JPS6018601B2 - 対流式改質装置及びその方法 - Google Patents

対流式改質装置及びその方法

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JPS6018601B2
JPS6018601B2 JP50043852A JP4385275A JPS6018601B2 JP S6018601 B2 JPS6018601 B2 JP S6018601B2 JP 50043852 A JP50043852 A JP 50043852A JP 4385275 A JP4385275 A JP 4385275A JP S6018601 B2 JPS6018601 B2 JP S6018601B2
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tube
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heating furnace
reaction
gas
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シエン クオウ チ
エヌ ボウブケ ヘルマン
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Stone and Webster Engineering Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/062Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
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    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、改質加熱炉(re的meで血mace)中で
水素を多量に含むガスを製造する方法、数質熱炉及び加
熱炉の構造に関する。
更に詳細には、本発明は反応系及び熱源のいずれも加圧
下で操作する故質加熱炉に関する。本発明は特に工業的
規模の石炭ガス化プラント用の、水素を多量に含むガス
を製造するのに好適である。最近、石炭のガス化により
エネルギー源としてのガスを製造する方法について大い
に関0が持たれてきている。
工業的規模の石炭ガス化プラントは多量の水素ガスを必
要とするものであるが、その水素ガスは、またアンモニ
アの合成においても多量に使用されている。多量の水素
ガスと一酸化炭素からなる混合物は、一般に合成ガスと
呼ばれているが、この合成ガスは天然ガス又は鯉質炭化
水素よりメタノールを工業的に製造するプラントで必要
とされるものである。
工業的に必要とされる水素を多量に含むガス及び合成ガ
スは改質加熱炉を用いて製造する。
工業的な改質方法は、改質加熱炉の管に酸化ニッケルの
如き触媒を充填し、ここを炭化水素及び水蒸気を通過さ
せることにより行われる。この改質反応は、通常、54
0〜820qo(10000F〜15000F)又はそ
れ以下の温度で行われる。従来の炭火水素政質路は頚射
型の加熱炉で、熱源は炭化水素系の燃料と空気を常圧で
燃焼させることにより得れるものである。
しかしながら、現時点ではこの薄射型の加熱炉は非常に
大きい上に高価であり、しかも多量の燃料を必要とする
欠点を有している。一方、加圧下で操作する加熱炉もあ
り、その一つが米国特許第3582296号(1971
年6月1日)に記載されている。
この特許による加熱炉は、基本的には反応系と高温加熱
ガスとの間の温度差が、できるだけ小さい状態で運転さ
れるように設計されている。この加熱炉では、加熱が基
本的には韓射によりできるようにされており、また燃焼
ガスを理論的燃焼炎の温度にできるだけ近い温度で加熱
領域まで運ぶように設計がなされている。また他にも加
