JPS62100590A - 小型改質炉 - Google Patents
小型改質炉Info
- Publication number
- JPS62100590A JPS62100590A JP23957085A JP23957085A JPS62100590A JP S62100590 A JPS62100590 A JP S62100590A JP 23957085 A JP23957085 A JP 23957085A JP 23957085 A JP23957085 A JP 23957085A JP S62100590 A JPS62100590 A JP S62100590A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reforming
- tube
- tubes
- furnace
- connector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Hydrogen, Water And Hydrids (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】
（産業上の利用分万）
本発明は炭化水素を原料にして合成ガスを製造する水蒸
気改質装置に使用する小型改質炉に関する。
気改質装置に使用する小型改質炉に関する。
（従来技術）
炭化水素例えば天然ガス、ＬＰＧ及びナフサ等を原料に
して７００〜８５０ ℃の高温下、触媒の存在下でいわ
ゆる水蒸気改質反応により改質し水素。
して７００〜８５０ ℃の高温下、触媒の存在下でいわ
ゆる水蒸気改質反応により改質し水素。
−酸化炭素、炭酸ガス、メタン等の混合ガスを生成し次
いで精製工程により精製し目的の合成ガスを得るガスの
製造装置は種々実施されている。特に重油脱硫用の水素
ガス製造装置、都市ガス製造装置、アンモニア製造用の
合成ガス製造装置等の大容量装置は数多く建設され、従
ってそれに用いられている大型改質炉の技術も完成され
ていると言える。しかしながら炭化水素を原料にして水
蒸気改質法により例えば小容量の水素ガスを製造する装
置等に用いる小型改質炉には次のような解決すべき問題
がある。特に小容量の水素ガス製造装置は各種有機化合
物の水素添加用、半導体製造用。
いで精製工程により精製し目的の合成ガスを得るガスの
製造装置は種々実施されている。特に重油脱硫用の水素
ガス製造装置、都市ガス製造装置、アンモニア製造用の
合成ガス製造装置等の大容量装置は数多く建設され、従
ってそれに用いられている大型改質炉の技術も完成され
ていると言える。しかしながら炭化水素を原料にして水
蒸気改質法により例えば小容量の水素ガスを製造する装
置等に用いる小型改質炉には次のような解決すべき問題
がある。特に小容量の水素ガス製造装置は各種有機化合
物の水素添加用、半導体製造用。
金属酸化物の還元等多方面に利用されつつあるのでよシ
小容量に適した小型改質炉の開発が望まれている。
小容量に適した小型改質炉の開発が望まれている。
（発明が解決しようとする問題点）
水蒸気改質ヂは一般に次の特性を有している。すなわち
反応管（以下改質管という）内の改質条件は苛酷であシ
、反応温度としては７００〜８５０℃の高温域でしかも
反応圧力も５〜６０気圧と高圧である。このため改質管
の管肉厚は厚くなるがさらに水蒸気改質反応は強い吸熱
反応でおるためヒートフラックスも大きく、これに起因
する改質管壁内での温度勾配も相当大きく、この結果と
して改質管外壁面の表面温度も高くなる。この高温、高
圧に耐える材質としては高級クロム−ニッケル鋼が使用
されるが高価であるため、できるだけ設計温度を支配す
る管表面温度を下げて管肉厚が薄くなる様、加熱方法等
の面で考慮が必要である。従来用いられている小型改質
炉の代表的な構造は゛例えば第５図及び第６図に図示さ
れるものである、図はいずれも平面断面図である。図に
於て１は改質炉内に垂直に支持される複数本の改質管で
あシ、２はバーナであＱダウンファイヤ炉の場合は炉天
井部に、アップファイヤ炉の場合は炉床部に適宜数配設
される。改質炉は高温雰囲気に曝されるので高価な耐熱
材から構築されるためできるだけコンパクトになるよう
工夫されている。
反応管（以下改質管という）内の改質条件は苛酷であシ
