CN109963647A - 反应装置 - Google Patents

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秋田隆仁
宫岛俊二
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涩谷秀志
武内佑介
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Abstract

反应装置(100)具有：使含有在反应部(101)生成的生成物的第三流体(P)流通的第一配管(51)；向第二流路(31)供给第二流体(HC1)的第二配管(55)；与第一配管(51)接连设置的组分分析部(71)；与第二配管(55)接连设置且调整第二流体(HC1)的流量(F)等的调整部(60、63、64)；基于由组分分析部(71)分析出的生成物的组分，使调整部(60、63、64)调整第二流体(HC1)的流量(F)等以使第三流体(P)的温度(Te2)成为生成物的组分维持预先规定的反应率(R)或收率的温度的控制部(103)；以及与第一配管(51)接连设置且测量第三流体(P)的温度(Te2)的第一温度测量部(70)。控制部(103)从第一温度测量部(70)获取第三流体(P)的温度(Te2)的信息。

Description

反应装置
技术领域
本公开涉及换热型反应装置。
背景技术
现今，公知一种换热型反应装置，其通过使用热介质对含有作为反应体的反应原料在内的气体或者液体的反应流体进行加热或者冷却，来使反应体的反应进展。作为这样的反应装置，日本特表2007-519508号公报(专利文献1)中公开一种板式反应装置，其利用形成有供热介质贯流的流路的两个热板来夹入供反应流体贯流的催化剂床。并且，还存在一种具有使反应流体流通的反应流路和使热介质流通的热介质流路的含有导热体的反应装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2007-519508号公报
发明内容
当反应装置运转时，预先确定反应处理时的各流体的温度等几个规定条件。在反应装置设置有用于识别运转中的上述条件的各种测量仪器。而且，反应装置的操作员在任意时机从上述测量仪器获知信息，在某运转条件超出规定条件的允许范围的情况下，基于自身的判断来变更运转条件。例如当将反应流体作为第一流体，并将热介质作为第二流体时，运转条件的变更也包括被供给的第二流体的温度、流量的变更。
但是，对操作员而言，难以始终监视各种测量仪器所示的值，因此，在某运转条件超出规定条件的允许范围时，反应装置难以担保迅速地应对其变化的所谓的及时性。例如，考虑为了使运转条件恢复而必须变更第二流体的温度或者流量的情况。在该情况下，若操作员的确认时机相对于运转条件超出规定条件的允许范围的“偏离时机”延迟，则与为了使运转条件恢复而在偏离时机后迅速地应对的情况相比，必须过度地供给第二流体。即，根据确认时机，尽管抑制了第二流体的进一步的供给量，也需要超过需要较多的供给量，从而结果，例如，也超过需要较多地消耗用于加热的燃料。
因此，本公开的目的在于提供一种即使在运转条件超出预先规定的条件的允许范围的情况下也能够迅速地使运转条件恢复的有利的反应装置。
用于解决课题的方案
根据本公开的一个方式，是一种利用作为反应流体的第一流体与第二流体之间的换热的反应装置，具有：反应部，其包括使第一流体流通的第一流路和使第二流体流通的第二流路；第一配管，其与第一流路连通，且使含有在反应部生成的生成物的第三流体流通；第二配管，其向第二流路供给第二流体；组分分析部，其与第一配管接连设置，且分析生成物的组分；调整部，其与第二配管接连设置，且调整第二流体的流量以及/或者温度；控制部，其基于由组分分析部分析出的生成物的组分，使调整部调整第二流体的流量以及/或者温度，以使第三流体的温度成为生成物的组分维持预先规定的反应率或者收率的温度；以及第一温度测量部，其与第一配管接连设置，且测量第三流体的温度，控制部从第一温度测量部获取第三流体的温度的信息。
