[发明专利]气体制造系统和气体制造方法

说明书

在对反应器(2)内的催化剂照射等离子体、将所供给的原料气体(8)和氧化剂气体(10)改性以制造生成气体(14)的气体制造系统中，具备使原料气体供给单元(9)供给至反应器(2)的原料气体(8)和氧化气体供给单元(11)供给至反应器(2)的氧化气体(10)的比率变化的气体比率变化单元(101)和产生照射于催化剂的等离子体的等离子体发生单元，促进在催化剂表面有效率地形成反应性高的化学种的形成，从而提高生成气体(14)的收率和能量效率。

技术领域

本申请涉及气体制造系统和气体制造方法。

背景技术

目前为止，作为制造氢气和氨气等有用的气体的方法，已知使用催化剂的方法。在该制造方法中，将包含成为生成气体的原料的原料气体和将原料气体氧化的氧化剂气体的2种以上的混合气体作为被处理气体引入催化反应场所，使被处理气体在高温环境下反应以制造生成气体。

在被处理气体为包含烃系与水蒸气或分子状含氧气体的混合气体的情况下，作为生成气体，能够制造氢气(例如专利文献1)。另外，在被处理气体为包含氢气与一氧化碳气体的混合气体的情况下，作为生成气体，能够制造甲烷气体或醇类等，在被处理气体为包含烃系的气体和空气的混合气体的情况下，作为生成气体，能够制造氨气(例如专利文献2)。

在上述的气体制造方法中，为了提高生成气体的收率(生成量)，需要使催化反应场所的环境成为非常高的温度，需要投入的热能大，因此能量效率低，生成气体的制造成本高。因此，希望提高生成气体制造时的能量效率。

作为提高生成气体制造时的能量效率的方法之一，已知利用了等离子体的气体制造方法，专利文献1和专利文献2中也利用了等离子体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-35852号公报

专利文献2：日本特开2002-241774号公报

发明内容

发明要解决的课题

通过利用等离子体从而能够提高生成气体的收率、提高能量效率的原因不仅在于采用等离子体能够激发被处理气体中的气体反应物质，而且在于通过采用等离子体在催化剂表面形成反应性高的离子和自由基等化学种(chemical species)。

但是，在利用催化反应和等离子体的以往的气体制造系统中，将包含成为生成气体的原料的原料气体和将原料气体氧化的氧化剂气体的2种以上的混合气体作为被处理气体连续地持续供给。因此，虽然具有能够利用等离子体将被处理气体中的气体反应物质激发的可能性，但是在催化剂表面形成反应性高的离子或自由基等化学种的效果未必充分，生成气体的收率和能量效率的提高可能被抑制。

本申请公开了用于解决上述课题的技术，目的在于提供一种气体制造系统和气体制造方法，其通过有效率地促进催化剂表面的反应性高的化学种的形成，能够提高生成气体的收率和能量效率。

用于解决课题的手段

本申请中公开的气体制造系统是对反应器内的催化剂照射等离子体、将所供给的原料气体和氧化剂气体改性以制造生成气体的气体制造系统，具备：将所述原料气体向所述反应器供给的原料气体供给单元；将所述氧化剂气体向所述反应器供给的氧化剂气体供给单元；使所述原料气体供给单元向所述反应器供给的所述原料气体的供给量与所述氧化剂气体供给单元向所述反应器供给的所述氧化剂气体的供给量的比率变化的气体比率变化单元；和产生对所述催化剂照射的等离子体的等离子体发生单元。