JPS59100190A - 可燃ガス製造装置 - 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】

ぺ発明警らＸ−勧ｌｌＡ・中圧力σＪ’ｊ５とで炭化水
素原料をスチームと改質反応させて可燃ガスを発生させ
るガス製造装置の改良に関するものであり、プロセス内
における圧力損失が少く、高いＬＬ力牙翁Ｔ６最終製造
ガス２得ることと、プロセス内で発生ずる廃熱の再利用
を効率的に行うことと、負荷変動に対する装＋ｔｔの応
答性を改善することを目的とする。 周知の曲り、ガス製造装置ｉｔは、運転時の操作圧力段
階にょつて静圧、中圧、低圧設備に区分されている。特
に器内の圧力が１０）慶上の容器についてＣゴ、１５゛
６圧ガス取締法１／Ｊ適用対象となり、中低圧のもＵ」
と比較した場合、設ｄ１．運転。 保守などのあらゆる点について高度な対応が設計者、設
備所有者に対して要求されている。−万、ある一定規模
辺上のガスを製造する場合において６ゴ中圧ないし高圧
設備の方が建設費、運転費の経済性、装＋ｆｆ７１７）
保守作業性の血から考えて有利であるとぎれている。こ
のような背景をもって、近年、高圧設備より若干法規制
が紛やかであり、運転保守が容易で、かつ低圧設備より
も効率の優れた中圧設備が見直されつつあり、主に地方
の中小規模のガス事業者向けに建設が進められている。 従来の中圧ガス発生装置Ｎの概略の７０−を第１図に従
って説明する。 原料ポンプ（３）によって原料蒸発器（４）に送入され
た、ＬＰＧなどの炭化水素原料（ゴ、ここで変成器（９
）を出た生成ガスと熱交換し気化した伐に、過熱器（５
へ脱硫塔（６）を経て原料混合器（））に送られる。原
料ガスはここで酩熱ボイラー（１３１から供給されるプ
ロセススチームと均一に混合され、反応炉（２）内に組
み込１れた原料予熱器（８）を経て反応管（１）に送ら
れる。 改質触媒が充填された反応看゛（Ｉ）内を通過する際に
、原料混けガスはスチームリフォーミング反応により改
質ガスとな１　　　　　　　　　　る。この反応Ｇコ吸
熱反応であるため、それに必要な熱は、重囲には示して
いないが反応炉＋２１頂部に設［したバーナーで燃料を
燃焼させて反ｐ６管（１）に供給する。 燃焼ｔＪｌガスＧコ廃熱ボイラー０３）に供され、プロ
セススチームの光牛熱ＩＩＱとして、また過熱器１１１
１　ｈ＝おいて原料ガスの昇温ｐ、Ｔ利ｍされる。 反１＋ｉ：ｉ　’ｉ’１（１）を出たガス（ゴ、ＣＯ濃
度ケ低Ｆさせるために変成器（９）に送られ、ここでい
わゆるシフト反応によってｏｏｌ量が低減される。 変ｌｔＺ器（９）を出たガス（コ、原料蒸発器（４）に
おいて、原料炭化水素と熱交換した後に、圧縮機（至）
によって＋１７定圧力１で昇ｌ　　　　　　　　　　　
ＬＥ　２　ａｔ　、Ｎ形タンクｏａに一時的に貯蔵され
る。 こσ］従来σコ甲圧ガスプロセスにおりる第１番目の問
題としては、初め原料蒸発器１４１Ｇこおいて、９５な
いし９５−程度の商いガス圧力？保持していても、プロ
セス中の各種熱交換ｋｓ原料混合器、反応ｑ′室、塔槽
類、配”δ、弁類を通過する毎に圧力損失が生じ、最終
的な製品ガスの圧力は５ないし６テ４稈度ら＝降トして
し１つことである。従って最終製品カスは、再度圧縮機
−によってＫＴ定圧力１で４圧されてから、球形タンク
