JPS59128201A - 一酸化炭素転化反応器 - Google Patents
一酸化炭素転化反応器Info
- Publication number
- JPS59128201A JPS59128201A JP23131882A JP23131882A JPS59128201A JP S59128201 A JPS59128201 A JP S59128201A JP 23131882 A JP23131882 A JP 23131882A JP 23131882 A JP23131882 A JP 23131882A JP S59128201 A JPS59128201 A JP S59128201A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- catalyst
- water
- temperature
- reactor
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- Pending
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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】
この発明は一酸化炭素と水蒸気を含む混合ガスを、水素
に富むガスに転化させる、いわゆる−酸化炭素転化反応
用の反応器の改良に関する。
に富むガスに転化させる、いわゆる−酸化炭素転化反応
用の反応器の改良に関する。
この反応はやや弱い発熱反応であり、通常は断熱触媒層
を有する反応器によって行なわれている。
を有する反応器によって行なわれている。
よく知られているように、この反応の触媒には高温用（
鉄−クロム系）と低温用（酸化亜鉛、銅−亜鉛系）があ
り、適当な反応温度として高温用４００℃前後、低温用
２３０〜２４０℃が推奨されている。発熱反応であるの
で平衡の点かちは低温が望ましい。従って第１図のごと
く先ず高温転化器によって大部分の反応を行わせたあと
熱交換器によって温度を下げて低温転化器に入れ、仕上
げの反応を行なわせるのが通常のやり方である。勿論入
口、出口の一酸化炭素の濃度によっては１段でずまして
いる場合も多い。
鉄−クロム系）と低温用（酸化亜鉛、銅−亜鉛系）があ
り、適当な反応温度として高温用４００℃前後、低温用
２３０〜２４０℃が推奨されている。発熱反応であるの
で平衡の点かちは低温が望ましい。従って第１図のごと
く先ず高温転化器によって大部分の反応を行わせたあと
熱交換器によって温度を下げて低温転化器に入れ、仕上
げの反応を行なわせるのが通常のやり方である。勿論入
口、出口の一酸化炭素の濃度によっては１段でずまして
いる場合も多い。
発熱接触反応においては、反応温度を押えることが平衡
上有利であり、従って断熱層反応器より、温度コン１〜
ロール型の反応器が反応の上からは右利である。また触
媒のライフの点からも温度を低く保つことが望ましい。
上有利であり、従って断熱層反応器より、温度コン１〜
ロール型の反応器が反応の上からは右利である。また触
媒のライフの点からも温度を低く保つことが望ましい。
温度コントロール型の反応器としては熱交換器を反応層
の内部に組み込み、入口自己ガスと熱交換させる型と、
第３の熱媒体により熱を取り去る型のものとがある。し
かしいずれにしても椙造が歩容１１Ｚなり、価格も干る
ことは否定できない。従つ′Ｃ断熱層反応器に代えて）
晶度コント〔１−ル型のしのを使用リ−るにはそれだ（
プの利点が・つ１ければならない。 第３の熱媒体によ
り熱を取り去る型のもの、特に水ボイラーを使用したも
のは、熱除去能力が大きく、温度コントロールが容易で
あるという長所を有し−（いるが、この発明の提供する
反応器はその中でも特に構造の簡単さ、ｔ−ラブルのな
い点、メンテナンスの容易な点から優れたものである。
の内部に組み込み、入口自己ガスと熱交換させる型と、
第３の熱媒体により熱を取り去る型のものとがある。し
かしいずれにしても椙造が歩容１１Ｚなり、価格も干る
ことは否定できない。従つ′Ｃ断熱層反応器に代えて）
晶度コント〔１−ル型のしのを使用リ−るにはそれだ（
プの利点が・つ１ければならない。 第３の熱媒体によ
り熱を取り去る型のもの、特に水ボイラーを使用したも
のは、熱除去能力が大きく、温度コントロールが容易で
あるという長所を有し−（いるが、この発明の提供する
反応器はその中でも特に構造の簡単さ、ｔ−ラブルのな
い点、メンテナンスの容易な点から優れたものである。
第２図に本発明による反応器の１例を示す。
容器１１は竪型円筒状ぐ触媒１４は触媒受は棚１５の上
に充填されている。冷却管は内管１６と外管１７よりな
り、上部から均等に触媒層１４の中に垂直に挿入されて
いる。
に充填されている。冷却管は内管１６と外管１７よりな
り、上部から均等に触媒層１４の中に垂直に挿入されて