圧下で運転する加熱炉として、米国特許第3錠網494
号(1972年9月5日)に示されている小型の対流式
反応器がある。本発明の第一の目的は、改質加熱炉及び
水素を多量に含むガス又は合成ガスを製造する方法を提
供することにある。
本発明の第二の目的は、反応部及び燃焼部の双方を加圧
下で運転し、反応部への熱を本質的に対流によって供給
する加熱炉を提供することにある。
本発明の第三の目的は、原料の炭化水素を水素に軟質す
る一連の方法において改質加熱炉として使用し得る加熱
炉を提供することにある。
従って、本発明の加熱炉は、反応管が加熱炉に取付けら
れているバーナーからの鍵射熱により加熱されないよう
に設計されている。
単一バーナー或いは複数のバーナーは一種の燃焼室に入
れて炉の底部の中央に据えられる。この燃焼室には半円
球状の有孔遮蔽板が取り付けられ、これにより、高温の
燃焼ガスを燃焼部から反応管へ送る一方、炎が反応管に
接触したり或いはバーナーからの鰭射熱が直接反応管へ
とどくよことを防いでいる。反応警部は、加熱炉の比較
的高い位置に付けられた管板、この管板からのびる反応
管及び反応管の末端部に続く太い中央管とからなってい
る。反応管は、両端に細い入口部と出口部を有し、中間
部は非常に長くなっている。改質加熱炉の場合には、こ
の中間部に触媒が充填されている。管板はサンドウィッ
チ構造になっている。また、加熱炉には複数個の整列固
着しているジャケットを並べた絶縁部が設けられている
個々のジャケットは容器の壁面から離れており、これに
より炉内部よりやや高い圧力を有する比較的低温の排ガ
スを受けとるのに適用される小さな環状路を輪郭づける
。本発明の方法は加熱炉中の煙道ガスを再循環させて用
いることを目的とするものである。
加熱炉鎧鼻菱要琵象鍔電導麓亀なる隣導竜ぐき雲ぐ寅に
、この蛭道ガスの}部は再び圧縮されて炉へ再循環させ
、燃焼用燃料及び圧縮空気と混合される。その他の鰹道
ガスはエアーコンブレッサーのタービンへと送られ、タ
ービンを駆動させるために使われる。本発明の加熱炉は
、あらゆる方面に適用されるものである。
本発明の特殊な加熱炉は触媒の使用の有無を問わずにク
ラッキングが必要なあらゆる場合に使用しうるが、以下
本発明を接触分解の場合の改質加熱炉について詳細に説
明する。図面に従って本発明を説明すると、第1図より
明らかな如く、本発明の敬質加熱炉2は、容器胴体4、
反応警部6及び燃焼部8の三つの主要な部分から成って
いる。
容器胴体4は、外殻9、絶縁ジャケット10及びジャケ
ット10の外表面と外殻9の内表面とで形づくられてい
る排ガス室12から成っている。
第1図及び第4図からよくわかる通り、個々の耐火性ジ
ャケット10の形状は円筒状又は外殻9の内壁面の形状
通りになっており、その一端、好ましくは上端が容器壁
に固定されている。各ジャケットの外壁14の直径は、
外殻9の内径より小さく、各絶縁ジャケット10と共に
排ガス室12を形づくる。排ガス室12には絶縁ジャケ
ット10と外殻9の外壁との間に一定の間隔を保つよう
な手段が横じてある。その分離の手段はどのようなもの
でもよいが、特に好ましいものは、榛11を排ガス室1
2の上から下まで螺旋状に配置することである。各排ガ
ス室12の端は環状開ロ部13で終り、この関口部ぱ排
ガス室12と炉内部を結んでいる。夫々の排ガス室12
には別々に排ガス挿入口20が付けられており、ここを
通って、改質加熱炉2の燃焼ガス側よりやや高い圧力で
排ガスが挿入される。実際には、この排ガスというのは
加熱炉2からの鰹道ガスの冷却されたものである。また
絶縁ジャケット10‘こは、外側の反応管の余分な偏位
を制限するためと加熱炉2中の鰹道ガスの偏流現象を防
止するために、耐火性の特出構造16がそれぞれ設けて
ある。改質反応管部6は、管板22、改質反応管24及
び中央管26を含んでいる。
中央管26は改質加熱炉2の中に軸万向に設置され、加
