Quantcast
Channel: 極東極楽 ごくとうごくらく
Viewing all articles
Browse latest Browse all 2435

続・オールバイオマスシステム完結論 ③

$
0
0

  
彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救
ったと伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備
え。(戦国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした
部隊編のこと)の兜(かぶと)を合体させて生まれたキャラクタ。




画像:DMG MORI



彦根市松原町で開催されている「鳥人間コンテスト(読売テレビ)
」が今年で45回目を迎えるのを記念して、ひこにゃんとのコラボイ
ラストが完成。鳥人間コンテスト事務局を運営する読売テレビエン
タープライズが、ひこにゃんの作者「もへろん」さんにイラストの
作成を依頼し実現。飛行帽をかぶったひこにゃんが翼を装着して彦
根城や琵琶湖の上を飛んでいる様子や、鳥人間コンテストの部門ご
との滑空機や人力プロペラの飛行機を操縦している姿など計6パタ
ーンのイラストを展開。 彦根市は「ひこにゃん」の使用料につい
て無償化の実証実験中だが、今回の6点については商標使用料3%が
かかる。イラストの有償使用許諾の手続きは6月15日から、彦根市
ホームページで受け付ける。





続・オールバイオマスシステム完結論 ③

今回は、オール再エネ由来とバイオマスの融合で残件課題の最新技
術を摘出し展望との関わりを明確にする作業に続ける。

1.特開2023-103557 メタネーション反応器、及び、メタン含有
  ガスを製造する方法 株式会社日立製作所
【概要】
エネルギーシステムにおいては、航空、船舶、長距離貨物、負荷調
整用発電、製鉄、セメント等、電化や二酸化炭素回収貯留(CCS)
による対応が困難な分野も存在しており、これらの対応には発電や
燃料の利用で排出される二酸化炭素を取り除く、いわゆる「脱炭素
」だけでなく、二酸化炭素を循環的に利用する「炭素循環」も求め
られている。この炭素循環の一つの手段として、二酸化炭素の資源
化がある。二酸化炭素の資源化とは、二酸化炭素を燃料や化成品に
変換し利用することである。二酸化炭素の循環利用を目的とした炭
化水素への変換技術は、二酸化炭素の排出量を削減するだけでなく、
排出した二酸化炭素を大気中に拡散させないという点で非常に重要
な技術である。二酸化炭素の炭化水素への変換技術として、二酸化
炭素(CO2)と水素(H2)からメタン(CH4)を製造するサバ
ティエ反応は、すでに工業的に広く使われており、下記反応式(1)
で示される。メタン(CH4)は、ガスパイプライン、貯留施設な
どの供給網が世界的に確立されていることから、炭素循環の観点か
ら非常に有望である。 二酸化炭素の炭化水素への変換技術として
、二酸化炭素(CO2)と水素(H2)からメタン(CH4)を製造
するサバティエ反応は、すでに工業的に広く使われており、下記反
応式(1)で示される。 メタン(CH4)は、ガスパイプライン、
貯留施設などの供給網が世界的に確立されていることから、炭素循
環の観点から非常に有望である。

CO2+4H2 -160kJ/mol→CH4+2H2O (1)

