JPH09503961A - 吸熱反応用触媒反応器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は吸熱反応用触媒反応器に関する。触媒は、耐火材から成るハウジング（１３）の中に装填され、前記ハウジング（１３）の内部の中には少なくとも１つの管状触媒容器（１０）が配置されている。コストのかかる構造手段が不要であり、排気ガス量が増加せず、使用燃料のエネルギ利用効率が劣化せずに、触媒容器の熱的損傷を防止する、触媒反応器を提供するために、本発明により、前記ハウジング（１３）の中に、それぞれ互いから間隔を置いて複数の触媒容器（１０）が配置され、前記ハウジング（１３）の中に多数のバーナ（１５）が配置され、前記配置は前記触媒容器（１０）が前記バーナ（１５）と前記バーナ（１５）との間に位置するように実現され、前記バーナ（１５）の炎領域が、非断熱燃焼を保証するためにそれぞれ熱配分器（１６）の領域内に位置することが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】 吸熱反応用触媒反応器 本発明は、請求の範囲第１項の前段に記載の吸熱反応用触媒反応器に関する。 このような反応の例には、炭化水素の水蒸気改質及び脱水処理による水素の生 成があり、このような例ではこの反応は、例えばエチルベンゼンからスチレンを 生成する場合又はプロパンからプロピレンを生成する場合又はイソブタンからイ ソブチレンを生成する場合に行われる。 ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ０３８０１９２Ｂ１号公報から公知の触媒反応 器は、外方へ向かって円筒形の形状を有し、環状横断面を有する反応室を有する 。触媒反応させられる投入材料は触媒剤が充填されている反応室の中に下方から 導入され、得られる触媒で転化された生成物は反応室の上部から排出される。こ の公知の反応器はバーナにより加熱可能であり、バーナは反応室の基礎の下方に 配置され、バーナはバーナの燃焼ゾーンの領域内で耐火性充填剤により包囲され 、バーナの炎方向は反応室の長手軸線と同軸に位置する。バーナから出て上方へ 上昇する燃焼ガスは熱配分器の中を反応室のほぼ全長にわたり案内される。熱配 分器は良好な熱伝導性の材料から形成され、直接に耐火性燃焼室壁に接続してい る。管状熱配分器と環状反応室の境界内壁との間には環状間隙が残る。発生する 高温燃焼ガスはまず初めに熱配分器を通って上方へ案内され、熱配分器の上端で 方向変換されて環状間隙の中に導入される。次いで燃焼ガスは上方から下方へ環 状間隙を通って流れ、その際、境界内壁を介して熱を反応室の中に放出する。し かしこれと同時に、下方へ向かって熱配分器の壁に沿って流れる燃焼ガスは、熱 配分器の内部で上方へ向かって流れる高温燃焼ガスから熱を受取る。従って環状 間隙の中のガスの温度はほぼ一定である。このようにして、公知の装置は実際の 上で 等温反応器として作動する。 別の１つの実施の形態の、ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ０３８０１９２Ｂ１ 号公報から公知の反応器は、中央に配置されている１つの熱配分器の代りに複数 の互いに平行な熱配分器を有する。この装置の場合においても、ただ１つしかバ ーナが設けられておらず、このバーナの燃焼室は反応室の基礎の下方に配置され ている。燃焼室の中では実際の上で熱が外部に放出されないので、使用される燃 料の燃焼は断熱状態で行われ、燃料に依存するが、望ましくない程に高温の炎温 度に到達することもある。燃焼ガスの温度を低下させるために、通常の約１０％ の過剰空気量の代りに、大幅に例えば５０°％増加された過剰空気により処理す ることも可能である。しかしこれにより必然的に排気ガス量が対応して増加し、 これに伴う望ましくない損失熱量が増加する。温度低下の代替としてヨーロッパ 特許出願公開第ＥＰ０３８０１９２Ｂ１号公報に排気ガスを燃焼ガスゾーンに戻 すことが提案されている。