プラズマ化学反応を用いたメタノール合成法の研究

等离子体化学反应合成甲醇方法的研究

• 批准号: 08225210
• 负责人: 水野 彰
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08225210/
• 关键词: メタノール合成; プラズマ化学反応; 非平衡プラズマ; MOS-FET; パルス電源; 触媒

メタンからメタノールを生成するプラズマ化学反応により、エクセルギーを再生産するプロセスを構築するためには、低い電気エネルギーにより効率良く反応を誘起する必要がある。そのために新たなスイッチング素子を利用し、高効率化・高周波化を目的としたMOS-FETパルス電源の製作を試みた結果、最大電圧9kV、立ち上がり時間1.9μs、パルス幅5μsのパルスを発生させることができた。このパルス電源によって、最大1.3%のメタノール合成量を得ることができた。現在、FET電源の効率が約65%であるが、エネルギー回収回路を設けることで効率を80〜90%に高めることが可能であり回路的な検討が必要である。このことから、この電源がRSGによるパルス発生回路に代わるものとして利用できると考えられる。また、従来のRSGを用いた電源によるメタン+酸素混合ガスからのメタノール合成実験の結果、原料ガスをアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスで希釈することで滞留時間によらず高いメラタノール合成量を示し、メタン初期濃度が、16%と低いながらも、最大濃度は0.5%に達することが判明した。メタン分圧が低いことと、励起電圧の高いアルゴンの存在による重合反応の抑制が副生成物濃度の低下に寄与しているのではないかと考えられる。更に触媒と放電の組合せることで、CH4+O2混合ガス使用時、メタノール合成量と選択率が上昇するという影響が確認された。特に、V2O5+SiO2触媒を放電と組合せることで触媒を使用しない場合の約2倍のメタノール合成量をCH4+O2混合ガスから得ることができた。このことから、触媒の表面反応によるメタノールの生成は100℃程度の低い温度においてもプラズマ放電によって引き起こされるものと考えられる。

The chemical reaction is necessary for the production of low and medium electric energy. The maximum voltage is 9kV, the standing time is 1.9μs, and the amplitude is 5μs. The maximum power consumption is 1.3%. At present, FET power efficiency is about 65%, and it is necessary to set up a feedback loop with an efficiency of 80 ~ 90%. The power supply of the power supply is RSG, and the power supply of the power supply is RSG. In addition, the results of the comprehensive synthesis of the raw material in the mixture of the raw material and the acid in the power supply using the recent RSG show that the inert content of the raw material in the mixture and the column can be maintained at a high level in terms of residence time, the initial concentration of the raw material is as low as 16%, and the maximum concentration is 0.5%. The low voltage, high voltage, high voltage, low concentration of by-product, high voltage, high voltage When the catalyst is used in combination with CH4 +O2, the amount of synthesis and the selectivity are increased. In particular, V2O5 +SiO2 catalyst is used in the case of about 2 times the amount of CH4 +O2 mixture. The reaction temperature of the catalyst is about 100℃, and the reaction temperature of the catalyst is about 100℃.

项目成果

水野彰: "MOS-FETスイッチによるパルス電源の特性" 静電気学会講演論文集'96. 21-24 (1996)

Akira Mizuno：“使用 MOS-FET 开关的脉冲电源的特性”日本静电学会会议记录 96（1996 年）。

水野彰: "触媒を用いたプラズマ化学反応によるメタノール合成" 静電気学会講演論文集'96. 185-188 (1996)

Akira Mizuno：“使用催化剂通过等离子体化学反应合成甲醇”静电学会论文集96 185-188 (1996)。

A.Mizuno: "Non-Thermal Plasma Approach in Direct Methanol Synthesis from CH4" Conference Record of the 1996 IEEE Industry Applications Society 31st IAS Annual Meeting. Vol.3. 1813-1817 (1996)

A.Mizuno：“从 CH4 直接合成甲醇的非热等离子体方法”1996 年 IEEE 工业应用协会第 31 届 IAS 年会的会议记录。

A.Mizuno: "Direct Methanol Synthesis Using Non-thermal Pulsed Plasma Generated by a Solid State Pulse Generator" Proceedings of the IEJ-ESA Joint Symposium on Electrostatics. 72-81 (1996)

A.Mizuno：“使用固态脉冲发生器生成的非热脉冲等离子体直接合成甲醇”IEJ-ESA 静电学联合研讨会论文集。