一方で、メタネーション反応器の触媒層のうち、反応ガス入口側の
部分では、急激な発熱反応により局所的に温度が上昇し、部分的に
触媒の凝集、粗大化等が進行し、劣化が速いという課題があり、さ
らに、その発熱による反応器全体の損傷劣化が進むことも大きな課
題である。 上記の課題に対して、例えば、特開平11-189552には,メ
タネーション反応器の上流部および下流部に加熱、冷却機構を配置
し、その稼働および停止により上記反応器の温度を制御する方法が
記載されている。しかし、加熱と冷却を頻繁、かつ煩雑に制御する
必要がある。また、特開2020-124665には、触媒活性の異なる触媒
を円筒状に成形し、上流側から下流側にかけて触媒活性を上げてい
くことで、反応による反応器内の温度を均一化する方法が記載され
ている。しかし、数種の触媒を円筒状に成形し、設置する煩雑さや、
触媒を円筒状に成形することで触媒の表面積を低下させ、より多く
の触媒が必要となり高コストになるという懸念がある。さらに、反
応器へ流入させるガス流量が変わった場合には、再度、触媒層の最
適化、再成形等が必要となる煩雑さがある。
 特許文献 特開2013-63406には、多孔質体に粉末状の触媒を複数積
層して、それを触媒反応器内に設置し、各々の触媒に加熱機構を設
け、個々に温度調節することにより、触媒反応器内の局所的な温度
のばらつきを抑制することが記載されている。しかし、個々の触媒
ごとに加熱機構を設けるため高コストになるおそれがあり、また煩
雑に温度制御する必要がある。 
 特開2013-136538には、触媒反応器を直列に設置し、水素を触媒反
応器に分割して供給し、1段目の触媒反応器に供給する水素量を調
節することで、その触媒反応器の温度を制御することが記載されて
いる。しかし、触媒反応器を複数用いるため高コストになるおそれ
があり、かつ、反応ガス流量を煩雑に制御する必要がある。
特開2017-132733には、触媒反応器内に粒子状の触媒と二酸化炭素
(CO2)を吸収・放出できる材料を設置することにより、反応ガ
ス導入部から導入された反応ガス中の二酸化炭素を、二酸化炭素
(CO2)吸収・放出材料に吸収させてCO2ガス流量を制御する
ことで、メタン製造反応に伴う局所発熱を抑制することが記載され
ている。図1のごとく、メタネーション反応器は、水素及び二酸化
炭素を含む原料ガスを触媒に接触させてメタン含有ガスを製造する
メタネーション反応器であって、内管及び外管を有する二重管と、前
記内管の外周面と前記外管の内周面との間に配置される触媒と、を
備え、前記内管は、軸方向一方側の端部に配置された前記原料ガス
の供給口と、前記内管の軸方向に所定間隔をおいて複数個所に配置
され、前記内管の内周面と外周面との間を連通して前記外管内に開
口する複数の連通口と、を含み、前記メタネーション反応器は、前
記複数の連通口の開口度合いを調整する調整装置を備えることを特
徴とする。

図1.第1実施形態に係るメタネーション反応器の概略構成図

【符号の説明】 1、1a、1b、1c:メタネーション反応器、1
0: 内管、12:供給口、14:連通口、20:外管、30:触
媒、40: 原料ガス、42:メタン含有ガス、80:調整装置、7
2:予加熱炉( 加熱装置)、90:二重管
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成でメタネーション反応器内における反
応の均一化を図り、触媒劣化を抑制することができる。本発明に関
連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになる
ものである。また、以上に説明した内容以外の本発明の課題、構成、
及び効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らか
にされる。

<第1実施形態>
第1実施形態に係るメタネーション反応器1について説明する。図
1は、本発明の第1実施形態に係るメタネーション反応器1の概略
構成図である。図2は、図1のメタネーション反応器1における、
調整装置80を用いた連通口14の開口度合いの調整を説明する図
である。


図2.図1のメタネーション反応器における、調整装置を用いた連
  通口の開口度合いの調整を説明する図。

図3は、第1実施形態に係るメタネーション反応器1を用いたメタン
含有ガス42の製造方法を説明するフローチャートである。

図4.本発明の第1実施形態に係るメタネーション反応器を用いた
  メタン含有ガスの別の製造方法を説明するフローチャート

図4は、第1実施形態に係るメタネーション反応器1を用いたメタ
ン含有ガス42の別の製造方法を説明するフローチャートである。 
本実施形態に係るメタネーション反応器1は、二酸化炭素(CO2)
と水素(H2)とを含む原料ガス40を触媒30に接触させて反応
させることで、メタン(CH4)含有ガス42を製造する装置であ
る。メタネーション反応器1は、内管10とそれを囲む外管20か
ら成る二重管90を有する。
               -中 略-

