JPH03137002A - 都市ガス製造方法及び装置 - Google Patents
都市ガス製造方法及び装置Info
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- JPH03137002A JPH03137002A JP27249689A JP27249689A JPH03137002A JP H03137002 A JPH03137002 A JP H03137002A JP 27249689 A JP27249689 A JP 27249689A JP 27249689 A JP27249689 A JP 27249689A JP H03137002 A JPH03137002 A JP H03137002A
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Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し産業上の利用分野〕
本発明は、都市ガス製造方法及びその装置に関するもの
である。
である。
[従来の技術]
都市ガス、中でも石油系炭化水素を原料としてそれを水
蒸気改質したガス(必要に応じて、−酸化炭素変成、増
熱等も行なわれる)を用いるものは、次のような理由か
ら、空気による希釈が行われている。
蒸気改質したガス(必要に応じて、−酸化炭素変成、増
熱等も行なわれる)を用いるものは、次のような理由か
ら、空気による希釈が行われている。
まず第1の理由は、改質炉からの製造ガスは、カロリー
が低いため供給ガスのカロリー(発熱量)に調整する必
要があり、それをブタン等で増熱するだけでは、ガス化
効率(供給ガスの総カロリー/原料・燃料の総カロリー
)が低いため、改質の熱量が不要な(つまり分解する必
要のない)ブタン等を多量に導入して、それを再度希釈
しガス化効率の向上を図るためである。
が低いため供給ガスのカロリー(発熱量)に調整する必
要があり、それをブタン等で増熱するだけでは、ガス化
効率(供給ガスの総カロリー/原料・燃料の総カロリー
)が低いため、改質の熱量が不要な(つまり分解する必
要のない)ブタン等を多量に導入して、それを再度希釈
しガス化効率の向上を図るためである。
また、都市ガスは、そのカロリーを一定に保たなければ
ならない。これは、ガス器具での燃焼の安全性、ガス料
金の算定等に必須であるためである。カロリーを一定に
保つ方法としては、ブタン等のように、小量の添加で大
きくカロリーが変動するものを使用するよりも、所定の
カロリーより−旦高くして空気で希釈する方法が制御的
に容易である。
ならない。これは、ガス器具での燃焼の安全性、ガス料
金の算定等に必須であるためである。カロリーを一定に
保つ方法としては、ブタン等のように、小量の添加で大
きくカロリーが変動するものを使用するよりも、所定の
カロリーより−旦高くして空気で希釈する方法が制御的
に容易である。
このような理由から、石油系炭化水素を水蒸気改質した
ガスを用いるガス事業所では、必ず空気による希釈を行
なっている。
ガスを用いるガス事業所では、必ず空気による希釈を行
なっている。
[発明が解決しようとする課題]
以上のように、製造ガスを空気によって希釈すると、必
然的に酸素が混入することとなる。これについては、次
のような問題点がある。
然的に酸素が混入することとなる。これについては、次
のような問題点がある。
酸素を含有する可燃性ガスを圧縮することは、危険であ
るため、10に+r/−以上のガスが対象となる高圧ガ
ス取締法では、4%以上の酸素を含有する可燃性ガスは
圧縮してはならないこととされている。従って、都市ガ
スを高圧供給する場合(需要の増大に従って、設備の能
力の問題から必然的に高圧化する)、最終供給ガスの酸
素濃度を4%未満にしなければならない。また、中圧(
1kg/d以上10kg/cri未満)であっても、安
全性の問題から、酸素濃度は4%以下が望ましいことは
いうまでもない。
るため、10に+r/−以上のガスが対象となる高圧ガ
ス取締法では、4%以上の酸素を含有する可燃性ガスは
圧縮してはならないこととされている。従って、都市ガ
スを高圧供給する場合(需要の増大に従って、設備の能
力の問題から必然的に高圧化する)、最終供給ガスの酸
素濃度を4%未満にしなければならない。また、中圧(
