JP2020011170A - 触媒反応器 - Google Patents

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Abstract

【課題】触媒反応器内を流れる流体をハニカム構造を有する触媒と効率的に接触させる。【解決手段】一実施形態に係る触媒反応器は、軸方向に延在する流路が複数形成された構造であるハニカム構造を有する触媒を少なくとも一つ含む触媒ユニットと、前記触媒ユニットを収納する反応器筐体と、前記触媒ユニットの外周と前記反応器筐体の内周との間を塞ぐシールプレートと、を備え、前記シールプレートは、前記触媒ユニットにおける前記反応器筐体内を流れる流体の流れの上流側の端部で前記触媒ユニットの外周と前記反応器筐体の内周との間を塞ぐ。【選択図】図２

Description

本開示は、触媒反応器に関する。
例えば、火力発電プラント等に設置される脱硝装置では、脱硝装置の反応器内に触媒が収納されている（特許文献１参照）。
また、例えば、石炭や重質油などのガス化によって得られる生成ガスを精製するプラントでは、生成ガスに含まれる硫黄化合物のうち、ＣＯＳ（硫化カルボニル）をＨ２Ｓ（硫化水素）に変換するための反応器内に触媒が収納されている（特許文献２参照）。
特許第４４３６００５号公報 特許第３７６４５６８号公報
上述した特許文献１、２に記載の反応器に収納される触媒として、例えば、軸方向に延在する流路が複数形成された構造であるハニカム構造を有する触媒を用いることができる。このようなハニカム構造を有する触媒は、押出成形によって円柱形状や四角柱形状に形成することができるが、径方向の寸法は、押出成形に用いる金型の大きさに依ることとなる。
そのため、上述した特許文献１、２に記載の反応器のように、プラントで用いられる反応器では、反応器の径方向、すなわち、反応器内を流れるガスの流れ方向と直交する方向の寸法に対してハニカム構造を有する触媒の寸法が小さい。したがって、上述した特許文献１、２に記載の反応器のように、プラントで用いられる反応器では、ハニカム構造を有する触媒が反応器の径方向に複数配置される。
このように、ハニカム構造を有する触媒を反応器の径方向に複数配置する場合、例えば、触媒と反応器の内周面との間に隙間があると、ガスが当該隙間から触媒をバイパスして流れてしまい、ガスを触媒と効率的に接触させることができない。そのため、当該隙間を流れるガスを抑制することが考えられるが、上述した特許文献１、２には、当該隙間を流れるガスを抑制するための具体的な方策は開示されていない。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、触媒反応器内を流れる流体をハニカム構造を有する触媒と効率的に接触させることを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る触媒反応器は、
軸方向に延在する流路が複数形成された構造であるハニカム構造を有する触媒を少なくとも一つ含む触媒ユニットと、
前記触媒ユニットを収納する反応器筐体と、
前記触媒ユニットの外周と前記反応器筐体の内周との間を塞ぐシールプレートと、
を備え、
前記シールプレートは、前記触媒ユニットにおける前記反応器筐体内を流れる流体の流れの上流側の端部で前記触媒ユニットの外周と前記反応器筐体の内周との間を塞ぐ。
上記（１）の構成によれば、触媒ユニットの外周と反応器筐体の内周との間をバイパスしようとする流体の流れをシールプレートが抑制するので、触媒に流体を効率的に接触させることができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記触媒ユニットは、前記軸方向に延在する四角柱形状を有し、
前記反応器筐体は、円筒形状を有する。
上記（２）の構成によれば、触媒ユニットの四角柱形状の側面と円筒形状の反応器筐体の内周面との間に隙間が生じるが、当該隙間をシールプレートで塞ぐことができるので、触媒に流体を効率的に接触させることができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記触媒ユニットは、前記軸方向と直交する方向に複数並べられて前記反応器筐体内に配置されている。
上記（３）の構成によれば、四角柱形状の触媒ユニットが軸方向と直交する方向に複数並べられると、並べられた触媒ユニットの外周と円筒形状の反応器筐体の内周面との間に隙間が生じるが、当該隙間をシールプレートで塞ぐことができるので、触媒に流体を効率的に接触させることができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記触媒ユニットは、前記軸方向と直交する方向に格子状に複数並べられて前記反応器筐体内に配置されている。
上記（４）の構成によれば、格子状に複数並べられた触媒ユニットの外周と円筒形状の反応器筐体の内周面との間に隙間が生じるが、当該隙間をシールプレートで塞ぐことができるので、触媒に流体を効率的に接触させることができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の構成において、前記触媒ユニットは、前記触媒を一体的に保持するケーシングを含む。
上記（５）の構成によれば、ケーシングが触媒を保持しているので、反応器筐体への触媒ユニットの着脱が容易となる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）の構成において、
前記触媒ユニットは、前記触媒を一体的に保持するケーシングを含み、
前記シールプレートは、複数並べられている前記触媒ユニットのうちの最外周位置の前記触媒ユニットの前記ケーシングと前記反応器筐体とに固定されている。
上記（６）の構成によれば、複数並べられている触媒ユニットのうちの最外周位置の触媒ユニットのケーシングと反応器筐体とにシールプレートを固定することで、シールプレートによる流体のシール効果を高めることができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、
上下方向に配置された前記ケーシングの少なくとも２つが連結されて、前記触媒ユニットの連結体が形成され、
前記連結体は、上方の端部が前記シールプレートを介して前記反応器筐体に固定され、下方の端部が前記反応器筐体に固定された支持部材によって下方から支持されている。
上記（７）の構成によれば、連結体を形成せずに、上下方向に配置された複数の触媒ユニットのそれぞれについてシールプレートを介して反応器筐体に固定し、下方から支持部材で支持する場合と比べて、触媒ユニットの上方での固定箇所及び下方からの支持箇所を減らすことができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
複数の前記連結体が前記上下方向に離間して配置され、
複数の前記連結体のそれぞれは、前記上方の端部が前記シールプレートを介して前記反応器筐体に固定され、前記下方の端部が前記反応器筐体に固定された支持部材によって下方から支持されている。
