JPS6068046A - 多管式反応器 - Google Patents
多管式反応器Info
- Publication number
- JPS6068046A JPS6068046A JP15418183A JP15418183A JPS6068046A JP S6068046 A JPS6068046 A JP S6068046A JP 15418183 A JP15418183 A JP 15418183A JP 15418183 A JP15418183 A JP 15418183A JP S6068046 A JPS6068046 A JP S6068046A
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- JP
- Japan
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- molten salt
- reactor
- cooling
- tubular reactor
- cooler
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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】
本発明は適切な反応温度を保持し得る多管式反応器に関
するものである。
するものである。
従来の反応器の概要について、第１図および第２図によ
り説明する。
り説明する。
化学反応を伴う多管式反応器においては、はとんどのも
のが発熱又は吸熱反応であるので、適切な反応を維持さ
せるために熱を取ったり、与えたシする冷却又は加熱装
置の併設は不可欠である。
のが発熱又は吸熱反応であるので、適切な反応を維持さ
せるために熱を取ったり、与えたシする冷却又は加熱装
置の併設は不可欠である。
この熱を取ったり、与えたりするのに通常溶融塩や油な
どの熱媒体が使用される。すなわち、いま仮に発熱反応
の場合、多管式反応器にて発生した熱を熱媒１体にて冷
却すれば熱媒体の温度が上昇するので、冷却装置で熱媒
体の温度を下げて、再び多管式反応器の冷却に使用され
る。もし反応が吸熱反応の場合は、この逆の操作と々る
。一般的には発熱反応の方が多いので、これより以降は
冷却装置について述べる。
どの熱媒体が使用される。すなわち、いま仮に発熱反応
の場合、多管式反応器にて発生した熱を熱媒１体にて冷
却すれば熱媒体の温度が上昇するので、冷却装置で熱媒
体の温度を下げて、再び多管式反応器の冷却に使用され
る。もし反応が吸熱反応の場合は、この逆の操作と々る
。一般的には発熱反応の方が多いので、これより以降は
冷却装置について述べる。
第１図は従来の冷却装置を示したものである。
多管式反応器１の伝熱管４の内部で反応により発生した
熱を溶融塩ヘッダー６、循環ポンプ１７、循環パイプ１
９を経て循環する熱媒体（溶融塩など）にて冷却する。
熱を溶融塩ヘッダー６、循環ポンプ１７、循環パイプ１
９を経て循環する熱媒体（溶融塩など）にて冷却する。
多管式反応器１の冷却により温度の上昇した溶融塩の一
部は、循環ポンプ１７上部のオーバフロー管２２より冷
却のために溶融塩タンク２１に受け入れる。次いで、溶
融塩冷却ポンプ２０にて吸い上げ、ケトル型冷却器７に
て冷却され、パイプ２３を経て、循環ポンプ１７に入り
循環溶融塩と合流する。温度制御は反応流体の温度（又
は溶融塩温度）を検出し、調節弁２４にて溶融塩の冷却
装置への流量を制御し、て行う。また、ケトル型冷却器
７は、ノズル９よシボイラ水が供給され、ノズル１０よ
り水蒸気が発生する。
部は、循環ポンプ１７上部のオーバフロー管２２より冷
却のために溶融塩タンク２１に受け入れる。次いで、溶
融塩冷却ポンプ２０にて吸い上げ、ケトル型冷却器７に
て冷却され、パイプ２３を経て、循環ポンプ１７に入り
循環溶融塩と合流する。温度制御は反応流体の温度（又
は溶融塩温度）を検出し、調節弁２４にて溶融塩の冷却