根据本公开，可提供一种即使在运转条件超出预先规定的条件的允许范围的情况下也能够迅速地使运转条件恢复的有利的反应装置。
附图说明
图1是示出本公开的一个实施方式的反应装置的结构的图。
图2是示出反应部的结构的侧视图。
图3是示出反应部的包括第一导热体在内的部位的结构及形状的俯视图。
图4是示出反应部的包括第二导热体在内的部位的结构及形状的俯视图。
图5是示出反应部的各流路的形状及配置等的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。此处，实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等只不过是示例，在除了特别限定的情况之外的情况下，不限定本公开。并且，说明书及附图中，对实际上具有同一功能及结构的要素标注同一符号，由此省略重复说明，并且省略与本公开没有直接关系的要素的图示。另外，以下的各图中，在铅垂方向上设定Z轴，并在与Z轴垂直的平面内，在后述的第一流路及第二流路的反应区域的延伸配置方向上设定Y轴，并且在与Y轴垂直的方向上设定X轴。
本公开的反应装置利用第一流体与第二流体之间的换热，通过对含有作为反应体的反应原料在内的气体或者液体的反应流体进行加热或者冷却，来进行反应体的反应。以下，在本实施方式中，作为一个例子，假定反应流体作为第一流体，并且假定热介质作为第二流体。更具体地，将向在下文中详述的反应部101供给的反应流体作为原料气体M。并且，将含有生成物且在反应处理后从反应部101排出的第三流体作为反应气体P。另一方面，热介质HC是加热流体。其中，将向反应部101供给的加热流体作为加热气体HC1。并且，将从反应部101排出的加热流体作为加热排出气体HC2。
图1是示出本实施方式的反应装置100的结构的简图。反应装置100具有反应部101、未图示的第一气体供给部以及第二气体供给部102。第一气体供给部向反应部101供给原料气体M。第二气体供给部102向反应部101供给加热气体HC1。
图2是示出反应部101的结构的侧视图。反应部101进行从原料气体M生成生成物的反应处理。反应部101具备作为主体部的换热部3。
换热部3包括多个第一导热体7、多个第二导热体9以及盖体39。第一导热体7具有供反应流体流通的反应流路。第二导热体9具有供热介质流通的热介质流路。并且，换热部3具有反应流体和热介质向相互相反的方向流动的对置流型构造。第一导热体7、第二导热体9以及盖体39分别是由具有耐热性的导热性原材料形成的平板状部件。
图3是与图2中的A-A部对应的示出包括第一导热体7在内的部位的结构及形状的俯视图。第一导热体7具有作为包括反应区域在内的反应流路的多个第一流路17。第一流路17的中间部分是反应区域。而且，第一流路17接纳从在后述的第二导热体9内的第二流路流通的热介质供给的热量，来使原料气体M反应，从而生成生成物。第一流路17是流路截面呈矩形的槽。具体地，第一流路17的Z方向的上方开口。第一流路17在第一导热体7的一侧的第一侧面敞开。并且，第一流路17呈直线状地从导入原料气体M的第一导入口20起沿Y方向延伸至另一侧的第二侧面的近前。上述第一流路17在X方向上等间隔地配设。此外，图1中，仅示出反应部101所包括的换热部3内的一个第一流路17。
第一导热体7包括第一基部11、两个第一侧壁13、多个第一中间壁15以及第一间隔壁19。第一基部11是覆盖第一导热体7的XY平面整体的矩形板状的壁部。第一侧壁13是在第一基部11的与Z方向垂直的主表面的单面上分别设于第一流路17的延伸方向的左右端的壁部。多个第一中间壁15是在第一基部11的主表面的单面上位于被两个第一侧壁13所夹的区域的壁部。多个第一中间壁15分别与第一侧壁13并列且等间隔地设置。并且，第一间隔壁19在第一基部11的主表面的单面上的第二侧面侧沿X方向设置，其中，X方向为与第一流路17的延伸配置方向垂直的方向。若第一流路17延伸至第二侧面，则与被导入加热气体HC1的后述的第二空间S2抵接。因此，第一间隔壁19使流过多个第一流路17后的加热气体HC1的行进方向变化。另外，第一侧壁13、第一中间壁15以及第一间隔壁19的各壁部在Z方向上的高度相同。