上記（８）の構成によれば、上下方向に離間して配置された連結体毎に上方の端部が反応器筐体に固定されるので、連結体の姿勢を安定化できる。また、上下方向に離間して配置された連結体毎に支持部材で下方から支持するので、複数の連結体をさらに上下方向に連結して、最も下方の連結体を支持部材で支持する場合と比べて、各連結体に作用する荷重の負担を減らすことができるとともに、反応器筐体に作用する連結体からの荷重を分散できる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（５）乃至（８）の構成において、
前記触媒は、隣り合う前記触媒同士が前記四角柱形状における側面同士を対向させた状態で複数並べられて配置され、
前記ケーシングは、複数並べられて配置された前記複数の触媒の外周を取り囲むように形成されている。
上記（９）の構成によれば、複数の触媒をケーシングで一体的に保持できるので、例えば、一つの触媒ユニットの反応器筐体への着脱によって複数の触媒を一度に反応器筐体へ着脱できるので、触媒の交換作業等の効率を向上できる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、前記触媒は、格子状に複数並べられて配置されている。
上記（１０）の構成によれば、格子状に複数並べられて配置された複数の触媒をケーシングで一体的に保持できるので、例えば、一つの触媒ユニットの反応器筐体への着脱によって複数の触媒を一度に反応器筐体へ着脱できるので、触媒の交換作業等の効率を向上できる。
（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の構成において、
隣り合って配置される前記触媒同士の間、及び前記触媒と前記ケーシングとの間に配置されるシール部材
をさらに備える。
上記（１１）の構成によれば、触媒ユニットの内部で触媒をバイパスしようとする流体の流れをシール部材が抑制するので、触媒に流体を効率的に接触させることができる。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１１）の構成において、
前記ケーシングは、前記複数の触媒の外周を取り囲む４つの側壁を有し、前記４つの側壁のうちの第１側壁及び前記第１側壁に連なる第２側壁を構成する第１部材と、前記４つの側壁のうちの第３側壁及び前記第３側壁に連なる第４側壁を構成する第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材とを結合することで、前記複数の触媒の外周を取り囲む。
上記（１２）の構成によれば、簡便な構成を有する第１部材及び第２部材によって複数の触媒を一体的に保持できる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１１）の構成において、
前記ケーシングは、前記複数の触媒の外周を取り囲む４つの側壁を有し、前記４つの側壁のうちの第１側壁を構成する第１板部材と、前記４つの側壁のうちの第２側壁を構成する第２板部材と、前記４つの側壁のうちの第３側壁を構成する第３板部材と、前記４つの側壁のうちの第４側壁を構成する第４板部材とを有し、前記第１板部材と前記第２板部材とを結合し、前記第２板部材と前記第３板部材とを結合し、前記第３板部材と前記第４板部材とを結合し、前記第４板部材と前記第１板部材とを結合することで、前記複数の触媒の外周を取り囲む。
上記（１３）の構成によれば、簡便な構成を有する第１板部材〜第４板部材によって複数の触媒を一体的に保持できる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の構成において、前記第１板部材、前記第２板部材、前記第３板部材、及び、前記第４板部材は、構造及び大きさが同一の板部材である。
上記（１４）の構成によれば、板部材の種類が１種類となるので、すなわち、第１板部材〜第４板部材に構造及び大きさの違いがないので、４つの板部材を組み合わせてケーシングを組み立てる際に、４つの板部材を区別せずに組み立てることができ、組み立てが容易となる。また、板部材のコストを抑制できる。
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の構成において、
前記第１板部材は、前記第２板部材と結合される一端部、及び、前記第４板部材と結合される他端部を有し、
前記第２板部材は、前記第３板部材と結合される一端部、及び、前記第１板部材と結合される他端部を有し、
前記第３板部材は、前記第４板部材と結合される一端部、及び、前記第２板部材と結合される他端部を有し、
前記第４板部材は、前記第１板部材と結合される一端部、及び、前記第３板部材と結合される他端部を有し、
前記ケーシングは、前記第１板部材の前記一端部と前記第２板部材の前記他端部とを結合し、前記第２板部材の前記一端部と前記第３板部材の前記他端部とを結合し、前記第３板部材の前記一端部と前記第４板部材の前記他端部とを結合し、前記第４板部材の前記一端部と前記第１板部材の前記他端部とを結合することで、前記複数の触媒の外周を取り囲む。
上記（１５）の構成によれば、上記（１４）の構成を有するので、４つの板部材を組み合わせてケーシングを組み立てる際に、４つの板部材を区別せずに、一方の板部材の一端部と他方の板部材の他端部とを結合することを繰り返すだけで、ケーシングを組み立てることができ、組み立てが容易となる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、触媒反応器内を流れる流体をハニカム構造を有する触媒と効率的に接触させることができる。
幾つかの実施形態に係る触媒反応器が用いられるプラントの一例としてのガス精製プラントの一部である前処理部の構成を示す図である。 幾つかの実施形態に係る触媒反応器の模式的な構造を示す図である。 一実施形態に係る触媒ユニットの模式的な斜視図である。 他の実施形態に係る触媒ユニットの模式的な斜視図である。 一実施形態に係る触媒ユニットが連結された連結体の模式的な斜視図である。 連結体が格子状に配置された変換部の斜視図である。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図１は、幾つかの実施形態に係る触媒反応器が用いられるプラントの一例としてのガス精製プラントの一部である前処理部の構成を示す図である。
図１に掛かるガス精製プラントは、石炭を原料としてガス化して得られる生成ガスを精製するプラントである。
図示省略したガス化炉では、例えば石炭が空気又は酸素をガス化剤としてガス化され、一酸化炭素及び水素を主成分とした生成ガスＡが発生する。
このように石炭を原料とし空気や酸素をガス化剤としてなる生成ガスＡには、通常、１０００〜１５００ｐｐｍ程度のＨ2Ｓ（硫黄化合物）と、１００〜１０００ｐｐｍ程度のＣＯＳ（硫黄化合物）とが含有されている。
この生成ガスＡは、図１に示すように、まずサイクロン１とポーラスフィルタ２に順次導入され、比較的大径な粉塵と微細な粉塵とがそれぞれ分離除去される構成となっている。
