CN111246937B - 气体生成装置及气体生成方法 - Google Patents

Abstract

本申请是一种生成装置，其具备：反应部，其通过气体状态的反应物的放热反应来生成产品气体、和溶解有产品气体的生成水；冷却塔，其对将因放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；冷却水循环系统，其使冷却水在反应部与冷却塔之间循环；以及混合单元，其使在反应部中生成的生成水混合到冷却水循环系统内。

Description

气体生成装置及气体生成方法

技术领域

本申请公开一种气体生成装置及气体生成方法。

背景技术

例如，专利文献1至4公开了使气体状态的反应物进行化学反应，生成产品气体的装置或方法的相关技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2012-140382号公报

专利文献2：日本专利第4598994号公报

专利文献3：日本专利第3639861号公报

专利文献4：日本专利第5358909号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在化学反应伴有放热反应的情况下，如果不对进行化学反应的部位进行温度控制，则进行化学反应的部位的温度会发生变动。因此，反应转换率也会变化，所生成的产品气体的品质有可能发生问题。并且无法稳定地生成产品气体。

并且，通过上述的化学反应，除了生成气体状态的生成物之外，还会次要地生成有生成水，需要使生成水冷凝、脱水、除去，在这种情况下可以考虑在加压环境下实施上述反应，抑制由脱水引起的压力降低，将反应转换率保持为恒定，实现高品质的产品气体的稳定的生成。

但是，如果在这样的加压环境下进行反应，则在冷凝的生成水中溶解有未反应的反应物、生成物的可能性会提高。而且，在反应物、生成物是可燃性气体的情况下，进行生成水的处理时需要考虑安全问题。为了避免这种问题，例如可以考虑采用通过气液分离机将可燃性气体除去的方法、将生成水贮存于水箱等设备并利用鼓风机使水箱等设备内部存在的可燃性气体挥发的方法，从而使生成水中的可燃性气体的浓度降低。但是，在这些方法中，装置结构复杂、装置运用费时费力。另外，分离的生成水未被有效利用而被废弃。

因此，本申请的技术问题在于，提供一种稳定地生成高品质的产品气体并且有效地利用分离的生成水的技术。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，在本发明中，在生成装置中具备冷却塔，使生成水混合到在冷却塔内进行冷却的冷却水中。

具体而言，本发明是一种生成装置，其具备：反应部，其通过气体状态的反应物的放热反应来生成产品气体、和溶解有产品气体的生成水；冷却塔，其对将因放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；冷却水循环系统，其使冷却水在反应部与冷却塔之间循环；以及混合单元，其使在反应部中生成的生成水混合到冷却水循环系统内。

根据这样的生成装置，利用冷却水将因放热反应而产生的热量除去，可抑制反应部的温度上升，将该温度保持为恒定。因此，可稳定地进行放热反应，并稳定地生成高品质的产品气体。

另外，能够将因放热反应而生成的生成水作为冷却水的一部分进行再利用，因而可实现生成水的有效利用。

另外，生成水混合到冷却水循环系统内，因此与冷却水一起在冷却塔内进行冷却。此时，溶解于生成水中的溶解气体在冷却塔内散逸到大气中。即，溶解气体通过混合到冷却水循环系统内而自然且安全地从生成水中分离。因此，根据上述生成装置，能够在安全地对溶解于生成水中的溶解气体进行处理的同时稳定地生成产品气体。另外，由于不需要对溶解于生成水中的溶解气体的进行处理的专用设备，因此对溶解于生成水中的溶解气体进行处理基本上不会费时费力。

另外，在生成水是例如在二氧化碳与氢气的甲烷化反应中作为副产物生成的生成水的情况下，不含碳酸钙、二氧化硅等在自来水等中通常含有的水垢成分，因此不会在生成装置的配管等中析出水垢成分。因此，能够减少在冷却水循环系统内析出的水垢成分的量，能够削减除去水垢成分的维护工时。

此外，可以是，冷却塔具有将从反应部流入的冷却水向冷却塔内喷洒的喷洒器。如果在冷却塔内具备这样的喷洒器，则在与冷却水混合的生成水中溶解的溶解气体可在喷洒冷却水时散逸到大气中，从生成水中分离。