并且，第一导热体7具有沿第一间隔壁19的内侧面延伸配置的第一连接流路23。第一连接流路23与第一流路17连通。并且，第一连接流路23与一个端部设于第一侧壁13的一侧且用于向第一导热体7的外部排出生成物的第一排出口21连通。此外，此处，为了说明流路的形状，除示出第一流路17之外还示出第一连接流路23。但是，作为使原料气体M以及生成物流通的流路的功能，第一连接流路23是第一流路17的一种，没有特别的差异。并且，从第一排出口21排出的反应气体P含有在第一流路17内生成的生成物。但是，有时从第一排出口21排出的反应气体P也含有未用于反应的原料气体M。
图4是与图2中的B-B部对应的示出包括第二导热体9在内的部位的结构及形状的俯视图。第二导热体9具有作为热介质流路的多个第二流路31。第二流路31朝向外部即第一导热体7供给从加热气体HC1供给的热量。第二流路31是流路截面呈矩形的槽。具体地，第二流路31的Z方向的上方开口。第二流路31在第二导热体9的一侧的第一侧面敞开。并且，第二流路31呈直线状地从导入加热气体HC1的第二导入口30起沿Y方向延伸至另一侧的第二侧面的近前。但是，第二导热体9中的第一侧面与第一导热体7中的第一侧面在Y方向上相反。上述第二流路31也与第一流路17相同地在X方向上等间隔地配设。此外，图1中，仅示出反应部101所包括的换热部3内的一个第二流路31。
第二导热体9包括第二基部25、两个第二侧壁27、多个第二中间壁29以及第二间隔壁33。第二基部25是覆盖第二导热体9的XY平面整体的矩形板状的壁部。第二侧壁27是在第二基部25的与Z方向垂直的主表面的单面上分别设于第二流路31的延伸方向的左右端的壁部。多个第二中间壁29是在第二基部25的主表面的单面上位于被两个第二侧壁27所夹的区域的壁部。多个第二中间壁29分别与第二侧壁27并列且等间隔地设置。并且，第二间隔壁33在第二基部25的主表面的单面上的第二侧面侧沿X方向设置，其中，X方向为与第二流路31的延伸配置方向垂直的方向。若第二流路31延伸至第二侧面，则与被导入原料气体M的后述的第一空间S1抵接。因此，第二间隔壁33使流过多个第二流路31后的加热气体HC1的行进方向变化。另外，第二侧壁27、第二中间壁29以及第二间隔壁33的各壁部在Z方向上的高度相同。
并且，第二导热体9具有沿第二间隔壁33的内侧面延伸配置的第二连接流路37。第二连接流路37与第二流路31连通。并且，第二连接流路37与一个端部设于第二侧壁27的一侧且用于向第二导热体9的外部排出加热排出气体HC2的第二排出口35连通。
图5是与图2中的C-C部对应的示出第一导热体7的第一流路17和第二导热体9的第二流路31的形状及配置的换热部3的剖视图。将Z方向的最上部作为盖体39，并朝向盖体39的下方地交替层叠并接合第二导热体9和第一导热体7，从而形成作为接合体或者层叠体的换热部3。此时，第一流路17与第二流路31经由第一基部11或者第二基部25以非接触的方式相邻。在换热部3的组装时，通过利用TIG(Tungsten Inert Gas)焊接、扩散接合等之类的接合方法使各部件间固定，来抑制因各部件间的接触不良引起的导热性的降低等。
作为构成换热部3的各要素的导热性原材料，优选铁系合金、镍合金等耐热性金属。具体地，可以举出不锈钢等铁系合金、镍铬铁耐热耐蚀合金625(inconel625)(注册商标)、镍铬铁耐热耐蚀合金617(inconel617)(注册商标)、哈氏合金230(Haynes230)(注册商标)等镍合金之类的耐热合金。上述导热性原材料优选相对于第一流路17中的反应进行、能够作为热介质来使用的流体具有耐久性或者耐腐蚀性，但并不限定于此。并且，也可以是铁系电镀钢、由氟树脂等耐热树脂覆盖的金属、或者碳石墨等。
此外，换热部3能够由至少一个第一导热体7和第二导热体9的一对的组构成。但是，从提高换热性能的观点看，导热体的个数优选如各图所示那样较多。并且，形成于一个第一导热体7的第一流路17以及形成于一个第二导热体9的第二流路31的个数也没有特别限定，能够考虑换热部3的设计条件、导热效率等来适当地变更。另外，为了抑制来自换热部3的散热来抑制热损失，也可以利用壳体或者绝热材料来覆盖换热部3的周围。