ａ塾に一時貯蔵されていた。この圧縮機の設備貿および
運転ｔ！ｊＬＩｌ謁価Ｃあり、ガス筒音原価に大さく影
響を及ぼＴもｌ／−１ひあ句。）Ｅλ６１得を用いない
場合においては、低ＩＥ力で人界；１＋の貯蔵タンクを
（８）築する・し−要があり、その建設費は膨大になる
欠点があり、いずｔｌ、にしろ経済的ではなかった。 奈来１都市ガスなどのり晶ガスＵ〕貯蔵にあたってに、
低ＩＥ力で大♂最の貯蔵タンクよりｆＩ品ＩＬ力で手合
ｈｌＵ〜）球形タンクへ’Ｊ　貯ｔＦＡの方が、タンク
の建設費及び供給システムの便からみ′Ｃイｊ利であ勺
。 １１０常、都市ガスを貯蔵する球形タンクけ、７０ない
し９９−の）Ｅ力性様で建設されるのが一般的である。 カス重り造設備から最終的に生成される製品ガスσ〕［
（ミカが高化化されれば、球形タンクの使用効率も改善
されることは　　　　　　１明白である。■して、最終
ガス圧力が７０ないし１５′４程度あれは、改めて製品
ガスの圧縮機哨を設置するｌでもな　　　　　　１く、
製造装置ｄから直接球形タンク０扛：送入できる。　　
　　　　　　　　１？４１１９タンクαや

【ご貯蔵され
た高圧力の製品ガスは、広域に渡る需要家−こ対して、
圧送設備を介さず自圧で供給される。 第２番目（Ｄ問題に、従来、原料混合ガスの予熱を反応
炉＋２１　　　　　　１内にＡ（ｌみ込ｔｎている原料
予熱器（８）によってなされていた　　　　　　□ため
、運転開始時、及び負荷変＃に際してＩＩＩ料混合ガス
に処１する適正７ｊ予熱量が迅速に付与されない欠点が
あり、ざらに変成器（９）に入るガスの渇度護整が複雑
になる問題があった。 例えば、原料ガスの投入量を増加した＠台、その予熱に
要゛１−る熱量も併せて増ＭＬなければならない。っ１
す、反応炉（２；を昇温するバーナーσＪ燃焼斌も増加
させなくてはならｌＵハ。 １〜かし、反応炉の温度調整が面倒であり、また伝熱速
度が遅いため、適正な熱ｆｆ１ｔ−供給するに致る１で
にがなり長い１１１間を要していた。 Ｔなわち、負荷変動に対して、迅速な応答がなされず、
運転■Ｃ理が煩雑と７２４欠点を有し、てぃた。 また従来、反ｊｉ’；　’計ｔｌ＋から出た高温（約７
ｏ口℃）のガスを変成ビ、’１９１ｉこ入れる際には、
変成反応に１薗当な温度約６８１Ｊ℃）１で冷却ざゼる
必要があり、図示してはいないが、途中に廃熱ボイラー
を設置し温度調節をしていた。この廃熱ボイラｌ）ｓら
発生するスチームをプロセススチームσＪ−ｔ＠Ｌ！：
して刊Ｌｆｉする装置の場合には、運転開始後、ボイラ
ーがゲＩ渇する１でしばらくの間はプロセススチームが
充分発生せず、スチーム源を他σ〕供給源に依存しなけ
ればならない欠点があった。 いずｎにしろ、運転開始時またｉｉ負何変動時に、迅速
な１１・、答がなぎれないという袋間運転上、致命的な
問題があった。 沁発明は以上の間ｖ＃１点耐点状解決るため（なぎ第１
たものであり、その要旨とするところは、気体原料ガス
より品い圧力を有するプロセススチームを加圧可動流体
としてＦＬ人し気体原料ガスを吸引し、両者を混合接触
することによって、もとの気体原料ガスより高い圧力？
存する摩料混什ソｊスを生成するエジェクターを反ＩＪ
ト？’ｉ’（２１１ｔｌ」１次側に設置ｒ￥　Ｌ　、か
つｎｉｌ記Ｉ阜料混合ガスを反応管（２ｒ１からｔｌｊ
