(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023050658
(43)【公開日】2023-04-11
(54)【発明の名称】リアクタ及びリアクタシステム
(51)【国際特許分類】
B01J 19/24 20060101AFI20230404BHJP
B01J 35/04 20060101ALI20230404BHJP
C07C 1/12 20060101ALN20230404BHJP
C07C 9/04 20060101ALN20230404BHJP
C07B 61/00 20060101ALN20230404BHJP
【ＦＩ】
B01J19/24 A
B01J35/04 301E
B01J35/04 301Z
C07C1/12
C07C9/04
C07B61/00 300
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021160877
(22)【出願日】2021-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000004064
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】鳥井 淳史
(72)【発明者】
【氏名】菅 博史
(72)【発明者】
【氏名】飯田 和希
【テーマコード（参考）】
4G075
4G169
4H006
4H039
【Ｆターム（参考）】
4G075AA03
4G075AA63
4G075BA01
4G075CA02
4G075CA03
4G075CA54
4G075DA02
4G075EA07
4G075EB21
4G075EE33
4G075EE34
4G075FA03
4G075FA14
4G075FB02
4G075FB03
4G075FC11
4G169AA01
4G169AA03
4G169BA08A
4G169BA13A
4G169BA17
4G169BB01A
4G169BC68A
4G169BC70A
4G169BC74A
4G169BD04A
4G169BD05A
4G169CC22
4G169DA06
4G169EA09
4G169EA12
4G169EA13
4G169EA14
4G169EA18
4G169EA25
4G169EA27
4H006AA02
4H006AA04
4H006AC29
4H006BA21
4H006BA22
4H006BA23
4H006BA55
4H006BC13
4H006BE20
4H006BE41
4H039CA99
4H039CL25
(57)【要約】
【課題】化学反応の場で発生する熱を除去し、又は、化学反応の場に必要とされる熱を供給する簡便な構造のリアクタ及びリアクタシステムを提供する。
【解決手段】リアクタ１０は、第１端面Ｓ１から第２端面Ｓ２まで延びる複数のセル３０を規定する隔壁２０を備える。隔壁２０は、第１端面Ｓ１の平面視において第１方向に沿って延びる複数の第１隔壁２１と、第１端面Ｓ１の平面視において第２方向に沿って延びる複数の第２隔壁２２とを含む。各第１隔壁２１は、熱伝導材料が充填された細孔を含む。各第２隔壁は、空洞の細孔を含む。
【選択図】図１
【解決手段】リアクタ１０は、第１端面Ｓ１から第２端面Ｓ２まで延びる複数のセル３０を規定する隔壁２０を備える。隔壁２０は、第１端面Ｓ１の平面視において第１方向に沿って延びる複数の第１隔壁２１と、第１端面Ｓ１の平面視において第２方向に沿って延びる複数の第２隔壁２２とを含む。各第１隔壁２１は、熱伝導材料が充填された細孔を含む。各第２隔壁は、空洞の細孔を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周壁と、
前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを規定する隔壁と、
を備え、
前記隔壁は、
前記第１端面の平面視において第１方向に沿って延びる複数の第１隔壁と、
前記第１端面の平面視において第２方向に沿って延びる複数の第２隔壁と、
を含み、
