JPS59102803A - 燃料改質装置 - Google Patents
燃料改質装置Info
- Publication number
- JPS59102803A JPS59102803A JP20858082A JP20858082A JPS59102803A JP S59102803 A JPS59102803 A JP S59102803A JP 20858082 A JP20858082 A JP 20858082A JP 20858082 A JP20858082 A JP 20858082A JP S59102803 A JPS59102803 A JP S59102803A
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- JP
- Japan
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- gas
- pipe
- fuel
- catalytic
- steam
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- Granted
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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】
本発明は炭化水素系燃料改質装置の改良に関するもので
ある。
ある。
燃料改質装置とは炭化水素系燃料を水素を主成分とする
ガスに変換する装置で、従来より化学プラントに於て数
多（用いられている。最も代表的なものは、いわゆるス
チームリフオーマと称するもので、第１図に示すように
炭化水素系燃料Ｈ，Ｃ，に水蒸気を添加し、これを高温
下で触媒層Ｃに通し、水素リッチガスとし、更にＣＯコ
ンバータで残存するＣＯをＣＯ７とし、その後ＣＯ２を
除去して高純度の水素含有ガスとするものである。図中
、１は触媒管、２は装置周壁、３はバーナである。この
従来のものには次のような欠点があった。
ガスに変換する装置で、従来より化学プラントに於て数
多（用いられている。最も代表的なものは、いわゆるス
チームリフオーマと称するもので、第１図に示すように
炭化水素系燃料Ｈ，Ｃ，に水蒸気を添加し、これを高温
下で触媒層Ｃに通し、水素リッチガスとし、更にＣＯコ
ンバータで残存するＣＯをＣＯ７とし、その後ＣＯ２を
除去して高純度の水素含有ガスとするものである。図中
、１は触媒管、２は装置周壁、３はバーナである。この
従来のものには次のような欠点があった。
（１） スチームリフオーマの触ｉ管１は７５０℃以
上というような高温で使用されるため、耐高温材料を使
用しても使用限界に近く、少しでも局部的な熱負荷の増
加や温度のアンバラ −ンスがあると触媒管が過熱噴
破し、中のガスが噴出することがあった。このため炉の
設計は熱負荷を非常に低く抑え、かつ均一に分布させる
ため、炉の寸法が非常に犬とくなり、所要スペースも大
きく、非常に不経済な設計とたつ−Ｃいた。
上というような高温で使用されるため、耐高温材料を使
用しても使用限界に近く、少しでも局部的な熱負荷の増
加や温度のアンバラ −ンスがあると触媒管が過熱噴
破し、中のガスが噴出することがあった。このため炉の
設計は熱負荷を非常に低く抑え、かつ均一に分布させる
ため、炉の寸法が非常に犬とくなり、所要スペースも大
きく、非常に不経済な設計とたつ−Ｃいた。
（２） 触媒管を加熱した燃焼排ガスは通常熱交換器
で水（蒸気）と熱交換されるが、必ずしも充分な熱交換
が行われず、従って熱効率も低く不経済であった。
で水（蒸気）と熱交換されるが、必ずしも充分な熱交換
が行われず、従って熱効率も低く不経済であった。
（３）装置の周壁２が耐火材で構成されて？す、触媒管
の加熱に−はこの耐火材からのふく射が主として用いら
れて２つ、このため部分負荷での温度のコントロールが
困難で、最低負荷も５０チ程度でありまた負荷変化速度
も小さく制限される他、起動にも多大の時間を要してい
た。
の加熱に−はこの耐火材からのふく射が主として用いら
れて２つ、このため部分負荷での温度のコントロールが
困難で、最低負荷も５０チ程度でありまた負荷変化速度
も小さく制限される他、起動にも多大の時間を要してい
た。
（４） 改質炉の燃焼炉が常圧で設計されているため
寸法が非常に大きく、かつ負圧であるため誘引通風機（
