JPH0798948B2 - 水素含有ガスの製造方法および装置 - Google Patents
水素含有ガスの製造方法および装置Info
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- JPH0798948B2 JPH0798948B2 JP23729486A JP23729486A JPH0798948B2 JP H0798948 B2 JPH0798948 B2 JP H0798948B2 JP 23729486 A JP23729486 A JP 23729486A JP 23729486 A JP23729486 A JP 23729486A JP H0798948 B2 JPH0798948 B2 JP H0798948B2
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/12—Continuous processes using solid heat-carriers
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- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
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- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
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- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は水素含有ガスの製造方法、そのようにして得ら
れた水素含有ガスおよび該方法を実施する装置に関す
る。
れた水素含有ガスおよび該方法を実施する装置に関す
る。
炭化水素系物質を合成ガス（これは水素のほかに実質的
な量の一酸化炭素および通常少量の二酸化炭素、スチー
ムおよび／または未転化炭化水素を含む）のような水素
含有ガス状生成物に転化する多くの方法が知られてい
る。従つて、実質的に純粋な水素ガスは、生成物ガスを
CO−シフテイング、吸収、冷凍、隔膜分離および／また
は分子篩との接触といつたしばしば広範なそれ以上の処
理にかけた後にはじめて得られるであろう。
な量の一酸化炭素および通常少量の二酸化炭素、スチー
ムおよび／または未転化炭化水素を含む）のような水素
含有ガス状生成物に転化する多くの方法が知られてい
る。従つて、実質的に純粋な水素ガスは、生成物ガスを
CO−シフテイング、吸収、冷凍、隔膜分離および／また
は分子篩との接触といつたしばしば広範なそれ以上の処
理にかけた後にはじめて得られるであろう。
また、上記のガス処理は、炭化水素を熱い固体粒子の流
動床を含む第１の反応域でカーボンおよび実質的に純粋
の水素に熱的にまたは接触的に転化しそしてカーボンが
沈着した粒子を流動床が維持される第２の反応域へ輸送
しそこで該カーボンをスチームで合成ガスに転化する方
法を適用することにより回避しうることが知られてい
る；第１および／または第２反応域からの粒子は次に加
熱域へ輸送されそこで粒子は流動状態で燃料ガスの燃焼
生成物および／または該プロセスで得られる水素または
一酸化炭素の少なくとも一部と接触させられそして酸素
含有ガスで燃焼される。
動床を含む第１の反応域でカーボンおよび実質的に純粋
の水素に熱的にまたは接触的に転化しそしてカーボンが
沈着した粒子を流動床が維持される第２の反応域へ輸送
しそこで該カーボンをスチームで合成ガスに転化する方
法を適用することにより回避しうることが知られてい
る；第１および／または第２反応域からの粒子は次に加
熱域へ輸送されそこで粒子は流動状態で燃料ガスの燃焼
生成物および／または該プロセスで得られる水素または
一酸化炭素の少なくとも一部と接触させられそして酸素
含有ガスで燃焼される。
しかし、流動床の使用は通常、流動床を出てゆく生成物
