JPS63230502A - 水素を製造するのに適した装置及び方法 - Google Patents
水素を製造するのに適した装置及び方法Info
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- JPS63230502A JPS63230502A JP63045997A JP4599788A JPS63230502A JP S63230502 A JPS63230502 A JP S63230502A JP 63045997 A JP63045997 A JP 63045997A JP 4599788 A JP4599788 A JP 4599788A JP S63230502 A JPS63230502 A JP S63230502A
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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】
〔産業上の利用分野］
本発明は水素を製造する装置及び水素含有ガスを製造す
る方法に関する。
る方法に関する。
合成ガス（水素及び−酸化炭素、並びに、加えるに、二
酸化炭素、窒素及び（転化させられていない）炭化水素
及び水蒸気から主としてなる）のような水素含有ガスを
、装置内での炭化水素原料の吸熱水蒸気リフォーミング
によって謹製することは良く知られており、該装置では
、煙道ガスと生成ガスとの間の熱が交換され、もって適
切な反応温度を維持するのに必要な熱が回収される。し
かしながら、そのような装置の場合、熱が最も必要とさ
れる場所、即ち通常高度の吸熱反応が行われる反応セク
ション内では熱は回収されない。
酸化炭素、窒素及び（転化させられていない）炭化水素
及び水蒸気から主としてなる）のような水素含有ガスを
、装置内での炭化水素原料の吸熱水蒸気リフォーミング
によって謹製することは良く知られており、該装置では
、煙道ガスと生成ガスとの間の熱が交換され、もって適
切な反応温度を維持するのに必要な熱が回収される。し
かしながら、そのような装置の場合、熱が最も必要とさ
れる場所、即ち通常高度の吸熱反応が行われる反応セク
ション内では熱は回収されない。
更に、触媒粒子を収容するところの環状空間を形成する
、２本の同心円状のチューブからなる反応セクションを
使用し、生成ガスを中央のチューブを通して取り出し、
これにより、熱い生成ガスと触媒との間で熱を直接的に
交換することによって、反応ゾーンから流出する生成ガ
スの熱含量を利用することも知られている。
、２本の同心円状のチューブからなる反応セクションを
使用し、生成ガスを中央のチューブを通して取り出し、
これにより、熱い生成ガスと触媒との間で熱を直接的に
交換することによって、反応ゾーンから流出する生成ガ
スの熱含量を利用することも知られている。
（発明が解決しようとする問題点〕
同心円状のチューブからなる反応セクションの使用に伴
う主要な問題点は、特に８００℃あるいは１０００℃の
温度を存する生成ガスが冷却される際の、達成され得る
熱交換の度合いである。
う主要な問題点は、特に８００℃あるいは１０００℃の
温度を存する生成ガスが冷却される際の、達成され得る
熱交換の度合いである。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
驚くべきことに、触媒容器内部に配設される、螺旋状に
巻かれているチューブが、該チューブを介して取り出さ
れる熱い生成ガスと、対流熱伝達によって更に加熱され
る周囲の触媒粒子との間の優れた熱伝達をもたらすとい
うことが見出された。
巻かれているチューブが、該チューブを介して取り出さ
れる熱い生成ガスと、対流熱伝達によって更に加熱され
る周囲の触媒粒子との間の優れた熱伝達をもたらすとい
うことが見出された。
従って、本発明は、水素を製造するのに適した装置であ
って、（１）熱媒体用の入口手段及び出口手段を有する
対流セクションを含むハウジングと、（１１）プロセス
流体用の入口手段及び出口手段を有する反応セクション
であって、該対流セクション内に延出し、且つ螺旋状に
巻かれている複数の開口チューブを備える触媒容器を備
えるものとを具備し、該プロセス流体用入口手段が該触
媒容器と連通し且つ該プロセス流体用出口手段が該チュ
ーブの上端部と連通している装置に関する。
って、（１）熱媒体用の入口手段及び出口手段を有する
対流セクションを含むハウジングと、（１１）プロセス
流体用の入口手段及び出口手段を有する反応セクション
であって、該対流セクション内に延出し、且つ螺旋状に
巻かれている複数の開口チューブを備える触媒容器を備
えるものとを具備し、該プロセス流体用入口手段が該触
媒容器と連通し且つ該プロセス流体用出口手段が該チュ
ーブの上端部と連通している装置に関する。
更に、本発明は、水素含有ガスを製造する方法であって
、炭化水素原料を、対流熱伝達によって加熱されるリフ
ォーミング触媒に、高温且つ高圧の水蒸気の存在下で接
触させ、そして該リフォーミング触媒中に延在する、螺
旋状に巻かれているチューブを通して水素含有生成ガス
を取り出す方法に関する。
、炭化水素原料を、対流熱伝達によって加熱されるリフ
ォーミング触媒に、高温且つ高圧の水蒸気の存在下で接
触させ、そして該リフォーミング触媒中に延在する、螺
旋状に巻かれているチューブを通して水素含有生成ガス
を取り出す方法に関する。
以下、種々の好適な実施例が示されている図面を使用し
て本発明に係る装置及び方法について説明する。なお、
本発明は、図面に示されている具体的な実施例に制限さ