図8は、実施例4および比較例1で得られたメタネーション反応器
の上流位置及び下流位置での発熱量を示したものであり、比較例1で
は反応ガス導入部近傍である測定位置1において約8.0Wの高い
発熱量を示し、局所的な発熱が顕著である。さらに下流側へ行くほ
ど発熱量が急激に低下し、最下流部近傍の測定位置5においてはほ
ぼ発熱しておらずメタネーション反応に寄与していない触媒層があ
ることが明らかとなった。この結果から、反応ガスを導入する内管
を備えない比較例1では触媒層の反応が不均一であり、反応ガス導入
部の局所的な発熱による触媒劣化の促進、およびメタネーションに
寄与していない触媒層の存在による温度不均一化によるメタン製造
効率の低下が生じている。
一方で、実施例4で示した反応ガス導入用の内管を備えたメタネー
ション反応器では、上流側から下流側までの発熱量がほぼ2.0Wに
均一化されており、局所的な発熱が抑えられることによる触媒劣化の
抑制、および温度均一化によるメタン製造効率の向上が可能なことが
明らかとなった。


図8.本発明の実施例4及び比較例1で得たメタネーション反応器
における発熱量と触媒の位置の関係を示すグラフ
以下割愛(後略)。

3.特開2023-103749 二酸化炭素回収システム 三菱重工業株式会社
【概要】
下図1のごとく、二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を吸収し
た吸収液を加熱して吸収液から二酸化炭素を放散させる蒸留塔と、
蒸留塔から抜き出された吸収液と熱媒体とを熱交換する第1リボイ
ラと、二酸化炭素と水素とを反応させてメタンを製造する反応器を
含むメタネーション装置と、反応器から流出した反応ガスを熱媒体
として第1リボイラに供給する反応ガス供給ラインと、第1リボイ
ラにおいて吸収液と熱交換した反応ガスをメタネーション装置に戻
す反応ガス戻りラインとを備える。酸化炭素を吸収した吸収液から
二酸化炭素を放散させる熱効率を向上させた二酸化炭素回収システ
ムを提供する。

図1.本開示の実施形態1に係る二酸化炭素回収システムの構成模
  式図
【発明の効果】
本開示の二酸化炭素回収システムによれば、二酸化炭素と水素とを
反応させてメタンを製造する反応器から流出した反応ガスと二酸化
炭素を吸収した吸収液とを熱交換することにより吸収液を加熱する
ので、吸収液から二酸化炭素を放散させる熱効率を向上することで
別途の装置や工業用水を用いずに、燃料合成触媒の温度を制御でき
る。

4.特開2023-102711 燃料合成装置 本田技研工業株式会社
【概要】
下図1のごと、本発明に係る燃料合成装置1は、主通路10の上流
に配置され、二酸化炭素ガスおよび水素ガスを供給する供給手段2
と、前記供給手段2の下流に配置され、前記二酸化炭素ガスおよび
前記水素ガスを化学反応させて燃料を合成する燃料合成触媒3と、
前記燃料合成触媒3の下流に配置され、前記燃料を液体にして、前
記燃料合成触媒3で未反応であった前記二酸化炭素ガスおよび前記
水素ガスと分離する気液分離手段4と、前記気液分離手段4により
分離された前記液体を前記燃料合成触媒3の周囲に還流し、その後、
前記液体を前記気液分離手段4の下流に流すことで前記燃料合成触
媒3を冷却させる冷却手段5と、を備えることを特徴とすることで、
別途の装置や工業用水を用いずに、燃料合成触媒の温度を制御でき
る燃料合成装置を提供する。


図1.本実施形態に係る燃料合成装置の構成を示す概略図

【符号の説明】 1 燃料合成装置 2 供給手段 3 燃料合成触媒
4 気液分離手段 5 冷却手段 6 蒸留加熱手段 10 主通路 11
~17 配管 20 還流通路 21、22 タンク 30 圧縮機 31
反応筒 32 触媒温度測定手段 40 ヒータ 51 冷却通路 52
バイパス通路 60 ECU V1 第1制御弁 V2 第2制御弁 V
3 第3制御弁

【東レ株式会社】
5.特開2023-091964 布帛、触媒反応器、並びにメタノール又はメ
  タンの合成方法
6.特開2023-80453 気相反応用反応器、及びメタン又はメタノール
  の製造方法
7.特開2023-42719 ガス分離膜およびその製造方法、ガス濃縮方
  法
8.特開2023-42090 ガスセンサ
9.特開2023-38174 多孔質セラミックス管、ガス分離用複合膜、
 ガス分離用モジュール
                       この項つづく