この提案の１つの重大な欠点は、付加的な構造のため のコストにある。 ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ０３６９５６６Ｂ１号公報から公知の別の吸熱 反応器では、この吸熱反応器の触媒が充填されている反応室は下端で閉鎖されて いる外套管として形成され、この外套管の中に上昇管が設けられ、反応室を通過 するために、処理する材料は互いに反対方向で、すなわち一方では外套管と上昇 管との間の環状間隙を貫流し、他方では上昇管を貫流することができる。この装 置では、反応室を加熱する高温燃焼ガスは別個の装置部分の中で断熱条件の下に 生成され、次いで反応室の下端の領域内の側方から、反応器を間隔を置いて包囲 している耐火性ハウジングの中に導入される。高温燃焼ガスが直接に反応室の壁 肉に当たり、その場所で高温に起因して損傷が生じることを防止するために、ハ ウジングの中での燃焼ガスの供給は、次のように行われる。すなわち高温ガスが まず初めに耐火材製環状バリヤに衝突し、上方へ方向変換され、耐火性バリヤの 上端から良好な熱伝導性の材料製の第２の管状バリヤに沿って再び下方へ案内さ れる。第２のバリヤの下端で初めて燃焼ガスは再び上方へ流れることができ、反 応室の壁と熱交換接触する。同時に、互いに反対の方向の燃焼ガス流の間の熱交 換も、第２のバリヤの熱伝導性壁を介して行われる。この措置により、ヨーロッ パ特許出願公開第ＥＰ０３８０１９２Ｂ１号公報から公知の装置の場合と同様、 燃焼ガスの温度が大幅に低下し、これにより反応室の壁は許容されない熱負荷か ら保護される。この反応器の反応室は、ただ１つの反応器容器に制限され、従っ て、異なる能力の装置に対してその都度に反応器容器を対応して寸法決めしなけ ればならない。別の１つの欠点は高温にさらされるバリヤが消耗部分となり、こ の消耗部分はある程度の作動時間が経過すると交換しなければならない。 本発明の課題は、冒頭に記載の形式の吸熱反応用触媒反応器を改善して、大き い構造コストは不要で排気ガス量は増加せず使用燃料のエネルギ利用効率を低下 させずに、反応器容器の熱的損傷を防止することにある。 上記課題は本発明により、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の特徴により解 決される。本発明の有利な実施の形態は第２項〜第１４項に記載されている。 本発明の解決法の重要な点は燃焼を非断熱条件の下で行い、燃焼中に既に熱を 炎室から導出し、これにより最大発生炎温度を大幅に低下することにある。これ は、多数のバーナだけでなく、多数の触媒容器が設けられ、触媒容器はバーナの 炎室の中に設けられている。炎室の領域内で触媒容器はそれぞれ１つのバリヤに より包囲され、バリヤは以下において熱配分器と呼ばれる、何故ならばバリヤは 、良好な熱伝導性の材料から成り、熱を受取り、できるだけ一様に配分するから である。触媒容器はそれぞれバーナとバーナとの間に配置されている。 第１図〜第７図に示されている実施例を基礎にして本発明を以下において詳細 に説明する。 第１図は本発明の反応器の縦断面図、第１ａ図は第１図のＸ部分の詳細を示す 縦断面図、第２図は第１図のＡ切断線に沿って切断して示す横断面図、第３図は 第１図のＢ切断線に沿って切断して示す横断面図、第４図は変形例の反応器の縦 断面図、第４ａ図は第４図の反応器容器の下端を拡大して示す縦断面図、第５図 は本発明の等温反応器の縦断面図、第６図は第５図のＣ切断線に沿って切断して 示す横断面図、第７図は第５図の反応器を一部を拡大して詳細に示す縦断面図で ある。 第１図〜第３図の互いに異なる断面図に示されている触媒反応器では全部で５ つの管状触媒容器１０が互いに平行に垂直長手方向に配置されている。これらの 触媒容器１０の長手軸線は１つの共通の平面Ｈの中に位置する。触媒容器１０は 、それぞれの直接に隣接する触媒容器１０に対して好適には同一の間隔を有する （第３図）。