另外，可以是，反应部具有：反应塔，其进行放热反应；热介质循环系统，其使在反应部中进行热交换的热介质循环；以及热交换器，其使热介质循环系统的热介质与冷却水循环系统的冷却水进行热交换。

根据这样的生成装置，与反应部进行热交换的热介质能够使用水以外的其它物质。另外，在热介质从反应部吸收了热量的情况下，热介质与冷却水进行热交换，利用冷却水将吸收的热量除去。因此，能够使热介质向反应部循环并从反应部吸收热量，从而进行再利用，降低产品气体的生成费用。

另外，可以是，放热反应在比水的沸点高的规定温度下进行，热介质循环系统具有将热介质加热至规定温度的加热器。

在此，规定温度是进行放热反应的温度。根据这样的生成装置，通过热介质与反应部进行热交换，从而使反应部加热至规定温度。之后，能够在反应部中进行反应，因此从反应开始时起，将反应部保持为温度恒定，可稳定地生成产品气体。另外，如果热介质采用水以外其它的在规定温度下成为液体状态的物质，则能够抑制热介质系统内的压力，并减轻对生成装置施加的负荷。

另外，可以是，放热反应由氢气和二氧化碳生成甲烷和水。能够利用这样的生成装置将从例如工厂、汽车等大量排出且存在于大气中的二氧化碳用于作为能量资源的甲烷的生成，实现资源的回收利用。

另外，本发明也可以从方法的层面把握。即，本发明例如可以是一种生成方法，其包含：反应工序，在反应部内利用气体状态的反应物的放热反应来生成产品气体、和溶解有产品气体的生成水；冷却工序，在冷却塔内对将因放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；冷却水循环工序，利用冷却水循环系统使冷却水在反应部与冷却塔之间循环；以及混合工序，使在反应部中生成的生成水混合到冷却水循环系统中。

另外，本发明可以是一种生成装置的运转方法，其包含：加热工序，将在比水的沸点高的规定温度下进行气体状态的反应物的放热反应的反应部加热至规定温度；供给工序，向通过加热工序加热至规定温度的反应部供给反应物；冷却水循环工序，利用使冷却水在冷却塔与反应部之间循环的冷却水循环系统，使冷却水在通过供给工序供给了反应物的反应部与冷却塔之间循环，所述冷却塔对将因放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；以及混合工序，使通过放热反应在反应部中生成的生成水混合到冷却水循环系统中。

根据这样的生成装置的运转方法，使冷却水向供给了反应物并进行反应的反应部循环，因此可防止在加热工序中，进行反应之前使冷却水向反应部循环，抑制冷却水的无效浪费使用。在进行反应之前也不会生成溶解有气体的水，因此不需要进行在反应部中生成的生成水向冷却水循环系统的混合，设备的运用合理。

另外，本发明可以是一种生成装置的运转方法，其包含：供给停止工序，停止向进行气体状态的反应物的放热反应的反应部供给反应物；以及冷却水循环停止工序，在向冷却水循环系统混合的反应部的生成水的生成结束之后停止冷却水循环系统中的冷却水在反应部与冷却塔之间的循环，其中，所述冷却水循环系统使冷却水在冷却塔与反应部之间循环，所述冷却塔对将因放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却。

根据这样的生成装置的运转方法，在放热反应结束之前不会停止冷却水的循环。因此，能够安全地对溶解于生成水中的溶解气体进行处理。

(三)有益效果

上述的气体生成装置及气体生成方法能够提供一种稳定地生成高品质的产品气体并且有效地利用分离的生成水的技术。

附图说明

图1是本发明实施方式的生成装置的结构图。

图2是反应热冷却热交换器的说明图。

图3是生成装置的运转开始步骤。

图4是运转开始时的生成装置的说明图。

图5是运转中的生成装置的说明图。

图6是生成装置的运转停止步骤。

图7是停止向第一级反应塔供给反应物时的生成装置的说明图。

图8是生成装置的变形例的结构图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式是本发明的实施方式的一例，本发明的技术范围不限于以下的方式。

图1是本发明实施方式的生成装置的结构图。图1所示的生成装置100例如通过气体状态的氢与二氧化碳的放热反应来生成作为产品气体的甲烷气体、和水。另外，上述的化学反应是可逆反应。上述的放热反应以化学反应式表示如下。