熱炉2の上端より上に伸びている。中央管26の上端は
反応流動体の排出口27になっている。実際には、中央
管26は、加熱炉2の上端の関口部28に、熔接等の適
当な手段により固定されている。第1図及び第3図に示
した如く、管板22は上の板34、下の板36及び中間
ウェブ構造38より形成される。管板22には中央管2
6の外形に従って開〇部30が中央に設けられ、また管
板の上の板34と中央管26が熔接で強個に接着され管
板をしっかりと支えるようになっている。更に、延長さ
れた支持体32の如き手段により管板22を炉内部に固
定することによって、もう一つの支えが設けられている
。支持体32は炉の内壁面と管板22の両方に固定され
ている。また、高温の煙道ガスから管板22を防護する
ために邪魔板40が設けられている。管板22では、上
の板34及び下の板36のそれぞれに複数個の孔42及
び44があげられている。反応管24は、太い中間部5
0、入口部46及び出口部48からなっている。
太い中間部50は、反応管24の殆んど大部分を占めて
おり、ここだけに触媒が充填されている。入口部46は
上部管板34の上表面から延びて下の板36の孔44を
通って延びているが、この入口部は管坂部22の上の板
34に、しっかりと熔接され固定されている。入口部4
6の直径は敬質管中間部50の直径よりもかなり小さく
なっている。従って、改質管中間部50のところでは外
の空間が狭くなっているために、鰹道ガスの排出口付近
で蛭道ガスの流れが最大になり、また触媒の存在しない
入口部46での熱反応蒸気への伝熱を最小限にすること
ができる。改質管24の出口部48もまた改質管中間部
50よりも直径がかなり小さくなっている。
第5図より明らかな如く、出口部48は、いくぶん螺旋
状又はねじれたような形で中央管26の方へ延びてその
内部へ入っている。出口部48がねじれた形状を有して
いるために改質反応管24に対する固有熱晩彰眼手段と
なっている。また、出口部48が細いために、燃焼ガス
の流れを妨げることが非常に少なく、しかも触媒の詰ま
っている反応管24の中間部50へ、少しづつしか燃焼
ガスを送らず、触媒の存在しない出口部への伝熱量を最
小にすることができる。反応警部6の中央管26は、反
応管24で発生した流動体を排出口27を通し加熱炉2
の外へ運ぶために、実質的には真直な管である。
中央管26には、中央管26の下部を高温の燃焼ガスか
ら遮蔽するための熱遮蔽板29が取付けられている。熱
遮蔽板29は、反応管の中間部50の下端より上の位置
で中央管26から下方へ延びている。また、中央管の内
部下方には円筒形の変流板26が取付けられている。こ
の変流板25は改質反応管24の出口部48からの反応
流動体の流れを下方に変えるためのものである。即ち、
出口部48から流出する反応流動体は、溢れて中央管2
6の底部の内表面に接触することになる。また、この設
計によれば中央管26の下部が高温の燃焼ガスにより損
傷することを防ぐこともできる。中央管には管ガイド3
1が取付けてあり、このガイドは中央管26から外に延
び、反応管24の領域に入っている。管ガイド31の機
能は、特出構造16と似たもので、反応管24の過度な
偏位を防止するためと、加熱炉の燃焼ガスの偏流現象を
防止するための二つの機能を果すものである。この他に
も反応管の偏位及び振動を防止するために、円形ワッシ
ャー型のIJング75が複数個反応管の外側に互い違い
に熔接されている。加熱炉の燃焼部8は、ベンチュリー
型すなわち収れん発さも型の管54の中に設備された単
一のバーナー52及び燃焼ガスがバーナー52から螺旋
状に出て、その結果、燃料、空気及び煙道ガスを均一に
混合しやすくするための一定のカーブを有する複数個の
ブレード56とを有しているのが好ましい。
また燃焼部8には、おわん状または半円球状物体58が
、ーナ一部52のすぐ上に加熱炉をまたぐように設備し
ある。この半円球状物58は耐火性物質で作られていて