ポーラスフィルタ２の後流には、熱交換器３（再加熱用熱交換器）が設けられ、ポーラスフィルタ２から導出されたガスＡ１の熱によって浄化された後のガスＡ４が加熱され、ガスＡ５として排出される構成となっている。なおガスＡ１は、この熱交換器３で逆に熱を奪われて冷却される構成となっている。
熱交換器３の後流には、ＣＯＳをＨ2Ｓに変換する触媒が装填された、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０が設けられ、熱交換器３で冷却された後の生成ガスＡ２中のＣＯＳのほとんどが触媒反応器１０でＨ2Ｓに変換されて、ＣＯＳをほとんど含まないガスＡ３として排出される。
触媒反応器１０の後流には、熱交換器１１（予加熱用熱交換器）が設けられ、触媒反応器１０から導出されたガスＡ３の熱によっても浄化された後のガスＡ４が加熱される構成となっている。なお、ガスＡ２は、この熱交換器１１で逆に熱を奪われて冷却される。
熱交換器１１の後流には、ガスＡ３を後述する不図示の脱硫部に導入する前に、冷却液Ｂ１に気液接触させる冷却塔１２が設置されている。
冷却塔１２は、この場合いわゆる充填式の気液接触塔であり、塔底部に貯留された水を主成分とする冷却液Ｂ１が循環ポンプ１３により吸上げられて、塔上部のスプレーパイプ１４から噴射され、ガスＡ３と気液接触しつつ充填材１５を経由して流下して再び塔底部に戻って循環する構成となっている。
この循環ポンプ１３の循環ラインには、冷却液Ｂ１を工業用水等を冷媒として冷却する冷却器１６が設けられ、ここでガスＡ３の熱が間接的に回収される。また、この冷却塔１２においてガスＡ３は、冷却液Ｂとの接触で冷却される。
また、図１に示す本例の前処理部には、本発明の予加熱手段として、前述の熱交換器１１に加えて加熱器１７が設けられている。この加熱器１７は、精製処理後のガスＡ４の排出ラインにおける熱交換器１１の後流側に配置され、図１に示す装置構成の系外から供給される高温蒸気等の熱エネルギによりガスＡ４をさらに加熱するものである。
不図示の脱硫部では、冷却塔１２で冷却されたガスＡ３を吸収液と気液接触させることでガスＡ３からＨ2Ｓを除去する。Ｈ2Ｓが除去された後のガスＡ４は、前述の熱交換器１１、加熱器１７及び熱交換器３により加熱されて、処理後のガスＡ５となる。処理後のガスＡ５は、例えば複合発電システムのガスタービンに供給される。
図２は、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０の模式的な構造を示す図である。図３は、一実施形態に係る触媒ユニット１０４の模式的な斜視図である。図４は、他の実施形態に係る触媒ユニット１０４の模式的な斜視図である。図５は、一実施形態に係る触媒ユニット１０４が連結された連結体１０５の模式的な斜視図である。図６は、連結体１０５が格子状に配置された変換部１０６の斜視図である。
幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０は、鉛直方向に延在する円筒形状を呈する反応器筐体１０１と、軸方向に延在する流路が複数形成された構造であるハニカム構造を有する触媒１０２を含む触媒ユニット１０４（図３、４参照）と、を備える。
ここで、軸方向とは、ハニカム構造を有する触媒１０２における流路（セル）１０２ａ（図３、４参照）の延在方向を指す。幾つかの実施形態では、後述するように、触媒１０２は、流路１０２ａの延在方向が反応器筐体１０１内におけるガスの主たる流れの方向と一致するように反応器筐体１０１内に配置される。したがって、幾つかの実施形態において、触媒１０２が触媒反応器１０に配置されると、軸方向は、円筒形状を呈する反応器筐体１０１の延在方向、すなわち鉛直方向と同じ方向となる。また、説明の便宜上、上下方向を各図のように規定する。各図に示した触媒反応器１０の構成部材が触媒反応器１０に配置されると、各図における上下方向は、鉛直方向と同じ方向となる。
幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４は、軸方向に延在する四角柱形状を有している。幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４は、少なくとも１つの触媒１０２を含む。図３、４に示す例では、触媒１０２は、軸方向、すなわち触媒１０２の流路１０２ａの延在方向と同方向に延在する四角柱形状を有する。図３、４に示す例では、触媒１０２は、両端面が正方形である正四角柱形状を有するが、必ずしも正四角柱形状である必要はない。
図３、４に示す例では、触媒ユニット１０４は、触媒１０２を例えば９本備えている。幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４は、９本の触媒１０２が一体的に保持するケーシング１０７を有する。すなわち、図３、４に示す、幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４では、ケーシング１０７は、四角筒形状を有し、四角筒の内周部分に複数の触媒１０２を収納可能に構成されている。図３、４に示す、幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４では、触媒１０２は、その軸線方向がケーシング１０７の四角筒の延在方向（上下方向）と一致するように触媒ユニット１０４に収納される。
このように、幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４では、ケーシング１０７が触媒１０２を保持しているので、反応器筐体１０１への触媒ユニット１０４の着脱が容易となる。触媒ユニット１０４の構造の詳細については、後で説明する。
図５に示すように、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、触媒ユニット１０４が上下方向に複数連結された連結体１０５が形成される。そして、図６に示すように、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、図５に示した連結体１０５が上下方向（軸方向）と直交する方向に格子状に複数並べられて変換部１０６が形成されている。図２に示すように、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、連結体１０５の上下方向が鉛直方向と一致するように変換部１０６が反応器筐体１０１内に配置されている。幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、反応器筐体１０１内で複数の変換部１０６が鉛直方向に離間して配置されている。
幾つかの実施形態では、変換部１０６では、５行５列の配置における四隅、すなわち、１行１列目、１行５列目、５行１列目及び５行５列目を除いた２１カ所に触媒ユニット１０４が格子状に配置されている。しかし、図６に示した変換部１０６における触媒ユニット１０４の配置数は一例であって、本発明は、これに限定されない。