、反応温度としては７００〜８５０℃の高温域でしかも
反応圧力も５〜６０気圧と高圧である。このため改質管
の管肉厚は厚くなるがさらに水蒸気改質反応は強い吸熱
反応でおるためヒートフラックスも大きく、これに起因
する改質管壁内での温度勾配も相当大きく、この結果と
して改質管外壁面の表面温度も高くなる。この高温、高
圧に耐える材質としては高級クロム−ニッケル鋼が使用
されるが高価であるため、できるだけ設計温度を支配す
る管表面温度を下げて管肉厚が薄くなる様、加熱方法等
の面で考慮が必要である。従来用いられている小型改質
炉の代表的な構造は゛例えば第５図及び第６図に図示さ
れるものである、図はいずれも平面断面図である。図に
於て１は改質炉内に垂直に支持される複数本の改質管で
あシ、２はバーナであＱダウンファイヤ炉の場合は炉天
井部に、アップファイヤ炉の場合は炉床部に適宜数配設
される。改質炉は高温雰囲気に曝されるので高価な耐熱
材から構築されるためできるだけコンパクトになるよう
工夫されている。
第５図の炉の場合は改質管１は炉壁６にそって円周線上
に配設されるので炉の大きさはコンパクトになるが改質
管に対する輻射能は炉壁の反射にもかかわらず炉中心の
バ〜す２に対向する面の力が強く表面温度もそｔだけ高
くなり改質管の経済的な設計の面で好ましくない。一方
第６図の方は改質管列の両側にバーナ２があ９両側から
輻射能を受けるので管の外周面にそっての表面温度の分
布も均一になり改質管の経済的な設計の面では問題は無
いが改質管が直線上に配設されるためどうしても炉本体
は大きくなり設備費が高くなる欠点がある。
に配設されるので炉の大きさはコンパクトになるが改質
管に対する輻射能は炉壁の反射にもかかわらず炉中心の
バ〜す２に対向する面の力が強く表面温度もそｔだけ高
くなり改質管の経済的な設計の面で好ましくない。一方
第６図の方は改質管列の両側にバーナ２があ９両側から
輻射能を受けるので管の外周面にそっての表面温度の分
布も均一になり改質管の経済的な設計の面では問題は無
いが改質管が直線上に配設されるためどうしても炉本体
は大きくなり設備費が高くなる欠点がある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は以上の従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
で、改質管の加熱が均一で且つ炉の大きさがコンパクト
な小型改質炉を提供するものである。
で、改質管の加熱が均一で且つ炉の大きさがコンパクト
な小型改質炉を提供するものである。
本発明の要旨とするところは、炭化水素と原料１（して
改質管内に充填された触媒の存在下で水蒸気改質反応に
より混合ガスを調造する改質炉に於て、改質管列を直交
する２本の直線上に点対称的に配設し且つバーナを改質
管列の等分角線上に点対称的に配設し、改質管の出口を
コネクタを介してマニホールドに接続したことを特徴と
する小型改質炉である。
改質管内に充填された触媒の存在下で水蒸気改質反応に
より混合ガスを調造する改質炉に於て、改質管列を直交
する２本の直線上に点対称的に配設し且つバーナを改質
管列の等分角線上に点対称的に配設し、改質管の出口を
コネクタを介してマニホールドに接続したことを特徴と
する小型改質炉である。
すなわち改質管列を十字状にしバーナは各管列の等分角
線上に点対称的に配設することにより各改質管列を両側
から加熱するようにし管の外表面温度の円周にそっての
分布の偏シを少くし同時に管列を十字状にすることによ
り炉本体もコンパクト化したものである。管列は十字状
の４群からなるが反応を終えた改質ガスを集合するマニ
ホールドは高級耐熱材からなるため１本とし、このため
に改質管出口とマニホールドを接続するコネクタの構造
には特殊の工夫が施されている。
線上に点対称的に配設することにより各改質管列を両側
から加熱するようにし管の外表面温度の円周にそっての
分布の偏シを少くし同時に管列を十字状にすることによ
り炉本体もコンパクト化したものである。管列は十字状
の４群からなるが反応を終えた改質ガスを集合するマニ
ホールドは高級耐熱材からなるため１本とし、このため
に改質管出口とマニホールドを接続するコネクタの構造
には特殊の工夫が施されている。
以下実施例を示す図面に基づき本発明の詳細な説明する
