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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シエン クオウ チ
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical 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
    • B01J8/06—Chemical 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
    • B01J8/062—Chemical 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production 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
    • C01B3/34—Production 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
    • C01B3/38—Production 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
    • C01B3/384—Production 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
    • Y—GENERAL 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。
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