平面Ｈの両側に、触媒容器１０から間隔を置いてそれぞれ４つのバ ーナ１５が配置され、これらの４つのバーナ１５は、触媒容器１０と同様に互い から間隔を置いて配置されている。バーナ１５の長手軸線は触媒容器１０の長手 軸線に対してずれて配置されており、このずれ配置はこれら２つの列のバーナ１ ５がそれぞれ、２つの触媒容器１０の間の中間空間の領域の中に互いに対向して 位置するように実現されていると有利である。 バーナ１５及び触媒容器１０を鏡対称に配置する代りに別の配置を選択するこ ともできる。例えばバーナ列は同心に、触媒容器１０の円形配置の中及び回りに 配置でき、これにより、この場合にも対称的配置を実現できる。基本的にはバー ナ１５及び触媒容器１０の配置の規則性を低めることも可能である。しかし、で きるだけ一様な熱技術的効果のためには対称的配置が非常に有利である。 好適にはバーナ１５の炎方向は垂直に位置決めされ、上方から下方へ向いてい る。触媒容器１０の長手軸線に対して斜めにも、又は側方から触媒容器１０へ向 くようにもバーナを配置するすることが基本的に可能であるが、しかし平行な配 置が有利である、何故ならば一様な温度分布が実現されるからである。本発明の １つの有利な実施の形態ではただ１つの列の触媒容器１０の代りに複数の列が設 けられ、これらの列はそれぞれバーナ列と交互に配置されて、互いに平行に配置 されている。このようにして、所望の反応器能力へのほぼ任意の整合が可能であ り、その際、個々の触媒容器１０の構造を変えることは不要である。 第１図の縦断面図が示すように、例として図示されている反応器はハウジング １３を有し、ハウジング１３は実質的に耐火材から成る。ハウジング１３の下部 は広がって放射室１４を形成し、放射室１４の屋根の壁の貫通穴はバーナ１５を 収容する。複数の触媒容器１０のうちのただ１つのみがこの縦断面図には示され ており、この触媒容器１０の長さの上方から約２／３は放射室１４の中に設けら れている。それぞれの触媒容器１０は、触媒で転化する投入材料１３のためのそ れぞれ１つのプロセスガス供給管１７を有する。この例ではプロセスガス供給管 １７はハウジング１３の上端の側方に配置されている。触媒容器１０の中にそれ ぞれ１つの上昇管１８が同心に組込まれ、上昇管１８はほぼ触媒容器１０の軸方 向全長にわたり延びている。従って、触媒反応で発生された生成物を排出する生 成物ガス排出管１９も、触媒容器１０の上部の側方に配置できる。これにより得 られる利点は、それぞれの触媒容器１０はその上端でハウジング１３の中に自由 懸架状態で固定されることができることにある。静止状態では触媒容器１０の下 端はハウジング１３の底面から充分な間隔を置いて配置できるので、触媒容器１ ０は作動状態で加熱されると自由に下方へ膨張する。生成物ガス排出管１９を触 媒容器１０のプロセスガス供給管１７に対向する端部に接続する場合、熱膨張を 補償し、それにより導管の損傷を防止するためには、複雑大規模な構造的手段を 用いなければならない。 しかしながら本発明においては、プロセスガス供給管１７及び生成物ガス排出 管１９は、触媒容器１０の最上端に配置されず、それのすぐ下に配置されている ので、上部端面は、良好に接近可能であり、取外し可能である蓋１２を設けるこ とができる。蓋１２を介して触媒剤を充填でき、必要に応じて触媒剤を交換でき る。触媒容器１０が放射室１４の中に設けられている際の浸漬長にわたり触媒容 器１０は、それぞれ間隔を置いて良好な熱伝導性の材料好適には耐熱性鋼から成 る熱配分器１６により包囲されており、これにより触媒容器１０の壁と熱配分器 １６との間には環状間隙２１が形成される。これは、第１図のＸ部分を拡大して 詳細に図示している第１ａ図に詳細に示されている。第１ａ図から、触媒容器１ ０の下部端面が底面により密に閉鎖されているのが分かる。上方から下方へ、環 状室１１の中に存在する触媒１０を貫流する生成物ガスは、端面の領域の中で方 向変換され、環状通過間隙を介して上昇管１８の中に流入し、上方へ排出される 。この通過間隙は、上昇管１８が触媒容器１０の底面から僅かな間隔を置いて終 端することにより形成される。