る生成ガスの熱によって昇温１−る１阜科予熱器（２）
を反応官・出（Ｊｕ］直近に設置したことである。 次に：本発明ｑ］一実施態様を図面に従って説明する。 なお、本発明＋２以下に説明する実施態様ならびに図面
のみに限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しな
い限り装置の簡素化など種々σ〕実施態様を採用できる
ことは汀をｌだない。 第２図（コ亭発明によるガス製造装置の主要部を示す）
μ−シートである。 原料ポンプ（至）によって原料蒸発器＠に送入びれたＬ
ＰＧなどの炭化水素原料は、ここで変成器（至）を出た
生成ガスと熱交換し気化する。気化した原料ガスは過熱
器（ハ）で過熱され、ざらに脱硫塔（至）で硫黄分を除
去された後に、反応管（財）６３１次側に設置されたエ
ジェクター勾に送給される。 渦熱、脱硫ヒオ］た原料ガスは、ここで高圧のプロセス
スチームを駆動流体とするエジェクターの吸引口より吸
入され、プロセススチームと混合し、エジェクターの吐
出口より原料混むガスとなって噴出する。ちなみら：脱
硫塔（イ）を出た原料ガスの圧力は通常ｓ、　ｏ　ｙｘ
いし８４−程度であり、一方エジエクター罰金出る原料
混合ガスの圧力は８７ない１−９０−程度であり、１ネ
料の流れの前後σ］圧カをみると０．３ないｔ、−ｔ　
ｏ　ｚ程度の増加となる。 これは、エジェクター（イ）において１６ないし１８１
稈度の品圧力を有するプロセススチームを駆動流体とし
て圧入し、これ（よって発生する真空を利ＦｆＪして摩
ｒ）ガスを吸引する形となるため、その真空度に相当す
るｌｌｔカが、原料混合ガスの１１−力ｋＴ　イ：ＪＪ
ｌ［Ｉされるためである。 −（なわち機械的な昇圧設備？ｔ■いずにエジェクター
の吸引作用を利用して、実質的に原料混汁ガスのＨ−カ
？高めること力順■能になる。 第１図に示゛輝−ような、従来ｑＪｐ料混合器（７）に
け、通常箱型のものか配臂内で注入混陸を行うラインミ
ギシング方式のものが採用されていたが、いずれの場Ｂ
も圧力損失が太きく、プロセス内の摩刺ガスの圧力を低
トさせる要因となっていた。１だ、従来法（Ｄ場汗は、
原料ガス圧力とプロセススチーム圧力がほぼ均衡してい
ないと、雨音の供給混ａが円滑にいかない欠点もあった
。 ところが不実励信のようにエジェクターを採用すれば、
原料ガス圧力より高い圧力を有゛するプロセススチーム
を作ｆｉ１ざセることができ、実質的にｊ９料ガスより
高い圧力をイＪする原料混合ガスを得＜）ことかでさる
。従って、最終製品ガスσ）圧力を高（１−ることがで
きる。 エジェクター＠を出た扉料混片ガスは、反ｆ心管Ｕの出
Ｌ１の直近に設けられた原料Ｆ熱器（２）へ送給され、
ここで反応管Ｖ＋）より出た６６温ＩＩＪ生成ガスによ
って予熱され、反ｌノｔ、：　ｉ＋　０Ｉ：供給される
。 従来σ〕ように反応炉（２）内に設置ｔｔ　２　ｔｔ　
′１−．原料予熱器（８）による万人と異り、下実施例
で（コ、反応ｔ′）′（ハ）の出１」σコイｆ近に１９
料予熱器（至）を設けているので、次のような利点が生
じる。 負荷を変更した場合においても、原料混合ガスの増減に
対応した予熱量が即時に得られる。すなわち、負荷変動
に対して迅速な応答が得られ、スタートアップ後Ｃυ立