并且，也可以在第一流路17设置有用于促进反应的催化剂体41。催化剂体41所含有的催化剂具有在化学反应的进行促进方面有效的活性金属作为主成分，基于在反应部101中实施的合成反应，适当地选择适于反应促进的催化剂。作为催化剂成分亦即活性金属，例如可以举出Ni(镍)、Co(钴)、Fe(铁)、Pt(铂)、Ru(钌)、Rh(铑)、Pd(钯)等，可以使用一种，或者只要在反应促进方面有效，也可以组合多种来使用。例如通过在构造材料担载催化剂来调制催化剂体41。对于构造材料而言，从耐热性的金属选择能够进行成形加工且能够进行催化剂的担载的材料。为了增加与反应流体接触的接触面积，构造体即催化剂体41的形状形成为截面呈波状地圆弧弯曲的波纹板状、呈锯齿状地折曲的形状等。作为耐热性的金属，有以Fe(铁)、Cr(铬)、Al(铝)、Y(钇)、Co(钴)、Ni(镍)、Mg(镁)、Ti(钛)、Mo(钼)、W(钨)、Nb(铌)、Ta(钽)等金属的一种或者多种作为主成分的耐热合金。例如，也可以对铁铬铝合金(Fecralloy)(注册商标)等耐热合金制的薄板状构造材料进行成形加工来构成催化剂体41。作为催化剂的担载方法，有通过表面修饰等在构造材料上直接担载的方法、使用载体来间接担载的方法等，在实用方面，容易进行使用载体的催化剂的担载。考虑在反应部101中实施的反应，载体是不阻碍反应的进行并具有耐久性的材料，适当地选择能够良好地担载所使用的催化剂的载体。例如可以举出Al2O3(氧化铝)、TiO2(二氧化钛)、ZrO2(氧化锆)、CeO2(氧化铈)、SiO2(二氧化硅)等金属氧化物，能够选择一种或者多种来用作载体。作为使用了载体的担载方法，例如可以举出在成形后的构造材料的表面形成催化剂和载体的混合物层的方式、在形成载体层后通过表面修饰等来担载催化剂的方式等。
另外，也可以在第二流路31设置有用于使与热介质接触的接触面积增加来促进热介质与第二导热体9之间的导热的导热促进体43。为了确保与第二导热体9接触的接触面积，导热促进体43形成为波纹板状。并且，作为构成导热促进体43的导热性原材料，可以举出铝、铜、不锈钢、铁系电镀钢等金属。
另外，反应部101具备反应流体导入部45和生成物排出部49、以及热介质导入部53和热介质排出部57。
反应流体导入部45是呈凹状地弯曲的箱体。反应流体导入部45覆盖换热部3的敞开有多个第一流路17的第一导入口20的侧面，并在与换热部3之间形成第一空间S1。反应流体导入部45设置为能够相对于换热部3拆装或者开闭。通过该拆装等，例如作业者能够进行催化剂体41相对于第一流路17的插入、拔出。并且，反应流体导入部45具有从未图示的第一气体供给部导入原料气体M的第一导入配管47。第一导入配管47相对于换热部3的侧面位于中心、具体为位于XZ平面上的中心，并且在与多个第一导入口20的开口方向相同的方向上进行连接。利用这样的结构，将从一处导入的原料气体M分别分配至多个第一导入口20。
生成物排出部49是具有一个敞开面的箱状的箱体。生成物排出部49以使敞开面与第一导热体7的第一排出口21一致的方式设置于换热部3的第三侧面。并且，在生成物排出部49的壁部的一处具有第一排出配管51，该第一排出配管51向反应部101的外部排出含有生成物的反应气体P。虽未图示，但第一排出配管51与对反应气体P进行后处理等的其它处理器连接。利用这样的结构，经由一处第一排出配管51回收从多个第一排出口21分别排出的反应气体P。
与反应流体导入部45相同，热介质导入部53是呈凹状地弯曲的箱体。热介质导入部53覆盖换热部3的敞开有多个第二流路31的第二导入口30的侧面，并在与换热部3之间形成第二空间S2。热介质导入部53设置为能够相对于换热部3拆装或者开闭。通过该拆装等，例如作业者能够进行导热促进体43相对于第二流路31的插入、拔出。并且，热介质导入部53具有从第二气体供给部102导入加热气体HC1的第二导入配管55。第二导入配管55相对于换热部3的侧面位于中心、具体为位于XZ平面上的中心，并且在与多个第二导入口30的开口方向相同的方向上进行连接。利用这样的结构，将从一处导入的加热气体HC1分别分配至多个第二导入口30。