、加熱炉の壁面と半円球状物58の中心の間に複数個の
孔60が開けられている。この孔を通って高温の燃焼ガ
スが敬質反応管24のすぐ下まで行けるようにしてある
。半円球状物58には、その頂上部に円筒形の耐火性物
質64が設置されてあり、この耐火性物質は、中央管2
6の下端を最高温の燃焼ガスから保護する働きと、半円
球状物58の下からの高温燃焼ガスにより加えられる昇
騰力に対向させるために用いる陶製のポールの如き錘を
入れる容器の役目との二つの機能を果している。おわん
状又は半円球状物質58は、バーナー部8からの鍵射熱
が反射管24にとどくことを防止するものである。従っ
て反応管24が受ける韓射は燃焼ガス自身からの僅かな
量の鏡射だけである。半円球状物58の底面の形状は、
第1図に見られる如く、圧力降下の防止と燃焼ガスの流
れにより生起される昇騰力を減少させるために流線型で
あってもよし、。また、加熱炉2には管板22及び中央
管26により対流部から隔離された上部室66がある。
この上部室66は原料の炭化水素の仕込み室である。炭
化水素原料は仕込み口68から上部室66へ入れられ、
直ちに反応管の入口部46へ送られる。更に、加熱炉2
には、管板22のすぐ下で、且つ触媒が充填されている
政質反応管の部分50のすぐ上の位置に塵道ガスの排出
口70がある。
第2図に示した具体例は第1図のものと同じ番号で示さ
れる同一の部品からなるもので第1図で示したものと殆
んど同一である。唯一つ異なる点は熱交換装置72が付
け加えられていることである。熱交換装置72は中央管
26の内部に据え付けられ、好ましくは剣状管74、挿
入口76及び排出口78からなっている。熱交換管72
はどんな流動体にも用いうるが改質加熱炉用の炭化水素
材料での使用が好ましい。故質反応管からの高温流出物
は管74の囲りを上方に通過する。煙道ガス、空気、水
又はその他の加熱すべき流動体は熱交換装置の挿入口7
6に入り、剣状管74の外側の同0室内を降下し、次に
剣状管74の内側の同心室内を上昇して熱交換装置の排
出口78へと流れる。改質反応管24からの反応流動体
はこのようにして管74内の流動体と熱交換されてかな
り冷却される。第1図及び第2図の加熱炉2を操作する
際には、仕込み口68から炭化水素原料を供給し、改質
反応管入口部46を通って触媒の存在する改質管中間部
50へ送る。
改質反応は主に触媒のある部分で起きる。改質ガスすな
わち流出物は、中間部50の触媒床から出て改質管出口
部48を短時間で通過し、中央管26の底部へ送られた
後、上昇して加熱炉2の最上端から出て次の工程へと送
られる。改質反応を行なうために必要な熱は再循環され
た錘道ガスと、燃料及び圧縮空気により生ずる燃焼ガス
の両方により供V給される。鰹道ガスは第1図及び第7
図に見られる如く、ライン113を通って燃焼室領域8
へ、大体560℃(10500F)の温度、11k9/
地(155psia)程度の圧力で供V給される。塵道
ガスを燃焼室8へ再循環させることは燃焼温度の調節及
び燃焼熱の供給に役立つ。メタン、天然ガス又は他の燃
料ガス或いは軽質ナフサの如き液体燃料を大体16び○
(700F)、11k9/地(155psia)でライ
ン105からバーナー52に供給する。ガス状燃料燃焼
用の空気はライン104から大体370℃(700や)
、11k9/仇(155psja)で送られる。ライン
113かな送られた塵道ガス及びバーナー52からの燃
焼ガスは、螺旋を描いておわん状物58を通り加熱炉へ
入り改質反応管24と接触する。第6図より明らかな如
く、加熱炉2の底部での温度約1230qo(2250
0F)から鰹道ガス排出口での温度650qo(120
00F)と温度勾配がみられる。燃焼ガスの圧力は7k
g/の(10肋sia)から13kg/の(18のsi
a)までの範囲をとり得るが、10k9/地(145p
sia)から11kg/c堆(155psia)の範囲