生成装置100具备第一级反应塔1，该第一级反应塔1被供给作为反应物的气体状态的氢和二氧化碳来进行上述的放热反应。并且具备第一级反应气体冷却热交换器2和配管，所述第一级反应气体冷却热交换器2使在第一级反应塔1中生成的生成水冷凝，并从甲烷气体、未反应的氢气和二氧化碳中分离；所述配管将第一级反应塔1与第一级反应气体冷却热交换器2连接。

另外，生成装置100具备第二级反应塔3，该第二级反应塔3在分离了生成水之后利用未反应的氢气和二氧化碳再次进行上述的放热反应，产生甲烷气体。另外，生成装置100具备将第一级反应气体冷却热交换器2与第二级反应塔3连接的配管。在第一级反应塔1中生成的甲烷气体、未反应的氢气、二氧化碳经由第一级反应气体冷却热交换器2向第二级反应塔3输送。

在此，第一级反应塔1和第二级反应塔3中预先填充有催化剂。催化剂只要是促进反应式(1)的催化剂即可，例如可以举出如下的催化剂，即，具备稳定化氧化锆载体和稳定化氧化锆载体所负载的Ni，所述稳定化氧化锆载体固溶有稳定化元素并具有正方晶系和/或立方晶系的结晶结构，稳定化元素由选自Mn、Fe以及Co的组中的至少一种过渡元素构成。

另外，生成装置100具备第二级反应气体冷却热交换器4和配管，所述第二级反应气体冷却热交换器4使在第二级反应塔3中生成的生成水冷凝，并从甲烷气体中分离；所述配管将第二级反应塔3与第二级反应气体冷却热交换器4连接。

第一级反应塔1及第二级反应塔3采用换热套结构，换热套部分能够流入、流出热介质，该热介质与发生放热反应的反应塔内的发热部分进行热交换。在此，热介质例如采用载热油。而且，生成装置100具备载热油加热器5和配管，所述载热油加热器5对与第一级反应塔1、第二级反应塔3进行热交换的载热油进行加热；所述配管将载热油加热器5与第一级反应塔1的换热套部分连接。另外，生成装置100具备将第一级反应塔1的换热套部分与第二级反应塔3的换热套部分连接的配管。

另外，生成装置100具备反应热冷却热交换器6和配管，所述反应热冷却热交换器6用于从在第一级反应塔1、第二级反应塔3中进行了热交换的载热油除去剩余的热量；所述配管将第二级反应塔3的换热套部分与反应热冷却热交换器6连接。

另外，第一级反应气体冷却热交换器2、第二级反应气体冷却热交换器4分别地与将冷凝的生成水排出的第一级冷凝水排水阀7、第二级冷凝水排水阀8连接。排水阀可以是泄水口(日文：ドレントラップ)那样的利用浮具的浮力使阀开闭的结构，或者是以电气方式检测水位来开闭电磁阀的结构。

另外，生成装置100具备冷却塔9，该冷却塔9对在反应热冷却热交换器6中与载热油进行热交换的冷却水进行冷却。在冷却塔9内例如将从系统外供给的自来水等水作为冷却水进行冷却。另外，生成装置100具备循环泵10，该循环泵10使冷却塔9内的冷却水在反应热冷却热交换器6与冷却塔9之间循环。另外，生成装置100具备将冷却塔9与循环泵10连接的配管、以及供从第一级冷凝水排水阀7和第二级冷凝水排水阀8排出的生成水流通的配管，供从第一级冷凝水排水阀7和第二级冷凝水排水阀8排出的生成水流通的配管连接于循环泵10的吸入侧的配管的中途。因此，可将生成水间歇地混合到在反应热冷却热交换器6与冷却塔9之间循环的冷却水中。也可以在供从排水阀排出的生成水流通的配管的中途设置单向阀11。