1kg/d以上10kg/cri未満)であっても、安
全性の問題から、酸素濃度は4%以下が望ましいことは
いうまでもない。
また、可燃性ガス中に酸素を混ぜることとなり圧縮しな
い場合でも、危険性が増すことは疑いない。勿論、爆発
限界には入っていないことは当然であるが、このような
ガスが漏洩した場合、大気と混合して早く爆発限界に入
ることは間違いない。
い場合でも、危険性が増すことは疑いない。勿論、爆発
限界には入っていないことは当然であるが、このような
ガスが漏洩した場合、大気と混合して早く爆発限界に入
ることは間違いない。
つまり、可燃性ガスにはできるだけ酸素を混入しないこ
とが危険性の回避から望まれることである。
とが危険性の回避から望まれることである。
さらに、酸素を含有するガスが通過する導管、ガスホル
ダー等の工作物は酸素濃度に従って腐蝕が進行しやすい
。
ダー等の工作物は酸素濃度に従って腐蝕が進行しやすい
。
しかしながら、前記した如く、ガスの希釈は、ガス料金
の問題(ガス化効率の向上によるコストダウン)や制御
の容易性(即ち、品質の一定性)等から、必須のもので
ある。
の問題(ガス化効率の向上によるコストダウン)や制御
の容易性(即ち、品質の一定性)等から、必須のもので
ある。
また、ガス化効率を向上させるためには、前記した熱量
調整用のブタン等をできる限り多量に導入することが好
ましい。しかし、都市ガスは、その燃焼器具とガスの性
状が合致していないと危険である。よって、ガス事業者
は、ガス事業法で定められている燃焼範囲(13A、5
0等)内の性状を有するガスを供給しなければならない
。換言すると、この燃焼範囲内であれば、できるだけ多
量のブタン等を導入すればよいのである。しかしながら
、燃焼範囲の点からは、まだ導入できるにもかかわらず
、酸素濃度の点から導入ができない場合があるのである
。
調整用のブタン等をできる限り多量に導入することが好
ましい。しかし、都市ガスは、その燃焼器具とガスの性
状が合致していないと危険である。よって、ガス事業者
は、ガス事業法で定められている燃焼範囲(13A、5
0等)内の性状を有するガスを供給しなければならない
。換言すると、この燃焼範囲内であれば、できるだけ多
量のブタン等を導入すればよいのである。しかしながら
、燃焼範囲の点からは、まだ導入できるにもかかわらず
、酸素濃度の点から導入ができない場合があるのである
。
よって、本業界では、以上のような問題がなく通常の空
気希釈と同等以上のガス化効率等が期待できる製造方法
が要望されていた。
気希釈と同等以上のガス化効率等が期待できる製造方法
が要望されていた。
[課題を解決するための手段]
以上のような現状に鑑み、本発明者等は鋭意研究の結果
、本発明方法及び装置を完成させたものであり、その特
徴とするところは、方法においては、低圧サイクリック
式都市ガス製造方法において、メーク期に、炉内に設け
たバイロー/ トバーナ−以外(71メークバーナーで
燃料を燃焼させる点にあり、装置においては、低圧サイ
クリック式の都市ガス製造装置において、メーク期に燃
焼可能なメークバーナーを反応炉内にパイロットバーナ
ーとは別個に設けた点にある。
、本発明方法及び装置を完成させたものであり、その特
徴とするところは、方法においては、低圧サイクリック
式都市ガス製造方法において、メーク期に、炉内に設け
たバイロー/ トバーナ−以外(71メークバーナーで
燃料を燃焼させる点にあり、装置においては、低圧サイ
クリック式の都市ガス製造装置において、メーク期に燃
焼可能なメークバーナーを反応炉内にパイロットバーナ
ーとは別個に設けた点にある。
低圧サイクリック式都市ガス製造方法とは、ガスの製造
工程とその製造反応のための熱量を付与する加熱工程と
を交互(サイクリック)に行なう方式の製造方法である
。
工程とその製造反応のための熱量を付与する加熱工程と
を交互(サイクリック)に行なう方式の製造方法である
。
石油系炭化水素を水蒸気改質して、水素、−酸化炭素、
二酸化炭素等を含む都市ガスを製造する場合、その水蒸
気改質反応は吸熱反応であるためそれに要する熱量を与
える必要がある。これを、一定期間改質反応させて、反
応炉内の触媒層が一定以下の温度になると、製造を中止
して、炉内に燃料と空気を導入して燃焼反応させ、触媒