が好ましい。実際には加熱炉の底部から上部までの間に
、僅かに圧力が降下することが見られ、従って高温ガス
部の上部付近では11k9/地(155psia)から
10kg/仇(145psia)までの圧力勾配が生じ
ている。反応側の圧力は少し高くなっており、炭化水素
原料は約21k9/均(30のsia)好ましくは18
k9/仇(25のsia)の圧力で加熱炉2に供給され
る。改質処理後の流出物は、炭化水素原料を炉へ送った
時の圧力より約4kg/の(5ゆsja)低い圧力で中
央管26の端部から排出される。加熱炉内部の温度勾配
は第6図に示した通りである。
但し、ここに示した温度範囲は燃焼ガスのものである。
第7図から理解される通り、本発明方法では、炭化水素
原料と水蒸気との混合物を加熱したり、水蒸気を発生さ
せたり或いは燃焼に必要な圧縮空気を作るためのタービ
ンを駆動させるために加熱炉からの鰹道ガスを使用する
鰹道ガスラィン112は熱交換装置80の高温側を通り
、加熱炉の仕込み口68まで続くライン114内の水蒸
気と炭化水素からなる原料を加熱する。熱交換装置80
から出た後、鰹道ガスは熱交換装置82の高温側を通過
し、そこでライン108内の炭化水素原料を加熱する。
ここで加熱された炭化水素原料は熱交換装置82の低温
側を通って最終的には水蒸気−炭化水素原料のライン1
14に導入される。次に熱交換装置82の高温側から出
た鰹道ガスは二つに分かれ、その一方はライン113を
通って熱交換装置86に入り、熱交換装置86の低温側
を通る工程水を蒸気化する。他方の鰹道ガスはライン1
12を運ばれてバーナー86へ送られ、そこで燃料及び
圧縮空気と混合されてエアーコンブレッサー92のター
ビン90を駆動させるための燃焼ガスを発生する。ター
ビン901こよる余剰のエネルギーは、タービン90と
同様の駆動装置である発電機76により電力を発生させ
るために使用することができる。ライン104から供給
された空気は、好ましくは1段式エアーコンブレッサー
92で圧縮された後、高圧ブースターコンプレッサー9
6へ送られて可能な限りの圧縮を受けて最終的には加熱
炉のバーナー52に送られる。コンブレッサー96と9
8は、タービン90と同様の駆動装置に接続されてそこ
から駆動力を得ることが好ましいが、別々のモーター又
は他の駆動装置により駆動力を得てもよい。タービン9
0から出た腰道ガスは他の高温ガスと共に熱交換装置9
4を通って系に必要な水蒸気を発生させる。その後、鰹
道ガスは大気中に排出される。加熱炉2の中央管26の
排出口27から出た流出物はライン110を通って熱交
換装置100の高温側を通過する。
熱交換装置86の高温側から出た煙道ガスはコンブレッ
サー98により加圧された後熱交換装置100の低温側
に入り、ここで炉に入る前に加熱を受ける。ライン11
0内の流出物は次に熱交換装置102で水蒸気を発生さ
せるために用いることができる。加熱炉2ではライン1
04から送られた圧縮空気とライン105から供聯合さ
れた燃料とを燃焼させる。
次に本発明における加熱炉と方法の実施例を説明する。
この実施例ではメタンの改質について述べるが、プロパ
ンの如きメタンより高級の炭化水素又はへキサンの如き
常温では液体の炭化水素を予め蒸気化したもの或いはナ
フサの如き低沸点石油溜分を予め蒸気化したもの等も本
発明の方法及び加熱炉によって接触教質しうろことは理
解されよう。本実施例では以下に述べる如く、二つの加
熱炉を並行して用いた。CH4原料を37.8℃(10
00F)、18.3k9/地(26蛇sia)の条件下
に94.000k9/h(207.0001bs/hr
)の速度でライン1 08から熱交換装置82の低温側
へ送る。
並行して稼動させている二つの同じ加熱炉からの煙道ガ
ス1.80×1ぴkg/hr(3.96×1ぴlbs/
h「)を、ライン112を通過させ熱交換装置80で最
初に冷却した後熱交換装置82の高温側へ送る。94.