生成物ガス排出管１９は上昇管１８に接続され（ 第１図）、触媒容器１０の壁を貫通して導出案内されている。管状熱配分器１６ は放射室１４の屋根に固定されている。熱配分器１６の長さは、ハウジング１３ の底面と熱配分器１６の端面との間にそれぞれ、作動状態での熱膨張による伸長 を考慮して充分に大きい間隔に保持され、これにより高温の燃焼ガスは下方から 人口間隙を介して熱配分器１６と触媒容器１０との間の環状間隙２１の中に流入 できる。多くの場合、燃焼ガスが間隙２１の中に流入できるように熱配分器１６ の壁の中にスリットを設けることが推奨される。これにより得られる利点は、こ れらのスリットの数及び大きさを選択するだけで燃焼ガスの流れの状態を的確に 調整でき、その際、熱配分器１６及び触媒容器１０の外面の幾何学的形状を変え ることは不要である。 吸熱反応に必要な熱は、触媒容器１０を貫流して流れるプロセスに燃焼ガスの 部分流から供給され、この部分流は間隙２１を貫流する。熱配分器１６は熱伝導 性であるのでこの燃焼ガス流は、自身が熱を放出すると同時に再び熱を放射室１ ４から熱配分器１６の壁を介して受取り、これにより燃焼ガス流は、放射室１４ の屋根の高さに到達するまでほぼ同一の温度を維持する。しかしこの温度は大幅 に断熱的炎温度より低い、何故ならば既に燃焼中に常に熱がプロセスガスに渡さ れ、これにより吸熱的触媒反応が行われるからである。 放射室１４の屋根の上方で触媒容器１０はそれぞれ、熱配分器１６により僅か な間隔を置いて包まれているのと同様にハウジング１３の耐火材により包まれ、 これにより間隙２１は上方へと続く。勿論、熱配分器１６をハウジング１３の上 端まで延ばし、ハウジング壁を熱配分器１６の上部を巡るようにすることも可能 である。触媒容器１０の上部、第１図の例では触媒容器１０の全長の上から下へ 向かって約２／３の部分の中では燃焼ガスの温度は、熱放出が連続的に行われ熱 受取りが不可能であることに起因して連続的に低下する。冷却された燃焼ガスは 反応器から煤煙ガス排出管２２を介して流出し、図示されていない複雑な装置全 体の対流部分の中で更に使用可能である。 第４図及び第４ａ図は、本発明の反応器の１つの変形の実施の形態を示す。第 １図〜第３図と同一機能の部分は同一の参照番号により示し、説明を省略する。 第１の実施の形態と異なりこの反応器は、環状間隙２１の中に螺旋状案内金属板 ２４を有し、案内金属板２４により、貫流する燃焼ガス流は付加的に、触媒容器 １０の長手軸線の回りを回転させられ、この回転により燃焼ガス流全体が螺旋状 に動かされ、これにより、反応器を加熱する際の温度分布が極めて一様になる。 熱配分器１６を有する触媒容器１０の下端は、第４ａ図に拡大されて詳細に示 されている。第４図の場合と同様に第４ａ図にも、上昇管１８の中に、熱交換促 進部材２３として作用する組込み体が示され、この組込み体は、好適には管状の 流れ押しのけ体の形状に形成され、上昇管１８のほぼ全長にわたり延在している 。熱交換促進部材２３の外径は、上昇管１８の内径より短く、従って熱交換促進 部材２３と上昇管１８との間には環状室２５が形成される。熱交換促進部材２３ の管状体の内部（の例えば下部）は気密に閉鎖されており、従って、触媒の中で 生 成された生成物ガスは、触媒剤が充填されている環状室１１から流出すると、こ の環状室２５を介してしか生成物ガス排出管１９へ向かって上方へ流れることが できない。このようにして生成物ガスは、下方へ流れる加熱するプロセスガスと 内的な熱交換を行うことを強制され、この熱交換は上昇管１８の壁を通して行わ れる。管状熱交換促進部材２３の代りに、中実材料から成る流れ押しのけ体を使 用できることは自明である。 第５図〜第７図には本発明の別の１つの実施の形態が示され、第５図及び第６ 図はハウジング１３の構造とバーナ１５及び触媒容器１０の配置とを示し、第７ 図は触媒容器１０を詳細に示す。この場合も、同一機能の部分は、前述の場合と 同一の参照番号により示されている。