ち上りも迅速で、−を転操作が極めて容易になる。 盈だ、反応管ぐ力より出る生成ガスの温度く約７００υ
）と隙料ｄシａガスの温度＋ｉｘ＞ｓｓυ′０２と差が
大さく、原料予熱器（郭９こおルするｐｌｊ若ＬＩＪ濡
度勾配が「ダ６くとれるため、熱交換σ］効率が優れて
いる口 ざら←・で、反応’ｉｔ（ハ）を出た高温の生成ガスを
次の変成工程に過当な湿度（約ｓｓｏ’ｅ）１で冷却す
る一手段として、有効な働さ“牙イｊ゛する〇 ここで７０−σコ説明にもどる。 反Ｒ，’ｉ″ｌ［６を出た生成ガスＧゴ、反応管Ｑｏの
出Ｌｌ側直ｄＬに設けられたμλ料予熱器＠にて原料混
合ガスを予熱し、次（こ変成器υ＆ごてｃ　ｏ　２ｚ凧
を低減される。 変成器のガスは、玲料蒸）Ａ藩＠にて原料炭化水素を気
化せしめた後に、必」殻Ｇこ応じて１１−縮機翰により
、ざらに昇圧ぎれて球形タンクＯＤＩ’−貯＆される。 ｎ上し／Ｊ説明で明らかなようにべ発明では、従来の）
Ｅ力損失１／、Ｊ高い相型の原料混合器（７）σ］代わ
りにエジェクター＠を採用したことによって、系内のガ
ス圧力を高くすることか可能となり、結末として最終Ｉ
ｎ造ガスの圧力が高く、製品ガスφ】全体としての８積
を減少させることができるので、貯）Ｉ花の便宜上極め
て有利である。すなわち、球形タンクσＪ必安容積を小
型化できることや、製造ガスを球形タンクに圧入する圧
縮機を下りとすることができるか、または圧縮能力を小
型化し得る。 ｆｊＰ′５、機僚的な駆動部分がなく構造が＋’ｍｉ　
Ｑｌで安価なエジェクター（こまって、％η的に原料混
鋒ガスを脣圧できることは、運転上有利である。 従って、こＵ］発明にかかるガス製造装置ｉ：を製作費
が安くなる上ＧＬ　１ｉ、ｌ１転コストも紙取であり、
保安維持作業も容易になるという総計的な効朱を奏１゛
る。 また、反Ｉｉｉ″１１ｉパＦｅ１６を出た生成ガスの高
温廃熱が即座に原料混汁ガスの予熱に利用されるので、
熱利用σ］効率が増大１−１省ｉｆ　＋ｆｆ＋’、　、
省エネルギーという見地からみても本発明は極めて優れ
た実１１１１上の効朱を発揮する５σ」である。 図面（／Ｊ　ｌン０＃な説明 第１図は、従来の可燃ガス製造装置の主安部を示−暉フ
ローシートであり、第２図は、本発明による可燃ガス製
造皆既の主安部？示１−フローシートである。 １．２１・・・・・・反応管 ２．２２・・・・・・反応炉 ６．２６・・・・・・　原料ポンプ ４．２４・・・・・・　原料蒸発器 ５．２５・・・・・・過熱器 ６．２６・・・・・・脱硫塔 ７　・・・・・・・・　原料混合器 ８．２８・・・・・・　原料予熱器 ９．２９・・・・・・変成器 １０．６υ・・・・・・圧縮機 １１．３１ｊ・・・・−球形タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気１本ｊ阜料ガスより高い圧力を有するプロセススチー
   ムを駆動流１４−とじて気体原料ガスを吸引し、両者を
   混槍すること炉よってもとび〕気体原料ガスより高い圧
   力２有する原料混合ガスを生成するエジェクター構造の
   混合器？反応管の１次側に設置Ｌ１かっ、前記原料混合
   ガスを反応管から出る生成プＪスの廃熱によって昇温す
   る原料予熱器を、反Ｊ・こ、骨の出ロ部Ｉ０−近に設置
   Ｈシたことを特徴とする可燃ガス製造装置。