層を一定以上の温度に上げる。そして、燃焼を中止して
再度原料と水蒸気を導入して製造を開始するのである。
二酸化炭素等を含む都市ガスを製造する場合、その水蒸
気改質反応は吸熱反応であるためそれに要する熱量を与
える必要がある。これを、一定期間改質反応させて、反
応炉内の触媒層が一定以下の温度になると、製造を中止
して、炉内に燃料と空気を導入して燃焼反応させ、触媒
層を一定以上の温度に上げる。そして、燃焼を中止して
再度原料と水蒸気を導入して製造を開始するのである。
これが、サイクリック方式の原理である。
低圧式とは、反応工程が低圧で行なわれるものをいい、
製造系全体が1kg10jG以下のものをいう。
製造系全体が1kg10jG以下のものをいう。
メーク期とは、前記した製造工程の期間であり通常は、
数十秒から3分程度である。
数十秒から3分程度である。
炉とは、反応炉であり、水蒸気改質反応が起こる装置で
ある。
ある。
パイロットバーナーとは、ヒート期(加熱期)にヒート
バーナーに点火するための着火源であり装置稼働中は燃
焼し続けているものである。勿論いわゆる種火であるの
で、その燃焼量は非常に小さいものである。燃料は、製
造ガスが主として使用されている。
バーナーに点火するための着火源であり装置稼働中は燃
焼し続けているものである。勿論いわゆる種火であるの
で、その燃焼量は非常に小さいものである。燃料は、製
造ガスが主として使用されている。
メークバーナーとは、パイロットバーナーとは別個に炉
内に設けたバーナーであり、メーク期においても燃焼で
きるものをいう。メーク期においては、通常はパイロッ
トバーナーのみが燃焼し、その他においてはまったく燃
焼反応は生じていない。これは、燃焼用の酸素がないた
めである。本発明では、パイロットバーナー以外にメー
クバーナーを設けて、そのバーナーに酸素及び燃料を供
給して、炉内で燃焼させるのである。燃焼は、メーク期
だけでもよいが、パージ期(スチームで残存ガスをパー
ジする工程)やヒート期においても燃焼していてもよい
。このメークバーナーの燃料は、LPG−¥’製品部市
ガスでよく、特に限定はしない。
内に設けたバーナーであり、メーク期においても燃焼で
きるものをいう。メーク期においては、通常はパイロッ
トバーナーのみが燃焼し、その他においてはまったく燃
焼反応は生じていない。これは、燃焼用の酸素がないた
めである。本発明では、パイロットバーナー以外にメー
クバーナーを設けて、そのバーナーに酸素及び燃料を供
給して、炉内で燃焼させるのである。燃焼は、メーク期
だけでもよいが、パージ期(スチームで残存ガスをパー
ジする工程)やヒート期においても燃焼していてもよい
。このメークバーナーの燃料は、LPG−¥’製品部市
ガスでよく、特に限定はしない。
メークバーナーの取り付は位置は、炉内であればどこで
もよいが、サイクリック式に点火と消火を繰り返す場合
には、パイロットバーナーから容易に点火される位置が
よい。メークバーナーの本数は、通常1本であるが、2
本又はそれ以上であってもよい。複数設けると、炉内が
より均一化されるため好ましい。
もよいが、サイクリック式に点火と消火を繰り返す場合
には、パイロットバーナーから容易に点火される位置が
よい。メークバーナーの本数は、通常1本であるが、2
本又はそれ以上であってもよい。複数設けると、炉内が
より均一化されるため好ましい。
このバーナーでの燃焼用空気は、バーナーの手前で燃料
と混合するのがよい。
と混合するのがよい。
メークバーナーでの燃焼排ガスは、すべて炉内において
製造ガスと混合され、通常の製造ガスよりカロリーの低
いものとなる。よって、結果的に前記した増熱ブタンが
多量に導入でき、希釈用の空気が軽減でき、酸素濃度が
低くなるのである。
製造ガスと混合され、通常の製造ガスよりカロリーの低
いものとなる。よって、結果的に前記した増熱ブタンが
多量に導入でき、希釈用の空気が軽減でき、酸素濃度が
低くなるのである。
本発明においては、反応炉以外については、まった〈従
来のサイクリック式都市ガス製造設備と同様でよく、そ
のため既存の設備の改良も簡単で反応炉にバーナーを1
本(又は複数本)設けるだけでよい。
来のサイクリック式都市ガス製造設備と同様でよく、そ
のため既存の設備の改良も簡単で反応炉にバーナーを1
本(又は複数本)設けるだけでよい。
このバーナーの燃焼量(即ちバーナーの容量)は、特に