前記複数の第１隔壁それぞれは、熱伝導材料が充填された細孔を含み、
前記複数の第２隔壁それぞれは、空洞の細孔を含む、
リアクタ。
前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを規定する隔壁と、
を備え、
前記隔壁は、
前記第１端面の平面視において第１方向に沿って延びる複数の第１隔壁と、
前記第１端面の平面視において第２方向に沿って延びる複数の第２隔壁と、
を含み、
前記複数の第１隔壁それぞれは、熱伝導材料が充填された細孔を含み、
前記複数の第２隔壁それぞれは、空洞の細孔を含む、
リアクタ。
【請求項2】
前記複数の第１隔壁の平均壁厚は、前記複数の第２隔壁の平均壁厚より厚い、
請求項１に記載のリアクタ。
請求項１に記載のリアクタ。
【請求項3】
前記複数のセルは、前記第１方向に並んだ４つのセルからなるセルセットの繰り返しパターンで配列されており、
前記セルセットは、
触媒含有材料が内部に配置された第１触媒セルと、
前記第１端面側が開口し、前記第２端面側が閉口した流入セルと、
前記触媒含有材料が内部に配置された第２触媒セルと、
前記第１端面側が閉口し、前記第２端面側が開口した流出セルと、
をこの順で含む、
請求項１又は２に記載のリアクタ。
前記セルセットは、
触媒含有材料が内部に配置された第１触媒セルと、
前記第１端面側が開口し、前記第２端面側が閉口した流入セルと、
前記触媒含有材料が内部に配置された第２触媒セルと、
前記第１端面側が閉口し、前記第２端面側が開口した流出セルと、
をこの順で含む、
請求項１又は２に記載のリアクタ。
【請求項4】
前記複数のセルは、前記第１方向に並んだ３つのセルからなるセルセットの繰り返しパターンで配列されており、
前記セルセットは、
前記第１端面側が開口し、前記第２端面側が閉口した流入セルと、
触媒含有材料が内部に配置された触媒セルと、
前記第１端面側が閉口し、前記第２端面側が開口した流出セルと、
をこの順で含む、
請求項１又は２に記載のリアクタ。
前記セルセットは、
前記第１端面側が開口し、前記第２端面側が閉口した流入セルと、
触媒含有材料が内部に配置された触媒セルと、
前記第１端面側が閉口し、前記第２端面側が開口した流出セルと、
をこの順で含む、
請求項１又は２に記載のリアクタ。
【請求項5】
前記繰り返しパターンで配列された前記複数のセルにおいて、前記流入セルと前記流出セルとが前記第２方向において隣接する、
請求項３又は４に記載のリアクタ。
請求項３又は４に記載のリアクタ。
【請求項6】
前記触媒含有材料は、炭化ケイ素、炭素及び金属のうちいずれかによって構成される基材と、前記基材に付着した触媒とを含む、
請求項３乃至５のいずれかに記載のリアクタ。
請求項３乃至５のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項7】
前記触媒は、ニッケル、ルテニウム及びイリジウムのうち少なくとも１つを含む、
請求項６に記載のリアクタ。
請求項６に記載のリアクタ。
【請求項8】
前記基材は、網目状、繊維状、針状、球状、変形球状、或いは、多面体状に形成される、
請求項６又は７に記載のリアクタ。
請求項６又は７に記載のリアクタ。
【請求項9】
前記触媒含有材料は、ニッケル、ルテニウム及びイリジウムのうち少なくとも１つである、
請求項３乃至５のいずれかに記載のリアクタ。
請求項３乃至５のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項10】
前記第２隔壁は、触媒を有する、
請求項１又は２に記載のリアクタ。
請求項１又は２に記載のリアクタ。
【請求項11】
前記触媒は、ニッケル、ルテニウム及びイリジウムのうち少なくとも１つである、
請求項１０に記載のリアクタ。
請求項１０に記載のリアクタ。
【請求項12】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の前記リアクタと、
前記リアクタを温度調整する温度調整装置と、
を備え、
前記リアクタは、前記第１端面の平面視において、前記第１方向と交差する側面を有し、
前記温度調整部は、前記側面を冷却又は加熱する、