ＩＤＦ）が必要であった。
寸法が非常に大きく、かつ負圧であるため誘引通風機（
ＩＤＦ）が必要であった。
本発明は従来のものの欠点を解消し、より高性能かつ低
コストの燃料改質システムを開発することを目的とし、
即ち、 （１） 全体寸法が小さく、かつ占有面積も小さく経
済的であること、 （２） 排ガスから有効に熱回収を行い、高い熱効率
を有すること、 （３） 起動・停止時間の最短化、 （４） 最低負荷を充分ト（することを目的とするも
のである。
コストの燃料改質システムを開発することを目的とし、
即ち、 （１） 全体寸法が小さく、かつ占有面積も小さく経
済的であること、 （２） 排ガスから有効に熱回収を行い、高い熱効率
を有すること、 （３） 起動・停止時間の最短化、 （４） 最低負荷を充分ト（することを目的とするも
のである。
本発明は改質炉の加熱を加圧流動層によって行うことに
より全体を極めてコンパクトに設計し、かつ触媒管の肉
厚を薄くして熱応力を小さくすると共に軽量化と経済性
にすぐれたものとし、容易にモジュール化−トレーラ輸
送が可能なものとするもので、炭化水素系燃料をスチー
ムリフオーミンメ反応により水素リッチガスに変換する
燃料改質装置にｊ６いて、加熱媒体として加圧流動層を
用い、触媒管に二重管を用いた反応器および上記反応器
からの燃焼排ガスで駆動するガスタービンを設けてなる
燃料改質装置に関する。
より全体を極めてコンパクトに設計し、かつ触媒管の肉
厚を薄くして熱応力を小さくすると共に軽量化と経済性
にすぐれたものとし、容易にモジュール化−トレーラ輸
送が可能なものとするもので、炭化水素系燃料をスチー
ムリフオーミンメ反応により水素リッチガスに変換する
燃料改質装置にｊ６いて、加熱媒体として加圧流動層を
用い、触媒管に二重管を用いた反応器および上記反応器
からの燃焼排ガスで駆動するガスタービンを設けてなる
燃料改質装置に関する。
本発明の加熱媒体たる加圧流動層材質としては砂、アル
ミナ系で４０〜２００μ程度の大きさのものが用いられ
、加圧の程度は大気圧以上、２０〜３ Ｄ ａｔａ程度
までで、一般的には４ ａｔａ程度が普通に用いられる
。二重管触媒管は外管４と内管５の間の円環部にバナジ
ウム−ニッケル系の一般にはパイプ状（内径５〜６１１
１１１ ｋ外径１６閣、高さ１９■等）の触媒が充填さ
れており、改質されるべき原料ガスは該触媒充填部を下
方から上方へと流れ、加圧流動層からの熱で反応が生じ
る。触媒層を通過した炭化水素系燃 ・料ガスは水素と
一酸化炭素を主成分とするガスに改質され、二重管頂部
に至り内管を経て取り出される。
ミナ系で４０〜２００μ程度の大きさのものが用いられ
、加圧の程度は大気圧以上、２０〜３ Ｄ ａｔａ程度
までで、一般的には４ ａｔａ程度が普通に用いられる
。二重管触媒管は外管４と内管５の間の円環部にバナジ
ウム−ニッケル系の一般にはパイプ状（内径５〜６１１
１１１ ｋ外径１６閣、高さ１９■等）の触媒が充填さ
れており、改質されるべき原料ガスは該触媒充填部を下
方から上方へと流れ、加圧流動層からの熱で反応が生じ
る。触媒層を通過した炭化水素系燃 ・料ガスは水素と
一酸化炭素を主成分とするガスに改質され、二重管頂部
に至り内管を経て取り出される。
本発明の燃料改質システムは燃料改質装置の他、流動層
式熱交換器等にも応用できる。
式熱交換器等にも応用できる。
本発明システムの構成の一例を第２図に示す。
１は加圧式の改質炉容器、２は流動加熱層、３は流動層
上部空間、４は二重触媒管外管、５は二重触媒管内管で
ある。６は燃料排ガス出口ダクト、７はガスタービン、
８はガスタービン排気ダクト、９は排熱回収ボイラ、１
０は煙突である。
上部空間、４は二重触媒管外管、５は二重触媒管内管で
ある。６は燃料排ガス出口ダクト、７はガスタービン、
８はガスタービン排気ダクト、９は排熱回収ボイラ、１
０は煙突である。
１１は炭化水素系燃料Ｈ，Ｃ１供給管、１２はバーナ用
燃料管（バーナ１２′はパイプノズル）、１３は改質用
原料ガス管、１４は原料ガス−水蒸気混合装置、１８は
原料ガス／水蒸気混合ガス管である。１５はボイラ給水
管、１６はボイラ給水ポンプ、１７は改質用蒸気管であ
る。１９は反応生成ガス管、２０は熱交換器、２１はＣ
０シフトコンバータ入口’ｆ、２２はＣＯシフトコンバ
ータである。２３は燃焼用空気Ａコンプレッサ、２４は
燃焼用空気ダクト、２５は燃焼用空気風箱、２６は発電
機である。