いる。
一酸化炭素と水蒸気を含む原料カスはガス人口１２から
入り、触媒層を流通中に転化反応をうけガス出口１３よ
り流出する。猶ガスの流れる方向は上向きでも下向きで
もどちらでも構わない。
入り、触媒層を流通中に転化反応をうけガス出口１３よ
り流出する。猶ガスの流れる方向は上向きでも下向きで
もどちらでも構わない。
冷却管は通称バヨネット型と貯ばれている二重管型のも
のである。即ち冷却媒体である水は水入口１８より入り
、内管１６を通り、最下部で反転し外管１７と内管１６
の間の環状部を通り、ここで反応ガスによって熱せられ
、一部は蒸発して、水と水蒸気が混合して水、水蒸気出
口２０より外部に流出する。
のである。即ち冷却媒体である水は水入口１８より入り
、内管１６を通り、最下部で反転し外管１７と内管１６
の間の環状部を通り、ここで反応ガスによって熱せられ
、一部は蒸発して、水と水蒸気が混合して水、水蒸気出
口２０より外部に流出する。
原料ガスは反応を起し温度が上るが、この反応器では冷
却管群により熱を除去されるので断熱層反応器の場合よ
り温度はかなり低い。即ち平衡の関係から転化反応は促
進される方向であるので、このことは出口ガスの一酸化
炭素の温度を低下させるとか、又はこの濃度一定の場合
は必要触媒量が少なくて済むという効果をもたらす。
却管群により熱を除去されるので断熱層反応器の場合よ
り温度はかなり低い。即ち平衡の関係から転化反応は促
進される方向であるので、このことは出口ガスの一酸化
炭素の温度を低下させるとか、又はこの濃度一定の場合
は必要触媒量が少なくて済むという効果をもたらす。
冷却管の温度は水の蒸発温度即ち圧力をコントロールす
ることによって大幅に変えられ、かつ給液量をコントロ
ールすることによっても容易に変えられるので、反応ガ
スの温度コントロールも大幅に、且つ容易に可能である
。廃熱の回収法つとしても優れていることは言うまでも
ない。
ることによって大幅に変えられ、かつ給液量をコントロ
ールすることによっても容易に変えられるので、反応ガ
スの温度コントロールも大幅に、且つ容易に可能である
。廃熱の回収法つとしても優れていることは言うまでも
ない。
さて、このバヨネット型のボイラーの特徴としては、構
造が簡単で、無理がないことである。この故に冷ｆＪＪ
管には熱応力がかからず、又過熱、腐蝕等の故障がない
。例えばＵデユープ型のボイラー等では、液が下降から
上昇に移る水平部分が過熱することが時々起るが、バヨ
ネット型ではそのような問題は起らない、。
造が簡単で、無理がないことである。この故に冷ｆＪＪ
管には熱応力がかからず、又過熱、腐蝕等の故障がない
。例えばＵデユープ型のボイラー等では、液が下降から
上昇に移る水平部分が過熱することが時々起るが、バヨ
ネット型ではそのような問題は起らない、。
また触媒層は均一な冷却が望ましいのであるが、ボイラ
ーによっては、特に低負荷の場合、偏流を起し、温度が
不均一になることがある。一般的に、自然循環による場
合、触媒層の温度の高くなった部分の循環は強くなり、
自然に湿度がコントロールされるという性質がある。バ
ヨネット型ではこの自然の制御性と、圧力のコントロー
ルによる受熱量の調節の両方とも可能であるので、容易
に均一な冷却が得られるという利点がある。また場合に
よっては各冷ｉｌｌ管の水入口の部分にオリフィスまた
はノズルを設け、各冷却管への給水−昂を正確にコン１
へロールするということも可能である。
ーによっては、特に低負荷の場合、偏流を起し、温度が
不均一になることがある。一般的に、自然循環による場
合、触媒層の温度の高くなった部分の循環は強くなり、
自然に湿度がコントロールされるという性質がある。バ
ヨネット型ではこの自然の制御性と、圧力のコントロー
ルによる受熱量の調節の両方とも可能であるので、容易
に均一な冷却が得られるという利点がある。また場合に
よっては各冷ｉｌｌ管の水入口の部分にオリフィスまた
はノズルを設け、各冷却管への給水−昂を正確にコン１
へロールするということも可能である。
この冷却管の内管は引き抜けるような構造になっている
ので、外管の内部の掃除も容易であり、メンテナンスに
手間がかからない。即ち官゛内にスケール（＝Ｉ着のよ
うな問題がないので常に良い伝熱状態を保持出来るので
ある。
ので、外管の内部の掃除も容易であり、メンテナンスに
手間がかからない。即ち官゛内にスケール（＝Ｉ着のよ
うな問題がないので常に良い伝熱状態を保持出来るので
ある。
又このバヨネッ１〜型ボイラーはｆｔ造が簡単であるの
で、コストが安いという特徴がある。先に述べたように
、この型の反応器は断熱層型に比較するとコストが高く
なることは避（プられない。しかしそのコストの増加は
このボイラーを使用することにより、最小限に押えられ
るのである。
で、コストが安いという特徴がある。先に述べたように
