JP6776548B2 - 触媒反応装置 - Google Patents
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Description
〔第1実施形態〕
第1実施形態に係る触媒反応装置Aは、図1(a)に示すように、反応器本体1と冷媒供給装置2(媒体供給装置)とを備える。詳細については後述するが、反応器本体1は、原料ガスを触媒の存在下で化学反応(メタネーション反応)させることによりメタン含有ガス(目的ガス)を生成する装置である。この反応器本体1は、反応空間に触媒(メタネーション触媒)が充填された反応場を備え、冷媒供給装置2から温度調節媒体として供給される冷媒によって上記反応場が冷却される。
CO+3H2=CH4+H2O+206(kJ/mol)
反応管1a内の反応場(触媒充填領域)では、反応管1aの流入口(上端)から順次連続的に供給される原料ガスが触媒1bの作用に基づくメタネーション反応によってメタン含有ガス(目的ガス)に変換され、反応管1aの流出口から排気される。このようなメタネーション反応は、上述したように発熱反応であり、よって触媒1bの各部位が熱を放出する。
次に、第2実施形態に係る触媒反応装置Bについて説明する。この触媒反応装置Bは、図1(a)に示すように第1実施形態に係る触媒反応装置Aと同様な全体構成を備えるが、第1実施形態の反応器本体1に代えて、図3(a)、(b)に示す反応器本体1Bを備えるものである。
(1)上記各実施形態では、原料ガスからメタン含有ガス(目的ガス)を生成する発熱反応(メタネーション反応)について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、メタネーション反応以外の種々の発熱反応あるいは種々の吸熱反応に適用可能である。なお、吸熱反応に本発明を適用する場合には、反応場の温度よりも加熱された熱媒を媒体供給装置から反応器本体に温度調節媒体として供給する。
また上記第2実施形態では、内側区分流路Riに流れる冷媒と外側区分流路Roに流れる冷媒の流れ方向を同一としたが、本発明はこれに限定されない。内側区分流路Riに流れる冷媒と外側区分流路Roに流れる冷媒の流れ方向を逆向きとしてもよい。
1、1A、1B、1C 反応器本体
1a 反応管
1b、11e 触媒
1c 冷却管
1d1〜1d5 仕切板
2、2A 冷媒供給装置(媒体供給装置)
2a 第1の冷却器
2b 第2の冷却器
2c 第3の冷却器
2d 第4の冷却器
2e 第5の冷却器
Rg 反応流路
Rm 媒体流路
R1〜R6 区分流路
11a 内管
11b 中管
11c 外管
11d 平板
11f 補助管
Claims (4)
- 触媒を用いて原料ガスから目的ガスを生成する触媒反応装置であり、
前記触媒が設けられると共に前記原料ガスが流通する反応流路と、
該反応流路の周囲に設けられ、前記触媒の雰囲気温度を等温雰囲気に設定するための温度調節媒体が流通する媒体流路と、
該媒体流路に前記温度調節媒体を供給する媒体供給装置と、を備え、
前記媒体流路は、複数の区分流路に分割されており、
前記媒体供給装置は、複数の前記区分流路に対して前記温度調節媒体を個別に供給し、
前記反応流路は、内管、中管及び外管から成る三重管において前記内管と前記中管で挟まれた直管状の流路であり、
複数の前記区分流路は、前記内管内及び前記中管と前記外管で挟まれた空間に設けられ、直管状の前記反応流路に交差すると共に当該反応流路の軸線方向に隣接することを特徴とする触媒反応装置。 - 複数の前記区分流路は、前記反応流路の軸線方向における幅が異なることを特徴とする請求項1記載の触媒反応装置。
- 前記媒体供給装置は、複数の前記区分流路に対して流量が異なる前記温度調節媒体を供給することを特徴とする請求項1または2に記載の触媒反応装置。
- 前記媒体供給装置は、複数の前記区分流路に対して温度が異なる前記温度調節媒体を供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の触媒反応装置。
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