另外，冷却塔9具备喷洒器12，该喷洒器12将从冷却塔9通过循环泵10向反应热冷却热交换器6输送并返回的冷却水向冷却塔9内喷洒。另外，生成装置100具备将循环泵10与反应热冷却热交换器6连接的配管、和将反应热冷却热交换器6与喷洒器12连接的配管。另外，具备：对将循环泵10与反应热冷却热交换器6连接的配管和将反应热冷却热交换器6与喷洒器12连接的配管进行连接的配管，在该配管中途具备调整阀13。另外，冷却塔9在内部上方具备使冷却塔9内冷却的冷却扇14。

另外，生成装置100具备：将通过反应热冷却热交换器6进行了冷却的载热油向载热油加热器5输送的载热油循环泵15、将反应热冷却热交换器6与载热油循环泵15连接的配管、将载热油循环泵15与载热油加热器5连接的配管。另外，生成装置100在将反应热冷却热交换器6与载热油循环泵15连接的配管中途具备载热油流量调整阀16。另外，生成装置100具备对将第二级反应塔3与反应热冷却热交换器6连接的配管、和将反应热冷却热交换器6与载热油循环泵15连接的配管进行连接的配管，在该配管中途具备流量调整阀17。

另外，生成装置100在第一级反应气体冷却热交换器2和第二级反应气体冷却热交换器4中具备冷却器18，该冷却器18对与生成水进行热交换而使生成水冷凝的冷却水进行冷却。而且，生成装置100具备：将冷却器18与第一级反应气体冷却热交换器2连接的配管、将第一级反应气体冷却热交换器2与第二级反应气体冷却热交换器4连接的配管、将第二级反应气体冷却热交换器4与冷却器18连接的配管。

图2是反应热冷却热交换器6的局部放大图。反应热冷却热交换器6是所谓的壳管式热交换器。管内部流通从冷却塔9进行循环的冷却水。另一方面，壳内部流通从第二级反应塔3输送的载热油，与冷却水进行热交换。在此，反应热冷却热交换器6在壳内部具备使流动曲折的板19。利用板19在壳内部对通过的载热油进行搅拌，并且长时间地贮留，提升与冷却水的热交换率。与冷却水进行了热交换的载热油向载热油循环泵15输送。另外，也可以将该壳管式热交换器用于第一级反应气体冷却热交换器2和第二级反应气体冷却热交换器4。

＜运转步骤＞

接着对生成装置100的运转开始步骤进行说明。图3表示生成装置100的运转开始步骤。首先，起动载热油循环泵15，然后接通载热油加热器5的电源。通过载热油加热器5进行了加热的载热油向第一级反应塔1的换热套部分输送。进一步地，通过了第一级反应塔1的载热油向第二级反应塔3的换热套部分输送。并且，通过了第二级反应塔3的载热油返回载热油加热器5，之后重复该动作。另外，为了防止第一级反应塔1和第二级反应塔3中预先填充的催化剂的活性成分被氧化，例如向第一级反应塔1供给微量的氢气(S101)。但是，供给的物质不限于氢气，例如也可以是氮气、二氧化碳等具有防止氧化效果的物质。另外，也可以取代上述供给用于防止氧化的物质的方式，例如将无氧进入的结构的反应塔用于第一级反应塔1和第二级反应塔3。此时，生成装置100的说明图如图4所示。并且，对第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度进行观察，确认第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度是否上升至规定温度(S102)。在此，所谓的规定温度是能够进行上述放热反应的温度，例如是200℃左右。在第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度上升至规定温度的情况下，向第一级反应塔1供给氢气和二氧化碳。并且，起动循环泵10，使冷却塔9的冷却水向反应热冷却热交换器6循环(S103)。此时，生成装置100的说明图如图5所示。当这样的运转开始步骤结束时，则进行产品气体的生成、生成水的再利用。

接着，对生成装置100的运转停止步骤进行说明。图6表示生成装置100的运转停止步骤。首先，停止向第一级反应塔1供给氢气和二氧化碳。另外，切断载热油加热器5的电源(S104)。此时，生成装置100的概要图如图7所示。此时，在第一级反应塔1和第二级反应塔3中残留有氢气、二氧化碳、所生成的甲烷和水蒸气，并利用这些残留物继续生成产品气体。并且，对第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度进行观察，确认产品气体的生成是否结束。另外，确认第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度是否下降至不足规定温度(S105)。在此，所谓的规定温度是能够进行上述放热反应的下限温度。并且，在第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度下降至不足规定温度的情况下，使循环泵10停止，来停止冷却水的循环。并且，使载热油循环泵15停止(S106)。