燃料管（バーナ１２′はパイプノズル）、１３は改質用
原料ガス管、１４は原料ガス−水蒸気混合装置、１８は
原料ガス／水蒸気混合ガス管である。１５はボイラ給水
管、１６はボイラ給水ポンプ、１７は改質用蒸気管であ
る。１９は反応生成ガス管、２０は熱交換器、２１はＣ
０シフトコンバータ入口’ｆ、２２はＣＯシフトコンバ
ータである。２３は燃焼用空気Ａコンプレッサ、２４は
燃焼用空気ダクト、２５は燃焼用空気風箱、２６は発電
機である。
加圧式改質炉容器１はバーナ１２′からの燃料をライン
１８からの空気で燃焼して流動材を上昇させて形成され
る加圧式の流動加熱層２によって二重触媒管４及び５を
均一かつ一定温度にて加熱し、この中に充填された触媒
層によって原料ガス／水蒸気混合ガス管１１１ＮＣよっ
て供給された混合気を改質し、水素と一酸化炭素を主成
分とするガスとし反応生成ガス管１９により炉外へ送り
出す。反応生成ガスは熱交換器２０にて温度を適温に下
げた後、ＣＯシフトコンバータ２２にて一酸化炭素を水
素に改質しくＯＯ＋Ｈ，Ｏ→Ｃｏ、÷”ｘ ）、”ｔリ
ッチガス■とじて使用する。
１８からの空気で燃焼して流動材を上昇させて形成され
る加圧式の流動加熱層２によって二重触媒管４及び５を
均一かつ一定温度にて加熱し、この中に充填された触媒
層によって原料ガス／水蒸気混合ガス管１１１ＮＣよっ
て供給された混合気を改質し、水素と一酸化炭素を主成
分とするガスとし反応生成ガス管１９により炉外へ送り
出す。反応生成ガスは熱交換器２０にて温度を適温に下
げた後、ＣＯシフトコンバータ２２にて一酸化炭素を水
素に改質しくＯＯ＋Ｈ，Ｏ→Ｃｏ、÷”ｘ ）、”ｔリ
ッチガス■とじて使用する。
流動層における燃焼で生成した排ガスは流動層上部空間
３を経て、燃焼排ガスダクト６を経て、ガスタービン７
に入る。このガスタービンにはコンプレッサ２３と発電
機２６が連結されてＺす、燃焼用空気はコンプレッサ２
６にて必要な圧力迄昇圧された後、燃焼用空気ダクト２
４、燃焼用空気風箱２５を経て、流動層へ供給される。
３を経て、燃焼排ガスダクト６を経て、ガスタービン７
に入る。このガスタービンにはコンプレッサ２３と発電
機２６が連結されてＺす、燃焼用空気はコンプレッサ２
６にて必要な圧力迄昇圧された後、燃焼用空気ダクト２
４、燃焼用空気風箱２５を経て、流動層へ供給される。
コンプレッサに動力を供給した余剰の動力は発電機２６
にて電力に変換される。ガスタービンにて仕事をした排
ガスは、排熱回収ボイラ９にて熱交換した後、煙突１０
より大気に放出される。この排熱回収ボイラ用の給水は
給水ポンプ１６により送られ、９により蒸気となって、
原料ガス／水蒸気混合装置１４によって原料ガスと混合
される。
にて電力に変換される。ガスタービンにて仕事をした排
ガスは、排熱回収ボイラ９にて熱交換した後、煙突１０
より大気に放出される。この排熱回収ボイラ用の給水は
給水ポンプ１６により送られ、９により蒸気となって、
原料ガス／水蒸気混合装置１４によって原料ガスと混合
される。
加圧流動層の採用により次のようなメリットが生じる。
（１） 空塔速度が常圧に比べて小さくなる。或は空
塔速度を合わせると層床面積を小さくでき全体寸法を非
常に小型化できる。
塔速度を合わせると層床面積を小さくでき全体寸法を非
常に小型化できる。
令
（２） 空塔速度を小さく取る場合は、流動材径をそ
れだけ小さくでき、従って層内に挿入されている触媒管
の摩耗が小さく、かつ上部空間（３） 加圧により更
に高い流動層熱伝達率が得られる。
れだけ小さくでき、従って層内に挿入されている触媒管
の摩耗が小さく、かつ上部空間（３） 加圧により更
に高い流動層熱伝達率が得られる。
（４） ガスタービンにより高温の排ガスの持つエネ
ルギが動力として回収され圧縮機の所要動力をまかなえ
るのみならず、余剰分は直接発電も可能である。また排
熱回収ボイラをそれだけ小さくできる。
ルギが動力として回収され圧縮機の所要動力をまかなえ
るのみならず、余剰分は直接発電も可能である。また排
熱回収ボイラをそれだけ小さくできる。
（５） 最大の重量物である改質炉容器をコンパクト
にできるため輸送や据付が極めて楽であり、モジュール
化により容易にトレーラ輸送ができる。
にできるため輸送や据付が極めて楽であり、モジュール
化により容易にトレーラ輸送ができる。
（６） 流動層は層内の温度が均一かつ一定であるか
ら、これをコントロールすることＫより苛酷な温度受性
装置かれる触媒管の噴破事故を確実に防止することが出