装置への流量を制御し、て行う。また、ケトル型冷却器
７は、ノズル９よシボイラ水が供給され、ノズル１０よ
り水蒸気が発生する。
この冷却装置は次の如き欠点がある。
（ａ＋ 配管２２．２３の他、溶融塩冷却ポンプ２０゜
溶融塩タンク２１が必要であるので高価となる。
溶融塩タンク２１が必要であるので高価となる。
（１））溶融塩冷却ポンプ２０の揚程が高いので、動力
費が高い。
費が高い。
（Ｃ） ラインが多い（システムが複雑）ので溶融塩が
洩れ易い。
洩れ易い。
（ｄ） 運転停止時にケトル式冷却器内の溶融塩を抜は
出さないといけない（固化した塩の再融解に問題がある
）ので溶融塩タンク２］が大きくなる。
出さないといけない（固化した塩の再融解に問題がある
）ので溶融塩タンク２］が大きくなる。
（ｅ） 多管式反応器内の溶融塩の温度が上部の方が高
いので、厳密な反応温度の制御が出来々い。
いので、厳密な反応温度の制御が出来々い。
（ｆ） 運転停止により多管式反応器内で固化した塩の
融解設備が必要であり、また、融解加熱源がホットガス
の場合が多く、熱容量が小なので融解時間が長くかかる
。
融解設備が必要であり、また、融解加熱源がホットガス
の場合が多く、熱容量が小なので融解時間が長くかかる
。
第２図に示した冷却システムは、第１図のものとは別の
従来例である。
従来例である。
多管式反応器１は第１図例と同じであるが、冷却器７が
多管式反応器１とほぼ同じ高さにあり、冷却器７への溶
融塩の移送を循環ポンプ１７の一部を抜き出しており、
冷却後の溶融塩は再び循環ポンプ１７に戻し、循環溶融
塩と合流している。
多管式反応器１とほぼ同じ高さにあり、冷却器７への溶
融塩の移送を循環ポンプ１７の一部を抜き出しており、
冷却後の溶融塩は再び循環ポンプ１７に戻し、循環溶融
塩と合流している。
冷却器７はノズル９よりボイラー水が入り、水箱１１を
経て伝熱管８にて加熱されてノズル１ｏより水蒸気が発
生する。
経て伝熱管８にて加熱されてノズル１ｏより水蒸気が発
生する。
反応器１の温度制御は、溶融塩流量を調節弁２４にて制
御することにより行なわれる。溶融塩の体積変化に対し
ては溶融塩箱１８ｆ：設けて対処している。
御することにより行なわれる。溶融塩の体積変化に対し
ては溶融塩箱１８ｆ：設けて対処している。
この冷却装置は次の欠点を有する。
（ａ） 第１図による従来の上記欠点の内（ｅ）と（ｆ
）項の如き欠点がある。
）項の如き欠点がある。
（ｂ） 冷却器７が多管式反応器と別置となっているの
で価格が割高である。
で価格が割高である。
（Ｃ１運転停止により固化した塩の融解に多管式反応器
１と冷却器７の双方の操作が必要である。
１と冷却器７の双方の操作が必要である。
（（１）冷却の終った溶融塩と多管式反応器１の循環溶
融塩が循環ポンプ１７内で合流し、再び冷却器７に送液
するので、溶融塩の温度が多管式反応器１の出側より低
いので、冷却器７の伝熱管８内の温度との差が小さくな
り、伝熱面積が多くなる。
融塩が循環ポンプ１７内で合流し、再び冷却器７に送液
するので、溶融塩の温度が多管式反応器１の出側より低
いので、冷却器７の伝熱管８内の温度との差が小さくな
り、伝熱面積が多くなる。
本発明は上述の如き従来例の欠点に鑑みてなされたもの
であり、冷却システム及び溶融塩循環ポンプを多管式反
応器内に組み込んだもので、その特長とするところは次
のとおりである。
であり、冷却システム及び溶融塩循環ポンプを多管式反
応器内に組み込んだもので、その特長とするところは次
のとおりである。
（ａ） 多管式反応器内に冷却器及び溶融塩循環ポンプ
を組み込んでいるのでコンパクトである。
を組み込んでいるのでコンパクトである。
（１））溶融塩循環ポンプの構造が簡単になり安価であ
るばかりで安く設備全体も構造が簡単々ことより安価と
なる。
るばかりで安く設備全体も構造が簡単々ことより安価と
なる。
（Ｃ） 溶融塩の洩れる心配が全く々い。