ガスによる該床からの固体粒子の連行を生ずる；従つて
各流動床は固体／ガス分離手段（例えばサイクロン）を
伴なわねばならない。更に、実質的な量の熱い固体粒子
の１つの反応域から他の反応域への繰返し輸送および反
応域内での該粒子の連続的流動化は、固体／ガス分離効
率にマイナスの影響を有しそして更に環境問題を惹起し
うる微細粒子の形成を生ずるであろう。
ガスによる該床からの固体粒子の連行を生ずる；従つて
各流動床は固体／ガス分離手段（例えばサイクロン）を
伴なわねばならない。更に、実質的な量の熱い固体粒子
の１つの反応域から他の反応域への繰返し輸送および反
応域内での該粒子の連続的流動化は、固体／ガス分離効
率にマイナスの影響を有しそして更に環境問題を惹起し
うる微細粒子の形成を生ずるであろう。
ここに、水素含有ガスが、別の吸熱的クラツキング−お
よびスチームガス化固定を実施するに要する熱を提供す
るのに非流動化固体の加熱された塊を使用する方法を実
施することにより、ガス分離処理または固体／ガス分離
を必要とせずに、製造されうることが見出された。
よびスチームガス化固定を実施するに要する熱を提供す
るのに非流動化固体の加熱された塊を使用する方法を実
施することにより、ガス分離処理または固体／ガス分離
を必要とせずに、製造されうることが見出された。
従つて本発明は次の段階： （ｉ）炭化水素系物質を非流動化固体の加熱された塊と
接触させることにより実質的にスチームの不在下に該物
質をカーボンおよび水素含有ガスにクラツキングしそし
てカーボンを固体上に沈着させ；そして （ii）段階（ｉ）で形成されたカーボンをスチームガス
化すること、 を含む水素含有ガスの製造方法に関する。
接触させることにより実質的にスチームの不在下に該物
質をカーボンおよび水素含有ガスにクラツキングしそし
てカーボンを固体上に沈着させ；そして （ii）段階（ｉ）で形成されたカーボンをスチームガス
化すること、 を含む水素含有ガスの製造方法に関する。
水素含有ガスは本目的には、実質的に純粋の水素または
水素／一酸化炭素モル比が変動しうる合成ガスとして定
義される。
水素／一酸化炭素モル比が変動しうる合成ガスとして定
義される。
本発明による方法は適当には、固体の加熱された塊を含
む１またはそれ以上の固定−または移動−床中で実施さ
れる。好ましくは、固定レンガマトリツクスまたは粒状
固体の充填床のような任意所望形状寸法の耐熱性固体材
料を含有しうる固体床が適用される。１−100mmそして
特に２−50mmの幅の開口を通過する球または円筒のよう
な粒状固体が本方法に適当に使用される。
む１またはそれ以上の固定−または移動−床中で実施さ
れる。好ましくは、固定レンガマトリツクスまたは粒状
固体の充填床のような任意所望形状寸法の耐熱性固体材
料を含有しうる固体床が適用される。１−100mmそして
特に２−50mmの幅の開口を通過する球または円筒のよう
な粒状固体が本方法に適当に使用される。
材料が充分に耐熱性でありそしてプロセスの運転開始お
よび停止の際に起る大きな温度変動に耐えうるなら、種
々の固定材料を本発明によるプロセスに使用しうる。適
当な固体は耐火性酸化物、炭化珪素、炭素質材料（例え
ば石油コークス）およびそれらの混合物を含む。金属合
金または金属化合物も適当に使用しうる；これらの物質
は前に述べた物質に比べて比較的高い熱伝導性および体
積熱容量を有するという利点を有する。或場合には、そ
れ自体でまたは付加的化合物の形で、プロセス段階の少
なくとも１つに対し触媒活性を有する固体を使用するの
が有利でありうる。しかし多くの場合、本発明による方
法に使用するには実質的に非触媒の固体が最も適してい
る。何故ならば固体表面へのカーボン沈着は通常触媒活
性の実質的低下をもたらすからである。
よび停止の際に起る大きな温度変動に耐えうるなら、種
々の固定材料を本発明によるプロセスに使用しうる。適
当な固体は耐火性酸化物、炭化珪素、炭素質材料（例え
ば石油コークス）およびそれらの混合物を含む。金属合
金または金属化合物も適当に使用しうる；これらの物質