れるものではない、対応する部分に関する参照符号は、
第１図〜第３図を通して同一である。
て本発明に係る装置及び方法について説明する。なお、
本発明は、図面に示されている具体的な実施例に制限さ
れるものではない、対応する部分に関する参照符号は、
第１図〜第３図を通して同一である。
第１図に示されている装置は、対流セクション２を含む
ハウジング１を備えており、該対流セクションは、熱媒
体、例えば熱い液体又は熱いガス又は熱い粒状固体、好
ましくは燃焼ガス、用の入口手段３と出口手段４とを有
している。
ハウジング１を備えており、該対流セクションは、熱媒
体、例えば熱い液体又は熱いガス又は熱い粒状固体、好
ましくは燃焼ガス、用の入口手段３と出口手段４とを有
している。
ハウジングは、更に、１個以上の触媒容器８を備えてい
る反応セクションと分配セクション５とを含んでおり、
該分配セクションは、水蒸気と炭化水素台をガス（好ま
しくは天然ガス又はメタン）との原料混合物のようなプ
ロセス流体用の人口手段６と、水素含有生成ガスと転化
させられていない原料ガスとの混合物のようなプロセス
流体用の出口手段７とを有している。
る反応セクションと分配セクション５とを含んでおり、
該分配セクションは、水蒸気と炭化水素台をガス（好ま
しくは天然ガス又はメタン）との原料混合物のようなプ
ロセス流体用の人口手段６と、水素含有生成ガスと転化
させられていない原料ガスとの混合物のようなプロセス
流体用の出口手段７とを有している。
触媒容器８は、好適にチューブ状の形状をしていると共
に、少なくとも部分的に螺旋状に巻かれている複数の開
口チューブ９の少なくとも主要部分を取り囲んでいる。
に、少なくとも部分的に螺旋状に巻かれている複数の開
口チューブ９の少なくとも主要部分を取り囲んでいる。
（第２図に示されているように）ハウジング１内に（同
心）円状に適切に配設されている、複数のチューブ状触
媒容器８は、好適に、対流セクシコン２内に下方に延出
している。
心）円状に適切に配設されている、複数のチューブ状触
媒容器８は、好適に、対流セクシコン２内に下方に延出
している。
分配セクション５は、チューブシート１０によって対流
セクション２から分離されており、これにより、出口手
段１１を遣って流出する生成ガスの加熱ガスによる汚染
が避けられる。更に、チューブシート１０によってチュ
ーブ状触媒容器を吊るすことにより、チューブが両端部
で入口手段又は出口手段に接続されている時に容易に発
生し得る、チューブ又はチューブの接続部の亀裂のよう
な問題を引き起こすことなく、触媒容器は、本発明によ
る装置の始動の間に自由に膨張することができる。
セクション２から分離されており、これにより、出口手
段１１を遣って流出する生成ガスの加熱ガスによる汚染
が避けられる。更に、チューブシート１０によってチュ
ーブ状触媒容器を吊るすことにより、チューブが両端部
で入口手段又は出口手段に接続されている時に容易に発
生し得る、チューブ又はチューブの接続部の亀裂のよう
な問題を引き起こすことなく、触媒容器は、本発明によ
る装置の始動の間に自由に膨張することができる。
触媒容器の均一な加熱を可能な限り確実にするため、第
１図及び第３＠に示されている、例えば耐火性材料から
なる円板の形状をした絶縁手段のような、輻射熱の伝達
を妨げる手段１２を好適に含んでいる。
１図及び第３＠に示されている、例えば耐火性材料から
なる円板の形状をした絶縁手段のような、輻射熱の伝達
を妨げる手段１２を好適に含んでいる。
プロセス原料ガスは、その上端部における入口開口１３
を通してのみ触媒容器に入り、粒状触媒を通って下方に
進む、なお、該粒状触媒は、反応セクション５内におい
て４００〜１２００℃の比較的に低い温度及び２〜２０
０バールの圧力で作業できるようにするために好適に使
用される。
を通してのみ触媒容器に入り、粒状触媒を通って下方に
進む、なお、該粒状触媒は、反応セクション５内におい
て４００〜１２００℃の比較的に低い温度及び２〜２０
０バールの圧力で作業できるようにするために好適に使
用される。
触媒容器８はその密閉下端部に触媒支持手段１４を好適
に設けられており、これにより、各触媒容器中に好適に
存在する２本の螺旋コイルチューブの開口している下端
部１５内への触媒粒子の連行が防止される。触媒支持手
段１４は、螺旋コイルチューブの上記下端部１５のため
の支持手段としても働いている。
に設けられており、これにより、各触媒容器中に好適に
存在する２本の螺旋コイルチューブの開口している下端
部１５内への触媒粒子の連行が防止される。触媒支持手
段１４は、螺旋コイルチューブの上記下端部１５のため
の支持手段としても働いている。
作業の間、熱いプロセスガスは、第１図及び第３図に示
されている端部１５を通ってチューブ９に入り、そして
上方に流れ、これにより、周囲の触媒との最上の熱交換
が確実になされる。
されている端部１５を通ってチューブ９に入り、そして
上方に流れ、これにより、周囲の触媒との最上の熱交換
が確実になされる。
熱交換されたプロセスガス（例えば５００〜１０００℃
の温度を未だ有している可能性がある）は、触媒容器８
の上端部２９に存在し且つ螺旋状に巻かれている１対の
チューブと連通している環状チャンネル１６に入る。環
状チャンネル１６は、マニホールドチューブ１７を介し
て生成物用出口手段７と連通している。
の温度を未だ有している可能性がある）は、触媒容器８
の上端部２９に存在し且つ螺旋状に巻かれている１対の
チューブと連通している環状チャンネル１６に入る。環
状チャンネル１６は、マニホールドチューブ１７を介し
