JPH01122901A - 水素富化ガス製造用改質器の反応管 - Google Patents
水素富化ガス製造用改質器の反応管Info
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- JPH01122901A JPH01122901A JP27834787A JP27834787A JPH01122901A JP H01122901 A JPH01122901 A JP H01122901A JP 27834787 A JP27834787 A JP 27834787A JP 27834787 A JP27834787 A JP 27834787A JP H01122901 A JPH01122901 A JP H01122901A
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- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は炭化水素と水蒸気の混合物から触媒作用により
水素富化ガス(改質ガス)を製造する改質器の反応管に
関する。
水素富化ガス(改質ガス)を製造する改質器の反応管に
関する。
改質器内に配置された、改質触媒が充填された反応管内
において、原料炭化水素と水蒸気の混合物を加熱下に改
質触媒と接触させる改質反応によって水素富化ガスが製
造される。
において、原料炭化水素と水蒸気の混合物を加熱下に改
質触媒と接触させる改質反応によって水素富化ガスが製
造される。
そして改質反応は強い吸熱反応であり、かつ改質に必要
な温度が700〜950℃と高温のために、バーナでの
燃焼で発生する高温燃焼ガスにより反応管を加熱し、こ
の管内を通る原料の改質反応に必要な熱量が与えられる
。
な温度が700〜950℃と高温のために、バーナでの
燃焼で発生する高温燃焼ガスにより反応管を加熱し、こ
の管内を通る原料の改質反応に必要な熱量が与えられる
。
第5図〜第8図に従来の水素富化ガス製造用改質器の反
応管を示す。
応管を示す。
第5図においては反応管1に改質触媒2が充填されてお
り、原料炭化水素と水蒸気との混合物が矢印Aに沿って
供給され、矢印Bに沿って反応管1中を流れ、矢印Cに
沿って排出される。
り、原料炭化水素と水蒸気との混合物が矢印Aに沿って
供給され、矢印Bに沿って反応管1中を流れ、矢印Cに
沿って排出される。
一方、高温燃焼ガスが矢印りに沿って供給され、原料混
合物と向流熱交換される。
合物と向流熱交換される。
しかしながら、高温の改質ガスが流れる反応管の出口部
3が火炎に近い高温燃焼ガスから伝熱されるので、特に
出口部3近傍の反応管表面温度が極めて高温となり、従
って反応管材料として非常に高価な耐熱材料(高ニッケ
ル鋼等)が必要となるので経済的でなく、また反応管表
面温度が高いので反応管の寿命が短くなる欠点があった
。
3が火炎に近い高温燃焼ガスから伝熱されるので、特に
出口部3近傍の反応管表面温度が極めて高温となり、従
って反応管材料として非常に高価な耐熱材料(高ニッケ
ル鋼等)が必要となるので経済的でなく、また反応管表
面温度が高いので反応管の寿命が短くなる欠点があった
。
第6図は、原料混合物の流れA、B、Cと燃焼ガス流り
が並流の場合を示し、火炎に近い高温燃焼ガスと接触す
る反応管入口部4における原料混合物温度は400〜6
00℃と低く、反応管表面温度は低くなる。
が並流の場合を示し、火炎に近い高温燃焼ガスと接触す
る反応管入口部4における原料混合物温度は400〜6
00℃と低く、反応管表面温度は低くなる。
しかし反応管出口部3では、高温の改質ガスに熱を与え
ねばならないので、より高い燃焼ガス温度が必要となり
、このため燃焼により生じた熱を有効に利用できず、熱
効率が悪く、燃焼ガス形成のために多量の燃料を必要と
し、多くの運転経費が必要となる。
ねばならないので、より高い燃焼ガス温度が必要となり
、このため燃焼により生じた熱を有効に利用できず、熱
効率が悪く、燃焼ガス形成のために多量の燃料を必要と
し、多くの運転経費が必要となる。
第7図の反応管1は内部伝熱管5を有し、原料混合物は
矢印A、B、B’に沿って反応管1中を流れ、矢印Cに
沿って排出される。
矢印A、B、B’に沿って反応管1中を流れ、矢印Cに
沿って排出される。
そして、内部伝熱管5によって改質ガスの有する熱量は
、原料混合物と熱交換することによって回収される。
、原料混合物と熱交換することによって回収される。
しかしながら、第5図の場合と同様に原料混合物の流れ
Bと燃焼ガスの流れDは向流となり、反応管表面温度が
高くなる欠点がある。
Bと燃焼ガスの流れDは向流となり、反応管表面温度が
高くなる欠点がある。
第8図は内部伝熱管5によって原料混合物が予熱される