は前に述べた物質に比べて比較的高い熱伝導性および体
積熱容量を有するという利点を有する。或場合には、そ
れ自体でまたは付加的化合物の形で、プロセス段階の少
なくとも１つに対し触媒活性を有する固体を使用するの
が有利でありうる。しかし多くの場合、本発明による方
法に使用するには実質的に非触媒の固体が最も適してい
る。何故ならば固体表面へのカーボン沈着は通常触媒活
性の実質的低下をもたらすからである。
本発明による方法は、非流動化固体を含有する１つの反
応域で非連続的に実施し得、または好ましくは、非流動
化固体の塊を含む少なくとも２つの異なる反応域で同時
に順次操作モードで半連続的に実施し得る。完全に連続
的な操作は、例えば第１、第２および場合により第３反
応域として順次用いられる複数の反応域を含むペブル床
反応器または回転式（適当には円筒形）反応器を用いる
ことにより可能である。
応域で非連続的に実施し得、または好ましくは、非流動
化固体の塊を含む少なくとも２つの異なる反応域で同時
に順次操作モードで半連続的に実施し得る。完全に連続
的な操作は、例えば第１、第２および場合により第３反
応域として順次用いられる複数の反応域を含むペブル床
反応器または回転式（適当には円筒形）反応器を用いる
ことにより可能である。
本発明による方法を（半）連続的に実施する場合、炭化
水素系物質を第１域で実質的にスチームの不在下でクラ
ツキングし、一方スチームガス化は同時に第２域で実施
する。少量のスチーム（例えば１−５％ｖ）が第１域に
存在してもよいが、実質的に純粋の水素を得るためには
クラツキング段階をスチームなしで実施するのが好まし
い。スチームとの吸熱反応によりカーボンが除去された
固体（の少なくとも一部）を加熱後、第２域を炭化水素
系物質を加熱された固体と接触させることにより該物質
をクラツキングするのに使用し得、これに対し第１域は
同時に該域中に存在する固体に前に沈着したカーボンの
スチームガス化に使用される。
水素系物質を第１域で実質的にスチームの不在下でクラ
ツキングし、一方スチームガス化は同時に第２域で実施
する。少量のスチーム（例えば１−５％ｖ）が第１域に
存在してもよいが、実質的に純粋の水素を得るためには
クラツキング段階をスチームなしで実施するのが好まし
い。スチームとの吸熱反応によりカーボンが除去された
固体（の少なくとも一部）を加熱後、第２域を炭化水素
系物質を加熱された固体と接触させることにより該物質
をクラツキングするのに使用し得、これに対し第１域は
同時に該域中に存在する固体に前に沈着したカーボンの
スチームガス化に使用される。
本発明による方法の好ましい態様においては、個々の反
応域への供給原料（炭化水素系物質またはスチーム含有
ガス）は反応域に入る前に床の上流部で加熱されそして
生成物ガスはエネルギーを保存するために床の下流部で
冷却される。
応域への供給原料（炭化水素系物質またはスチーム含有
ガス）は反応域に入る前に床の上流部で加熱されそして
生成物ガスはエネルギーを保存するために床の下流部で
冷却される。
反応域に通すガス流の方向は、該域中で段階（ｉ）およ
び（ii）の１つまたは両方を実施した後逆にするのが適
当である。特に床の端部を復熱装置として使用する場
合、ガス流反転を適用するのが有利である。何故ならば
熱い生成物ガスにより加熱された床の下流部が次に床の
上流部となりそして比較的冷い供給原料ガスに熱を放出
するからである。
び（ii）の１つまたは両方を実施した後逆にするのが適
当である。特に床の端部を復熱装置として使用する場
合、ガス流反転を適用するのが有利である。何故ならば
熱い生成物ガスにより加熱された床の下流部が次に床の
上流部となりそして比較的冷い供給原料ガスに熱を放出
するからである。
段階（ｉ）（クラツキング）および段階（ii）（スチー
ムガス化）は共に0.5−50絶対バール好ましくは５−20
絶対バールの実質的に同じ圧力で実施するのが適当であ
る。クラツキング域の温度は多くの場合スチームガス化
域の温度よりも高く、それは固体をクラツキング域で炭