。第１図は本発明を適用した小型改質炉の全体概略図、
第２図は第１図のＡ−Ａ祝の平面断面図、第６図は第１
図のＢ−Ｂ視の平面断面図、第４図は第６図のＣ−Ｃ祝
のコネクタの外形図である。図に於ては１は改質管であ
り下部で炉本体に支持される。
。第１図は本発明を適用した小型改質炉の全体概略図、
第２図は第１図のＡ−Ａ祝の平面断面図、第６図は第１
図のＢ−Ｂ視の平面断面図、第４図は第６図のＣ−Ｃ祝
のコネクタの外形図である。図に於ては１は改質管であ
り下部で炉本体に支持される。
複数本の改質管１は図示されるように２本の直交線上に
炉中心に対して点対照的に同じピッチで配設される。２
はダウンファイヤ型のバーナであシ炉頂に設置されるが
、前記改質管の２本の直交線の交角の２等分角線上に改
質管と同じように点対照的に配設される。６は改質管１
の底部出口と改質ガスの集合管であるマニホールド４を
接続するコネクタであシ、この部分は８０００前後の高
温（てなるためマニホールド４とコネクタ６自身の熱膨
張対策として０字ループ状の小径管か１ら〕なっている
。
炉中心に対して点対照的に同じピッチで配設される。２
はダウンファイヤ型のバーナであシ炉頂に設置されるが
、前記改質管の２本の直交線の交角の２等分角線上に改
質管と同じように点対照的に配設される。６は改質管１
の底部出口と改質ガスの集合管であるマニホールド４を
接続するコネクタであシ、この部分は８０００前後の高
温（てなるためマニホールド４とコネクタ６自身の熱膨
張対策として０字ループ状の小径管か１ら〕なっている
。
このため改質ガス流れによる圧損失が大きくこの圧損失
が改質管の間で異なった場合には改質管負荷の不均一の
原因になるのでコネクタ乙の上下水平部の合わせた長さ
Ｌ＋Ｌ （第４図）が同じになるよう寸度全決定してい
る。
が改質管の間で異なった場合には改質管負荷の不均一の
原因になるのでコネクタ乙の上下水平部の合わせた長さ
Ｌ＋Ｌ （第４図）が同じになるよう寸度全決定してい
る。
（作 用〕
以上の構成からなる本発明の詳細な説明すると、原料の
炭化水素とスチームは図示はされない予熱器で４００℃
前後に予熱された後触媒の充填された各改質管１の頂部
入口にフィードされる。水蒸気改質反応に必要な反応熱
はバーナ２の燃焼熱によって供給されるが各改質管１と
各バーナ２の輻射伝熱関係はほぼ等しく改質管列の両側
よ勺加熱されるので改質管外壁面温度の円周にそっての
分布に偏シは少なく改質管の経済的な設計及び使用が可
能である。改質反応を終えて８００℃前後になった水素
、−酸化炭素等の混合ガスは改質管１の底部よシコネク
タ６を経てマニホールド４に集合するが各コネクタのＵ
字型ループの上下水平部の合計長さくＬ’＋Ｌ″）は全
て等しいので各コネクタの圧損失も同じになシ改質ガス
の各改質管の流量は均一になる。マニホールド４を出る
高温の改質ガスは次いで廃熱ボイラ５に入り熱回収され
温度が下った後、後段の精製工程に移行する。
炭化水素とスチームは図示はされない予熱器で４００℃
前後に予熱された後触媒の充填された各改質管１の頂部
入口にフィードされる。水蒸気改質反応に必要な反応熱
はバーナ２の燃焼熱によって供給されるが各改質管１と
各バーナ２の輻射伝熱関係はほぼ等しく改質管列の両側
よ勺加熱されるので改質管外壁面温度の円周にそっての
分布に偏シは少なく改質管の経済的な設計及び使用が可
能である。改質反応を終えて８００℃前後になった水素
、−酸化炭素等の混合ガスは改質管１の底部よシコネク
タ６を経てマニホールド４に集合するが各コネクタのＵ
字型ループの上下水平部の合計長さくＬ’＋Ｌ″）は全
て等しいので各コネクタの圧損失も同じになシ改質ガス
の各改質管の流量は均一になる。マニホールド４を出る
高温の改質ガスは次いで廃熱ボイラ５に入り熱回収され
温度が下った後、後段の精製工程に移行する。
（発明の効果）
本発明によれば従来に無い次のような顕著な効果が得ら
れるので本発明は産業上極めて有益である。
れるので本発明は産業上極めて有益である。
イ）改質管列を両側よ）加熱するので改質管の設計温度
を支配する管表面温度の管内周にそっての分布ＩＣＣク
シ少く、このため高Ｒ耐熱材料よシなる改質管の経済的
な設計かできる。
を支配する管表面温度の管内周にそっての分布ＩＣＣク