（ｄ） 多管式反応器系外に、溶融塩のライン及び機器
がないので、系外用の運転停止時の溶融塩の抜き出し、
運転再開時の固化した塩の融解に必要なシースヒータや
蒸気コイルが一切不要である。
がないので、系外用の運転停止時の溶融塩の抜き出し、
運転再開時の固化した塩の融解に必要なシースヒータや
蒸気コイルが一切不要である。
（ｅ） 運転停止による多管式反応器内で固化した塩の
融解を当該冷却システムに水蒸気を吹き込んで行なうこ
とが出来るので、ホットガスによる融解に比べ熱容量も
大きく、また、境膜伝熱係数も大きいので早く融解させ
ることが出来る（運転開始時間が短かい）。なお、ホッ
トガスと併用することも可能で、併用すれば更に早く融
解させることが出来る。
融解を当該冷却システムに水蒸気を吹き込んで行なうこ
とが出来るので、ホットガスによる融解に比べ熱容量も
大きく、また、境膜伝熱係数も大きいので早く融解させ
ることが出来る（運転開始時間が短かい）。なお、ホッ
トガスと併用することも可能で、併用すれば更に早く融
解させることが出来る。
（ｆ） 反応器内の溶融塩の温度を反応器内に冷却器を
組み込むことにより、はぼ一定に保持できるので厳密な
反応温度の制御が出来る。
組み込むことにより、はぼ一定に保持できるので厳密な
反応温度の制御が出来る。
（ｇ） 循環ポンプを反応器内に組み込んでいるので、
圧力損失が少く、揚程を低くすることが出来るので、動
力費が安価なばかりでなく、溶融塩の流れ（分散）もス
ムースなので温度むらも無い。
圧力損失が少く、揚程を低くすることが出来るので、動
力費が安価なばかりでなく、溶融塩の流れ（分散）もス
ムースなので温度むらも無い。
（Ｉ］）循環ポンプが従来のように多管式反応器の外側
にないので重心が片寄ることもなく、寸だ振動の恐れも
ない。
にないので重心が片寄ることもなく、寸だ振動の恐れも
ない。
以下、本発明の具体例につき第３図、第４図を参照して
詳述する。
詳述する。
第３図は本発明の第１実施例の縦断面図である。
多管式反応器１の内部には、反応器用伝熱管４が設けて
あり、更に多管式反応器１の中心寄りに冷却用伝熱管８
、中心部に循環ポンプ１７が取付けである。冷却用伝熱
管８は下部の管板が反応器管板５と共通となっており、
上部冷却用管板１３は反応器管板５とは切り離して設け
である。冷却用伝熱管８の下部には、水箱１１が反応器
管板５に取り付けてあり、更に多管式反応器１を貫通し
てボイラ水入口ノズル９と流量調節弁２４が取りイづけ
である。
あり、更に多管式反応器１の中心寄りに冷却用伝熱管８
、中心部に循環ポンプ１７が取付けである。冷却用伝熱
管８は下部の管板が反応器管板５と共通となっており、
上部冷却用管板１３は反応器管板５とは切り離して設け
である。冷却用伝熱管８の下部には、水箱１１が反応器
管板５に取り付けてあり、更に多管式反応器１を貫通し
てボイラ水入口ノズル９と流量調節弁２４が取りイづけ
である。
一方、上部冷却用管板１３の上部には蒸気箱１２が取り
付けてあり、更に溶融塩箱１８の中をコイル状に上昇し
て貫通している水蒸気出口ノズル１０が設けである。ま
た、循環ポンプ】７のケーシング用として内筒１６、こ
の内筒１６の下部に整流板２５が設けてあり、さらに、
循環ポンプ１７の上部には溶融塩箱１８があり、溶融塩
用液面計１４が取り付けである。なお、循環ポンプ１７
の軸には中間軸受２７が設けである。
付けてあり、更に溶融塩箱１８の中をコイル状に上昇し
て貫通している水蒸気出口ノズル１０が設けである。ま
た、循環ポンプ】７のケーシング用として内筒１６、こ
の内筒１６の下部に整流板２５が設けてあり、さらに、
循環ポンプ１７の上部には溶融塩箱１８があり、溶融塩
用液面計１４が取り付けである。なお、循環ポンプ１７
の軸には中間軸受２７が設けである。
次に本発明の作用について述べる。
多管式反応器１の反応器用伝熱管４の内部流体の反応に
より発生した熱は、反応器用伝熱管４を介して溶融塩に