与生成物排出部49相同，热介质排出部57是具有一个敞开面的箱状的箱体。热介质排出部57以使敞开面与第二导热体9的第二排出口35一致的方式设置于换热部3的第三侧面。并且，在热介质排出部57的壁部的一处具有第二排出配管59，该第二排出配管59向反应部101的外部排出加热排出气体HC2。虽未图示，但第二排出配管59与用于再利用加热排出气体HC2的其它处理器连接。利用这样的结构，经由一处第二排出配管59回收从多个第二排出口35分别排出的加热排出气体HC2。
换热部3能够作为液-液型换热器、气-气型换热器以及气-液型换热器中任一种来使用，向反应部101供给的反应流体以及热介质也可以是气体和液体中任一种。并且，反应部101能够进行基于吸热反应、发热反应等各种热反应的化学合成。作为这样的基于热反应的合成，例如有基于式(1)所示的甲烷的水蒸气改性反应、式(2)所示的甲烷的干式重整反应之类的吸热反应、式(3)所示的变换反应、式(4)所示的甲烷化反应、式(5)所示的费托(Fischer tropsch)合成反应等发热反应的合成。此外，上述反应中的反应流体呈气体状。
CH4+H2O→3H2+CO……(1)
CH4+CO2→2H2+2CO……(2)
CO+H2O→CO2+H2……(3)
CO+3H2→CH4+H2O……(4)
(2n+1)H2+nCO→CnH2n+2+nH2O……(5)
另一方面，作为热介质，优选不会使反应部101的构成材料腐蚀的物质，在如本实施方式那样是加热气体的情况下，能够使用燃烧气体、加热空气等气体状物质。此外，例如也可以是水、油等液状物质。但是，若使用气体状物质作为热介质，则与使用液体介质的情况相比，操作较容易。
并且，作为反应装置100的构成要素，未图示的第一气体供给部与第一导入配管47接连设置，并朝向反应部101内的第一流路17供给原料气体M。以下，将通过第一导入配管47并向反应部101导入前的原料气体M的温度记载为“Te1”。
第二气体供给部102与第二导入配管55接连设置，并朝向反应部101内的第二流路31供给加热气体HC1。作为一个例子，加热气体HC1是燃烧气体。在该情况下，第二气体供给部102具备用于生成燃烧气体的燃烧器60、向燃烧器60供给燃料的燃料供给配管61、以及向燃烧器60供给空气的空气供给配管62。并且，第二气体供给部102包括能够对流动在管内的燃料的流量进行调整的第一电磁阀63。第一电磁阀63设置于燃料供给配管61。同样，第二气体供给部102包括能够对流动在管内的空气的流量进行调整的第二电磁阀64。第二电磁阀64设置于空气供给配管62。以下，将通过第二导入配管55且向反应部101导入前的加热气体HC1的温度记载为“Te3”，并将此时的流量记载为“F”。尤其在本实施方式中，燃烧器60、第一电磁阀63以及第二电磁阀64成为用于调整加热气体HC1的温度Te3的调整部。具体地，若第一电磁阀63利用其打开的程度来使燃料的流量变化，并且第二电磁阀64利用其打开的程度来使空气的流量变化，则燃料与空气的流量比变化。若流量比像这样变化，则从燃烧器60释放出的加热气体HC1的温度Te3变化。
并且，反应装置100包括对流动在管内的反应气体P的温度进行测量的第一温度测量部70、和分析反应气体P的组分的组分分析部71。第一温度测量部70和组分分析部71设置于第一排出配管51。以下，将第一温度测量部70测量出的反应气体P的温度记载为“Te2”，并将此时的反应率记载为“R”。
组分分析部71例如是气相色谱仪。气相色谱仪是利用色谱方法来进行化合物的识别、定量的分析设备。气相色谱仪能够应用于固定相和移动相是气体的情况，从而如本实施方式那样适合于反应气体P所含有的生成物的组分分析。
并且，反应装置100包括对流动在管内的加热气体HC1的温度进行测量的第二温度测量部72。第二温度测量部72设置于第二导入配管55。并且，第二排出配管59使从反应部101排出的加热排出气体HC2流通。以下，将加热排出气体HC2的温度记载为“Te4”。