化水素系物質と接触させる前に固体を700−1800℃好ま
しくは1000−1500℃の温度に加熱することにより適当に
達成しうる。充分な量の固体が加熱されれば、（段階
（ｉ）で若干の熱を放出した）固体を再び段階（ii）で
使用することができる；段階（ii）で適用される固体の
温度は好ましくは600−1300℃の範囲内で維持されるべ
きである。
ムガス化）は共に0.5−50絶対バール好ましくは５−20
絶対バールの実質的に同じ圧力で実施するのが適当であ
る。クラツキング域の温度は多くの場合スチームガス化
域の温度よりも高く、それは固体をクラツキング域で炭
化水素系物質と接触させる前に固体を700−1800℃好ま
しくは1000−1500℃の温度に加熱することにより適当に
達成しうる。充分な量の固体が加熱されれば、（段階
（ｉ）で若干の熱を放出した）固体を再び段階（ii）で
使用することができる；段階（ii）で適用される固体の
温度は好ましくは600−1300℃の範囲内で維持されるべ
きである。
本発明の方法で適用される固体の加熱は種々の方法で実
施しうる。適当には固体の少なくとも一部は、燃料ガス
を酸素含有ガス（好ましくは空気）で加圧下に燃焼させ
そして燃焼ガスを固体と接触させることにより加熱さ
れ、しかる後燃焼ガスは膨張させて前記酸素含有ガスお
よび／または段階（ｉ）および／または段階（ii）で生
ずるガスを圧縮する動力を提供しうる。
施しうる。適当には固体の少なくとも一部は、燃料ガス
を酸素含有ガス（好ましくは空気）で加圧下に燃焼させ
そして燃焼ガスを固体と接触させることにより加熱さ
れ、しかる後燃焼ガスは膨張させて前記酸素含有ガスお
よび／または段階（ｉ）および／または段階（ii）で生
ずるガスを圧縮する動力を提供しうる。
本発明による方法の好ましい態様では燃料ガスを化学量
論的量より少ない酸素で、段階（ｉ）および／または段
階（ii）で適用される固体の少なくとも一部の存在下に
燃焼させ，その結果該固体上にカーボンが沈着しそして
段階（ii）で合成ガスの付加的量が生成する。但し段階
（ii）で充分な量のスチームが使用されればであるが。
固体と接触した燃焼ガスは適当には更に段階（ii）で供
給原料ガスとして適用され、斯して該ガスの成分（例え
ばスチームおよび二酸化炭素）を良好に使用する。
論的量より少ない酸素で、段階（ｉ）および／または段
階（ii）で適用される固体の少なくとも一部の存在下に
燃焼させ，その結果該固体上にカーボンが沈着しそして
段階（ii）で合成ガスの付加的量が生成する。但し段階
（ii）で充分な量のスチームが使用されればであるが。
固体と接触した燃焼ガスは適当には更に段階（ii）で供
給原料ガスとして適用され、斯して該ガスの成分（例え
ばスチームおよび二酸化炭素）を良好に使用する。
合成ガスの製造が主目的の場合、段階（ｉ）で製造され
た水素の少なくとも一部は適当には上記のやり方で固体
を加熱する燃料ガス（の一部）として使用される。ま
た、水素の製造が主目的の場合、一酸化炭素を段階（i
i）で製造した合成ガスの残りから分離して固体を加熱
する燃料ガス（の一部）として使用しうる。
た水素の少なくとも一部は適当には上記のやり方で固体
を加熱する燃料ガス（の一部）として使用される。ま
た、水素の製造が主目的の場合、一酸化炭素を段階（i
i）で製造した合成ガスの残りから分離して固体を加熱
する燃料ガス（の一部）として使用しうる。
種々の固体、液体または気体炭化水素系物質を本発明に
よる方法の段階（ｉ）への供給原料として使用し得、例
えば軽質および重質炭化水素を使用し得る。これら炭化
水素は例えば原油、油頁岩、タールサンドおよび／また
はバイオマスから得ることができる。好ましくは、液体
または気体炭化水素、特に天然ガスまたはメタンが使用
される。或場合には天然ガスは好ましくは、本方法への
供給原料として使用する前に硫黄および／または無機物
を除く処理にかける。
よる方法の段階（ｉ）への供給原料として使用し得、例
えば軽質および重質炭化水素を使用し得る。これら炭化
水素は例えば原油、油頁岩、タールサンドおよび／また
