第2反应器彼此之间还具有水除去部，所述水除去部从通过了所述第2反应器的所述还原气体中除去水。

23、(12)在本发明的气体制造装置中，优选：在所述多个反应器中的至少一个反应器中，所述还原剂的温度被设定为不同的温度。

24、(13)在本发明的气体制造装置中，优选：在所述多个反应器中的至少一个反应器中，容积不同。

25、(14)在本发明的气体制造装置中，优选：在将向所述第1反应器供给的所述氧化气体的供给量设为p[ml/分钟]、并将向所述第2反应器供给的所述还原气体的供给量设为q[ml/分钟]时，满足p/q为0.7～1.1的关系。

26、(15)在本发明的气体制造装置中，优选：所述还原剂含有氢。

27、(16)在本发明的气体制造装置中，优选：所述氧化气体是从炉中排出的排气。

28、(17)本发明的气体制造方法，其特征在于，准备多个反应器、氧化气体和还原气体，所述多个反应器收纳有含有金属氧化物的还原剂，所述金属氧化物通过还原二氧化碳而生成碳有价物，所述氧化气体含有所述二氧化碳，所述还原气体含有还原物质，所述还原物质将因与所述二氧化碳接触而成为氧化状态的还原剂进行还原，

29、在将所述氧化气体和所述还原气体切换而向各所述反应器供给，将所述二氧化碳转换为所述碳有价物后，将被氧化了的所述还原剂进行还原时，

30、当将供给所述氧化气体的所述反应器作为第1反应器、并将供给所述还原气体的所述反应器作为第2反应器时，将所述第1反应器和所述第2反应器中的至少一者的数量设为2个以上。

31、(18)在本发明的气体制造方法中，优选：所述氧化气体为从炉中排出的排气。

32、根据本发明，能够使用含有二氧化碳的氧化气体和含有还原物质的还原气体，连续且稳定地高效生成碳有价物。

技术特征：

1.一种气体制造装置，其特征在于，具有氧化气体供给部、还原气体供给部和反应部，

2.根据权利要求1所述的气体制造装置，

3.根据权利要求1所述的气体制造装置，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体制造装置，

5.根据权利要求1～3中任一项所述的气体制造装置，

6.根据权利要求1所述的气体制造装置，

7.根据权利要求6所述的气体制造装置，

8.根据权利要求6或7所述的气体制造装置，

9.根据权利要求6或7所述的气体制造装置，

10.根据权利要求4～9中任一项所述的气体制造装置，

11.根据权利要求2～10中任一项所述的气体制造装置，

12.根据权利要求1～11中任一项所述的气体制造装置，

13.根据权利要求1～12中任一项所述的气体制造装置，

14.根据权利要求1～13中任一项所述的气体制造装置，

15.根据权利要求1～14中任一项所述的气体制造装置，

16.根据权利要求1～15中任一项所述的气体制造装置，

17.一种气体制造方法，其特征在于，

18.根据权利要求17所述的气体制造方法，

技术总结
一种气体制造装置(1)，具有连接部(2)、还原气体供给部(3)和反应部(4)，连接部(2)供给含有CO<subgt;2</subgt;的排气，还原气体供给部(3)供给含有H<subgt;2</subgt;的还原气体，H<subgt;2</subgt;将含有金属氧化物且因与CO<subgt;2</subgt;接触而成为氧化状态的还原剂(4R)进行还原，金属氧化物通过还原CO<subgt;2</subgt;而生成CO，反应部(4)具备多个反应器(4a～4d)和收纳在各反应器(4a～4d)内的还原剂(4R)，多个反应器(4a～4d)与连接部(2)和还原气体供给部(3)各自连接，反应部(4)能够切换向各反应器(4a～4d)供给的排气和还原气体，多个反应器(4a～4d)包含第1反应器和第2反应器，在排气被供给到第1反应器时第2反应器被供给还原气体，第1反应器和第2反应器中的至少一者的数量为2个以上。

技术研发人员：户野侃,中间友树,中村匡贵
受保护的技术使用者：积水化学工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15