另外，反应装置100具有控制反应装置100的整体动作的控制部103。尤其在本实施方式中，控制部103分别与第一温度测量部70、第二温度测量部72以及组分分析部71电连接。并且，控制部103也分别与第一电磁阀63和第二电磁阀64电连接。其中，此处所述的电连接可以是有线的也可以是无线的。而且，控制部103尤其能够基于由组分分析部71分析出的反应气体P中的生成物的组分来调整加热气体HC1的流量或者温度。
接下来，对本实施方式的作用进行说明。
在反应装置100的运转时，预先决定反应处理时的各流体的温度等几个规定条件。例如，反应装置100以含有甲烷和水蒸气在内的气体作为原料气体M地进行式(1)所示的反应处理。在该情况下，能够将加热气体HC1的温度Te3设为850(℃)，并将此时的流量F设为10,000(Nm3/h)。另一方面，能够将原料气体M的温度Te1设为400(℃)。若根据该条件来在反应部101内进行反应处理，则加热排出气体HC2的温度Te4降低至600(℃)。另一方面，含有生成物的反应气体P的温度Te2上升至830(℃)。这样，反应处理时的加热气体HC1的温度Te3设定为比反应气体P的温度Te2稍高的温度。而且，反应气体P的反应率R为95％左右。该状态是在反应装置100中正常的运转状态。
此处，反应率R是指在反应气体P中作为生成物而含有的原料、即实际上生成生成物的反应所使用的原料的量相对于原料气体M所含有的原料的量。一般地，为了减少原料气体M的浪费来高效地生成生成物，优选作为目标的反应率R尽量高。因此，在本实施方式中，如上所述地设定为95％。但是，反应率R根据反应的种类而不同。因此，例如在同时进行多个反应的情况下，考虑基于上述反应的选择率而求出的收率等来适当地决定反应率R。
但是，若像这样以预先规定的条件持续运转，则有时作为运转条件的反应率R因某些原因而将降低至假定以上的情况。作为其原因，考虑设置于反应部101的第一流路17的催化剂体41或者设置于第二流路31的导热促进体43的老化劣化等。在该情况下，例如作为最初的规定条件的温度Te1、Te3以及流量F不变化。但是，加热排出气体HC2的温度Te4为605(℃)，未降低至最初的600(℃)。另一方面，尽管反应气体P的温度Te2也不从最初变化，但反应率R例如降低至偏离允许范围的92％。在这样的状态下，原料气体M产生假定以上的浪费，从而不推荐。
因此，在本实施方式中，着眼于反应率R的变化，控制部103进行以下的调整。首先，操作员预先在控制部103中存储将作为目标的反应率R设为95％。接下来，控制部103在对组分分析部71进行反应处理的期间，始终分析反应气体P所含有的生成物的组分，并基于其分析结果即生成物的组分来确认反应率R是否维持为95％。期间，假定控制部103判断出反应率R如上所述地降低至92％。在该情况下，在控制部103判断出反应率R成为92％的时机，适当地调整第一电磁阀63或者第二电磁阀64的开闭程度，以使加热气体HC1的温度Te3成为维持预先规定的95％的反应率R的温度。以下，将反应率R偏离允许范围的时机称作“偏离时机”。
通过该动作，例如，加热气体HC1的温度Te3从最初的850(℃)上升至870(℃)。并且，此时的流量F从最初的10,000(Nm3/h)上升至10,500(Nm3/h)。但是，加热排出气体HC2的温度Te4保持605(℃)不变。由此，即使不变更原料气体M的温度Te1，反应气体P的温度Te2也从最初的830(℃)上升至850(℃)，并且反应率R也恢复至预先规定的95％。尤其是，由于控制部103始终基于检测出的生成物的组分分析来判断偏离时机，所以在偏离时机后，能够迅速地使反应率R恢复。
并且，控制部103始终能够从第一温度测量部70获取反应气体P的温度Te2的信息。因此，控制部103在判断偏离时机时，除了能够参照反应率R的变化之外，还能够参照温度Te2的变化。其结果，偏离时机的判断的正确性更高。
另外，控制部103能够始终从第二温度测量部72获取加热气体HC1的温度Te3的信息。因此，控制部103在使第一电磁阀63或者第二电磁阀64工作来进行温度Te3的调整时，能够判断温度Te3是否被调整至维持预先规定的反应率R的温度。其结果，使反应率R恢复的可靠性更高。