限定するものではなく、燃焼排ガスを混入しようとする
量で決まるものであるが、通常、ヒートバーナーの5%
〜40%程度がよい。5%以下では効果がほとんどなく
、40%以上では製造ガス比重が大きくなりすぎるため
である。
限定するものではなく、燃焼排ガスを混入しようとする
量で決まるものであるが、通常、ヒートバーナーの5%
〜40%程度がよい。5%以下では効果がほとんどなく
、40%以上では製造ガス比重が大きくなりすぎるため
である。
また、原料(メークブタン等)とメークバーナー用燃料
との比率としては、100:5〜20程度となる。
との比率としては、100:5〜20程度となる。
表−1
[実施例]
次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて、より詳細
に説明する。
に説明する。
第1図は、サイクリック式の都市ガス製造装置の反応炉
1を示す。触媒層2の上部で、パイロットバーナー3と
炎の位置が合うように、メークバーナー4が設けられて
いる。このメークバーナー表−2 表−3 用の燃焼空気は、バーナーの根本で既に混合されている
。この図から、明らかなように、メーク/N/−ナーの
存在以外は、通常のサイクリック式都市ガス製造装置の
反応炉と同様である。よって、既存の反応炉から容易に
改造できる。
1を示す。触媒層2の上部で、パイロットバーナー3と
炎の位置が合うように、メークバーナー4が設けられて
いる。このメークバーナー表−2 表−3 用の燃焼空気は、バーナーの根本で既に混合されている
。この図から、明らかなように、メーク/N/−ナーの
存在以外は、通常のサイクリック式都市ガス製造装置の
反応炉と同様である。よって、既存の反応炉から容易に
改造できる。
次にこの反応炉を用いて、ガスを製造した時の各部の性
状について説明する。
状について説明する。
表−1の元ガスは、メークバーナーを使用しない場合の
改質ガスの組成であり、通常のサイクリック方式の製造
ガスである。製造条件は、通常のサイクリック方式と同
じであるが、原料は、ブタンであり(熱量調整用のブタ
ンと同じ)、特別な条件ではなく、ごく普通の運転条件
である。表中の数値は、成分ガスの容量%(ドライベー
ス)である。
改質ガスの組成であり、通常のサイクリック方式の製造
ガスである。製造条件は、通常のサイクリック方式と同
じであるが、原料は、ブタンであり(熱量調整用のブタ
ンと同じ)、特別な条件ではなく、ごく普通の運転条件
である。表中の数値は、成分ガスの容量%(ドライベー
ス)である。
排ガスは、メークバーナーの燃焼排ガスであり完全燃焼
しているものとする。
しているものとする。
例−1から例−4のガスは、夫々メーク期にメークバー
ナーによって燃焼させた場合の反応炉出側のガスである
。例−1から順に、原料ブタン1に対して、メークバー
ナー用燃料ブタンが、0.050.10.0.15.0
.20の割合で導入したものである。
ナーによって燃焼させた場合の反応炉出側のガスである
。例−1から順に、原料ブタン1に対して、メークバー
ナー用燃料ブタンが、0.050.10.0.15.0
.20の割合で導入したものである。
表−2は、上記の夫々のガスを、変成率60%でCO変
成したガスの組成を示す。例−11は例−1、例−21
は例−2、例−31は例−3、例−41は例−4に夫々
対応する。また、比較例は、元ガスを変成したガスであ
る。
成したガスの組成を示す。例−11は例−1、例−21
は例−2、例−31は例−3、例−41は例−4に夫々
対応する。また、比較例は、元ガスを変成したガスであ
る。
表−3は、変成後のガスを、増熱比65%で熱量調整し
た場合の組成を示す。調整カロリーは、5000Kca
I / Nm 3であり、燃焼範囲としては6C(7
)領域のものである。最終の希釈は空気で行ない、増熱
用のブタンの組成は、プロパンが2.9%、ブタンが9
7.1%のものを使用した。また、空気の組成は、酸素
21%、窒素79%として計算した。
た場合の組成を示す。調整カロリーは、5000Kca
I / Nm 3であり、燃焼範囲としては6C(7
)領域のものである。最終の希釈は空気で行ない、増熱
用のブタンの組成は、プロパンが2.9%、ブタンが9
7.1%のものを使用した。また、空気の組成は、酸素
21%、窒素79%として計算した。