はバイオマスから得ることができる。好ましくは、液体
または気体炭化水素、特に天然ガスまたはメタンが使用
される。或場合には天然ガスは好ましくは、本方法への
供給原料として使用する前に硫黄および／または無機物
を除く処理にかける。
本発明はまた前記方法により得られる水素含有ガスに関
する。
する。
本発明は更に、少なくとも２つの分離した反応器セクシ
ヨン（それらの間で熱交換可能）を含み、各セクシヨン
が耐熱性固体物質の塊の支持手段、入口および出口手段
を含む、上記方法を実施しうる装置に関する。
ヨン（それらの間で熱交換可能）を含み、各セクシヨン
が耐熱性固体物質の塊の支持手段、入口および出口手段
を含む、上記方法を実施しうる装置に関する。
適当には、第１図に概略的に示したような該装置は、上
部（１）−中央（２）−および下部（３）−反応器セク
シヨンを含み、それらは固体粒子が上部−から中央−を
経て下部−セクシヨンへ輸送されるのを許容する支持手
段（４、５）により分離される。装置は更に、固体粒子
を下部−から上部−セクシヨンへ輸送する手段（６）
（例えば気送手段またはコンベアベルト）を含む。燃料
および酸素含有ガスはライン（８）を通つて燃焼域
（７）に導入されそして燃焼ガスはライン（９）を経て
上部反応器セクシヨン（１）に送られてその中の固体粒
子を加熱する。所望なら、燃焼域はセクシヨン（１）と
一体にしてもよい。加熱された固体粒子は支持手段
（４）中の１またはそれ以上の開口（10）を通して中央
反応器セクシヨン（２）へ重力送りされそして燃焼ガス
は場合によりライン（11）を経て下部反応器セクシヨン
（３）へ送られる。炭化水素系物質はライン（12）を通
してセクシヨン（２）へ導入されそして生じた水素含有
ガスはライン（13）を通して取出される。カーボンが沈
着した固体は次に支持手段（５）の中の１またはそれ以
上の開口（14）を通して下部セクシヨン（３）へ移動
し、そこにはライン（15）を通してスチーム含有ガスが
導入される。合成ガスはライン（16）を通してセクシヨ
ン（３）から取出される。
部（１）−中央（２）−および下部（３）−反応器セク
シヨンを含み、それらは固体粒子が上部−から中央−を
経て下部−セクシヨンへ輸送されるのを許容する支持手
段（４、５）により分離される。装置は更に、固体粒子
を下部−から上部−セクシヨンへ輸送する手段（６）
（例えば気送手段またはコンベアベルト）を含む。燃料
および酸素含有ガスはライン（８）を通つて燃焼域
（７）に導入されそして燃焼ガスはライン（９）を経て
上部反応器セクシヨン（１）に送られてその中の固体粒
子を加熱する。所望なら、燃焼域はセクシヨン（１）と
一体にしてもよい。加熱された固体粒子は支持手段
（４）中の１またはそれ以上の開口（10）を通して中央
反応器セクシヨン（２）へ重力送りされそして燃焼ガス
は場合によりライン（11）を経て下部反応器セクシヨン
（３）へ送られる。炭化水素系物質はライン（12）を通
してセクシヨン（２）へ導入されそして生じた水素含有
ガスはライン（13）を通して取出される。カーボンが沈
着した固体は次に支持手段（５）の中の１またはそれ以
上の開口（14）を通して下部セクシヨン（３）へ移動
し、そこにはライン（15）を通してスチーム含有ガスが
導入される。合成ガスはライン（16）を通してセクシヨ
ン（３）から取出される。
本発明による方法は第２図に概略的に示したように実施
してもよい。この態様においてはプロセスは３段階順序
（０、ｉおよびiiと名付ける）を使用して反応セクシヨ
ン（20）および２つの熱交換セクシヨン（21、22）を含
む１またはそれ以上の反応器中で実施される。
してもよい。この態様においてはプロセスは３段階順序
（０、ｉおよびiiと名付ける）を使用して反応セクシヨ
ン（20）および２つの熱交換セクシヨン（21、22）を含
む１またはそれ以上の反応器中で実施される。
段階（０）中燃焼ガスは、反応セクシヨン（20）中に存
在する非流動化固体の塊を加熱するため、および更に復
熱セクシヨン（21、22）を加熱するためにライン（３）