上述したように、触媒１０２は、その軸線方向が触媒ユニット１０４の上下方向と一致するように触媒ユニット１０４に収納されている。そして、触媒ユニット１０４が上下方向に複数連結された連結体１０５は、その上下方向が鉛直方向と一致するように変換部１０６が反応器筐体１０１内に配置されている。したがって、触媒ユニット１０４は、触媒１０２の流路１０２ａの延在方向である軸方向が鉛直方向と揃うように、反応器筐体１０１に収容されている。
図２に示すように、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、反応器筐体１０１の頂部のガスの流通口（入口開口）１５１に、生成ガスＡ２の導入管１９１が接続されている。ＣＯＳを含む生成ガスＡ２（図１参照）は、入口開口１５１から反応器筐体１０１内に導入される。
なお、導入管１９１の下流側の先端部には、生成ガスＡ２の流れが偏ったまま変換部１０６に流れ込むことを抑制するための整流器１５２が接続されている。整流器１５２は、例えば有底円筒形状を有し、内周に供給された生成ガスＡ２を吹出すための開口が円筒部に複数形成されている。
整流器１５２を介して反応器筐体１０１内に導入された生成ガスＡ２は、上方から下方に向かって、複数段にわたって配置された変換部１０６を通過することで、触媒１０２によって生成ガスＡ２に含まれるＣＯＳがＨ2Ｓに変換される。
幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、反応器筐体１０１の底部のガスの流通口（出口開口）１５３に、生成ガスＡ２の排出管１９２が接続されている。
変換部１０６でＣＯＳから変換されたＨ2Ｓを含むガスＡ３は、出口開口１５３から排出管１９２に排出される。
このように構成される幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、例えば触媒ユニット１０４の外周と反応器筐体１０１の内周（内周面１０１ａ）との間に隙間があると、生成ガスＡ２が当該隙間から触媒１０２をバイパスして流れてしまい、生成ガスＡ２を触媒１０２と効率的に接触させることができない。
そこで、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、触媒ユニット１０４の外周と反応器筐体１０１の内周との間を塞ぐシールプレート１３０を備えるようにした。幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、シールプレート１３０は、触媒ユニット１０４における反応器筐体１０１内を流れる流体（生成ガスＡ２）の流れの上流側の端部で触媒ユニット１０４の外周と反応器筐体１０１の内周との間を塞ぐ。
なお、シールプレート１３０の詳細については、後で詳述する。
これにより、触媒ユニット１０４の外周と反応器筐体１０１の内周との間をバイパスしようとする生成ガスＡ２の流れをシールプレート１３０が抑制するので、触媒１０２に流体を効率的に接触させることができる。
幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、触媒ユニット１０４が軸方向に延在する四角柱形状を有し、反応器筐体１０１が円筒形状を有するので、触媒ユニット１０４の四角柱形状の側面と反応器筐体１０１の内周面１０１ａとの間に隙間１０８（後述する図７参照）が生じる。しかし、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、当該隙間１０８をシールプレート１３０で塞ぐことができるので、触媒１０２に流体を効率的に接触させることができる。
幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、図６に示すように、触媒ユニット１０４が軸方向と直交する方向に格子状に複数並べられて反応器筐体１０１内に配置されている。そのため、図７に示すように、格子状に複数並べられた触媒ユニット１０４の外周と反応器筐体１０１の内周面１０１ａとの間に隙間１０８が生じる。なお、図７は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。しかし、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、図８に示すように、当該隙間１０８をシールプレート１３０で塞ぐことができるので、触媒１０２に流体を効率的に接触させることができる。なお、図８は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
（触媒ユニット１０４について）
図３、４に示す、幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４では、触媒１０２は、隣り合う触媒１０２同士が四角柱形状における側面同士を対向させた状態で格子状に複数並べられて配置されている。図３、４に示す、幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４において、ケーシング１０７は、複数並べられて配置された複数の触媒１０２の外周を取り囲むように形成されている。
これにより、複数の触媒１０２をケーシング１０７で一体的に保持できるので、例えば、一つの触媒ユニット１０４の反応器筐体１０１への着脱によって複数の触媒１０２を一度に反応器筐体１０１へ着脱できるので、触媒１０２の交換作業等の効率を向上できる。
また、四角柱形状を有する触媒１０２を格子状に配置することで、四角柱形状を呈する触媒ユニット１０４に複数の触媒１０２を効率的に収納できる。
なお、図３、４に示す幾つかの実施形態に係る触媒ユニット１０４は、ケーシング１０７に対する触媒１０２の下方への移動を規制する不図示のグレーチングを有する。グレーチングは、ケーシング１０７に取り付けられている。
以下、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７の構造について説明する。
図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７は、複数の触媒１０２の外周を取り囲む４つの側壁を有する。図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７は、４つの側壁のうちの第１側壁１０７ａを構成する第１板部材１１１と、４つの側壁のうちの第２側壁１０７ｂを構成する第２板部材１１２と、４つの側壁のうちの第３側壁１０７ｃを構成する第３板部材１１３と、４つの側壁のうちの第４側壁１０７ｄを構成する第４板部材１１４とを有する。
図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、第１板部材１１１、第２板部材１１２、第３板部材１１３、及び、第４板部材１１４は、構造及び大きさが同一の板部材１１０である。