リアクタシステム。
前記リアクタを温度調整する温度調整装置と、
を備え、
前記リアクタは、前記第１端面の平面視において、前記第１方向と交差する側面を有し、
前記温度調整部は、前記側面を冷却又は加熱する、
リアクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リアクタ及びリアクタシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、水素（Ｈ２）及び二酸化炭素（ＣＯ２）からメタン（ＣＨ４）を合成するメタネーション反応に用いられるリアクタとして、触媒をコーティングしたハニカム構造体を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－５３７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
メタネーション反応のような発熱反応によって所望物質を合成する場合には、化学反応の場で発生した熱により触媒が過熱して失活することを防止するために、熱を迅速に系外に除去する必要がある。
【0005】
また、吸熱反応によって所望物質を合成する場合には、化学反応の場に必要な熱を外部から迅速に供給する必要がある。
【0006】
本発明は、化学反応の場で発生する熱を除去し、又は、化学反応の場に必要とされる熱を供給する簡便な構造のリアクタ及びリアクタシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るリアクタは、外周壁と隔壁とを備える。隔壁は、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる複数のセルを規定する。隔壁は、第１端面の平面視において第１方向に沿って延びる複数の第１隔壁と、第１端面の平面視において第２方向に沿って延びる複数の第２隔壁とを含む。複数の第１隔壁それぞれは、熱伝導材料が充填された細孔を含む。複数の第２隔壁それぞれは、空洞の細孔を含む。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、化学反応の場で発生する熱を除去し、又は、化学反応の場に必要とされる熱を供給する簡便な構造のリアクタ及びリアクタシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係るリアクタを第１端面側から見た斜視図
【図2】実施形態に係るリアクタを第２端面側から見た斜視図
【図4】変形例５に係るリアクタの平面図
【図5】変形例６に係るリアクタの平面図
【図6】変形例７に係るリアクタの平面図
【図7】変形例７に係るリアクタの平面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
【0011】
リアクタ１０は、水素（Ｈ２）及び二酸化炭素（ＣＯ２）からメタン（ＣＨ４）を合成するメタネーション反応に用いられる。メタネーション反応は発熱反応であるため、反応熱により触媒が過熱して失活することを防止するために、化学反応の場で発生する熱を迅速に系外に除去する必要がある。そこで、リアクタ１０では、後述するように反応熱を第１方向に纏めて伝えることによって熱の除去が図られている。
【0012】
なお、リアクタ１０は、メタネーション反応以外の種々の合成反応に利用することができる。リアクタ１０は、発熱を伴う化学反応だけでなく、放熱の代わりに熱供給を行う意味において、吸熱を伴う化学反応にも好適である。
【0013】
リアクタ１０は、隔壁２０と、外壁２３とを備える。本実施形態において、リアクタ１０の外形は直方体状である。
【0014】
１．隔壁２０
隔壁２０は、ハニカム構造を成す。ハニカム構造とは、複数のセルを複数の隔壁で仕切った構造を意味する。
隔壁２０は、ハニカム構造を成す。ハニカム構造とは、複数のセルを複数の隔壁で仕切った構造を意味する。
【0015】
隔壁２０は、第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２を有する。本実施形態では、第１端面Ｓ１側から原料ガス（Ｈ２及びＣＯ２）が流入し、第２端面Ｓ２側から生成ガス（主にＣＨ４）が流出することが想定されている。