場合を示し、前記第6図の場合と同様に原料混合物と燃
焼ガスは並流となり、熱効率が悪い。
場合を示し、前記第6図の場合と同様に原料混合物と燃
焼ガスは並流となり、熱効率が悪い。
本発明は上記従来の欠点を解消し、熱効率を高め、燃料
使用量を削減し、反応管表面温度の低い水素富化ガス製
造用改質器の反応管を提供すること目的とするものであ
る。
使用量を削減し、反応管表面温度の低い水素富化ガス製
造用改質器の反応管を提供すること目的とするものであ
る。
上記目的を達成する本発明は、水素富化ガス製造用改質
器の反応管において、該反応管を隔壁によって上部反応
帯と下部反応帯に区分し、前記隔壁を貫通して該下部反
応帯中を下方に延びる原料ガス導管と、前記隔壁を貫通
して該上部反応帯中を上方に延びる改質ガス導管をそれ
ぞれ設け、該改質ガス導管を前記反応管外に導き、前記
上部反応帯に原料ガス供給管を設けると共に、前記上部
反応帯、下部反応帯および原料ガス導管に改質触媒を充
填したことを特徴とするものである。
器の反応管において、該反応管を隔壁によって上部反応
帯と下部反応帯に区分し、前記隔壁を貫通して該下部反
応帯中を下方に延びる原料ガス導管と、前記隔壁を貫通
して該上部反応帯中を上方に延びる改質ガス導管をそれ
ぞれ設け、該改質ガス導管を前記反応管外に導き、前記
上部反応帯に原料ガス供給管を設けると共に、前記上部
反応帯、下部反応帯および原料ガス導管に改質触媒を充
填したことを特徴とするものである。
第1図は本発明の反応管の第1実施例を示し、反応管l
は隔壁6によって上部反応帯7と下部反応帯8に区分さ
れている。そして隔壁6を貫通して下部反応帯8中を下
方に延びる原料ガス導管9と、隔壁6を貫通して上部反
応帯7中を上方に延びる改質ガス導管10が設けられ、
改質ガス導管IOは改質ガス排出管12を経て反応管1
外に導かれる。
は隔壁6によって上部反応帯7と下部反応帯8に区分さ
れている。そして隔壁6を貫通して下部反応帯8中を下
方に延びる原料ガス導管9と、隔壁6を貫通して上部反
応帯7中を上方に延びる改質ガス導管10が設けられ、
改質ガス導管IOは改質ガス排出管12を経て反応管1
外に導かれる。
更に、上部反応帯7、下部反応帯8および原料ガス導管
9には夫々、改質触媒が充填されている。
9には夫々、改質触媒が充填されている。
かかる反応管1においては、原料炭化水素と水蒸気との
原料混合物が原料供給管11から矢印Aに沿って供給さ
れ、上部反応帯7において改質触媒と接触しながら矢印
B、Bに沿って流下し、改質反応を開始する。
原料混合物が原料供給管11から矢印Aに沿って供給さ
れ、上部反応帯7において改質触媒と接触しながら矢印
B、Bに沿って流下し、改質反応を開始する。
なお、本発明において使用される改質触媒は特に限定さ
れるものではなく、従来使用されている水素製造用改質
触媒が使用される。
れるものではなく、従来使用されている水素製造用改質
触媒が使用される。
また原料炭化水素としても、従来用いられている天然ガ
ス、プロパン、ブタンおよびナフサなどが用いられる。
ス、プロパン、ブタンおよびナフサなどが用いられる。
上部反応帯7における改質反応に必要な熱量は、比較的
低温な燃焼ガスの流れDI、DI と向流熱交換するこ
とにより供給される。
低温な燃焼ガスの流れDI、DI と向流熱交換するこ
とにより供給される。
上部反応帯7を流下した原料混合物は、隔壁6によって
流下がさまたげられ、原料ガス導管9中を矢印B1に沿
って流下し、反応管1の底部から反転して反応管1の管
壁側を矢印B2゜B2に沿って上昇する。
流下がさまたげられ、原料ガス導管9中を矢印B1に沿
って流下し、反応管1の底部から反転して反応管1の管
壁側を矢印B2゜B2に沿って上昇する。
そして、原料ガス導管9中における改質反応に必要な熱
量は、高温の燃焼ガスの流れD2゜D2と並流するB2
.B2の流れと熱交換することにより供給される。
量は、高温の燃焼ガスの流れD2゜D2と並流するB2
.B2の流れと熱交換することにより供給される。
改質反応は流れB2.B2の隔壁6近傍においてほぼ終
了し、この高温の改質ガスの流れB2+82は、隔壁6
において集められ、改質ガス導管10中を矢印B3に沿
って上昇する間に、原料混合物の流れB、Bと熱交換に
より熱を与え、温度低下しながら反応管外に排出される
。
了し、この高温の改質ガスの流れB2+82は、隔壁6
において集められ、改質ガス導管10中を矢印B3に沿
って上昇する間に、原料混合物の流れB、Bと熱交換に
より熱を与え、温度低下しながら反応管外に排出される
。
なお、上部反応帯7における改質触媒層温度は通常、4
00〜700℃、原料ガス導管9中における触媒層温度
は500〜800℃、原料ガス導管9をとり巻く触媒層
