3.2 天然ガス改質装置の研究
3.2.1 天然ガス改質装置の調査解析
1) 目的
CH4とCO2を混合し、高温で触媒に通すと、(1)式のガス改質反応が起る。CO2は排気ガス中から分離したガスを用いる。また、この反応は吸熱反応であるので、反応容器を高温に保持する必要がある。本開発においては熱交換器を利用して排気ガスの熱と反応容器問で熱交換を行う計画である。CH4ガスの改質は、次の反応を利用して行う11)。
CH4+CO2→2CO+2H2 59.1kcal・mol-1
(吸熱反応)
ΔGT=55.08×103-16.76T・lnT+44.12T+1.24×10-2T2+1.35×10-6T3 (cal・mol-1)
天然ガス改質装置の研究開発を行うにあたり従来技術の把握と問題点の抽出を目的にCH4ガス改質触媒の組成、担体の種類について調査を行った。
2) 触媒の組成、担体の構造等に関する調査
(1) 触媒の組成
触媒の成分と天然ガス改質率の関係を調査した結果を表3に示す。触媒金属としては、Rh、Ru、Ni、Ptを用いたもので高い特性が得られることがわかる。以下に触媒性能の詳細について調査した。
a. 触媒活性
従来、種々の金属の触媒活性が研究されている。触媒活性は担体によって大きく異なり、以下の活性序列が知られている。
MgOに担持した場合11)
Ru > Rh > Ni > Pd > Pt
Al2O3に担持した場合11)
Ru > Pd > Rh > Pt > Ir