【0016】
第１端面Ｓ１は、第２端面Ｓ２の反対側に設けられる。本実施形態において、第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２それぞれの平面視形状は正方形である。
【0017】
隔壁２０は、複数の第１隔壁２１と、複数の第２隔壁２２とを含む。
【0018】
複数の第１隔壁２１それぞれは、第１端面Ｓ１の平面視において第１方向に沿って延びる。複数の第１隔壁２１は、互いに平行に配置される。複数の第１隔壁２１それぞれは、互いに対向する。なお、本明細書において「平行」とは、２部材間の角度が厳密に０度である場合だけでなく、２部材間の角度が数度（例えば１０度未満）程度に収まる場合をも含む概念である。
【0019】
複数の第２隔壁２２それぞれは、第１端面Ｓ１の平面視において第２方向に沿って延びる。本実施形態において、複数の第２隔壁２２は、互いに平行に配置される。複数の第２隔壁２２それぞれは、互いに対向する。各第２隔壁２２は、各第１隔壁２１と交差する。
【0020】
なお、本実施形態において、第２方向は第１方向に直交しており、第１端面Ｓ１の平面視において第１方向に対する第２方向の角度は９０度である。なお、本明細書において「直交」とは、２部材が厳密に９０度で交差する場合だけでなく、２部材が９０度から数度（例えば１０度未満）ずれて交差する場合をも含む概念である。
【0021】
ただし、第２方向は第１方向に交差していればよく、第１端面Ｓ１の平面視において第２方向は第１方向に直交していなくてもよい。例えば、第１端面Ｓ１の平面視において第１方向に対する第２方向の角度は４５度未満とすることができる。
【0022】
隔壁２０は、例えば多孔質セラミック材料によって構成される。多孔質セラミック材料としては、例えば、コージェライト、ムライト、リン酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、珪素－炭化珪素複合材（例：Ｓｉ結合ＳｉＣ）、コージェライト－炭化珪素複合体、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、チタニア、窒化珪素、或いは、これらの混合物が挙げられる。
【0023】
ここで、各第１隔壁２１は、内部に細孔を有する。各第１隔壁２１の細孔には、熱伝導材料が充填されている。これによって、各第１隔壁２１を介して反応熱を第１方向に纏めて伝えることができるため、第１方向と交差する第１側面Ｓ３１及び第３側面Ｓ３３に熱を集中させることができる。よって、第１側面Ｓ３１及び第３側面Ｓ３３を集中的に冷却することによって熱を除去できるため、簡便な構造で熱の除去を実現できる。
【0024】
熱伝導材料としては、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉄（Ｆｅ）、及びこれらのうち少なくとも一つを含む合金などを用いることができる。熱伝導材料は、各第１隔壁２１の全ての細孔に完全に充填されている必要はなく、各第１隔壁２１が非通気性を有する程度に充填されていればよい。具体的には、ＪＩＳ Ｒ １６３４に従って測定される第１隔壁２１の開気孔率は、１％未満とすることができる。
【0025】
また、各第２隔壁２２は、内部に細孔を有する。各第２隔壁２２の細孔は、空洞である。すなわち、各第２隔壁２２の細孔には熱伝導材料が充填されていない部分が含まれる。このように、各第２隔壁２２は、通気性を有しており、原料ガス及び生成ガスを透過させることができる。よって、上記の通り各第１隔壁２１を非通気性としても、メタネーション反応を維持することができる。
【0026】
なお、各第２隔壁２２には、壁厚が極端に薄くなっている部分や、完全に貫通している部分があってもよいが、当該部分の第３方向における長さは、ガスの偏流を避ける意味で、第１隔壁２１で区画される第２隔壁２２の第３方向における長さの１／５以下にすることが好ましい。
【0027】