表−3から分かるように、比較例と同様の増熱比であっ
ても、酸素濃度が低い。このことは、危険性等の上記し
た欠点を解消するものである。特に、例−3、例−4で
は、3%以下となっており高圧への圧縮も可能となって
いる。
ても、酸素濃度が低い。このことは、危険性等の上記し
た欠点を解消するものである。特に、例−3、例−4で
は、3%以下となっており高圧への圧縮も可能となって
いる。
また、逆に燃焼性、酸素濃度が許す限り増熱比が増加で
きることとなり、ガス化効率の向上が図れる。
きることとなり、ガス化効率の向上が図れる。
「発明の効果」
本発明製造方法によると、反応炉出側の製造ガスが、カ
ロリーの低い、すでに熱量調整時の希釈を予め行なった
ような性状となっている。このことは、酸素を含有しな
い気体で希釈していることとなり、熱量調整時の空気の
混入量を低減し、最終供給ガスの酸素濃度の低減になる
。
ロリーの低い、すでに熱量調整時の希釈を予め行なった
ような性状となっている。このことは、酸素を含有しな
い気体で希釈していることとなり、熱量調整時の空気の
混入量を低減し、最終供給ガスの酸素濃度の低減になる
。
また、反応炉内ではなく、下流の熱量調整工程において
、空気に代えて燃焼排ガスで希釈する方法と比較して、
炉内で燃焼させているため、はとんど熱量の損失はない
。
、空気に代えて燃焼排ガスで希釈する方法と比較して、
炉内で燃焼させているため、はとんど熱量の損失はない
。
更に、サイクリック式の製造装置で、種々の燃焼性のガ
スが製造できることとなる。即ち、炉内での排ガスの量
を増加させることによって、製造ガス比重が大きくなり
、燃焼性で言うと、Bのガスに近づくこととなるのであ
る。
スが製造できることとなる。即ち、炉内での排ガスの量
を増加させることによって、製造ガス比重が大きくなり
、燃焼性で言うと、Bのガスに近づくこととなるのであ
る。
第1図は、本発明装置の1例を示す概略断面図である。
・・・反応炉
・・・触媒層
・・・パイロットバーナー
・・・メークバーナー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、低圧サイクリック式都市ガス製造方法において、メ
ーク期に、炉内に設けたパイロットバーナー以外ノメー
クバーナーで燃料を燃焼させることを特徴とする都市ガ
ス製造方法。 2、低圧サイクリック式の都市ガス製造装置において、
メーク期に燃焼可能なメークバーナーを、反応炉内にパ
イロットバーナーとは別個に設けたことを特徴とする都
市ガス製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27249689A JPH03137002A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 都市ガス製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27249689A JPH03137002A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 都市ガス製造方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03137002A true JPH03137002A (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=17514724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27249689A Pending JPH03137002A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 都市ガス製造方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03137002A (ja) |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP27249689A patent/JPH03137002A/ja active Pending
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