したがって、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、板部材１１０の種類が１種類となるので、すなわち、第１板部材１１１〜第４板部材１１４に構造及び大きさの違いがないので、後述するように４つの板部材１１０を組み合わせてケーシング１０７を組み立てる際に、４つの板部材１１０を区別せずに組み立てることができ、組み立てが容易となる。また、板部材１１０のコストを抑制できる。
図３に示す一実施形態の板部材１１０は、ケーシング１０７の側壁の側壁面に相当する、矩形板状の側面部１１５と、側面部１１５の上側の辺に沿って形成された上側フランジ部１１６と、側面部１１５の下側の辺に沿って形成された下側フランジ部１１７と、側面部１１５の一方の側方の辺に沿って形成された第１側方フランジ部１１８と、側面部１１５の他方の側方に形成された第２側方フランジ部１１９とを有する。
図３に示す一実施形態の板部材１１０では、上側フランジ部１１６、下側フランジ部１１７、及び、第１側方フランジ部１１８は、側面部１１５に対して立った状態で設けられている。図３に示す一実施形態の板部材１１０では、第２側方フランジ部１１９は、側面部１１５の面が延在する方向と同方向に延在するように設けられている。
図３に示す一実施形態の板部材１１０では、上側フランジ部１１６及び下側フランジ部１１７には、板厚方向に貫通する貫通孔１２１が例えばそれぞれ２カ所ずつ形成されている。図３に示す一実施形態の板部材１１０では、第１側方フランジ部１１８及び第２側方フランジ部１１９には、板厚方向に貫通する不図示の貫通孔が例えばそれぞれ４カ所ずつ形成されている。
図３に示す一実施形態の板部材１１０では、上側フランジ部１１６の下面には、貫通孔１２１と同じ位置に不図示のナットが例えば溶接によって固定されている。図３に示す一実施形態の板部材１１０では、第１側方フランジ部１１８における第２側方フランジ部１１９側の面には、不図示の貫通孔と同じ位置にナット１８２が例えば溶接によって固定されている。
例えば、図３における、第１板部材１１１及び第２板部材１１２のように、一の板部材１１０の第１側方フランジ部１１８と、他の板部材１１０の第２側方フランジ部１１９とを対向させた状態で、一の板部材１１０の第１側方フランジ部１１８の不図示の貫通孔と、他の板部材１１０の第２側方フランジ部１１９の不図示の貫通孔とに挿入したボルト１８１を第１側方フランジ部１１８のナット１８２と結合させることで、一の板部材１１０と他の板部材１１０とを結合できる。この結合作業を４回繰り返すことで、図３に示すように、４つの板部材１１０を一体的に結合できる。
すなわち、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、第１板部材１１１は、第２板部材１１２と結合される一端部である第１側方フランジ部１１８、及び、第４板部材１１４と結合される他端部である第２側方フランジ部１１９を有する。同様に、第２板部材１１２は、第３板部材１１３と結合される一端部である第１側方フランジ部１１８、及び、第１板部材１１１と結合される他端部である第２側方フランジ部１１９を有する。第３板部材１１３は、第４板部材１１４と結合される一端部である第１側方フランジ部１１８、及び、第２板部材１１２と結合される他端部である第２側方フランジ部１１９を有する。第４板部材１１４は、第１板部材１１１と結合される一端部である第１側方フランジ部１１８、及び、第３板部材１１３と結合される他端部である第２側方フランジ部１１９を有する。
図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、第１板部材１１１の第１側方フランジ部１１８と第２板部材１１２の第２側方フランジ部１１９とを結合し、第２板部材１１２の第１側方フランジ部１１８と第３板部材１１３の第２側方フランジ部１１９とを結合し、第３板部材１１３の第１側方フランジ部１１８（図３において不図示）と第４板部材１１４の第２側方フランジ部１１９（図３において不図示）とを結合し、第４板部材１１４の第１側方フランジ部１１８（図３において不図示）と第１板部材１１１の第２側方フランジ部１１９とを結合することで、複数の触媒１０２の外周を取り囲むことができる。
図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、上述したように第１板部材１１１〜第４板部材１１４に構造及び大きさの違いがないので、４つの板部材１１０を組み合わせてケーシング１０７を組み立てる際に、４つの板部材１１０を区別せずに、一方の板部材１１０の第１側方フランジ部１１８と他方の板部材１１０の第２側方フランジ部１１９とを結合することを繰り返すだけで、ケーシング１０７を組み立てることができ、組み立てが容易となる。
上述したように、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、第１板部材１１１と第２板部材１１２とを結合し、第２板部材１１２と第３板部材１１３とを結合し、第３板部材１１３と第４板部材１１４とを結合し、第４板部材１１４と第１板部材１１１とを結合することで、複数の触媒１０２の外周を取り囲むことができる。
これにより、簡便な構成を有する第１板部材１１１〜第４板部材１１４によって複数の触媒１０２を一体的に保持できる。
図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４の組み立て方について説明する。上述したように、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、第１板部材１１１〜第４板部材１１４に構造及び大きさの違いがないが、説明の便宜上、以下で説明する触媒ユニット１０４の組み立て方については、第１板部材１１１〜第４板部材１１４を区別して説明する。
初めに、第１板部材１１１と第２板部材１１２とをボルト１８１（図３参照）によって結合して、Ｌ字状の部材とする。第１板部材１１１と第２板部材１１２とによって構成されたＬ字状の部材を、第２板部材１１２における、ケーシング１０７の外周面に相当する面を下に向けて作業床に載置する。この状態では、第１板部材１１１の第１側方フランジ部１１８が下に、第１板部材１１１の第２側方フランジ部１１９が上となる状態で第１板部材１１１が起立することとなる。この状態で、不図示のグレーチングを第１板部材１１１及び第２板部材１１２に仮固定する。
この状態で、第２板部材１１２の側面部１１５に複数の触媒１０２を載置する。
なお、隣り合って配置される触媒１０２同士の間、及び触媒１０２とケーシング１０７（側面部１１５）との間には、不図示のシール部材を配置する。幾つかの実施形態において、当該シール部材は、例えば、セラミックスファイバ等を層状に積層させてブランケット状に形成された部材である。
このように、シール部材を触媒１０２同士の間、及び触媒１０２とケーシング１０７との間に配置することで、触媒ユニット１０４の内部で触媒１０２をバイパスしようとする生成ガスＡ２の流れをシール部材が抑制するので、触媒１０２に生成ガスＡ２を効率的に接触させることができる。
次いで、第３板部材１１３及び第４板部材１１４を取り付ければ、触媒ユニット１０４の組み立てが完了する。