接下来，对本实施方式的效果进行说明。
首先，利用作为反应流体的第一流体与第二流体之间的换热的反应装置100具有：反应部101，其包括使第一流体流通的第一流路17和使第二流体流通的第二流路31；第一配管，其与第一流路17连通，并使含有由反应部101生成的生成物的第三流体流通；第二配管，其向第二流路31供给第二流体；组分分析部71，其与第一配管接连设置，并分析生成物的组分；调整部，其与第二配管接连设置，并调整第二流体的流量以及/或者温度；以及控制部103，其基于组分分析部71所分析出的生成物的组分，使调整部调整第二流体的流量F以及/或者温度Te3，以使第三流体的温度Te2成为生成物的组分维持预先规定的反应率R或者收率的温度。
此处，在本实施方式中，第一流体相当于原料气体M，第二流体相当于加热气体HC1，并且第三流体相当于反应气体P。并且，在本实施方式中，第一配管相当于第一排出配管51，第二配管相当于第二导入配管55。另外，在本实施方式中，调整部相当于燃烧器60、第一电磁阀63以及第二电磁阀64。
控制部103始终监视由组分分析部71分析出的反应气体P所含有的生成物的组分，并根据其组分的变化来迅速地判断偏离时机。而且，控制部103在判断出偏离时机的情况下，相对于调整部适当地调整加热气体HC1的温度Te3，从而能够迅速地实现反应率R的恢复。这样，根据本实施方式的反应装置100，即使在运转条件偏离预先规定的条件的允许范围的情况下，也能够迅速地使运转条件恢复。其结果，反应装置100例如能够尽量节省原料气体M的浪费。
并且，本实施方式的反应装置100也可以具有与第一配管接连设置并测量第三流体的温度Te2的第一温度测量部70。在该情况下，控制部103从第一温度测量部70获取第三流体的温度Te2的信息。
根据本实施方式的反应装置100，控制部103除了参照反应率R的变化之外，还能够参照温度Te2的变化来判断偏离时机，由此能够更加提高偏离时机的判断的正确性、以及使反应率R恢复的迅速性。
并且，本实施方式的反应装置100也可以具有与第二配管接连设置并测量第二流体的温度的第二温度测量部72。在该情况下，控制部103基于由第二温度测量部72测量出的第二流体的温度Te3，判断调整部是否将第二流体的温度Te3调整至维持预先规定的反应率R或者收率的温度。
根据本实施方式的反应装置100，控制部103在使第一电磁阀63等工作来进行温度Te3的调整后，能够判断温度Te3是否调整至所希望的温度，从而能够更加提高使反应率R恢复的可靠性。
并且，在本实施方式的反应装置100中，反应部101也可以包括由导热体构成的换热部3。并且，第一流路17以及第二流路31也可以是形成于导热体的槽或者贯通孔。
此处，在本实施方式中，换热部3层叠具有供第一流体流通的第一流路17的第一导热体7、和具有供第二流体流通的第二流路31的第二导热体9这两种导热体而成。在这样的结构的导热体中，从制作的容易性的观点看，优选将各流路的形状分别设为槽。
另一方面，本公开并非仅应用于这样的结构的由导热体构成的换热部3。例如，即使在构成换热部3的导热体呈一个长方体、导热体具有供第一流体流通的多个第一流路和供第二流体流通的多个第二流路这二者的情况下，也能够应用本公开。在该情况下，各流路分别为贯通孔。
根据本实施方式的反应装置100，尤其在反应部101所包括的换热部3由作为一个长方体的导热体、或者直接层叠多个导热体而形成为一体的层叠型部件中任一种构成的反应装置中，能够起到上述效果。
并且，在本实施方式的反应装置100中，第二流体也可以是热介质。
根据本实施方式的反应装置100，尤其在进行第一流体是反应流体而第二流体是热介质的情况下的反应处理的反应装置中，能够起到上述效果。
另外，在本实施方式的反应装置中，第二流体也可以是反应流体。
在类似于本公开的现有的反应装置中，使用反应流体作为第一流体，并且也使用反应流体作为第二流体。本实施方式的反应装置100也能够应用于像这样进行第一流体和第二流体这二者是反应流体的情况下的反应处理的反应装置，并且能够起到与上述相同的效果。