第１の実施例との相違点は、放射室１４が 実際の上でハウジング１３全体を充填し、熱交換器１６がそれぞれ、触媒容器１ ０の軸方向のほぼ全長にわたり延びていることにある。このようにして、間隙２ １を貫流して上方へ流れる燃焼ガスは、燃焼ガスの流通路全長にわたり熱をプロ セスガスに渡し、同時に熱交換器１６の壁を介して熱を受取り、従って燃焼ガス の温度は流通路全長にわたり実際の上で一定に保持される。このようにして等温 触媒反応が形成される。これに応じて、上昇管１８を通って上方へ流れる生成物 ガスは、環状室１１を通って下方へ流れるプロセスガスと同一の温度を有し、従 ってこれら２つのガス流の間には熱交換が生じない。従って、流れ押しのけ体を 上昇管の中に組込むことは不要である。 本発明の１つの重要な利点は、計画中の触媒反応器の効率を個々の触媒容器１ ０に変更を施すことなく、触媒容器１０及びバーナ１５の数だけによって大幅に 変更できることにある。非断熱燃焼に起因して炎温度は大幅に低下され、従って 複雑で相応にコストが大きい耐火性構造が不要である。その上、管状熱交換器の 熱負荷は比較的僅かなままである。 第１図〜第４図の実施例に対応する構造はとりわけ、炭化水素の水蒸気改質の ために適し、これに対し、第５図〜第７図に示されている等温反応器は、とりわ け冒頭に記載の脱水処理にとって好適である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年９月１２日 【補正内容】 請求の範囲（補正） １． 耐火材から成るハウジング（１３）を具備し、前記ハウジング（１３） の内部は高温燃焼ガスにより加熱可能であり、前記燃焼ガスは煤煙ガス排出管（ ２２）を通って外部へ排出可能であり、前記ハウジング（１３）の内部の中には それぞれ互いから間隔を置いて複数の触媒容器（１０）が配置され、前記触媒容 器（１０）は少なくとも前記触媒容器（１０）の外壁の近辺領域内では触媒剤が 充填され、前記触媒容器（１０）は、触媒的に処理される材料のためのプロセス ガス供給管（１７）と、触媒反応で生成された生成物のための生成物排出管（１ ９）とを有し、前記触媒容器（１０）がバーナ（１５）とバーナ（１５）との間 に位置し、前記バーナ（１５）の炎領域が非断熱燃焼を保証するためにそれぞれ 触媒容器（１０）の領域内に位置するように、前記ハウジング（１３）の中に多 数のバーナ（１５）が配置されている吸熱反応用触媒反応器において、 前記触媒容器（１０）が前記触媒容器（１０）の軸方向軸方向長の少なくと も一部が高温燃焼ガスが貫流する狭い環状間隙（２１）を残して、良好な熱伝導 性の材料例えば金属から成る管状熱配分器（１６）により包囲され、 下端が底面により密に閉鎖されている前記触媒容器（１０）の中には、長手 軸線に同軸に配置され、それぞれの前記触媒容器（１０）の軸方向長のほぼ全長 にわたり延び、前記触媒容器（１０）の底面から僅かに間隔を置き、貫流間隙だ けは残して終端しているそれぞれ１つの上昇管（１８）が設けられ、前記上昇管 （１８）と前記触媒容器（１０）の外壁との間には環状室（１１）が形成され、 前記環状室（１１）を前記プロセスガスが上方から下方へ貫流でき、前記環状室 （１１）に触媒剤が充填され、生成物ガス排出管（１９）が上部で前記上昇管（ １８）に接続されていることを特徴とする吸熱反応用触媒反応器。 ２． 触媒容器（１０）が垂直にかつ互いにほぼ平行に配置され、互いに直接 に隣接する前記触媒容器（１０）同士の間隔はすべて等しく、バーナ（１５）が 前記触媒容器（１０）に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ３． 少なくとも一部の触媒容器（１０）の長手軸線がすべて１つの共通の平 面の中に位置し、前記触媒容器（１０）に割当てられているバーナが、前記触媒 容器（１０）の長手軸線の平面に対して鏡対称に互いに隣接している２つの列に 配置されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の吸熱反応用触媒反応 器。 ４． バーナ（１５）の炎方向が、垂直とりわけ上方から下方へ向けられてい ることを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項に記載の吸熱反応用触媒反応器 。 ５． 交互に触媒容器（１０）とバーナ（１５）が互いに平行に互いに隣接し て配置されているされている列が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 ３項又は第４項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ６． 触媒容器（１０）の１つの列に割当てられているバーナ（１５）の長手 軸線が、一方のバーナ列のそれぞれの１つのバーナ（１５）が他方のバーナ列の １つのバーナ（１５）に、触媒容器（１０）と触媒容器（１０）との間の中間室 の領域内で互いに対向して位置するように、触媒容器（１０）の長手軸線に対し てずれて配置されていることを特徴とする請求の範囲第２項から第５項のうちの いずれか１項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ７． 熱配分器（１６）がそれぞれ、触媒容器（１０）の軸方向長のほぼ全長 にわたり延びており、これにより等温反応器が形成されることを特徴とする請求 の範囲第１項から第６項のうちのいずれか１項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ８． 熱配分器（１６）がそれぞれ、触媒容器（１０）の軸方向長の一部、と りわけ前記触媒容器（１０）の下部にわたってしか延在していないことと、前記 触媒容器（１０）が前記触媒容器（１０）の軸方向長の残りの部分がハウジング （１３）の耐火材により包囲され、これにより狭い環状間隙（２１）が形成され ていることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のうちのいずれか１項に記 載の吸熱反応用触媒反応器。 ９． 上記環状間隙（２１）の中に螺旋状案内金属板（２４）が配置され、前 記案内金属板（２４）は、それぞれ前記間隙（２１）を貫流する燃焼ガスを、触 媒容器（１０）の外部でそれの回りを螺旋状に回転する流れにすることを特徴と する請求の範囲第１項から第８項のうちのいずれか１項に記載の吸熱反応用触媒 反応器。 １０． 上昇管（１８）の中にそれぞれ１つの熱交換促進部材（２３）が配置 され、前記熱交換促進部材（２３）は有利には管状に形成されている流れ押しの け体として形成され、前記押しのけ体が、生成物ガスが下方から上方に向かって 貫流する環状の第２の室（２５）を残して、前記上昇管（１８）の軸方向長のほ ぼ全長にわたり同軸に延在することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の吸熱 反応用触媒反応器。 １１． 触媒容器（１０）の上端の端面に密に閉鎖可能な蓋（１２）が設けら れ、前記蓋（１２）はハウジング（１３）の外部に位置し、前記蓋（１２）を介 して触媒剤を充填できることと、プロセスガス供給管（１７）と生成物ガス排出 管（１９）とがそれぞれ前記蓋（１２）の下方かつ側方で前記触媒容器（１０） の上部から導出案内されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項 のうちのいずれか１項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 １２． 触媒容器（１０）と熱配分器（１６）とが自由懸架状態でハウジング （１３）の上部に固定され、前記触媒容器（１０）の下端は、作動状態での熱膨 張による長手方向伸長を考慮してもまだ前記自由懸架状態が保証され、燃焼ガス が環状間隙（２１）の中に流入する際に通過する入口間隙（２０）が残っている ように、それぞれ前記ハウジング（１３）の底面から間隔を置いて終端している ことを特徴とする請求の範囲第１項から第１１項のうちのいずれか１項に記載の 吸熱反応用触媒反応器。 １３． 熱配分器（１６）の下端の壁の中にそれぞれスリットが形成され、前 記スリットを通って燃焼ガスが環状間隙（２１）の中に流入することを特徴とす る請求の範囲第１項から第１２項のうちのいずれか１項に記載の吸熱反応用触媒 反応器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，Ｆ Ｉ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＩ，ＳＫ，Ｔ Ｊ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 耐火材から成るハウジング（１３）を具備し、前記ハウジング（１３） の内部は高温燃焼ガスにより加熱可能であり、前記燃焼ガスは煤煙ガス排出管（ ２２）を通って外部へ排出可能であり、前記ハウジング（１３）の内部の中には 少なくとも１つの管状触媒容器（１０）が配置され、前記触媒容器（１０）は少 なくとも前記触媒容器（１０）の外壁の近辺領域内では触媒剤が充填され、前記 触媒容器（１０）は、触媒的に処理される材料のためのプロセスガス供給管（１ ７）と、触媒反応で生成された生成物のための生成物排出管（１９）とを有し、 少なくとも１つの前記触媒容器（１０）は、前記触媒容器（１０）の軸方向長の 少なくとも一部が良好な熱伝導性の材料から成る管状熱配分器（１６）により包 囲されている吸熱反応用触媒反応器において、 前記ハウジング（１３）の中に、それぞれ互いから間隔を置いて複数の触媒 容器（１０）が配置され、 前記触媒容器（１０）がバーナ（１５）とバーナ（１５）との間に位置する ように、前記ハウジング（１３）の中に多数のバーナ（１５）が配置され、 前記バーナ（１５）の炎領域が、非断熱燃焼を保証するためにそれぞれ熱配 分器（１６）の領域内に位置することを特徴とする吸熱反応用触媒反応器。 ２． 触媒容器（１０）が垂直にかつ互いにほぼ平行に配置され、互いに直接 に隣接する前記触媒容器（１０）同士の間隔はすべて等しく、バーナ（１５）が 前記触媒容器（１０）に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ３． 少なくとも一部の触媒容器（１０）の長手軸線が１つの共通の平面の中 に位置し、前記触媒容器（１０）に割当てられているバーナが、前記触媒容器（ １０）の長手軸線の前記平面に対して互いに鏡対称な２つの列に配置されている ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ４． バーナ（１５）の炎方向が、鉛直、とりわけ上方から下方へ向けられて いることを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項に記載の吸熱反応用触媒反応 器。 ５． 互いに平行に互いに隣接して交互に配置されている触媒容器（１０）と バーナ（１５）の列が設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項又は第 ４項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ６． 触媒容器（１０）の１つの列に割当てられているバーナ（１５）の長手 軸線が、一方のバーナ列のそれぞれのバーナ（１５）が他方のバーナ列のバーナ （１５）に対してそれらの中間の空間の領域内で互いに対向して位置するように 、触媒容器（１０）の長手軸線に対してずれて配置されていることを特徴とする 請求の範囲第２項から第５項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱反応用触媒 反応器。 ７． 等温反応器を形成するために、熱配分器（１６）が各触媒容器（１０） の軸方向長のほぼ全長にわたり延びていることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第６項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 ８． 