来、かつ流動層のもつすぐれた部分負荷特性や大きな負
荷変化速度を活用できる。
ら、これをコントロールすることＫより苛酷な温度受性
装置かれる触媒管の噴破事故を確実に防止することが出
来、かつ流動層のもつすぐれた部分負荷特性や大きな負
荷変化速度を活用できる。
第１図は従来の燃料改質装置にｇける反応部の構造を示
す縦断面図であり、第２図は本発明の燃料改質システム
の一例を示すフローシートである。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 第１図 ■ Ｃθ十〃２
す縦断面図であり、第２図は本発明の燃料改質システム
の一例を示すフローシートである。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 第１図 ■ Ｃθ十〃２
Claims (1)
- 炭化水素系燃料をスチームリフオーミング反応により水
素リッチガス圧変換する燃料改質装置に２いて、加熱媒
体として加圧流動層を用い、触媒管に二重管を用いた反
応器？よび上記反応器からの燃焼排ガスで駆動するガス
タービンを設けてなる燃料改質装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20858082A JPS59102803A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 燃料改質装置 |
| MX198347A MX168335B (es) | 1982-08-12 | 1983-08-10 | Aparato mejorado para la reformacion de combustible |
| NLAANVRAGE8302824,A NL189123C (nl) | 1982-08-12 | 1983-08-11 | Brandstofreformer. |
| FR8313260A FR2531944A1 (fr) | 1982-08-12 | 1983-08-12 | Appareil de reforming de combustible a base d'hydrocarbure en un gaz riche en hydrogene |
| CH442783A CH655495B (ja) | 1982-08-12 | 1983-08-12 | |
| GB08321739A GB2126118B (en) | 1982-08-12 | 1983-08-12 | Fuel-reforming apparatus |
| DE19833329435 DE3329435A1 (de) | 1982-08-12 | 1983-08-12 | Vorrichtung zur reformierung von kraftstoff |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20858082A JPS59102803A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 燃料改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102803A true JPS59102803A (ja) | 1984-06-14 |
| JPS6125643B2 JPS6125643B2 (ja) | 1986-06-17 |
Family
ID=16558535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20858082A Granted JPS59102803A (ja) | 1982-08-12 | 1982-11-30 | 燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102803A (ja) |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP20858082A patent/JPS59102803A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6125643B2 (ja) | 1986-06-17 |
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