、この型の反応器は断熱層型に比較するとコストが高く
なることは避（プられない。しかしそのコストの増加は
このボイラーを使用することにより、最小限に押えられ
るのである。
一方このようなボイラーによって反応層を冷却される反
応器は、廃熱を効率良く回収出来るという効果の他、−
基或の断熱層反応器に比べて、処理するカスの出口、入
口の一酸化炭素濃度を広く取り得る、という利点がある
。即ち、例えば成る一定の触媒を使って同じガスを処理
した場合、出口ガスの一酸化炭素濃度を断熱層式に比べ
てずつと低くすることが出来るのである。
応器は、廃熱を効率良く回収出来るという効果の他、−
基或の断熱層反応器に比べて、処理するカスの出口、入
口の一酸化炭素濃度を広く取り得る、という利点がある
。即ち、例えば成る一定の触媒を使って同じガスを処理
した場合、出口ガスの一酸化炭素濃度を断熱層式に比べ
てずつと低くすることが出来るのである。
又同じく高温用、低温用と言っても触媒の種類によって
、耐熱性や耐毒性に重点を置いたもの、低温活性に重点
を置いたもの等いろいろあるので、初めの層に前者を、
後者を後の触媒層に使いわけることにより、より優れた
反応器とすることができる。
、耐熱性や耐毒性に重点を置いたもの、低温活性に重点
を置いたもの等いろいろあるので、初めの層に前者を、
後者を後の触媒層に使いわけることにより、より優れた
反応器とすることができる。
次に人体の目安として以下の３つのケースにつき、この
発明の適用を考えて見よう。
発明の適用を考えて見よう。
ａ）−酸化炭素の入口ｉ日度が約１０％以上、出［１の
濃度が１％以下の場合。
濃度が１％以下の場合。
このケースは全部の触媒を低温用触媒とすることで対応
出来るが、しかし第１図に述べた断熱層２塔式に比し設
備費が高くなり又触媒受も高くなるので、中、大型のも
のでは刈高となり、どちらかと言えば不適当である。し
かし小型で簡素化された設備、コンパクトな設備を要求
される場合、例えば小型の水素発生装置用のものなどに
は最適である。
出来るが、しかし第１図に述べた断熱層２塔式に比し設
備費が高くなり又触媒受も高くなるので、中、大型のも
のでは刈高となり、どちらかと言えば不適当である。し
かし小型で簡素化された設備、コンパクトな設備を要求
される場合、例えば小型の水素発生装置用のものなどに
は最適である。
ｂ）−酸化炭素の入口濃度約１０％以上、出口製電２〜
３％以上の場合。
３％以上の場合。
この場合は高温用触媒の使用が適当である。
−酸化炭素の人口濃度があまり高くない場合は断熱層１
塔でも出口濃度３％台まで下げられるが、入口濃度が少
し高くなると出口温度が高くなり過ぎ、そこまで下げる
のは無理となる。しかし本発明の装置を使えば出口温度
がかなり低められ、−酸化炭素の出口濃度を２％台にす
ることも可能である。
塔でも出口濃度３％台まで下げられるが、入口濃度が少
し高くなると出口温度が高くなり過ぎ、そこまで下げる
のは無理となる。しかし本発明の装置を使えば出口温度
がかなり低められ、−酸化炭素の出口濃度を２％台にす
ることも可能である。
このケースは小型は勿論、中、大型の場合でも経済的に
実施出来る。
実施出来る。
Ｃ）−酸化炭素の人口濃度１０％以下、出口濃度１％以
下の場合。
下の場合。
この場合は低温用触媒の使用が適当である。−酸化炭素
の入口濃度が数％以下の場合は低温用触媒を使って断熱
層反応器によっても１％以下にすることが可能であるが
、本発明の反応器を使う方が適合範囲が広く、−酸化炭
素の出口濃度も低く保持できる。
の入口濃度が数％以下の場合は低温用触媒を使って断熱
層反応器によっても１％以下にすることが可能であるが
、本発明の反応器を使う方が適合範囲が広く、−酸化炭
素の出口濃度も低く保持できる。
このケースは小型、中型、大型いずれに対しても経済的
に実施出来る。
に実施出来る。
次に実施例につき説明する。
例（１） これは上記ケース（ａ ）の例である。
使用触媒 銅−亜鉛系
圧力 １ｋｇ／ｃｍａ ゛入口Ｃ
Ｏｉ＋１度 １３％（乾きガス基準出口ＣＯＭ
度 ０．５％ 触媒層入口温度 ２００ ’Ｃ Ｃ触媒出出温度 ２１０℃ 例（２） ケース（ｂ ＞の例。
Ｏｉ＋１度 １３％（乾きガス基準出口ＣＯＭ
度 ０．５％ 触媒層入口温度 ２００ ’Ｃ Ｃ触媒出出温度 ２１０℃ 例（２） ケース（ｂ ＞の例。
使用触媒 鉄−クロム系
圧力 ２８ ｋｇ ／ ｉ ｇ入口
ＣＯＷ度 １５％ 出口ＣＯ讃度 ２％ 触媒層入口温度 ３７０℃ 触媒層出口温度 ３８０℃ 例く３） ケース（Ｃ）の例 使用触媒 銅−亜鉛系 圧力 １０ｋＧｌ／ｃｎｆｇ入口Ｃ
ＯＷ度 ５％ 出口００ｍ度 ０．５％ 触媒層入口温度 ２３０℃ 触媒層出口温度 ２３５℃ 以上詳細に述べたように、本発明は広い範囲に）利用出
来る効率の良い転化反応器を提供するものである。