の温度は600〜950℃、である。
00〜700℃、原料ガス導管9中における触媒層温度
は500〜800℃、原料ガス導管9をとり巻く触媒層
の温度は600〜950℃、である。
第2図Aおよび第2図Bは本発明の第2実施例を示し、
改質ガス導管が10+ 、102と2本設けられている
点のみが第1実施例と異なっている。
改質ガス導管が10+ 、102と2本設けられている
点のみが第1実施例と異なっている。
第3図は本発明の第3実施例を示し、改質ガス導管が1
0+ 、 102 、103および104と四本設けら
れている。
0+ 、 102 、103および104と四本設けら
れている。
かかる本発明の反応管1は、第4図に示すように、バー
ナ13を有する加熱炉14に設置されて改質器15が構
成される。
ナ13を有する加熱炉14に設置されて改質器15が構
成される。
なお、燃焼ガスは燃焼ガス排出口16から排出される。
以上述べたように本発明によれば、−本の反応管内に向
流と並流を合せ持っている。すなわち原料ガスの流れB
と向流する燃焼ガスの流れD!、およびB2と並流する
D2である。
流と並流を合せ持っている。すなわち原料ガスの流れB
と向流する燃焼ガスの流れD!、およびB2と並流する
D2である。
従って、火炎に近い高温の燃焼ガスの流れD2によって
伝熱される部分は、比較的低温の、すなわち改質反応が
終了する以前のガス流B2であるため反応管表面温度を
低くすることができ、従来のように反応管材料に高価な
耐熱材料を必要とすることがなくなる。
伝熱される部分は、比較的低温の、すなわち改質反応が
終了する以前のガス流B2であるため反応管表面温度を
低くすることができ、従来のように反応管材料に高価な
耐熱材料を必要とすることがなくなる。
低温の燃焼ガスD1は、低温の原料ガスBに伝熱すれば
良いので、熱を有効に利用することができ、高い熱効率
を得ることができる。
良いので、熱を有効に利用することができ、高い熱効率
を得ることができる。
更に、上部反応帯中に改質ガス導管を設けたので、改質
反応を終えた改質ガスの持つ高い保有熱量を原料ガスと
熱交換することによって原料ガスへ与えることができる
ので、燃焼ガスから原料ガスに与える熱を少なくするこ
とができ、従って燃焼ガス形成に要する燃料量を減少さ
せることができる。
反応を終えた改質ガスの持つ高い保有熱量を原料ガスと
熱交換することによって原料ガスへ与えることができる
ので、燃焼ガスから原料ガスに与える熱を少なくするこ
とができ、従って燃焼ガス形成に要する燃料量を減少さ
せることができる。
また、反応管から排出される改質ガスの温度が原料ガス
との熱交換によって低下するので、改質ガス排出管12
から他の設備(図示せず)に至る連絡管をあまり高価な
耐熱材料を使わずにすみ経済的である。
との熱交換によって低下するので、改質ガス排出管12
から他の設備(図示せず)に至る連絡管をあまり高価な
耐熱材料を使わずにすみ経済的である。
つまり本発明の反応管は、第5図に示した従来の反応管
が有する燃焼ガス温度の有効利用と、第6図の反応管が
有する反応管材料のグレード・ダウンおよび第7図の反
応管が持つ高い熱回収効率という各々の特徴を兼ね備え
た反応管と云うことができる。
が有する燃焼ガス温度の有効利用と、第6図の反応管が
有する反応管材料のグレード・ダウンおよび第7図の反
応管が持つ高い熱回収効率という各々の特徴を兼ね備え
た反応管と云うことができる。
第1図は本発明の反応管の第1実施例を示す縦断面概要
図、第2図Aは第2実施例を示す縦断面概要図、第2図
BはそのX−X矢印横断面概要部、第3図は第3実施例
を示す横断面概要図、第4図は本発明の反応管を設けた
改質器の縦断面概要図、第5図、第6図、第7図および
第8図は従来の反応管の縦断面概要図である。 1・・・反応管、6・・・隔壁、7・・・上部反応帯、
8・・・下部反応帯、9・・・原料ガス導管、10・・
・改質ガス導管。 代理人 弁理士 小 川 信 −
図、第2図Aは第2実施例を示す縦断面概要図、第2図
BはそのX−X矢印横断面概要部、第3図は第3実施例
を示す横断面概要図、第4図は本発明の反応管を設けた
改質器の縦断面概要図、第5図、第6図、第7図および
第8図は従来の反応管の縦断面概要図である。 1・・・反応管、6・・・隔壁、7・・・上部反応帯、
8・・・下部反応帯、9・・・原料ガス導管、10・・
・改質ガス導管。 代理人 弁理士 小 川 信 −
Claims (1)
- 水素富化ガス製造用改質器の反応管において、該反応管
を隔壁によって上部反応帯と下部反応帯に区分し、前記
隔壁を貫通して該下部反応帯中を下方に延びる原料ガス
導管と、前記隔壁を貫通して該上部反応帯中を上方に延
びる改質ガス導管をそれぞれ設け、該改質ガス導管を前
