JPS58108291A - 炭化水素改質装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は天然ガス、プロパンガス等の炭化水素ガス、あ
るいは液状炭化水素を加熱することによって得られた炭
化水素ガスを改質し、水素、炭酸ガスを主体とした無機
ガスに変換する比較的小型で簡単な改質装置に関するも
のである。

従来この種の反応は主として工業的に行なわれており、
装置の状態も大型プラントの一環として改質装置が組み
込まれている。従って触媒層を加熱する場合には直接ヒ
ータ等で加熱することはあまりなく、原゛料の水（スチ
ーム）や、炭化水素ガスを加熱触媒層に導くのが普通で
ある。また多少小型の装置で直接ヒータを使用するもの
では第１図に例示するものがある。この従来の構造は反
応管１の内面部にヒータ２を置き、このヒータ２に外周
が接するような形でスチームリフオーミング触媒体３を
設置させ、このリフオーミング触媒体３の外面より熱を
加える様にさせである。従ってヒータ２からの熱はステ
ームリフオーミング触媒体３に伝えられると同時に一１
大部分の熱が反応管１を伝わって外部に逃れてしまう。

外部に逃れた熱はある程度原料ガスを予熱させることに
よシ回収できるが、その回収率は低く、相当に無駄が多
い構造であった。

本発明はこの様な従来の欠点を除去するものでその目的
はりフォーミング反応装置を比較的小型で簡単な改質装
置とし、リフォーミング触媒加熱のだめのエネルギーを
出来るだけ小さくさせることにある。

この目的を達成するために本発明は反応管の中央部にヒ
ータ部を内蔵し、完全にシールしたセラミックヒータ棒
を置き、その周囲に触媒体を置き。

触媒体の中心から加熱させるようにしたもので、さらに
反応管の外部に逃げる熱は、リフォーミング触媒に入る
前の炭化水素ガスあるいはスチームを加熱させるために
用いる構造とする。

この構成によシ、従来の触媒体外周部よシ加熱させる方
式に比べると約％程度のエネルギー消費量で良く、また
装置自身のコンパクト化も図ることができる。

以下本発明の一実施例について図面とともに説明する。

第２図において反応管１は円筒形のアルミナあるいはム
ライトなどからできており、反応管１の中心部にはヒー
タ２が埋め込まれ、アルミナあるいはムライトなどから
できたセラミック棒４が設けられている。反応管１の内
側とセラミック棒４の間には触媒を担持させたアルミナ
、シリカ、チタニア、クロミアおよびドロマイト等の材
料を用い、複数の細孔６を穿った無機耐熱材料からなる
ステームリフォーミング触媒体３を内蔵させている。さ
らに反応管１には生成した改質ガスを外部に取り出すた
めの反応ガス取出し管６が接続されている。反応管１の
外周には反応管１全体を包み込む様に外周管７が覆って
おり、その一部は反応ガス取出し管６の外側を包み、二
重管の外管８を形成し、その先端にて反応ガス取出し管
６と分岐して炭化水素と水蒸気の供給源（図示せず）と
改質器を繋ぐ導入管９に接続されている。これらの外周
管７全体の外側には断熱材１ｏが巻きつけられ、熱の有
効利用を図っている。なおセラミック棒４の壁内に内蔵
しているヒータ２はリード線１１と接続してセラミック
棒４の壁内を通り抜け、その末端で外部に取り出し、電
源１２に接続されている。

第３図において、ヒータ２は円柱形セラミックからなる
棒の表面に短冊形にプリントされ、その上から同質のセ
ラミック薄板でカバーされでいる。

ヒータ２の末端はそのままリード線１１とし、ヒータ２
と同材質であるが電源断面積を大きくしであるため電気
抵抗が少なく、この部分においての発熱は／／１とんど
ない。

次に上記の構成を持つガス改質装置の作用について述べ
る。

このガス改質装置を作動するには、先ずセラミック棒４
内のヒータ２に通電することにより、ステームリフォー
ミング触媒体３を所定の温度に迄加熱する。スチームリ
フォーミング触媒体３が設定温度に達した後、炭化水素
ガスと水蒸気が導入管９内を流れ出す。これらの原料ガ
スは二重管の外管８内に入り、反応ガス取り出し管６か
ら受ける熱を吸収しながら反応管１の外周部に、入る。

この場所においても原料ガスは反応管１内の生成ガスの
有している熱、およびヒータ２から発生し、反応管１壁
の外周部にまで移行する熱を受けて十分に予熱される。

予熱された原料ガスは反応管１内側に入り、スチームリ
フォーミング触媒体３を通過し、生成したガスはガス化
反応管１末端に接続している反応ガス取り出し管６より
外部に取り出される。反応ガス取出し管６は途中まで二
重管になっていて、その部分において熱交換し、外部よ
り供給される原料ガスを加熱し、自らは冷却される。

また発明によるガス改質装置のヒータ２は円柱形セラミ
ックの内面に入っており、材質がアルミナ等セラミック
からなっているため、炭化水素が熱分解し、カーボンが
析出する度合は鉄、銅、ニッケル等通常の金属面のふれ
る場合に比較して相当少ない。さらにヒータ２はセラミ
ック内部に完全に埋没させであるため、炭化水素リフォ
ーミン本発明によるガス改質装置の有する効果は次の通
りである。

（１）　　ヒータが触媒層中心部にあるため、当初の目
的である炭化水素をスチームリフォーミングさせるため
に、はとんどのエネルギーを使用することができ、さら
に外部に逃げる熱を原料ガス予熱に使用することができ
るので熱ロスが少ない。

（２）　　ヒータはセラミック内部に埋没させているた
め、ヒータ部に析出するタールやカーボン量が少なく装
置のメインテナンスが容易である。

またカーボンによる浸炭や発生する水素による水素脆化
の心配もない。

（３）反応管を相当小さくでき、リフォーミング反応装
置としてコンパクトな形とすることができる０ 第２図は本発明の一実施例である炭化水素改質装置の側
面断面図、第３図は同装置の反応管要部断１・・−・・
反応管、２・・・・・・ヒータ、３・・・・・・ステー
ムリフオーミング触媒体、４・・・・・・セラミック棒
、７・・−・・・外周管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 炭化水素ガスおよび水蒸気をリフォーミング触媒体上で
   改質し、水素あるいはより低分子の炭化水素に変換させ
   る反応管と、前記リフォーミング触媒体を加熱するヒー
   タを埋設しかつ前記反応管のほぼ中央に位置する無機耐
   熱質セラミック棒と、前記反応管の外周部に位置し前記
   反応管の外面と間隙を有して耐熱性金属あるいは無・機
   耐熱性セラミックからなる外周管とを備えてなる炭化水
   素改質装置。 （２）炭化水素ガス及び水蒸気を反応管外周と外周管の
   間で予熱させた後反応管内部に通し、リフォーミング触
   媒体上でステームリフォーミングさせてなる特許請求の
   範囲第１項記載の炭化水素改質装置。