シ少く、このため高Ｒ耐熱材料よシなる改質管の経済的
な設計かできる。
口〕 改質管列を十字状にしてるため炉本体がコンパク
トになう炉本体の設備費も節減できる。
トになう炉本体の設備費も節減できる。
ハ）各コネクタの全長を同じにすることによって管内圧
損失を同じとしこれにより改質管の間の負荷分布のばら
つきを少くしている。
損失を同じとしこれにより改質管の間の負荷分布のばら
つきを少くしている。
第１図は本発明を適用した小型改質炉の全体概略図、第
２図は第１図のＡ−Ａ視の平面断面図、第６図は第１図
のＢ−Ｂ視の平面断面図、第４図は第６図のＣ−Ｃ視の
コネクタの外形図、第５図及び第６図は従来の小型改質
炉の平面断面図である。 １・・・改質管、２・・・バーナ、６・・・コネクタ、
４・・・マニホールド、５・・・廃熱ボイラ、６・・・
炉壁。 特許出頭式 三菱化工機株式会社 〈−〜 第１図 ／４ 第＋閏
２図は第１図のＡ−Ａ視の平面断面図、第６図は第１図
のＢ−Ｂ視の平面断面図、第４図は第６図のＣ−Ｃ視の
コネクタの外形図、第５図及び第６図は従来の小型改質
炉の平面断面図である。 １・・・改質管、２・・・バーナ、６・・・コネクタ、
４・・・マニホールド、５・・・廃熱ボイラ、６・・・
炉壁。 特許出頭式 三菱化工機株式会社 〈−〜 第１図 ／４ 第＋閏
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）炭化水素を原料にして改質管内に充填された触媒の
存在下で水蒸気改質反応により混合ガスを製造する改質
炉に於て、改質管列を直交する２本の直線上に点対称的
に配設し且つバーナを改質管列の等分角線上に点対称的
に配設し、改質管の出口をコネクタを介してマニホール
ドに接続したことを特徴とする小型改質炉。 ２）コネクタがＵ字型ループよりなり且つ上下水平部の
合わせた長さが各改質管について同じであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の小型改質炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23957085A JPS62100590A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 小型改質炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23957085A JPS62100590A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 小型改質炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100590A true JPS62100590A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17046760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23957085A Pending JPS62100590A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 小型改質炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62100590A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2660519A (en) * | 1948-04-23 | 1953-11-24 | Chemical Construction Corp | Fluid heater |
-
1985
- 1985-10-28 JP JP23957085A patent/JPS62100590A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2660519A (en) * | 1948-04-23 | 1953-11-24 | Chemical Construction Corp | Fluid heater |
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