(其它实施方式)
在上述的实施方式中，示出由调整部调整温度或者流量的第二流体是加热气体HC1、并且加热气体HC1是燃烧气体的情况。在采用燃烧气体作为加热气体HC1的情况下，若调整部适当地调整燃料和空气的流量来使流量比变化，则与此相伴地能够使加热气体HC1的温度变化。
与此相对，作为第二流体的加热气体也可以是水蒸气。在该情况下，与直接生成水蒸气还是其它物质无关，调整部也可以是能够调整预热温度的加热器等。或者，调整部除了用于生成水蒸气的加热装置之外，也可以是能够调整所生成的水蒸气的流量的电磁阀等。此外，这在第二流体是加热油等液体的情况下也相同。
并且，本公开的反应装置100不限定于示例那样的发热反应，也能够应用于基于吸热反应的反应处理。即，第二流体不限定于加热流体，也可以是冷却流体。例如在第二流体是冷却水的情况下，调整部也可以是调整水的流量的电磁阀等。或者在第二流体是制冷剂的情况下，调整部可以是能够调整制冷剂温度的冷却器等，也可以是调整制冷剂的流量的电磁阀等。
并且，在上述的实施方式中，作为分析反应气体P的组分的组分分析部71，示出气相色谱仪。但是，组分分析部71不限定于此，例如也可以是采用氧分析计、甲烷分析计等特定的气体分析计来分别分析反应气体中特定的气体的浓度的结构。
并且，在上述的实施方式中，示出层叠有第一导热体7与第二导热体9的所谓的层叠式反应装置100。但是，本公开例如也能够应用于利用形成有供作为第二流体的热介质贯流的流路的两个热板来夹住供作为第一流体的反应流体贯流的催化剂床的板式反应装置。
并且，在上述的实施方式中，换热部3是流通于第一流路17的第一流体和流通于第二流路31的第二流体向相互相反的方向流动的对置流型，但也可以是向相互相同的方向流动的并流型。即，本公开中，第一流体和第二流体流动的方向没有任何限定。
另外，在上述的实施方式中，构成换热部3的第一导热体7和第二导热体9在Z方向即铅垂方向上层叠，但本公开不限定于此。例如，构成换热部3的上述导热体也可以作为在分别接合的状态下在Z方向上竖立设置的所谓的横置型来使用。
这样，当然本公开包括此处未记载的各种实施方式等。因此，本公开的技术范围仅由基于上述的说明的适当的权利要求书的事项来决定。

Claims (5)

1.一种反应装置，是利用作为反应流体的第一流体与第二流体的换热的反应装置，其特征在于，具有：
反应部，其包括使上述第一流体流通的第一流路和使上述第二流体流通的第二流路；
第一配管，其与上述第一流路连通，且使含有在上述反应部生成的生成物的第三流体流通；
第二配管，其向上述第二流路供给上述第二流体；
组分分析部，其与上述第一配管接连设置，且分析上述生成物的组分；
调整部，其与上述第二配管接连设置，且调整上述第二流体的流量以及/或者温度；
控制部，其基于由上述组分分析部分析出的上述生成物的组分，使上述调整部调整上述第二流体的流量以及/或者温度，以使上述第三流体的温度成为上述生成物的组分维持预先规定的反应率或者收率的温度；以及
第一温度测量部，其与上述第一配管接连设置，且测量上述第三流体的温度，
上述控制部从上述第一温度测量部获取上述第三流体的温度的信息。
2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，
具有第二温度测量部，该第二温度测量部与上述第二配管接连设置，且测量上述第二流体的温度，
上述控制部基于由上述第二温度测量部测量出的上述第二流体的温度，判断上述调整部是否将上述第二流体的温度调整至维持预先规定的反应率或者收率的温度。
3.根据权利要求1或2所述的反应装置，其特征在于，
上述反应部包括由导热体构成的换热部，
上述第一流路以及上述第二流路是形成于上述导热体的槽或者贯通孔。
4.根据权利要求1～3任一项中所述的反应装置，其特征在于，
上述第二流体是热介质。
5.根据权利要求1～3任一项中所述的反应装置，其特征在于，上述第二流体是反应流体。
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