て生成物用出口手段７と連通している。
上述の様に、螺旋状に巻かれているチューブ９の各対の
上部は、ハウジングｌの上部の略中央に配設されている
、プロセス流体のための単一の出口マニホールドに接続
されている。このような配置は、構造上の観点から、非
常に有利である。何故ならば、互いに関連している密封
及び膨張の問題点を有する、各触媒チューブのための複
数の別個の出口手段の使用が避けられ得るからであり、
更に、すべてのマニホールドチューブ１７内の圧力が実
質的に等しくなり、もってすべての触媒容器へのプロセ
スガスの最上の分配が確実になるからである。
上部は、ハウジングｌの上部の略中央に配設されている
、プロセス流体のための単一の出口マニホールドに接続
されている。このような配置は、構造上の観点から、非
常に有利である。何故ならば、互いに関連している密封
及び膨張の問題点を有する、各触媒チューブのための複
数の別個の出口手段の使用が避けられ得るからであり、
更に、すべてのマニホールドチューブ１７内の圧力が実
質的に等しくなり、もってすべての触媒容器へのプロセ
スガスの最上の分配が確実になるからである。
ハウジング１の底部１８には、第１図及び第３図に示さ
れているように、熱媒体用の入口手段３として機能する
、１個以上の燃焼器用出口手段が存在してもよい０本発
明による装置の好適な実施例では、複数（例えば３個）
の燃焼器用出口手段が、回転対称的（図示せず）にハウ
ジング内に（例えば接線方向に）配設され、もって燃焼
セクション２の全体に亘っての燃焼ガスの最上の分布が
確実になる。
れているように、熱媒体用の入口手段３として機能する
、１個以上の燃焼器用出口手段が存在してもよい０本発
明による装置の好適な実施例では、複数（例えば３個）
の燃焼器用出口手段が、回転対称的（図示せず）にハウ
ジング内に（例えば接線方向に）配設され、もって燃焼
セクション２の全体に亘っての燃焼ガスの最上の分布が
確実になる。
第１図及び第３図に示されている燃焼手段は、（例えば
酸素富化）空気用の入口手段１９、可燃性流体（例えば
炭化水素ガス、炭化水素液体及び／又は石炭）用の入口
手段２０、及び、任意の、再循環ガス用の人口手段２１
を備えており、該再循環ガスとしては、例えば圧力スウ
ィング吸着（図示せず）によって水素及び−酸化炭素含
有生成ガスから分層される一酸化炭素含有ガス、又は再
循環させられる煙道ガス等が挙げられる。
酸素富化）空気用の入口手段１９、可燃性流体（例えば
炭化水素ガス、炭化水素液体及び／又は石炭）用の入口
手段２０、及び、任意の、再循環ガス用の人口手段２１
を備えており、該再循環ガスとしては、例えば圧力スウ
ィング吸着（図示せず）によって水素及び−酸化炭素含
有生成ガスから分層される一酸化炭素含有ガス、又は再
循環させられる煙道ガス等が挙げられる。
第３図には、より複雑ではあるが、より熱効率の良い、
本発明による装置の実施例が示されており、この実施例
では、出口マニホールド７は、少なくとも１つの環状空
間２２を形成する、同心円状に配設されている複数のチ
ューブを備え、該環状空間は、ハウジング１の外部に延
出している熱交換流体（例えば比較的に冷たい、膨張さ
せられる及び／又は熱交換される煙道ガス）用の入口手
段（２３）及び出口手段（２４）と連通している。
本発明による装置の実施例が示されており、この実施例
では、出口マニホールド７は、少なくとも１つの環状空
間２２を形成する、同心円状に配設されている複数のチ
ューブを備え、該環状空間は、ハウジング１の外部に延
出している熱交換流体（例えば比較的に冷たい、膨張さ
せられる及び／又は熱交換される煙道ガス）用の入口手
段（２３）及び出口手段（２４）と連通している。
生成物用出口手段７は、チューブシート１０を貫通して
対流ゾーン２内に延出しているチューブ状ハウジング２
４を備えている。ハウジング２４の密閉底端部２５は、
好ましくは伸縮ベローズ（第３図中には図示せず）によ
り、熱交換流体用入口手段２３に接続されている。生成
物用マニホールドチューブ１７は、密閉下端部２７を有
するチューブ状熱交換手段２６と連通しており、作業の
間に環状空間２８を遣る生成ガスの下方流は、マニホー
ルドチューブ１７を貫通して上記チューブ状熱交換手段
２６内に延出している開口チューブ状生成物用出口手段
ｌｌ内に逆方向に入って行く。
対流ゾーン２内に延出しているチューブ状ハウジング２
４を備えている。ハウジング２４の密閉底端部２５は、
好ましくは伸縮ベローズ（第３図中には図示せず）によ
り、熱交換流体用入口手段２３に接続されている。生成
物用マニホールドチューブ１７は、密閉下端部２７を有
するチューブ状熱交換手段２６と連通しており、作業の
間に環状空間２８を遣る生成ガスの下方流は、マニホー
ルドチューブ１７を貫通して上記チューブ状熱交換手段
２６内に延出している開口チューブ状生成物用出口手段
ｌｌ内に逆方向に入って行く。
上記の生成物用出口手段により、マニホールドチューブ
１７から流出する生成ガス中に存在する熱エネルギーの
かなりの部分が回収され得る。
１７から流出する生成ガス中に存在する熱エネルギーの
かなりの部分が回収され得る。
第１図は本発明に係る装置の縦断面図である。
第２図は第１図に示されている装置のＡ−λ線に沿う断
面図である。 第３図は、第１図に示されている装置と比較して、追加
の熱交換手段を含む装置の縦断面図である。 １−・・ハウジング ２・−・対流セクション３
・−人口手段 ４−・・出口手段５・・・反応
セクション ６・・〜入口手段７・−出口手段
８・−・触媒容器９・・−開口チューブ
面図である。 第３図は、第１図に示されている装置と比較して、追加