   

 
  

● 技術的特異点でエンドレス・サーフィング
   特異点真っ直中 ㊱



韓国の研究チームが「室温かつ常圧での超電導」を実現したとする
研究論文をプレプリントサーバーのarXivで公開。特定の物質を一
定の温度まで冷やすと、電気抵抗がゼロの超電導状態となる。超電
導には「エネルギーを損失ゼロで伝送できる」「強い磁場を生成で
きる」といった特徴があり、リニアモーターカーやMRIなど多様な
分野で応用されるが、超電導状態を生み出すには物質を極低温状態
まで冷却する必要があるため、冷却コストを抑えるために比較的高
温でも超電導状態になる物質の開発が進められていた。これまでに
開発された物質では「比較的高温」と言ってもマイナス100度を大
きく下回る温度まで冷却する必要がある。韓国の研究機関「Quantum
Energy Research Centre」の研究チームが「室温かつ常圧での超電導」
を実現したとする論文を2023年7月22日に発表。 超電導体は外から
の磁場を打ち消すように逆向きに磁化する「完全反磁性(マイスナー
効果)」を備えている。研究チームは開発した超電導体「LK-99」に
マイスナー効果が生じていることを示すムービーを公開。
【関連論文】
1.The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor
 https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12008
2.The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12008
via Gigazine 2023.7.26
-----------------------------------------------------------------------------------------


画像:連続光触媒反応によるリンイリドと二種類のアルケンの分子連結

連続光触媒反応による分子連結手法
7月27日、京都大学の研究グループは,リンイリドと二種類のアルケンを
炭素-炭素結合形成反応によって逐次的に連結し,医薬品などの合成に
有用な1,4-ジカルボニル化合物を迅速に供給する新しい手法を開発。
【概要】
同一分子内に複数の反応点を有する化合物は、別々の分子と炭素-炭
素結合を形成することでこれらを繋 ぎとめる役割を果たす。このような「
分子連結素子」は、単純な構造をもつ原料から複雑な骨格を迅速 に構築
する上で有用であり、これまで生物活性化合物の合成などに広く利用さ
れてきた。一方で、これ らの分子連結反応の多くは有機金属化学種を
用いる必要があり、その高い反応性や試薬の不安定性に起因す る問題
点があった。本研究では、穏和な条件での分子活性化を可能にする光レ
ドックス触媒※2 を用いる ことで、古くから利用されてきた合成試薬であ
るリンイリドが画期的な分子連結素子として機能することを 新たに見いだ
した。
【展望】
医薬品をはじめとする有用分子の迅速供給が見込まれるとともに、本研
究で明らかにしたリンイリドの反応性に基づく新たな有機合成反応の開
発が期待される。
【関連論文】
原 題:Bidirectional Elongation Strategy Using Ambiphilic Radical Linchpin
for Modular Access to 1,4-Dicarbonyls via Sequential Photocatalysis
(両性ラジカルリンチピンを用いた双方向伸長戦略にもとづく連続光触媒
反応による1,4-ジカルボニル化合物のモジュール合成)
掲載誌:Journal of the American Chemical Society DOI:10.1021/jacs.3c05337

風蕭々と碧いの時

John Lennon Imagine

【POPの系譜を探る:2022年代】
Mrs. GREEN APPLE



「Soranji」(ソランジ)は日本のロックバンド・Mrs. GREEN APPLEの
10作目のシングル。2022年11月9日にユニバーサルミュージック内のレー
ベル・EMI Recordsより発売。
➲作詞&作曲:大森元貴 唄:Mrs. GREEN APPLE
2022年8月17日、同年12月9日公開の二宮和也、北川景子主演の映画『ラ
ーゲリより愛を込めて』の主題歌として本楽曲が起用されることが発表
された。映画の主題歌を務めるのは2018年8月1日公開の映画『青夏 きみ
に恋した30日』の主題歌「青と夏」以来約4年ぶりとなる。

● 今夜の寸評:先端技術で世界一をめざし、世界に貢献。

 

 


Viewing all articles
Browse latest Browse all 2435

Trending Articles