なお、図４に示す他の実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７は、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７と同様に、複数の触媒１０２の外周を取り囲む４つの側壁を有する。図４に示す他の実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７は、４つの側壁のうちの第１側壁１０７ａ及び第１側壁１０７ａに連なる第２側壁１０７ｂを構成する第１部材１４１と、４つの側壁のうちの第３側壁１０７ｃ及び第３側壁１０７ｃに連なる第４側壁１０７ｄを構成する第２部材１４２とを有する。
図４に示す他の実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、第１部材１４１、及び、第２部材１４２は、構造及び大きさが同一のＬ字状部材１４０である。
したがって、図４に示す他の実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、Ｌ字状部材１４０の種類が１種類となるので、すなわち、第１部材１４１、及び、第２部材１４２に構造及び大きさの違いがないので、２つのＬ字状部材１４０を組み合わせてケーシング１０７を組み立てる際に、２つのＬ字状部材１４０を区別せずに組み立てることができ、組み立てが容易となる。また、Ｌ字状部材１４０のコストを抑制できる。
図４に示す他の実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７では、Ｌ字状部材１４０は、図３に示す一実施形態に係る触媒ユニット１０４のケーシング１０７における２つの板部材１１０を結合させたＬ字状の部材と同様の構成を有する。したがって、第１部材１４１と第２部材１４２とを結合することで、複数の触媒１０２の外周を取り囲むことができる。
これにより、簡便な構成を有する第１部材１４１及び第２部材１４２によって複数の触媒１０２を一体的に保持できる。
（シールプレート１３０について）
以下、シールプレート１３０について説明する。
幾つかの実施形態では、図８に示すように、シールプレート１３０は、複数並べられている触媒ユニット１０４のうちの最外周位置の触媒ユニット１０４のケーシング１０７と反応器筐体１０１とに固定されている。
具体的には、例えば反応器筐体１０１の内周面１０１ａには、シールプレート１３０を固定するためのサポートリング１６１（図２参照）が取り付けられている。サポートリング１６１は、円環形状を有する板状部材であり、下面に不図示のナットが例えば溶接によって固定されている。
シールプレート１３０は、サポートリング１６１の上面、及び、触媒ユニット１０４のケーシング１０７の上側フランジ部１１６の上面に配置される。シールプレート１３０は、例えば不図示のボルトをサポートリング１６１の下面の不図示のナットに結合させることで、当該ボルトによってサポートリング１６１の上面に固定される。また、シールプレート１３０は、例えばボルトを触媒ユニット１０４のケーシング１０７の上側フランジ部１１６の下面に固定されている不図示のナットに結合させることで、当該ボルトによって上側フランジ部１１６の上面に固定される。
なお、変換部１０６の上面、すなわち、変換部１０６における最も上側に配置された触媒ユニット１０４におけるケーシング１０７の上側フランジ部１１６の上面と、シールプレート１３０との間に不図示の網を配置し、不図示のボルトによってシールプレート１３０と当該網とを共締めしてもよい。当該網は、生成ガスＡ２とともに反応器筐体１０１内に流れ込む異物が触媒１０２に接触することを防止する役割を果たす。また、当該網は、触媒ユニット１０４の反応器筐体１０１への着脱作業の際に、作業員が触媒１０２を直接踏みつけてしまうことを防止する役割を果たす。
幾つかの実施形態では、シールプレート１３０は、複数に分割されている。例えばシールプレート１３０は、略弓型形状を有する第１シールプレート１３１と、三辺のうちの一辺が円弧形状を呈する略三角形状を有する第２シールプレート１３２と、矩形の第３シールプレート１３３及び第４シールプレート１３４とを含む。
例えば、第１シールプレート１３１は、例えば５行５列の配置における四隅の１箇所ずつを除いた２１カ所に格子状に配置された触媒ユニット１０４のうち、最外周位置で直線状に配置された３つの触媒ユニット１０４と、反応器筐体１０１との間の隙間１０８をシールするように構成されている。
第２シールプレート１３２は、例えば上述した５行５列の配置における四隅に相当する位置において触媒ユニット１０４と反応器筐体１０１との間の隙間１０８をシールするように構成されている。
例えば、第３シールプレート１３３及び第４シールプレート１３４は、隣接する２つの触媒ユニット１０４の間の隙間をシールするように構成されている。例えば、第３シールプレート１３３は、直線的に配置された３つの触媒ユニット１０４と、この３つの触媒ユニット１０４に隣接して直線的に配置された３つの触媒ユニット１０４との間の隙間を、一つの第３シールプレート１３３によってシールするように構成されている。例えば第４シールプレート１３４は、第１シールプレート１３１〜第３シールプレート１３３がシールする領域以外で、隣接する２つの触媒ユニット１０４の間の隙間をシールするように構成されている。なお、第３シールプレート１３３及び第４シールプレート１３４は、隣接する触媒ユニット１０４（連結体１０５）同士を上端で連結する役割も果たす。第３シールプレート１３３及び第４シールプレート１３４は、隣接する触媒ユニット１０４のそれぞれに対し、ケーシング１０７の上側フランジ部１１６の上面に不図示のボルトで固定される。
このように、幾つかの実施形態では、複数並べられている触媒ユニット１０４のうちの最外周位置の触媒ユニット１０４のケーシング１０７と反応器筐体１０１とにシールプレート１３０を固定することで、シールプレート１３０による生成ガスＡ２のシール効果を高めることができる。
幾つかの実施形態では、上述したように、上下方向に配置されたケーシング１０７の少なくとも２つが連結されて、触媒ユニット１０４の連結体１０５が形成されている。幾つかの実施形態では、連結体１０５は、連結体１０５の上方の端部、すなわち、連結体１０５で最も上側に配置された触媒ユニット１０４におけるケーシング１０７の上側フランジ部１１６の上面がシールプレート１３０（第１シールプレート１３１及び第２シールプレート１３２）を介して反応器筐体１０１に固定されている。
また、図２に示すように、幾つかの実施形態では、連結体１０５（変換部１０６）の下方の端部が反応器筐体１０１に固定された支持部材１７１によって下方から支持されている。
これにより、例えば連結体１０５を形成せずに、上下方向に配置された複数の触媒ユニット１０４のそれぞれについてシールプレート１３０を介して反応器筐体１０１に固定し、下方から支持部材１７１で支持する場合と比べて、触媒ユニット１０４の上方での固定箇所及び下方からの支持箇所を減らすことができる。
