3.2.3　リグ試験での一次試作品基礎研究

　

従来材のガス改質試験

　

1)　目的

CH₄ガス改質反応に利用される触媒に関する文献調査の結果より、Ni、Rh、Ru、Pt、Ce₂O₃等を成分として含む触媒を利用した場合に、大きなガス改質の反応速度が得られることがわかったので、これらの触媒成分を含む従来の触媒について、その性能を測定し、改良すべき点を調査することを目的とした。

　

まず、Ni-Rh-Al₂O₃触媒を使用し、炭素析出に関する試験を行った。次に、従来材として、Ni-Rh-Al₂O₃、Ni-Fe-Rh-Al₂O₃、Pt-Ni-CeO₂、Ni-K₂O、Ru-Al₂O₃系触媒を使用して、ガス改質試験を行った。

　

2)　炭素析出に関する試験およびその結果

文献調査により、条件によってガス改質反応(CH₄+CO₂→2CO+2H₂)に伴い、炭化反応(CH₄→C+2H₂)が起る場合があることがわかったので、その調査を行った。

原料ガスの混合比はCH₄: CO₂=50:50で、SV=200(h^-1)で試験を行った。内径φ38.9の容器内に、A社製のNi-Rh-Al₂O₃触媒をつめ、700℃で原料ガスを反応させた。その結果、実際に、触媒のまわりに炭素が析出するのが観察された(図9参照)。

そこで、炭素の析出を減少させる方法として、混合ガス中のCH₄量を減少させる方法を検討した。混合比として、CH₄: CO₂=15:85、30:70および50:50の比でSV=10000(h^-1)、改質温度は500から700℃まで50℃おきに測定を行った。炭素析出は、CH₄: CO₂=50:50で650℃の時に観察されたが、その他の条件では炭素析出はほとんど観察されなかった。このときのCH₄改質率を図10に示す。

この項の試験では、ガス改質反応(CH₄+CO₂→2CO+2H₂)と炭化反応(CH₄→C+2H₂)が同時に起ると仮定し、ガス改質反応によって減少するCH₄ガスのモル数xと、初期に存在したCH₄ガスのモル数aから、CH₄改質率は、次の計算式を用いて求めた。

　

CH₄改質率(%)=(x/a)×100

a: 初期に存在したCH₄ガスのモル数(a=0.15、0.3、0.5)

ここで、PH₂とPCOはH₂とCOの分圧(atm)である。

　

前ページ　　　目次へ　　　次ページ