を通して送られる；燃焼ガスは次にライン（24）を経て
除去される。
在する非流動化固体の塊を加熱するため、および更に復
熱セクシヨン（21、22）を加熱するためにライン（３）
を通して送られる；燃焼ガスは次にライン（24）を経て
除去される。
次にガス流は、順序の段階（ｉ）４において反転されそ
してメタン含有ガスがライン（24）を通して送られ、セ
クシヨン（22）で加熱されそしてセクシヨン（20）でク
ラツキングされる；実質的に純粋な水素が次にライン
（23）を通して取出される。
してメタン含有ガスがライン（24）を通して送られ、セ
クシヨン（22）で加熱されそしてセクシヨン（20）でク
ラツキングされる；実質的に純粋な水素が次にライン
（23）を通して取出される。
次の段階（ii）ではスチーム含有ガスがライン（24）を
通してセクシヨン（22）に導入されそこでガスは復熱器
との接触により加熱されそして次にセクシヨン（20）中
に存在する固体上に沈着したカーボンと反応する。斯し
て生じた合成ガスはセクシヨン（21）で熱交換後ライン
（23）を通して取出される。段階（ii）を実施後流れな
再び反転されそして段階（０）を反復しうる。
通してセクシヨン（22）に導入されそこでガスは復熱器
との接触により加熱されそして次にセクシヨン（20）中
に存在する固体上に沈着したカーボンと反応する。斯し
て生じた合成ガスはセクシヨン（21）で熱交換後ライン
（23）を通して取出される。段階（ii）を実施後流れな
再び反転されそして段階（０）を反復しうる。
上記復熱器セクシヨンの使用の相当な利点は、弁（反応
器への供給流を変えるに必要なもの；第２図に示さず）
を、反応器セクシヨン（20）で優勢な温度よりはるかに
低い中庸温度で操作しうることである。
器への供給流を変えるに必要なもの；第２図に示さず）
を、反応器セクシヨン（20）で優勢な温度よりはるかに
低い中庸温度で操作しうることである。
第１図は本発明の方法の一態様を実施するに適する装置
を示す説明図、第２図は本発明の方法の他の態様を実施
するに適する装置を示す説明図である。 １……上部反応器セクシヨン、２……中央反応器セクシ
ヨン、３……下部反応器セクシヨン、20……反応セクシ
ヨン、21,22……熱交換セクシヨン。
を示す説明図、第２図は本発明の方法の他の態様を実施
するに適する装置を示す説明図である。 １……上部反応器セクシヨン、２……中央反応器セクシ
ヨン、３……下部反応器セクシヨン、20……反応セクシ
ヨン、21,22……熱交換セクシヨン。
Claims (16)
- 【請求項１】次の段階： （ｉ） 炭化水素系物質を非流動化固体の加熱された塊
と接触させることにより実質的にスチームの不在下に該
物質をカーボンおよび水素含有ガスにクラツキングし、
そしてカーボンを該固体上に沈着させ；そして （ii） 段階（ｉ）で形成されたカーボンをスチームガ
ス化して合成ガスを製造すること、 を含む水素含有ガスの製造方法であって、燃料ガスを酸
素含有ガスで燃焼させ該固体を加熱し、燃料ガスは炭化
水素系物質と、合成ガスの製造が主目的の場合、段階
（ｉ）で製造された水素の少なくとも一部を含み、ま
た、水素の製造が主目的の場合、段階（ii）で製造した
合成ガスの少なくとも一部を含むことを特徴とする、前
記方法。 - 【請求項２】段階（ｉ）および（ii）を前記固体を含む
固定または移動床中で実施する特許請求の範囲第１項記
載の方法。 - 【請求項３】段階（ｉ）および（ii）の順次操作モード
で同時に、非流動化固体の塊を含む少なくとも２つの異
なる反応域で実施する特許請求の範囲第１項または２項
記載の方法。 - 【請求項４】反応域を通して流すガスの方向を、段階
（ｉ）および（ii）の一方または両方を該域中で実施後
反転させる特許請求の範囲第３項記載の方法。 - 【請求項５】段階（ｉ）および（ii）を、0.5−50絶対
バール、好ましくは５−20絶対バールの実質的に等しい
圧力で実施する特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれ
か一項に記載の方法。 - 【請求項６】固体の少なくとも一部を、燃料ガスを酸素
含有ガスで燃焼させそして燃焼ガスを該固体と接触させ
ることにより加熱する特許請求の範囲第１項〜第５項の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】固体と接触させた燃焼ガスを膨張させて前
記酸素含有ガスおよび／または段階（ｉ）および／また
は段階（ii）で製造したガスの圧縮用動力を提供する特
許請求の範囲第６項記載の方法。 - 【請求項８】固体と接触させた燃焼ガスを段階（ii）で
供給原料ガスとして適用する特許請求の範囲第６項また
は７項記載の方法。 - 【請求項９】燃料ガスを化学量論的量より少ない酸素
で、段階（ｉ）および／または段階（ii）で適用される
固体の少なくとも一部の存在下に燃焼させ、段階（ii）
で充分な量のスチームが使用されて段階（ii）で合成ガ
スの付加的量が生成する特許請求の範囲第１項〜第８項
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１０】固体を段階（ｉ）で炭化水素系物質と接
触させる前に700−1800℃好ましくは1000−1500℃の温
度に加熱する特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項１１】耐火性酸化物、炭化珪素および／または
炭素質材料を含む固体を段階（ｉ）および（ii）に適用
する特許請求の範囲第１項〜第10項のいずれか一項に記
載の方法。 - 【請求項１２】メタン含有ガスを段階（ｉ）で炭化水素
系物質として適用する特許請求の範囲第１項〜第11項の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１３】段階（ii）を600−1300℃の温度で実施
する特許請求の範囲第１項〜第12項のいずれか一項に記
載の方法。 - 【請求項１４】次の段階： （ｉ） 炭化水素系物質を非流動化固体の加熱された塊
と接触させることにより実質的にスチームの不在下に該
物質をカーボンおよび水素含有ガスにクラツキングし、
そしてカーボンを該固体上に沈着させ；そして （ii） 段階（ｉ）で形成されたカーボンをスチームガ
ス化して合成ガスを製造すること、 を含む水素含有ガスの製造方法であって、燃料ガスを酸
素含有ガスで燃焼させ該固体を加熱し、燃料ガスは炭化
水素系物質と、合成ガスの製造が主目的の場合、段階
（ｉ）で製造された水素の少なくとも一部を含み、ま
た、水素の製造が主目的の場合、段階（ii）で製造した
合成ガスの少なくとも一部を含むことを特徴とする、前
記方法によって得られる水素含有ガス。 - 【請求項１５】少なくとも２つの分離した反応セクシヨ
ンを含み、それらの間で熱交換可能であり、各セクシヨ
ンは耐熱性固体物質の塊の支持手段、入口−および出口
手段を含む、次の段階： （ｉ） 炭化水素系物質を非流動化固体の加熱された塊
と接触させることにより実質的にスチームの不在下に該
物質をカーボンおよび水素含有ガスにクラツキングし、
そしてカーボンを該固体上に沈着させ；そして （ii） 段階（ｉ）で形成されたカーボンをスチームガ
ス化して合成ガスを製造すること、 を含む水素含有ガスの製造方法であって、燃料ガスを酸
素含有ガスで燃焼させ該固体を加熱し、燃料ガスは炭化
水素系物質と、合成ガスの製造が主目的の場合、段階
（ｉ）で製造された水素の少なくとも一部を含み、ま
た、水素の製造が主目的の場合、段階（ii）で製造した
合成ガスの少なくとも一部を含むことを特徴とする、前
記方法を実施するに適当な装置。 - 【請求項１６】上部−、中央−および下部−反応セクシ
ヨンを含み、それらは固体粒子が上部−から中央−を経
て下部−セクシヨンへ輸送されるのを許容する支持手段
により分離され、および固体粒子を下部−から上部−セ
クシヨンへ輸送する手段を含む特許請求の範囲第15項記
載の装置。
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