000kg/hr(207.0001bs/hr)のC
比を214qo(4170F)まで昇温し、ライン11
4へ導入して379.000k9/hr(835.00
01bs/hr)の水蒸気と混合する。
水蒸気とCH4の混合物を熱交換装置80で538qo
(10000F)まで昇温する。熱交換装置82の高温
側からの蛭道ガスを二つに分ける。
その一方の1.10×1びkg/hr(2.43×1の
bs/hr)の鰹道ガスをライン113から二つの加熱
炉に再循環させる(即ち、夫々の加熱炉に1.10×1
ぴk9/hr/2づつの煙道ガスを送る)。489qo
(9130F)で、ライン1 13に入った煙道ガスは
、まず熱交換装置86の高温側を通過し、そこで214
oo(417F)、21.1kg/の(30岬sia)
の水蒸気97.200k9/hr(214.0001b
s/hr)を水蒸気一水のライン116に向けて発生さ
せる。
煙道ガスは31600(600。
F)、9.49k9/洲(135psia)となって熱
交換装置86から出た後、加熱炉に入る前にコンブレッ
サー98で加圧されて11.2k9/地(16倣sia
)となり、熱交換装置100で加熱されて66がo(1
0500F)とされる。熱交換装置82の高温側から出
たもう一方の煙道ガスの量は6.95×1ぴk9/hr
(1.53×1Mbs/hr)で温度は489℃(91
30F)、圧力は9.84k9/地(14他sia)で
ある。この煙道ガスはライン112を通ってバーナー8
8へ入り、ここで15.900k9/hr(35.00
01bs/hr)のCH4燃料及び2.77×1ぴk9
/hr(0.61×1ぴ1戊/hr)の圧縮空気と混合
されてタービン90を駆動させる。タービン901こ入
る時の高温ガスは94守○(17300F)、9.84
k9/仇(140psia)であるが、タービン90か
ら出る時には510q0(9500F)、1.05k9
/地(15psia)となつている。タービン90から
排出されたガスは袋鷹94中で21.1kg/の(30
岬sia)の水蒸気148.000k9/hr(325
00政sia)を発生させるために用いる。
この水蒸気はライン116を通ってライン114へ送ら
れる。装置94から出たガスは大気中に放出される。6
.斑×1びk9/hr、(1.45×1び1戊/hr)
の圧縮空気を354午○(6700F)、9.84k9
/地(14他sia)でコンブレッサー96へ送る。
コンブレッサー96でこの空気を317℃(700。F
)、10.9k9/地(155psia)まで加圧、加
熱する。圧縮空気はコンブレッサー96からライン10
4を通って二つの並行する改質加熱炉2の加熱炉バーナ
ー52に夫々、同量づつ送られる。18.800k9/
hr(41.5001bs/hr)のFH4燃料を21
℃(700F)、11.2/係(16岬sia)でライ
ン105を通して二つの加熱炉2の夫々へ加熱炉バーナ
ー52で送り、ライン104を通って供給された0.3
29×1ぴk9/hr(0.725×1ぴIQ/hr.
)の圧縮空気と共に燃焼させる。
燃焼ガスは566℃(10500F)の再循環煙道ガス
1.10×1ぴk9/hr(2.43×1のbs/hr
.)(各加熱炉に5.52×1びk9/hr、(1.2
15×1ぴlbs/hr)づつ)と共に夫々の加熱炉の
加熱手段となる。538q0(10000F)、17.