複数の第１隔壁２１の平均壁厚は特に制限されないが、例えば１０μｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。複数の第２隔壁２２の平均壁厚は特に制限されないが、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。複数の第１隔壁２１の平均壁厚は、複数の第２隔壁２２の平均壁厚より厚いことが好ましい。これによって、メタネーション反応によって生じる反応熱をより効率的に第１方向に伝えることができる。
【0028】
複数の第１隔壁２１の平均壁厚は、第３方向の中央部における各第１隔壁２１の壁厚の算術平均値である。各第１隔壁２１の壁厚は、第３方向の中央部における断面において、各第１隔壁２１の厚さを無作為に選択した３か所で測定し、３つの測定値を算術平均することによって求められる。各第１隔壁２１の厚さは、光学顕微鏡で観察することによって測定することができる。
【0029】
複数の第２隔壁２２の平均壁厚は、第３方向の中央部における各第２隔壁２２の壁厚の算術平均値である。各第２隔壁２２の壁厚は、第３方向の中央部における断面において、各第２隔壁２２の厚さを無作為に選択した３か所で測定し、３つの測定値を算術平均することによって求められる。各第２隔壁２２の壁厚は、光学顕微鏡で観察することによって測定することができる。
【0030】
複数のセル３０は、複数の第１隔壁２１及び複数の第２隔壁２２によって形成される格子構造によって仕切られた空間である。各セル３０は、第１端面Ｓ１から第２端面Ｓ２まで延びる。本実施形態では、後述するように各セル３０の少なくとも一端面側が閉口しているが、「第１端面Ｓ１から第２端面Ｓ２まで延びる」とは、少なくとも一端面側が閉口している場合も含む概念である。
【0031】
本実施形態では、第１及び第２方向それぞれに７列ずつセル３０が配列されている。ただし、第１及び第２方向それぞれにおけるセル３０の列数は適宜変更することができる。
【0032】
図１及び図２に示すように、複数のセル３０には、複数の触媒セル３１、複数の流入セル３２及び複数の流出セル３３が含まれる。触媒セル３１は、図１及び図２において破線〇印で示されている。流入セル３２は、図１では白抜きで示され、図２では破線×印で示されている。流出セル３３は、図１では破線×印で示され、図２では白抜きで示されている。本実施形態において、各セル３０の第３方向に垂直な断面は正方形である。第３方向とは、第１及び第２方向に直交する奥行き方向である。
【0033】
複数のセル３０は、第１方向に並んだ４つのセル３０からなるセルセットＣＳの繰り返しパターンで配列されている。セルセットＣＳには、触媒セル３１（第１触媒セルの一例）、流入セル３２、触媒セル３１（第２触媒セルの一例）及び流出セル３３が含まれる。１つのセルセットＣＳにおいて、触媒セル３１、流入セル３２、触媒セル３１及び流出セル３３は、この順で第１方向に並んでいる。
【0034】
第１方向に沿った１つの列には、７つのセル３０が並んでいる。これら７つのセル３０のうち４つのセル３０が１つのセルセットＣＳを形成しており、残りの３つのセル３０は、セルセットＣＳの繰り返しパターンに従って配置される。例えば、図１の最上列では、セルセットＣＳの左側に流入セル３２、触媒セル３１及び流出セル３３がこの順で配置されているが、これはセルセットＣＳに含まれる先頭の触媒セル３１が欠落した形態である。このように、セルセットＣＳの繰り返しパターンとは、セルセットＣＳが完全な形態で繰り返し設けられることを意味するのではなく、第１方向におけるセル３０の順序がセルセットＣＳによって規定されることを意味する。
【0035】
このように、第１方向におけるセル３０の順序はセルセットＣＳによって規定されるが、第２方向におけるセル３０の順序はセルセットＣＳによって規定されない。第２方向におけるセル３０の順序は特に制限されないが、図１に示すように、流入セル３２と流出セル３３とが第２方向において隣接することが好ましい。第２方向に並んだ流入セル３２と流出セル３３との間には第１隔壁２１が存在するため、流入セル３２と流出セル３３との間でガスの流通はないが、流出セル３３内の生成ガスの熱を流入セル３２内の原料ガスに供給することができる。このように、第１隔壁２１を利用して原料ガスを予め加熱しておけるため、メタネーション反応を促進させることができる。