幾つかの実施形態では、図２に示すように、複数の連結体１０５が上下方向に離間して配置されている。そして、複数の連結体１０５のそれぞれは、上方の端部がシールプレート１３０を介して反応器筐体１０１に固定され、下方の端部が反応器筐体１０１に固定された支持部材１７１によって下方から支持されている。
これにより、上下方向に離間して配置された連結体１０５毎に上方の端部が反応器筐体１０１に固定されるので、連結体１０５の姿勢を安定化できる。また、上下方向に離間して配置された連結体１０５毎に支持部材１７１で下方から支持するので、複数の連結体１０５をさらに上下方向に連結して、最も下方の連結体１０５を支持部材１７１で支持する場合と比べて、各連結体１０５に作用する荷重の負担を減らすことができるとともに、反応器筐体１０１に作用する連結体１０５からの荷重を分散できる。
幾つかの実施形態では、連結体１０５の上部にシールプレート１３０を固定することで、シールプレート１３０を介して連結体１０５の水平方向の移動を規制している。また、幾つかの実施形態では、連結体１０５の下端を支持部材１７１で支持することで連結体１０５の荷重や、プラント稼働時に、連結体１０５が生成ガスＡ２から受ける下方へ向かう力を支持部材１７１で負担している。このように、幾つかの実施形態では、連結体１０５の水平方向の移動の規制機能や、隙間１０８のシール機能をシールプレート１３０に持たせ、連結体１０５に作用する荷重等の負担機能を支持部材１７１に持たせている。すなわち、連結体１０５に作用する鉛直方向への力を支持部材１７１に負担させることで、シールプレート１３０の構造を簡略化できる。
なお、支持部材１７１は、梁状の部材であり、例えば反応器筐体１０１の内周面１０１ａに固定されたサポートラグ１７６に着脱可能に固定されている。各連結体１０５、すなわち変換部１０６は、支持部材１７１の上面に載置されて、その下端が支持部材１７１で支持される。
（連結体１０５における触媒ユニット１０４の連結数について）
図２に示すように、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、最上段の変換部１０６を除き、連結体１０５は、３つの触媒ユニット１０４が上下方向に連結されている。しかし、連結体１０５における触媒ユニット１０４の連結数は３に限らず２であってもよく、４以上であってもよい。以下、連結体１０５における触媒ユニット１０４の連結数を単に連結数とも呼ぶ。
幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、最上段の変換部１０６では、連結体１０５は、２つの触媒ユニット１０４が上下方向に連結されている。しかし、最上段の変換部１０６では、連結数は２に限らず１、すなわち、上下方向に触媒ユニット１０４が連結されていなくてもよい。また、最上段の変換部１０６では、連結数は、最上段以外の変換部１０６における連結数と一致していてもよい。例えば、図２において２点鎖線で示すように、最上段の変換部１０６における連結数を３として、最上段以外の変換部１０６における連結数と一致させてもよい。
このように、最上段の変換部１０６における触媒ユニット１０４の連結数を変更可能に構成することで、触媒反応器１０におけるＣＯＳのＨ2Ｓへの変換能力を変更できる。
なお、最上段の変換部１０６における触媒ユニット１０４の連結数を変更しても、サポートリング１６１（図２参照）にシールプレート１３０を固定できるように、高さ方向の複数の位置にサポートリング１６１をそれぞれ設けてもよい。
（最上段の変換部１０６の上面と反応器筐体１０１の筒部の上端との位置関係について）
最上段の変換部１０６の上面と、反応器筐体１０１の筒部の上端との位置関係について説明する。幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０が図１に示したガス精製プラントで用いられる場合、触媒反応器１０に導入される生成ガスＡ２の圧力は、例えばゲージ圧力で２〜４ＭＰａ程度である。そのため、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０は、圧力容器としての構造を有する。したがって、開口部の開口面積はできる限り小さい方が望ましく、また、開口部の設置数も少ない方が望ましい。そこで、幾つかの実施形態に係る触媒反応器１０では、触媒反応器１０の設置の際や、触媒１０２の交換の際に、反応器筐体１０１の頂部の入口開口１５１を介して、触媒ユニット１０４を反応器筐体１０１に出し入れすることとしている。
幾つかの実施形態では、四角柱形状を呈する触媒ユニット１０４に関し、四角柱形状の延在方向と直交する断面における対角方向の寸法は、入口開口１５１の内径よりも小さい。したがって、幾つかの実施形態では、入口開口１５１を介して、触媒ユニット１０４を反応器筐体１０１の出し入れすることができる。
なお、触媒ユニット１０４を反応器筐体１０１の出し入れする場合、導入管１９１及び整流器１５２は、反応器筐体１０１の頂部から取り外される。
例えば、触媒ユニット１０４を反応器筐体１０１の出し入れする際に、作業効率の観点から、触媒ユニット１０４を連結体１０５の状態で反応器筐体１０１に出し入れできるようにすることが望ましい。そのためには、最上段の変換部１０６における連結体１０５の設置位置と、反応器筐体１０１の頂部の入口開口１５１との間で連結体１０５を移動するための空間が当該変換部１０６の上方に必要である。特に、入口開口１５１の直下ではなく、入口開口１５１よりも反応器筐体１０１の径方向外側に設置される連結体１０５の場合、当該変換部１０６の上方で連結体１０５を当該径方向に移動させる必要がある。
そこで、幾つかの実施形態では、図２に示すように、最上段の変換部１０６の上面から反応器筐体１０１の筒部の上端までの高さＨ１を、最上段の変換部１０６に設置する連結体１０５として、最も連結数が多くなる場合に連結体１０５の高さＨ２以上、すなわちＨ２≦Ｈ１とすることで、入口開口１５１よりも反応器筐体１０１の径方向外側に設置される連結体１０５であっても、反応器筐体１０１に容易に出し入れできるようにしている。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、連結体１０５が格子状に複数並べられて変換部１０６が形成されている。しかし、変換部１０６は連結体１０５が格子状ではなく、直線状に、すなわち、軸方向と直交する方向に複数並べられていてもよい。