6k9/榊(25岬sia)で夫々の加熱炉2に供給さ
れる0.236×IQk9/hr.(0.521×1ぴ
1戊/hr.)のC比と水蒸気は、高温の燃焼ガス及び
再循環煙道ガスからの対流熱により出口の温度843q
o(15500F)へニッケル触媒上で改質反応する。
燃焼ガス及び再循環煙道ガスの圧力は、バーナー8の所
で10.9kg/嫌(155psia)、塵道ガス排出
口7 0の所で10.2k9/地(145psia)で
ある。改質反応後の流動体は再循環ガスと熱交換のため
に熱交換装置100に入り、ここで反応流動体の温度は
59900(11100F)まで下る。
二つの加熱炉から出た流出物は次に熱交換装置102に
入り冷却され、ここで134.000k9/hr.(2
96.00加戊/hr.)の水蒸気を発生させるが、こ
の水蒸気は炭化水素−水蒸気のライン1 14に送られ
る。熱交換装置102の高温側から出た後、敢質反応流
出物は次の処理へと送られる。本実施例では次の組成ら
なる合成ガス生成物473.000kg/hr(1.0
42.0001は/hr.)が得られた。
成分 モル% CM 1.42 C02 5.65C0
8.75Q
48.85 Q0 35.33 10○‐〇〇 水素とCOの合計の生成は15.6℃(600F)で4
4肌肌SCFDであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は特に政質加熱炉として使用するに好適な本発明
の加熱炉の一例を示す縦断面図である。 第2図は、本発明の加熱炉の他の具体例を示す縦断面図
である。第3図は、第1図の線3−3を通る平面で切断
した横断面図であり、管板ウェブ構造を示したものであ
る。第4図は、第1図に示した加熱炉のバーナーの構造
及び絶縁ジャケットの構造を表わす拡大縦断面図である
。第5図は、第1図の線5−5を通る平面で切断した横
断面図である。第6図は、第2図の加熱炉の図面であり
、故買反応中の温度こう配を示すものである。第7図は
、加熱炉の系全体の系統図である。2・・・加熱炉、8
・・・バーナー部、12・・・排ガス室、22・・・管
板、24・・・反応管、26・・・中央管。 T・『1‐下f 下『‐31 fr 下『‐5‐ T1『・5・ で『ュ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a)加熱炉底部に位置するバーナー部、(b)7
    .30kg/cm^2(100psia)以上の圧力で
    作用する高温ガス対流部、(c)バーナー部から上記対
    流部への輻射熱を防止し、しかもバーナー部からの高温
    ガスに対する対流部への通路を提供するように、対流部
    の下方でバーナー部上方に設けられた耐火性部材、(d
    )対流部内に設置された内部に触媒を充填していない反
    応管を有する流動体反応部、(e)すべての反応管の下
    方末端と連通して、中央に装填された中央流出管、(f
    )反応管を吊り下げ、中央に開口部を有する管板、(g
    )管板を中央流出管にしつかり支持するために、管板を
    管板中央の開口部で中央流出管に取り付けるための手段
    、及び(h)管板を炉の対流部の内壁に封鎖固定する手
    段を有し、かつ反応管及び中央流出管が加熱炉の対流部
    の圧力より高圧で作用することを特徴とする加熱炉。 2 (a)加熱炉底部に位置するバーナー部、(b)7
    .03kg/cm^2(100psia)以上の圧力下
    で作用する高温ガス対流部、(c)バーナー部から上記
    対流部への輻射熱を防止し、しかもバーナーからの高温
    ガスに対する対流部への通路を提供するように、対流部
    の下方でバーナー部上方に設けられた耐火性部材、(d
    )対流部内に設置された、内部に触媒を充填した反応管
    を有する流動体反応部、(e)すべての反応管の下方末
    端と連通して、中央に設置された中央管、(f)反応管
    を吊り下げ、中央に開口部を有する管板、(g)管板を
    中央流出管にしつかり支持するために、管板を管板中央
    の開口部で中央流出管に取り付けるための手段、及び(
    h)管板を炉の対流部の内壁に封鎖固定する手段を有し
    、かつ反応管及び中央管の圧力を14.1kg/cm^
    2(200psia)から21.1kg/cm^2(3
    00psia)の間で作用することを特徴とする改質加
    熱炉。
JP50043852A 1974-04-09 1975-04-08 対流式改質装置及びその方法 Expired JPS6018601B2 (ja)

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