の熱交換手段を含む装置の縦断面図である。 １−・・ハウジング ２・−・対流セクション３
・−人口手段 ４−・・出口手段５・・・反応
セクション ６・・〜入口手段７・−出口手段
８・−・触媒容器９・・−開口チューブ
Claims (7)
- （１）水素を製造するのに適した装置であって、（ｉ）
熱媒体用の入口手段及び出口手段を有する対流セクショ
ンを含むハウジングと、 （ｉｉ）プロセス流体用の入口手段及び出口手段を有す
る反応セクションであって、該対流セクション内に延出
し、且つ螺旋状に巻かれている複数の開口チューブを備
える触媒容器を備えるものと、 を具備し、 該プロセス流体用入口手段が該触媒容器と連通し且つ該
プロセス流体用出口手段が該チューブの上端部と連通し
ている装置。 - （２）前記対流セクションが、前記触媒容器への輻射熱
伝達を妨げる手段を含む第１項記載の装置。 - （３）前記対流セクションと前記反応セクションとがチ
ューブシートによって分離されている第１項又は第２項
記載の装置。 - （４）複数のチューブ状触媒容器が、前記チューブシー
トを貫通して前記対流セクション内に下方に延出してい
る第３項記載の装置。 - （５）前記螺旋状に巻かれている開口チューブの各対の
上端部が、前記ハウジングの上端部の略中央に配設され
ているプロセス流体用の単一の出口マニホールドに接続
されている第１項〜第４項のいずれか一項に記載の装置
。 - （６）前記出口マニホールドが、少なくとも１つの環状
空間を形成する、同心円状に配設されている複数のチュ
ーブを備え、該環状空間は前記ハウジングの外部に延出
している熱交換流体用の入口手段及び出口手段と連通し
ている第５項記載の装置。 - （７）水素含有ガスを製造する方法であって、炭化水素
原料を、対流熱伝達によって加熱されるリフォーミング
触媒に、高温且つ高圧の水蒸気の存在下で接触させ、そ
して該リフォーミング触媒中に延在する、螺旋状に巻か
れているチューブを通して水素含有生成ガスを取り出す
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8704959 | 1987-03-03 | ||
| GB8704959A GB2201903B (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Apparatus and process suitable for producing hydrogen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63230502A true JPS63230502A (ja) | 1988-09-27 |
| JP2787773B2 JP2787773B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=10613252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045997A Expired - Lifetime JP2787773B2 (ja) | 1987-03-03 | 1988-03-01 | 水素を製造するのに適した装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787773B2 (ja) |
| KR (1) | KR960005505B1 (ja) |
| CA (1) | CA1336531C (ja) |
| DE (1) | DE3806536C2 (ja) |
| GB (1) | GB2201903B (ja) |
| MY (1) | MY103066A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2835851B2 (ja) * | 1989-06-23 | 1998-12-14 | ヤマハ発動機株式会社 | 燃料電池用改質装置 |
| GB2238487A (en) * | 1989-11-25 | 1991-06-05 | Methan Limited | Reforming apparatus |
| DE19512945A1 (de) * | 1995-03-28 | 1996-10-24 | Mannesmann Ag | Katalysatorrohr |
| IT1283877B1 (it) * | 1996-01-12 | 1998-05-07 | Kinetics Technology | Reattore catalitico isotermo per reazioni endotermiche ad alta temperatura |
| EP0911076A1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-04-28 | Haldor Topsoe A/S | Reformer furnace with internal recirculation |
| CA2357960C (en) * | 2000-10-10 | 2007-01-30 | Tokyo Gas Co., Ltd. | Single-pipe cylinder type reformer |
| MX2009014078A (es) | 2007-07-05 | 2010-03-01 | Saudi Basic Ind Corp | Proceso para efectuar una reaccion endotermica. |
