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Development of innovative catalyst process contributing to the promise of COP21 for solid carbon capture from green house gas

开发创新催化剂工艺，为 COP21 承诺从温室气体中捕获固体碳做出贡献

基本信息

批准号：
21K18317
负责人：
福原長寿
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、温室効果ガスであるCO2を含んだ工業排ガスを触媒変換プロセスによって処理し、資源となるCH4や合成ガスを製造し、そして合成ガスから固体炭素を連続的に捕集するCCU型触媒反応プロセスを構築するものである。COP26で我国が宣言した、CO2排出量の削減目標に貢献する触媒プロセスの開拓が目的である。今年度の研究推進から以下の成果を得た。１．メタン化反応における使用H2量の削減を目的に、H2/CO2比の変化がメタン化活性に及ぼす影響を調査した。その結果、化学量論比4から比率を下げることで当然にCO2転化率は低下するもののCO2/CH4比は大きくなり、ドライ改質用の反応ガスとしては好ましい組成となることを示した。この結果は、メタン化反応とドライ改質反応の組み合わせシステムが利便性（H2消費を抑える）ことを示唆する。２．反応温度の変化によるメタン化反応とドライ改質反応に及ぼすH2/CO2比の影響を調査し、連結プロセスの観点から、メタン化：200℃とドライ改質：700℃の組み合わせが適することを判定した。３．製作した連結型反応プロセスを使い、CO2を出発源として固体Ｃの捕集と合成ガスの製造を連続的に実施することに成功した。このことは、産業プロセス排出ガスをそのままに処理でき、かつ固体Ｃと合成ガス製造を可能にすることを示唆する。４．捕集された固体Ｃは捕集場の入口部分に密に析出し、シート状形状を有することがわかった。これまでのファイバー状固体Ｃとは異なる、新しい形状の炭素が採取できた。５．構築プロセスによるCO2からC＋CO＋CH4への物質変換率はH2/CO2の比に影響されず、ほぼ80～90％であり、工業的な有用性が実証された。その有用性をエクセルギー効率で評価したところ、メタン化反応で一度低下するが、ドライ改質反応と固体Ｃ捕集においてプラスのエクセルギー効率になることを示した。

This study is based on the greenhouse effect, CO2 treatment, industrial emission catalyst conversion, CO2 treatment, and resource CH4 treatment. The するCCU type catalyst reaction catalytic converter constructed by ガスを is manufactured and manufactured by そして synthetic ガスから solid carbon を even. COP26 is the country's declaration, and the CO2 emission reduction target is the contribution of the catalyst and the purpose of development is the goal. This year's research progress resulted in the following results. 1. The purpose of chemical reaction is to reduce the amount of H2 used, and to investigate the chemical activity and influence of H2/CO2 ratio. As a result, the stoichiometric ratio of 4 is lower than that of CO2. Of course, the conversion rate of CO2 is lower than that of CO2. /CH4 is better than CH4, and it is composed of の応ガスとしては好ましい and ドライmodification.このRESULTSは, メタン化濜とドライmodified 濜の集团み合わせシステムがconvenience (H2 consumption を suppresses える) ことをshows 唆する. 2. Investigation and connection of the influence of the reaction temperature and the H2/CO2 ratioロセスの観点から、メタン化：200℃とドライModification: 700℃の groupみ合わせが综合することをdeterminationした. 3. We succeeded in producing a connected type reaction breaker, a CO2 source, a solid Ｃの capture, and a synthetic sewage manufacturing system.このことは, industrial プロセス discharge ガスをそのままにprocessing でき, かつsolid Ｃとsynthetic ガス manufacturing をpossible にすることをshows すする. 4. The entrance part of the solid C trapping site is dense and has a solid shape and a solid shape.これまでのファイバー-like solid Ｃとはisoなる, new しいshaped のcarbon がadopted できた. 5. Constructed プロセスによるCO2からC＋CO＋CH4へのMaterial conversion rateはH2/CO 2. The influence of the ratio is 80~90%, and the industrial usefulness is proved.そのeffectivenessをエクセルギーefficiency evaluationで価したところ、メタンchemical reaction でOnce lowするが、ドライModified reaction solid C capture においてプラスのエクセルギーefficiency になることをshow した.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Process Intensification (PI) of Transforming CO2 by Auto-Methanation with Structured Catalyst System

使用结构化催化剂系统自动甲烷化转化 CO2 的过程强化 (PI)

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Choji Fukuhara;Asuka Kamiyama;Mikito Itoh;Ryo Watanabe
通讯作者：
Ryo Watanabe

一酸化炭素を含むガスを製造する方法、及び反応装置

一种含一氧化碳气体的生产方法及反应装置

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

CO2 methanation under the oxygen co-existence condition using spiral-type structured catalyst and its exergy

氧气共存条件下螺旋型结构催化剂CO2甲烷化及其火用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Priyanka VERMA;Kohsuke MORI;Yasutaka KUWAHARA;Maela MANZOLI;Robert RAJA;Choji FUKUHARA and Hiromi YAMASHITA
通讯作者：
Choji FUKUHARA and Hiromi YAMASHITA

カーボンニュートラルを目指す最新の触媒技術

旨在实现碳中和的最新催化剂技术