＜效果＞

根据这样的生成装置100，利用冷却水将在第一级反应塔1或者第二级反应塔3中因放热反应而产生的热量除去，可抑制第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度上升。从而稳定地进行放热反应，并稳定地生成高品质的甲烷。

另外，就在生成装置100中因上述的放热反应而生成并从第一级冷凝水排水阀7或者第二级冷凝水排水阀8排出的生成水而言，其通过在将冷却塔9与循环泵10连接的配管中途连接的配管，与冷却水混合。因此，能够将通过放热反应生成的生成水作为冷却水的一部分进行再利用，实现生成水的有效利用。

另外，在与冷却水混合的生成水中溶解有作为可燃性气体的甲烷或未反应的氢气、以及二氧化碳。该生成水与冷却水一起在冷却塔9内进行冷却。在进行冷却时，生成水中溶解的甲烷、未反应的氢气、二氧化碳会散逸到冷却塔内的大气中。另外，就混合于冷却水并向反应热冷却热交换器6循环并返回冷却塔9的生成水而言，其如图5所示那样从喷洒器12向冷却塔内喷洒。在进行该喷洒时，生成水中所溶解的甲烷、未反应的氢气、二氧化碳也会散逸到冷却塔内的大气中。也就是说，溶解于生成水中的甲烷或氢气等可燃性气体、二氧化碳不是人为地而是自然地从生成水中分离。另外，散逸到冷却塔内的甲烷、氢气、二氧化碳通过冷却扇14对大气的搅拌而被稀释。从而安全地生成产品气体即甲烷。并且装置运用不费时费力。

另外，由于(1)的反应是可逆反应，因此当在第一级反应塔1中因反应气体的反应而生成的生成水经过脱水被除去后，未反应的反应气体在第二级反应塔3中进行反应，因此提高了反应转换率，所生成的甲烷浓度上升。

另外，因上述的放热反应而产生的热量、和因上述的放热反应而生成的生成水量与上述的放热反应的反应速度有关。即，在反应速度慢的情况下，从第一级反应塔1和第二级反应塔3生成的生成水量少，因此向反应热冷却热交换器6循环的冷却水量也少，从第一级反应塔1和第二级反应塔3产生的热量也少。另一方面，在反应速度快的情况下，从第一级反应塔1和第二级反应塔3生成的生成水量多，因此向反应热冷却热交换器6循环的冷却水量也多，从第一级反应塔1及第二级反应塔3产生的热量也多。即，与第一级反应塔1、第二级反应塔3进行热交换的载热油的温度与反应速度无关地利用最佳的冷却水量保持为恒定，可稳定地生成高品质的甲烷。

另外，在如本实施方式这样反应进行温度(200℃)比水的沸点高的情况下，如果想要利用冷却水直接地对第一级反应塔1及第二级反应塔3进行冷却，则冷却水会成为气体状态并向反应塔的换热套内部施加较高的压力，对生成装置施加较大负荷。因此，就本实施方式的生成装置100而言，利用载热油将因上述的放热反应而在第一级反应塔1和第二级反应塔3中产生的反应热除去，并在反应热冷却热交换器6中利用冷却水对含有该反应热的载热油进行冷却。如果是如本实施方式这样将在反应进行温度下且保持常压时为液体状态的物质(例如载热油)用作热介质，则不会向热介质流通的换热套内施加较高的压力，并且由于载热油是液体，使得与反应塔的热交换率提高。因此，不会向生成装置100施加压力的负荷，第一级反应塔1和第二级反应塔3的温度保持为恒定，甲烷的生成效率上升。另外，利用冷却水进行了冷却的载热油再次向第一级反应塔1和第二级反应塔3输送，用于除去反应热。从而节省甲烷生成费用。

另外，生成装置100通过使载热油循环，不仅能够将从第一级反应塔1和第二级反应塔3产生的反应热除去，而且能够将第一级反应塔1和第二级反应塔3加热至进行反应的温度。因此，如果在向第一级反应塔1供给反应物之前将第一级反应塔1加热至200℃左右，则能够从反应的初始阶段起稳定地生成甲烷。