熱を与える。熱をもらい温度の上った溶融塩は次いで冷
却用伝熱管８を介してボイラ水に熱を与えて気化させ、
水蒸気を発生させる。
より発生した熱は、反応器用伝熱管４を介して溶融塩に
熱を与える。熱をもらい温度の上った溶融塩は次いで冷
却用伝熱管８を介してボイラ水に熱を与えて気化させ、
水蒸気を発生させる。
再び温度の下った溶融塩は反応器伝熱管４より熱をもら
う繰り返し作用が行なわれる。
う繰り返し作用が行なわれる。
ボイラ水は反応流体の温度又は溶融塩の温度検出により
流量調節弁２４にて流量が調節されてボイラ水入口ノズ
ル９、水箱１１を経て冷却用伝熱管８の内部に入シ、溶
融塩よシ熱をもらって気化し、水蒸気となって蒸気箱１
２及び水蒸気出口ノズル１０を経て系外に取シ出される
。
流量調節弁２４にて流量が調節されてボイラ水入口ノズ
ル９、水箱１１を経て冷却用伝熱管８の内部に入シ、溶
融塩よシ熱をもらって気化し、水蒸気となって蒸気箱１
２及び水蒸気出口ノズル１０を経て系外に取シ出される
。
溶ｇ＋ｊｌ塩（ｄ多管式反応器ｌ内の反応器用伝熱管４
、冷却用伝熱管８の外側を上昇し、再び循環ポンプ１７
、内筒１６及び整流板２５を経て流下させる循環により
熱の授受が促進される。
、冷却用伝熱管８の外側を上昇し、再び循環ポンプ１７
、内筒１６及び整流板２５を経て流下させる循環により
熱の授受が促進される。
循環ポンプ１７の上部に設けた溶融塩箱１８は溶融塩の
温度変化による体積の増減及び分解による体積の減少を
吸収するだめのもので、溶融塩の量は液面計１４にて検
出する。
温度変化による体積の増減及び分解による体積の減少を
吸収するだめのもので、溶融塩の量は液面計１４にて検
出する。
次に本発明の効果について述べる。
従来のように、冷却システム及び循環ポンプが多管式反
応器の外側にあるものに比べて装置がコンパクトになる
のみ人らず安価で、しかも溶融塩の洩れが全く心配なく
、温度むらもなく運転がスムースである。
応器の外側にあるものに比べて装置がコンパクトになる
のみ人らず安価で、しかも溶融塩の洩れが全く心配なく
、温度むらもなく運転がスムースである。
また、運転再開時間も冷却器を使っての固化した塩の融
解が出来るので短かく、系外機器及びラインもないので
、溶融の取扱いが容易であり、循環ポンプも多管式反応
器の中心に設置するので、重心の片寄りもなく振動の恐
れもない。
解が出来るので短かく、系外機器及びラインもないので
、溶融の取扱いが容易であり、循環ポンプも多管式反応
器の中心に設置するので、重心の片寄りもなく振動の恐
れもない。
第４図に示すのは第３図実施例の応用例である。
多管式反応器１の胴にパイプ半割れジャケット２６を設
けてボイラの予熱を行うもので、冷却用伝熱管８の本数
を減らすことが出来るし、また溶融塩温度のより均一化
が可能である。
けてボイラの予熱を行うもので、冷却用伝熱管８の本数
を減らすことが出来るし、また溶融塩温度のより均一化
が可能である。
ボイラ水は流量調節弁２４にて流量を調節され、ボイラ
水入口ノズル９を経てジャケット２６に入る。ジャケッ
ト２６にて多管式反応器１の胴壁より熱をもらって温度
の上昇したボイラ水はボイラ水入口ノズル９′よりボイ
ラ水入ロバイブ１５、水箱１１全経て冷却用伝熱管８内
に入り気化して水蒸気となり、蒸気箱１２、水蒸気出口
ノズル１０を通って系外に取り出される。
水入口ノズル９を経てジャケット２６に入る。ジャケッ
ト２６にて多管式反応器１の胴壁より熱をもらって温度
の上昇したボイラ水はボイラ水入口ノズル９′よりボイ
ラ水入ロバイブ１５、水箱１１全経て冷却用伝熱管８内
に入り気化して水蒸気となり、蒸気箱１２、水蒸気出口
ノズル１０を通って系外に取り出される。
なお、ボイラ水入ロバイブ１５は、第３図に示すように
、多管式反応器１の下部に変えることも出来るし、第３
図実施例を第４図に示すようにボイラ水を多管式反応器
１の上部より供給することも可能である。
、多管式反応器１の下部に変えることも出来るし、第３