【0036】
【0037】
触媒セル３１の内部には、触媒含有材料４０が配置される。触媒含有材料４０は、触媒セル３１の内部に充填されていることが好ましい。
【0038】
触媒含有材料４０は、基材と触媒とによって構成することができる。基材としては、各種酸化物、炭化ケイ素、炭素及び金属のうちいずれかを用いることができる。触媒としては、ニッケル、ルテニウム及びイリジウムのうち少なくとも１つを用いることができる。また、これらの触媒は触媒単独ではなく、酸化物（活性アルミナ、ゼオライト、ジルコニア、セリア、ＹＳＺ等とすることができる）などの担体に担持して使用することができる。ただし、触媒含有材料４０は、少なくとも触媒を含んでいればよく、基材を含んでいなくてもよい。従って、触媒含有材料４０は、上記触媒そのものであってよいし、担体に担持された触媒であってもよい。
【0039】
本実施形態において、触媒セル３１の第１端面Ｓ１側は第１封止部５０によって閉口しており、触媒セル３１の第２端面Ｓ２側は第２封止部６０によって閉口している。ただし、触媒セル３１の第２端面Ｓ２側は開口していてもよい。
【0040】
流入セル３２の第１端面Ｓ１側は開口しており、流入セル３２の第２端面Ｓ２側は第２封止部６０によって閉口している。
【0041】
流出セル３３の第１端面Ｓ１側は第１封止部５０によって閉口しており、流出セル３３の第２端面Ｓ２側は開口している。
【0042】
図３に示すように、流入セル３２の第１端面Ｓ１側の開口から流入セル３２の内部に流入した原料ガス（Ｈ２及びＣＯ２）は、第２隔壁２２を透過して触媒セル３１に流入する。触媒セル３１内では、触媒の作用によってメタネーション反応が進行して原料ガスから生成ガス（主にＣＨ４）が生成される。生成ガスは、流出セル３３側の第２隔壁２２を透過して流出セル３３に流出した後、流出セル３３の第２端面Ｓ２側の開口から流出する。
【0043】
２．外壁２３
外壁２３は、複数の第１隔壁２１及び複数の第２隔壁２２それぞれと交差するように配置される。外壁２３は、複数の第１隔壁２１及び複数の第２隔壁２２によって構成される格子構造を取り囲む。
外壁２３は、複数の第１隔壁２１及び複数の第２隔壁２２それぞれと交差するように配置される。外壁２３は、複数の第１隔壁２１及び複数の第２隔壁２２によって構成される格子構造を取り囲む。
【0044】
外壁２３の外表面は、第１乃至第４側面Ｓ３１～Ｓ３４である。第１乃至第４側面Ｓ３１～Ｓ３４は、リアクタ１０の側面である。第１乃至第４側面Ｓ３１～Ｓ３４それぞれは、隔壁２０の第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２それぞれの外縁に繋がる。第１側面Ｓ３１は、第３側面Ｓ３３の反対側に設けられる。第２側面Ｓ３２は、第４側面Ｓ３４の反対側に設けられる。本実施形態において、第１乃至第４側面Ｓ３１～Ｓ３４それぞれの平面視形状は矩形である。
【0045】
外壁２３は、上述した多孔質セラミック材料によって構成することができる。外壁２３を構成する多孔質セラミック材料は、隔壁２０を構成する多孔質セラミック材料と同じであってもよいし異なっていてもよい。
【0046】
(リアクタ１０の製造方法)
まず、隔壁２０及び外壁２３の構成材料（例えば、多孔質セラミック材料）を準備する。
まず、隔壁２０及び外壁２３の構成材料（例えば、多孔質セラミック材料）を準備する。
【0047】
次に、隔壁２０及び外壁２３の構成材料をハニカム形状に成形することによって、複数の貫通孔を有するハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体の成形方法は特に限られず、押出成形、射出成形、プレス成形等の従来公知の成形方法を用いることができる。
【0048】
