JP5129511B2 - 浸炭用雰囲気ガス発生装置および方法 - Google Patents
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Description
反応器で得られた水素ガスと一酸化炭素を主体とした変成ガスを浸炭炉に導入するようにしたことを要旨とする。
得られた水素ガスと一酸化炭素を主体とした変成ガスを浸炭炉に導入することを要旨とする。
このように、原料として空気ではなく酸素系ガスを用いることからカーボンポテンシャルの高い浸炭用雰囲気ガスを得ることができる。また、原料として水蒸気を用いることから、炭化水素ガスと酸素だけを原料とする装置に比べて爆発限界を下げることができて安全性が大幅に向上する。しかも、酸素を2系統の導入路から導入する装置に比べて反応器の構造自体も簡素化するうえ、酸素濃度バラツキに起因する煤の発生や触媒の劣化も大幅に減少する。さらに、原料ガスのコストも安くて済み、低コストで安全にカーボンポテンシャルの高い浸炭ガスを発生させることができる。また、H2リッチな雰囲気ガスを得ることができ、浸炭処理工程でのスーチングを抑制することができる。
O2/C=[O2]/(1×[CH4])=0.3〜0.5・・・(1)
H2O/C=[H2O]/(1×[CH4])≦0.3・・・(2)
[O2]:O2のモル数
[CH4]:CH4のモル数
[H2O]:H2Oのモル数
O2/C=[O2]/(3×[C3H8])=0.3〜0.5・・・(3)
H2O/C=[H2O]/(3×[C3H8])≦0.3・・・(4)
[O2]:O2のモル数
[C3H8]:C3H8のモル数
[H2O]:H2Oのモル数
CH4+2O2→4CO+8H2 (1)
CH4+2O2→CO2+2H2O (2)
CH4+CO2→2CO+2H2 (3)
2CH4+2H2O→2CO+6H2 (4)
2:ガスボンベ
3:脱硫器
4:流量調節器
5:炭化水素予熱ヒータ
6:炭化水素供給路
7:酸素ボンベ
8:流量調節器
9:酸素供給路
10:ポンプ
11:流量調節器
12:スチームヒータ
13:水蒸気供給路
14:混合ガス流路
15:原料ガス供給路
16:予熱ヒータ
17:流量制御機
18:温度制御機
19:始動ヒータ
20:冷却器
21:気液分離器
30:浸炭用雰囲気ガス発生装置
31:雰囲気炉
32:外殻
33:ヒータ
34:内容器
35:ガス導入管
36:排気管
37:モータ
38:ファン
40:被処理物
41:かご
43:真空ポンプ
44:排ガス処理装置
46:ボンベ
47:流量計
48:バルブ
50:ガス浸炭装置
Claims (8)
- 炭化水素系ガスと酸素系ガスと水蒸気が原料ガスとして導入され、上記原料ガスを触媒と接触反応させて炭化水素系ガスの燃焼反応および変成反応を生じさせることにより水素ガスと一酸化炭素を主体とした変成ガスを発生させる反応器を備え、
反応器で得られた水素ガスと一酸化炭素を主体とした変成ガスを浸炭炉に導入するようにしたことを特徴とする浸炭用雰囲気ガス発生装置。 - 上記原料ガスを、あらかじめ炭化水素ガスと水蒸気を混合しておき、そこに酸素系ガスを合流させて反応器に導入するよう構成されている請求項1記載の浸炭用雰囲気ガス発生装置。
- 上記原料ガスを、あらかじめ酸素系ガスと水蒸気を混合しておき、そこに炭化水素系ガスを合流させて反応器に導入するよう構成されている請求項1記載の浸炭用雰囲気ガス発生装置。
- 上記原料ガスが、酸素系ガス中のO2と炭化水素系ガス中のCとのモル比がO2/Cで0.3以上0.5以下となり、水蒸気中のH2Oと炭化水素系ガス中のCとのモル比がH2O/Cで0.3以下となるよう、炭化水素系ガスと酸素系ガスと水蒸気の混合比が設定されるよう構成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の浸炭用雰囲気ガス発生装置。
- 上記原料ガスの供給量を、炭化水素系ガスの供給量の変動に応じて酸素系ガスおよび水の供給量を自動的に変動させるよう制御する請求項4記載の浸炭用雰囲気ガス発生装置。
- 上記反応器は、Rh修飾(Ni−CeO2)−Pt触媒を使用することにより、炭化水素系ガスの燃焼反応と変成反応とを同じ反応領域内で同時に行なうようになっている請求項1〜5のいずれか一項に記載の浸炭用雰囲気ガス発生装置。
- 反応器に導入する原料ガスを予熱する予熱ヒータを備え、上記予熱ヒータを上記原料ガスの反応器への供給温度が300〜450℃になるよう制御する請求項1〜6のいずれか一項に記載の浸炭用雰囲気ガス発生装置。
- 炭化水素系ガスと酸素系ガスと水蒸気を原料とし、触媒と接触反応させて炭化水素系ガスの燃焼反応および変成反応を生じさせることにより、水素ガスと一酸化炭素を主体とした変成ガスを発生させ、
得られた水素ガスと一酸化炭素を主体とした変成ガスを浸炭炉に導入することを特徴とする浸炭用雰囲気ガス発生方法。
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