熱配分器（１６）がそれぞれ、触媒容器（１０）の軸方向長の一部、と りわけ前記触媒容器（１０）の下部にしか延在しておらず、前記触媒容器（１０ ）が前記触媒容器（１０）の軸方向長の残りの部分にわたりハウジング（１３） の耐火材により包囲され、それぞれ狭い環状間隙（２１）を形成していることを 特徴とする請求の範囲第１項から第６項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱 反応用触媒反応器。 ９． 環状間隙（２１）の中に螺旋状案内金属板（２４）が配置され、前記案 内金属板（２４）は、それぞれ前記間隙（２１）を貫流する燃焼ガスを、触媒容 器（１０）の外部でそれの回りを螺旋状に回転する流れにすることを特徴とする 請求の範囲第１項から第８項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱反応用触媒 反応器。 １０． 下端が底面により密に閉鎖された前記触媒容器（１０）の中に、長手 軸線に同軸に配置され、それぞれの前記触媒容器（１０）の軸方向長のほぼ全長 にわたり延び、前記触媒容器（１０）の底面から僅かに間隔を置き、貫流間隙だ けは残して終端している、それぞれ１つの上昇管（１８）が設けられ、前記上昇 管（１８）は前記上昇管（１８）と前記触媒容器（１０）の外壁との間には触媒 剤が充填された環状室（１１）が形成され、前記環状室（１１）をプロセスガス が上方から下方へ貫流でき、生成物ガス排出管（１９）が上部で前記上昇管（１ ８）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項のうちのい ずれか１つの項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 １１． 上昇管（１８）の中にそれぞれ１つの熱交換促進部材（２３）が配置 され、前記熱交換促進部材（２３）は有利には管状に形成されている流れ押しの け体として形成され、前記流れ押しのけ体が、生成物ガスが下方から上方に向か って貫流する環状の第２の室（２５）を残して、前記上昇管（１８）の軸方向長 のほぼ全長にわたり同軸に延在することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載 の吸熱反応用触媒反応器。 １２． 触媒容器（１０）の上端の端面に、気密に閉鎖可能な蓋（１２）が設 けられ、前記蓋（１２）はハウジング（１３）の外部に位置し、前記蓋（１２） を介して触媒剤を充填できることと、プロセスガス供給管（１７）と生成物ガス 排出管（１９）とがそれぞれ前記蓋（１２）の下方かつ側方で前記触媒容器（１ ０）の上部から導出案内されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１ １項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱反応用触媒反応器。 １３． 触媒容器（１０）と熱配分器（１６）とが自由懸架状態でハウジング （１３）の上部に固定され、前記触媒容器（１０）の下端はそれぞれ前記ハウジ ング（１３）の底面から間隔を置いて終端し、前記間隔は少なくとも、作動状態 での熱膨張による長手方向伸長を考慮してもまだ前記自由懸架状態が保証される ように、更に、燃焼ガスが環状間隙（２１）の中に流入する際に通過する入口間 隙（２０）が空のまま残っているように、定めらていることを特徴とする請求の 範囲第１項から第１２項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱反応用触媒反応 器。 １４． 熱配分器（１６）の下端の壁の中にそれぞれスリットが形成され、前 記スリットを通って燃焼ガスが環状間隙（２１）の中に流入することを特徴とす る請求の範囲第１項から第１３項のうちのいずれか１つの項に記載の吸熱反応用 触媒反応器。