次に、ハニカム成形体が有する複数の貫通孔のうち触媒セル３１及び流出セル３３に対応する貫通孔において、第１端面Ｓ１側の開口を目封止する。続いて、ハニカム成形体が有する複数の貫通孔のうち触媒セル３１に対応する貫通孔において、第２端面Ｓ２側の開口を目封止する。目封止方法は特に限られないが、例えば、隔壁２０の構成材料に水及びバインダを加えたスラリーを第１端面Ｓ１側の開口から所定深さまで充填する方法を用いることができる。
【0049】
次に、ハニカム成形体を焼成する。焼成温度は、例えば１３００℃以上１４５０℃以下とすることができ、焼成時間は２時間以上８時間以下とすることができる。
【0050】
次に、ハニカム成形体が有する複数の貫通孔それぞれにおいて、第１隔壁２１となる部分の表面上に熱伝導材料を配置して、当該熱伝導材料の融点以上に加熱する。これによって、溶融した熱伝導材料が第１隔壁２１の細孔に充填される。
【0051】
最後に、触媒含有材料を触媒セルに対応する孔に充填し、必要に応じて触媒含有材料を入れた側の開口部を目封じすることによって、リアクタ１０が完成する。
【0052】
（実施形態の変形例）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0053】
（変形例１）
上記実施形態では、本発明に係るリアクタをメタネーション反応に適用する場合について説明したが、本発明に係るリアクタはメタネーション反応以外の発熱反応にも適用できるし、吸熱反応にも適用できる。
上記実施形態では、本発明に係るリアクタをメタネーション反応に適用する場合について説明したが、本発明に係るリアクタはメタネーション反応以外の発熱反応にも適用できるし、吸熱反応にも適用できる。
【0054】
（変形例２）
上記実施形態では、第１側面Ｓ３１及び第３側面Ｓ３３を冷却する手法について特に触れていないが、例えばポンプやブロワやポンプ等を使って流体（液体又は気体）を駆動させ、これら流体を冷却する冷却器やヒーター等を組み合わせることで、リアクタ温度を調整可能なリアクタシステムを構成することができる。
上記実施形態では、第１側面Ｓ３１及び第３側面Ｓ３３を冷却する手法について特に触れていないが、例えばポンプやブロワやポンプ等を使って流体（液体又は気体）を駆動させ、これら流体を冷却する冷却器やヒーター等を組み合わせることで、リアクタ温度を調整可能なリアクタシステムを構成することができる。
【0055】
（変形例３）
上記実施形態では、隔壁２０の外形が直方体状であることとしたが、隔壁２０の外形は特に限られず、例えば円柱状や三角以上の多角柱状であってもよい。
上記実施形態では、隔壁２０の外形が直方体状であることとしたが、隔壁２０の外形は特に限られず、例えば円柱状や三角以上の多角柱状であってもよい。
【0056】
隔壁２０の第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２の形状は、隔壁２０の外形に応じて適宜変更される。
【0057】
また、上記実施形態では、隔壁２０が第１乃至第４側面Ｓ３１～Ｓ３４を有することとしたが、側面の数及び形状も、隔壁２０の外形に応じて適宜変更される。例えば、隔壁２０の外形が円柱状である場合には円柱の周面が側面となるが、この周面のうち第１方向と交差する領域から集中的に熱を除去することができる。
【0058】
（変形例４）
上記実施形態では、セル３０の第３方向に垂直な断面が正方形であることとしたが、これに限られない。セル３０の第３方向に垂直な断面は、例えば円形や矩形であってもよい。特に、第１方向における幅を第２方向における高さより大きくすることによって、各第１隔壁２１を介した熱の除去効率をより向上させることができる。
上記実施形態では、セル３０の第３方向に垂直な断面が正方形であることとしたが、これに限られない。セル３０の第３方向に垂直な断面は、例えば円形や矩形であってもよい。特に、第１方向における幅を第２方向における高さより大きくすることによって、各第１隔壁２１を介した熱の除去効率をより向上させることができる。
【0059】
（変形例５）
上記実施形態において、複数のセル３０は、複数の触媒セル３１を含むこととしたが、触媒セル３１を含んでいなくてもよい。この場合には、触媒セル３１に代えて、第２隔壁２２自体が触媒を含有していればよい。