另外，就在第一级反应气体冷却热交换器2和第二级反应气体冷却热交换器4中与生成水进行热交换而使生成水冷凝的冷却水而言，其从冷却器18以低温进行供给。因此，所生成的甲烷的露点、纯度等品质高。

另外，就图3所示那样的生成装置100的运转开始方法而言，由于在供给了反应物并进行反应的阶段使冷却水循环，从而防止在进行反应之前使冷却水循环，抑制冷却水的无效浪费使用。

另外，根据图6所示那样的生成装置100的运转停止方法，在放热反应结束之前不会停止冷却水的循环。

另外，由于在从反应塔生成的生成水中不含例如碳酸钙、二氧化硅等在自来水等中通常含有的水垢成分，因此不会在生成装置100的配管等中析出水垢成分。因此，不必对装置进行将析出的水垢成分除去这样的维护。

另外，生成装置100能够将从例如工厂、汽车等大量排出且存在于大气中的二氧化碳用于作为能量资源的甲烷的生成。从而实现资源的回收利用。

＜变形例＞

接着对上述实施方式的变形例进行说明。图8是本实施方式的生成装置100的变形例的结构图。如图8所示那样，也可以是，就在第一级反应气体冷却热交换器2和第二级反应气体冷却热交换器4中与生成水进行热交换而使生成水冷凝的冷却水而言，不是从冷却器18供给而是从冷却塔9供给。另外，也可以是，在循环泵10的喷出侧具备喷射器20，将从第一级冷凝水排水阀7和第二级冷凝水排水阀8排出的生成水混合于冷却水。

另外，就生成装置100而言，在由于冷却水而引起第一级冷凝水排水阀7和第二级冷凝水排水阀8固定等故障的情况下，会导致大量的甲烷气体、氢气、二氧化碳混入到冷却水中。在这种情况下，也可以是，在第一级反应塔1的近前具备切断阀21，以避免向第一级反应塔1供给氢气和二氧化碳。另外，也可以是，在冷却塔9的上部具备能够检测氢气和甲烷气体的气体检测器22，切断阀21构成为当通过气体检测器22检出异常时进行联锁。另外，也可以是，取代气体检测器22而具备流量计23。就流量计23而言，例如可以采用面积式流量计来检测因气体向冷却水管路流出而导致的流量降低。

根据这样的生成装置100，即使排水阀发生故障等、大量的甲烷气体、氢气、二氧化碳混入冷却水，也能够迅速地停止运转。

另外，虽然在本实施方式中具备两个反应塔，但是反应塔的数量也可以是一级、三级、四级或者任意级。另外，虽然在本实施方式中将载热油用作与反应塔进行热交换的热介质，但是热介质也可以考虑使用温度、使用设备等使用条件而使用熔融盐、高压水等适合使用条件的物质。另外，也可以是，就与第一级反应塔1进行热交换的载热油而言，其一部分不经由第二级反应塔3而向反应热冷却热交换器6输送。另外，当在反应塔中进行的放热反应在100℃以下进行时，也可以将液体状态的常压水用作为与反应塔进行热交换、将因放热反应而产生的反应热除去的热介质。另外，即使在反应塔中进行的反应是不可逆反应的情况下，也可以使用生成装置100。另外，即使在反应塔中进行的反应是吸热反应的情况下，也可以使用生成装置100，在吸热反应时与反应塔进行热交换的热介质可以向反应塔供给热量，将反应塔的温度保持为恒定。

附图标记说明

1-第一级反应塔；2-第一级反应气体冷却热交换器；3-第二级反应塔；4-第二级反应气体冷却热交换器；5-载热油加热器；6-反应热冷却热交换器；7-第一级冷凝水排水阀；8-第二级冷凝水排水阀；9-冷却塔；10-循环泵；11-单向阀；12-喷洒器；13-调整阀；14-冷却扇；15-载热油循环泵；16-载热油流量调整阀；17-流量调整阀；18-冷却器；19-板；20-喷射器；21-切断阀；22-气体检测器；23-流量计；24-自来水；100-生成装置。

Claims (7)