また、例えば触媒１０２は、触媒ユニット１０４において格子状ではなく、直線状に、すなわち、隣り合う触媒１０２同士が四角柱形状における側面同士を対向させた状態で直線状に複数並べられて配置されていてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、触媒１０２は、両端面が矩形である四角柱形状を有する。しかし、触媒１０２の断面形状は、矩形以外の多角形でもよい。すなわち、触媒１０２は、多角柱形状を有していてもよい。例えば、触媒１０２は、三角柱形状を有していてもよく、六角柱形状を有していてもよい。また、触媒１０２の断面形状は、円形や楕円形でもよい。すなわち、触媒１０２は、円柱形状や楕円柱形状を有していてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、触媒ユニット１０４を上下方向から見た形状は、矩形である。しかし、触媒ユニット１０４を上下方向から見た形状は、矩形以外の多角形でもよい。すなわち、触媒ユニット１０４は、四角柱以外の多角柱形状を有していてもよい。例えば、触媒ユニット１０４は、三角柱形状を有していてもよく、六角柱形状を有していてもよい。また、触媒ユニット１０４を上下方向から見た形状は、円形や楕円形でもよい。すなわち、触媒ユニット１０４は、円柱形状や楕円柱形状を有していてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、変換部１０６には複数の連結体１０５が含まれているが、１つの変換部１０６に含まれる連結体１０５の数は、少なくとも１であればよい。
上述した幾つかの実施形態では、反応器筐体１０１が円筒形状を有しているが、反応器筐体１０１は、円筒形状を有していなくてもよく、角筒形状を有していてもよい。
上述した幾つかの実施形態では特に言及していないが、板部材１１０には、矩形板状の側面部１１５の強度向上のためや、各フランジ部の強度向上のために、補強部材を適宜設けてもよい。
１０ 触媒反応器
１０１ 反応器筐体
１０２ 触媒
１０４ 触媒ユニット
１０５ 連結体
１０６ 変換部
１０７ ケーシング
１０８ 隙間
１１０ 板部材
１１１ 第１板部材
１１２ 第２板部材
１１３ 第３板部材
１１４ 第４板部材
１３０ シールプレート
１４０ Ｌ字状部材
１４１ 第１部材
１４２ 第２部材
１５１ 流通口（入口開口）
１５２ 整流器
１５３ 流通口（出口開口）
１７１ 支持部材

Claims (15)

  1. 軸方向に延在する流路が複数形成された構造であるハニカム構造を有する触媒を少なくとも一つ含む触媒ユニットと、
    前記触媒ユニットを収納する反応器筐体と、
    前記触媒ユニットの外周と前記反応器筐体の内周との間を塞ぐシールプレートと、
    を備え、
    前記シールプレートは、前記触媒ユニットにおける前記反応器筐体内を流れる流体の流れの上流側の端部で前記触媒ユニットの外周と前記反応器筐体の内周との間を塞ぐ
    触媒反応器。
  2. 前記触媒ユニットは、前記軸方向に延在する四角柱形状を有し、
    前記反応器筐体は、円筒形状を有する
    請求項１に記載の触媒反応器。
  3. 前記触媒ユニットは、前記軸方向と直交する方向に複数並べられて前記反応器筐体内に配置されている
    請求項２に記載の触媒反応器。
  4. 前記触媒ユニットは、前記軸方向と直交する方向に格子状に複数並べられて前記反応器筐体内に配置されている
    請求項３に記載の触媒反応器。
  5. 前記触媒ユニットは、前記触媒を一体的に保持するケーシングを含む
    請求項２乃至４の何れか一項に記載の触媒反応器。
  6. 前記触媒ユニットは、前記触媒を一体的に保持するケーシングを含み、
    前記シールプレートは、複数並べられている前記触媒ユニットのうちの最外周位置の前記触媒ユニットの前記ケーシングと前記反応器筐体とに固定されている
    請求項３又は４に記載の触媒反応器。
  7. 上下方向に配置された前記ケーシングの少なくとも２つが連結されて、前記触媒ユニットの連結体が形成され、
    前記連結体は、上方の端部が前記シールプレートを介して前記反応器筐体に固定され、下方の端部が前記反応器筐体に固定された支持部材によって下方から支持されている
    請求項５又は６に記載の触媒反応器。
  8. 複数の前記連結体が前記上下方向に離間して配置され、
    複数の前記連結体のそれぞれは、前記上方の端部が前記シールプレートを介して前記反応器筐体に固定され、前記下方の端部が前記反応器筐体に固定された支持部材によって下方から支持されている
    請求項７に記載の触媒反応器。
  9. 前記触媒は、隣り合う前記触媒同士が前記四角柱形状における側面同士を対向させた状態で複数並べられて配置され、
    前記ケーシングは、複数並べられて配置された前記複数の触媒の外周を取り囲むように形成されている
    請求項５乃至８の何れか一項に記載の触媒反応器。
  10. 前記触媒は、格子状に複数並べられて配置されている
    請求項９に記載の触媒反応器。
  11. 隣り合って配置される前記触媒同士の間、及び前記触媒と前記ケーシングとの間に配置されるシール部材
    をさらに備える
    請求項９又は１０に記載の触媒反応器。
  12. 前記ケーシングは、前記複数の触媒の外周を取り囲む４つの側壁を有し、前記４つの側壁のうちの第１側壁及び前記第１側壁に連なる第２側壁を構成する第１部材と、前記４つの側壁のうちの第３側壁及び前記第３側壁に連なる第４側壁を構成する第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材とを結合することで、前記複数の触媒の外周を取り囲む
    請求項９乃至１１の何れか一項に記載の触媒反応器。
  13. 前記ケーシングは、前記複数の触媒の外周を取り囲む４つの側壁を有し、前記４つの側壁のうちの第１側壁を構成する第１板部材と、前記４つの側壁のうちの第２側壁を構成する第２板部材と、前記４つの側壁のうちの第３側壁を構成する第３板部材と、前記４つの側壁のうちの第４側壁を構成する第４板部材とを有し、前記第１板部材と前記第２板部材とを結合し、前記第２板部材と前記第３板部材とを結合し、前記第３板部材と前記第４板部材とを結合し、前記第４板部材と前記第１板部材とを結合することで、前記複数の触媒の外周を取り囲む
    請求項９乃至１１の何れか一項に記載の触媒反応器。
  14. 前記第１板部材、前記第２板部材、前記第３板部材、及び、前記第４板部材は、構造及び大きさが同一の板部材である
    請求項１３に記載の触媒反応器。
  15. 前記第１板部材は、前記第２板部材と結合される一端部、及び、前記第４板部材と結合される他端部を有し、
    前記第２板部材は、前記第３板部材と結合される一端部、及び、前記第１板部材と結合される他端部を有し、
    前記第３板部材は、前記第４板部材と結合される一端部、及び、前記第２板部材と結合される他端部を有し、
    前記第４板部材は、前記第１板部材と結合される一端部、及び、前記第３板部材と結合される他端部を有し、
    前記ケーシングは、前記第１板部材の前記一端部と前記第２板部材の前記他端部とを結合し、前記第２板部材の前記一端部と前記第３板部材の前記他端部とを結合し、前記第３板部材の前記一端部と前記第４板部材の前記他端部とを結合し、前記第４板部材の前記一端部と前記第１板部材の前記他端部とを結合することで、前記複数の触媒の外周を取り囲む
    請求項１４に記載の触媒反応器。
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