上記実施形態において、複数のセル３０は、複数の触媒セル３１を含むこととしたが、触媒セル３１を含んでいなくてもよい。この場合には、触媒セル３１に代えて、第２隔壁２２自体が触媒を含有していればよい。
【0060】
例えば、図４に示すように、第１方向において流入セル３２と流出セル３３とが第２隔壁２２ａを介して交互に配置されていてもよい。第２隔壁２２ａは、内部に空洞の細孔を有し、構成材料として触媒を含有している。触媒としては、ニッケル、ルテニウム及びイリジウムのうち少なくとも１つを用いることができる。また、これらの触媒は触媒単独ではなく、酸化物（活性アルミナ、ゼオライト、ジルコニア、セリア、ＹＳＺ等とすることができる）などの担体に担持して使用することができる。なお、流入セル３２と流出セル３３との配列パターンは、図４に示すパターンに限られない。
【0061】
（変形例６）
上記実施形態において、セルセットＣＳの繰り返しパターンで配列された複数のセル３０において、流入セル３２と流出セル３３とが第２方向において隣接することとしたが、これに限られない。
上記実施形態において、セルセットＣＳの繰り返しパターンで配列された複数のセル３０において、流入セル３２と流出セル３３とが第２方向において隣接することとしたが、これに限られない。
【0062】
例えば、図５に示すように、第２方向において同じ種類のセル３０が隣接していてもよい。
【0063】
（変形例７）
上記実施形態において、複数のセル３０は、第１方向に並んだ４つのセル３０からなるセルセットＣＳの繰り返しパターンで配列されることとしたが、セル３０の配列はこれに限られない。複数のセル３０の配列は、第１方向において、流入セル３２と流出セル３３の間に触媒セル３１が介在している限り適宜変更できる。
上記実施形態において、複数のセル３０は、第１方向に並んだ４つのセル３０からなるセルセットＣＳの繰り返しパターンで配列されることとしたが、セル３０の配列はこれに限られない。複数のセル３０の配列は、第１方向において、流入セル３２と流出セル３３の間に触媒セル３１が介在している限り適宜変更できる。
【0064】
例えば、図６及び図７に示すように、複数のセル３０の配列は、第１方向に並んだ３つのセル３０からなるセルセットＣＳによって構成することができる。各セルセットＣＳは、流入セル３２、触媒セル３１及び流出セル３３をこの順で含んでいる。１つのセルセットＣＳにおいて、触媒セル３１は中央に位置し、触媒セル３１の両側に流入セル３２及び流出セル３３が配置される。流入セル３２及び流出セル３３の配置は、セルセットＣＳごとに異なっていてもよい。
【0065】
複数のセル３０を３つのセル３０からなるセルセットＣＳに従って配列する場合、図６及び図７に示すように、流入セル３２同士が並んで配置される場合や流出セル３３同士が並んで配置される場合がある。この場合には、流入セル３２同士の間に位置する第２隔壁２２や流出セル３３同士の間に位置する第２隔壁２２の壁厚を厚くすることによって、流入セル３２から流入セル３２へ、或いは、流出セル３３から流出セル３３へのガス流を抑えることができ、これによって構造体としての強度を高めることもできる。或いは、流入セル３２同士の間に位置する第２隔壁２２や流出セル３３同士の間に位置する第２隔壁２２の細孔に上述した熱伝導材料を充填することによっても、流入セル３２から流入セル３２へ、或いは、流出セル３３から流出セル３３へのガス流を抑えることができる。
【符号の説明】
【0066】
１０ リアクタ
２０ 隔壁
２１ 第１隔壁
２２ 第２隔壁
２３ 外壁
３０ セル
３１ 触媒セル
３２ 流入セル
３３ 流出セル
４０ 触媒含有材料
Ｓ１ 第１端面
Ｓ２ 第２端面
Ｓ３１ 第１側面
Ｓ３２ 第２側面
Ｓ３３ 第３側面
Ｓ３４ 第４側面
ＣＳ セルセット
２０ 隔壁
２１ 第１隔壁
２２ 第２隔壁
２３ 外壁
３０ セル
３１ 触媒セル
３２ 流入セル
３３ 流出セル
４０ 触媒含有材料
Ｓ１ 第１端面
Ｓ２ 第２端面
Ｓ３１ 第１側面
Ｓ３２ 第２側面
Ｓ３３ 第３側面
Ｓ３４ 第４側面
ＣＳ セルセット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