1.一种生成装置，其具备：

反应部，其通过气体状态的反应物的放热反应来生成产品气体、和溶解有所述产品气体的生成水；

冷却塔，其对将因所述放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；

冷却水循环系统，其使冷却水在所述反应部与所述冷却塔之间循环；

混合单元，其使在所述反应部中生成的生成水混合到所述冷却水循环系统内；以及

气体检测器，其设置在所述冷却塔上部；以及

切断阀，其在通过所述气体检测器检出异常时进行联锁,切断所述反应物的供应，

其中所述反应部具有：

反应塔，其进行所述放热反应；

热介质循环系统，其使在所述反应塔中进行热交换的热介质循环；以及

热交换器，其使所述热介质循环系统的热介质与所述冷却水循环系统的冷却水进行热交换，

其中所述生成装置还包括：

反应气体冷却热交换器，其与所述反应塔连接，使在所述反应塔中生成的生成水冷却，以及

冷却器，其对来自所述反应气体冷却热交换器的冷却水进行冷却。

2.根据权利要求1所述的生成装置，其特征在于，

所述冷却塔具有将从所述反应部流入的冷却水向所述冷却塔内喷洒的喷洒器。

3.根据权利要求1所述的生成装置，其特征在于，

所述放热反应在比水的沸点高的规定温度下进行，

所述热介质循环系统具有将热介质加热至所述规定温度的加热器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的生成装置，其特征在于，

所述放热反应由氢气和二氧化碳生成甲烷和水。

5.一种生成方法，其包含：

反应工序，在反应部内利用气体状态的反应物的放热反应来生成产品气体、和溶解有所述产品气体的生成水；

冷却工序，在冷却塔内对将因所述放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；

冷却水循环工序，利用冷却水循环系统使冷却水在所述反应部与所述冷却塔之间循环；

混合工序，使在所述反应部中生成的生成水混合到所述冷却水循环系统中；以及

检测工序，利用所述冷却塔上部的气体检测器进行检测，当通过所述气体检测器检出异常时用于切断所述反应物的供应的切断阀进行联锁,

其中在所述冷却工序中，热介质吸收因所述放热反应而产生的热量，来自所述冷却塔的所述冷却水与吸收了热量的所述热介质进行热交换，在与所述热介质热交换之后，所述冷却塔对所述冷却水进行冷却。

6.一种生成装置的运转方法，其包含：

加热工序，将在比水的沸点高的规定温度下进行气体状态的反应物的放热反应的反应部加热至所述规定温度；

供给工序，向通过所述加热工序加热至所述规定温度的所述反应部供给反应物；

冷却水循环工序，利用使冷却水在冷却塔与所述反应部之间循环的冷却水循环系统，使冷却水在通过所述供给工序供给了反应物的所述反应部与所述冷却塔之间循环，所述冷却塔对将因所述放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；

混合工序，使通过所述放热反应在所述反应部中生成的生成水混合到所述冷却水循环系统中；

检测工序，利用所述冷却塔上部的气体检测器进行检测，当通过所述气体检测器检出异常时用于切断所述反应物的供应的切断阀进行联锁；以及

冷却工序，热介质吸收因所述放热反应而产生的热量，来自所述冷却塔的所述冷却水与吸收了热量的所述热介质进行热交换，以及在与所述热介质热交换之后，所述冷却塔对所述冷却水进行冷却。

7.一种生成装置的运转方法，其包含：

供给停止工序，停止向进行气体状态的反应物的放热反应的反应部供给反应物；

冷却水循环停止工序，在向冷却水循环系统混合的所述反应部的生成水的生成结束之后停止冷却水循环系统中的冷却水在所述反应部与冷却塔之间的循环，其中，所述冷却水循环系统使冷却水在冷却塔与所述反应部之间循环，所述冷却塔对将因所述放热反应而产生的热量除去的冷却水进行冷却；以及

检测工序，利用所述冷却塔上部的气体检测器进行检测，当通过所述气体检测器检出异常时用于切断所述反应物的供应的切断阀进行联锁；以及

冷却工序，热介质吸收因所述放热反应而产生的热量，来自所述冷却塔的所述冷却水与吸收了热量的所述热介质进行热交换，以及在与所述热介质热交换之后，所述冷却塔对所述冷却水进行冷却。

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