| DE102011118217A1 (de) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Reformerrohr mit internem Wärmeaustausch |
| EP3266739B1 (de) * | 2016-07-07 | 2018-12-05 | L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude | Korrosionsgeschütztes reformerrohr mit internem wärmeaustausch |
| EP3296255A1 (de) * | 2016-09-14 | 2018-03-21 | L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude | Reformerrohr mit strukturiertem katalysator und verbessertem wärmehaushalt |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50129604A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-10-14 | ||
| JPS60248230A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-07 | Babcock Hitachi Kk | 触媒燃焼式反応器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3442618A (en) * | 1965-08-04 | 1969-05-06 | United Aircraft Corp | Method for producing hydrogen from hydrogen-containing feedstocks |
| ES183753Y (es) * | 1969-01-15 | 1974-08-16 | Un elemento de reactor para la conservacion de hidrocarbu- ros. | |
| NL187622C (nl) * | 1975-04-14 | 1991-12-02 | Stone & Webster Eng Corp | Reformeeroven met convectieverhitting van de procesbuizen. |
| MX168335B (es) * | 1982-08-12 | 1993-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Aparato mejorado para la reformacion de combustible |
-
1987
- 1987-03-03 GB GB8704959A patent/GB2201903B/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-02-22 CA CA000559441A patent/CA1336531C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-29 KR KR1019880002136A patent/KR960005505B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-03-01 JP JP63045997A patent/JP2787773B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-01 DE DE3806536A patent/DE3806536C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-01 MY MYPI88000205A patent/MY103066A/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50129604A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-10-14 | ||
| JPS60248230A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-07 | Babcock Hitachi Kk | 触媒燃焼式反応器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2201903B (en) | 1990-11-28 |
| KR880011009A (ko) | 1988-10-25 |
| MY103066A (en) | 1993-04-30 |
| DE3806536A1 (de) | 1988-09-15 |
| CA1336531C (en) | 1995-08-08 |
| DE3806536C2 (de) | 1997-01-30 |
| JP2787773B2 (ja) | 1998-08-20 |
| KR960005505B1 (ko) | 1996-04-25 |
| GB2201903A (en) | 1988-09-14 |
| GB8704959D0 (en) | 1987-04-08 |
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