記反応管外に導き、前記上部反応帯に原料ガス供給管を
設けると共に、前記上部反応帯、下部反応帯および原料
ガス導管に改質触媒を充填したことを特徴とする水素富
化ガス製造用改質器の反応管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27834787A JPH01122901A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | 水素富化ガス製造用改質器の反応管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27834787A JPH01122901A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | 水素富化ガス製造用改質器の反応管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01122901A true JPH01122901A (ja) | 1989-05-16 |
JPH0519481B2 JPH0519481B2 (ja) | 1993-03-16 |
Family
ID=17596067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27834787A Granted JPH01122901A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | 水素富化ガス製造用改質器の反応管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01122901A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5025561A (en) * | 1989-05-08 | 1991-06-25 | Sugihara Trading Co., Ltd. | Guide bar for a chain saw |
US8690972B2 (en) * | 2004-07-12 | 2014-04-08 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Hydrogen production system and reforming apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61222904A (ja) * | 1985-03-21 | 1986-10-03 | イーピーアールアイ エレクトリック パワー リサーチ インスティチュート インコーポレイティッド | 熱交換改質方法及び反応器 |
JPS625091A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-12 | Jgc Corp | 2重管式伝熱管 |
-
1987
- 1987-11-05 JP JP27834787A patent/JPH01122901A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61222904A (ja) * | 1985-03-21 | 1986-10-03 | イーピーアールアイ エレクトリック パワー リサーチ インスティチュート インコーポレイティッド | 熱交換改質方法及び反応器 |
JPS625091A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-12 | Jgc Corp | 2重管式伝熱管 |
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---|---|---|---|---|
US5025561A (en) * | 1989-05-08 | 1991-06-25 | Sugihara Trading Co., Ltd. | Guide bar for a chain saw |
US8690972B2 (en) * | 2004-07-12 | 2014-04-08 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Hydrogen production system and reforming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0519481B2 (ja) | 1993-03-16 |
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