図実施例を第４図に示すようにボイラ水を多管式反応器
１の上部より供給することも可能である。
第１図は従来の多管式反応器と冷却システムを示した系
統図、第２図は従来の第１図とけ別型式の多管式反応器
と冷却システムを示す系統図、第３図は本発明の第１実
施例の縦断面図、第４図は第３図の応用例で冷却方法を
有効に利用した一部縦断面図である。 １・・多管式反応器、２・・反応流体入口ノズル、３・
・反応流体出口ノズル、４・・反応器用伝熱管、５・・
反応器管板、６・・溶融塩へラダー、７・・冷却器、８
・・冷却用伝熱管、９．９′・・ボイラ水入口ノズル、
１０・・水蒸気出口ノズル、１１・ｅ水箱、１２・・蒸
気箱、１３・・冷却用管板、１４・・液面計、１５・・
ボイラ水入ロバイブ、１６・・内筒、１７・・循環ポン
プ、】８・・溶融塩箱、１９・φ循環パイプ、２０・・
溶融塩冷却ポンプ、２１・・溶融塩タンク、２２・−オ
ーバーフロー管、２３・Ｏパイプ、２４・・流量調節弁
、２５・・整流板、２６・・ジャケット、２７・・中間
軸受。 第１図 第７閃 ′川１１
統図、第２図は従来の第１図とけ別型式の多管式反応器
と冷却システムを示す系統図、第３図は本発明の第１実
施例の縦断面図、第４図は第３図の応用例で冷却方法を
有効に利用した一部縦断面図である。 １・・多管式反応器、２・・反応流体入口ノズル、３・
・反応流体出口ノズル、４・・反応器用伝熱管、５・・
反応器管板、６・・溶融塩へラダー、７・・冷却器、８
・・冷却用伝熱管、９．９′・・ボイラ水入口ノズル、
１０・・水蒸気出口ノズル、１１・ｅ水箱、１２・・蒸
気箱、１３・・冷却用管板、１４・・液面計、１５・・
ボイラ水入ロバイブ、１６・・内筒、１７・・循環ポン
プ、】８・・溶融塩箱、１９・φ循環パイプ、２０・・
溶融塩冷却ポンプ、２１・・溶融塩タンク、２２・−オ
ーバーフロー管、２３・Ｏパイプ、２４・・流量調節弁
、２５・・整流板、２６・・ジャケット、２７・・中間
軸受。 第１図 第７閃 ′川１１
Claims (1)
- 化学反応を伴う多管式反応器において、適切な反応を維
持させる冷却器又は加熱器を多管式反応器の軸方向の中
心寄シに内設し、さらに熱媒体循環ポンプを中心部に内
設したことを特徴とする多管式反応器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15418183A JPS6068046A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 多管式反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15418183A JPS6068046A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 多管式反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068046A true JPS6068046A (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=15578603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15418183A Pending JPS6068046A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 多管式反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6068046A (ja) |
-
1983
- 1983-08-25 JP JP15418183A patent/JPS6068046A/ja active Pending
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