ＣＯＷ度 １５％ 出口ＣＯ讃度 ２％ 触媒層入口温度 ３７０℃ 触媒層出口温度 ３８０℃ 例く３） ケース（Ｃ）の例 使用触媒 銅−亜鉛系 圧力 １０ｋＧｌ／ｃｎｆｇ入口Ｃ
ＯＷ度 ５％ 出口００ｍ度 ０．５％ 触媒層入口温度 ２３０℃ 触媒層出口温度 ２３５℃ 以上詳細に述べたように、本発明は広い範囲に）利用出
来る効率の良い転化反応器を提供するものである。
第１図 従来の断熱層２塔式転化反応装置第２図 本発
明による反応器の断面図 第３図 本発明、ケース（＜１ ）による反応器の断面
図 １ 高温転化器 ２ 低温転化器 ３ 熱交換器 １１ 容器 １２ 原料ガス入口 １３ 転化ガス出口 １４ 触媒 １４ａ 触媒 １４ｂ 低温高活性触媒 １５ 触媒受は棚 １６ 冷却管（内管） １７ 冷却管（外管） １８ 水入口 １９ オリフィス ２０ 水、水蒸気出口 ２１ アルミナボール
明による反応器の断面図 第３図 本発明、ケース（＜１ ）による反応器の断面
図 １ 高温転化器 ２ 低温転化器 ３ 熱交換器 １１ 容器 １２ 原料ガス入口 １３ 転化ガス出口 １４ 触媒 １４ａ 触媒 １４ｂ 低温高活性触媒 １５ 触媒受は棚 １６ 冷却管（内管） １７ 冷却管（外管） １８ 水入口 １９ オリフィス ２０ 水、水蒸気出口 ２１ アルミナボール
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １−酸化炭素と水蒸気を含む混合ガスを、触媒と接触さ
せて水素に富む混合ガスに転化させる反応器において、
先端が閉じられた二重管よりなり、その内管の一方の側
から水が送入され、先端で反転して環状部を流通するよ
うにした冷却管群が、触媒層の水平断面において均等に
分布するように、上部から触媒層中に挿入設置されてい
ることを特徴とする一酸化炭素転化反応器。 ２ 各々の冷却管の水入口部にオリフィスまたはノズル
を設けた、特許請求の範囲第１項に記載の一酸化炭素転
化反応器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23131882A JPS59128201A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 一酸化炭素転化反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23131882A JPS59128201A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 一酸化炭素転化反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128201A true JPS59128201A (ja) | 1984-07-24 |
Family
ID=16921749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23131882A Pending JPS59128201A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 一酸化炭素転化反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59128201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0213840A2 (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-11 | Imperial Chemical Industries Plc | Hydrogen production |
| WO2016119224A1 (zh) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | 湖南安淳高新技术有限公司 | 一种等温低温变换炉及变换工艺 |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP23131882A patent/JPS59128201A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0213840A2 (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-11 | Imperial Chemical Industries Plc | Hydrogen production |
| WO2016119224A1 (zh) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | 湖南安淳高新技术有限公司 | 一种等温低温变换炉及变换工艺 |
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