NL2017215B1 - Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas - Google Patents

Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas Download PDF

Info

Publication number
NL2017215B1
NL2017215B1 NL2017215A NL2017215A NL2017215B1 NL 2017215 B1 NL2017215 B1 NL 2017215B1 NL 2017215 A NL2017215 A NL 2017215A NL 2017215 A NL2017215 A NL 2017215A NL 2017215 B1 NL2017215 B1 NL 2017215B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
wall
outer tube
tube
reactor
outlet
Prior art date
Application number
NL2017215A
Other languages
English (en)
Inventor
Scholten Anton
Westendorp Gerard
Avertanus Josef Ten Dam Johannes
Original Assignee
Green Vision Holding Bv
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Green Vision Holding Bv filed Critical Green Vision Holding Bv
Priority to NL2017215A priority Critical patent/NL2017215B1/nl
Priority to US16/319,658 priority patent/US11033871B2/en
Priority to PCT/NL2017/050471 priority patent/WO2018016945A1/en
Priority to EP17742868.7A priority patent/EP3487615B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2017215B1 publication Critical patent/NL2017215B1/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/0073Sealings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/244Concentric tubes
    • 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
    • C01B3/34Production 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
    • C01B3/38Production 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/2425Tubular reactors in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00054Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2219/00056Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2219/00058Temperature measurement
    • B01J2219/00063Temperature measurement of the reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/3221Corrugated sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32408Metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32466Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock

Abstract

Apparaat voor het omzetten van voedingsgas (28) in een productgas (29), omvattend ten minste één reactor (1) met een door de binnenwand van een aan een eerste uiteinde gesloten buitenste buis (4) en een coaxiaal in die buitenste buis (4) opgenomen aan zijn beide uiteinden van openingen voorziene binnenste buis (14), welke reactor (1) is voorzien van een inlaatkamer (11) en van een uitlaatkamer (10), waarbij een eerste wand (31) van de uitlaatkamer (10) de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, en een tegenover de eerste wand (31) gelegen tweede wand (12) van de uitlaatkamer (10) de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, en de inlaatkamer (11) wordt begrensd door de tweede wand (12) van de uitlaatkamer (10) en een tegenover die tweede wand (12) gelegen derde wand (47) die de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt.

Description

Octrooicentrum
Nederland
Figure NL2017215B1_D0001
(21) Aanvraagnummer: 2017215 © Aanvraag ingediend: 22/07/2016
Θ 2017215
BI OCTROOI @ Int. Cl.:
B01J 12/00 (2017.01) B01J 19/00 (2017.01) B01J 19/24 (2017.01)
Aanvraag ingeschreven: (73) Octrooihouder(s):
30/01/2018 Green Vision Holding B.V. te Arnhem.
(43) Aanvraag gepubliceerd:
- (72) Uitvinder(s):
Anton Scholten te Apeldoorn.
(47) Octrooi verleend: Gerard Westendorp te Zetten.
30/01/2018 Johannes Avertanus Josef ten Dam te Twello.
(45) Octrooischrift uitgegeven:
13/02/2018 (74) Gemachtigde:
mr. dr. H.D. Dokter te Apeldoorn.
54) APPARAAT VOOR HET OMZETTEN VAN EEN VOEDINGSGAS IN PRODUCTGAS (57) Apparaat voor het omzetten van voedingsgas (28) in een productgas (29), omvattend ten minste één reactor (1) met een door de binnenwand van een aan een eerste uiteinde gesloten buitenste buis (4) en een coaxiaal in die buitenste buis (4) opgenomen aan zijn beide uiteinden van openingen voorziene binnenste buis (14), welke reactor (1) is voorzien van een inlaatkamer (11) en van een uitlaatkamer (10), waarbij een eerste wand (31) van de uitlaatkamer (10) de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, en een tegenover de eerste wand (31) gelegen tweede wand (12) van de uitlaatkamer (10) de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, en de inlaatkamer (11) wordt begrensd door de tweede wand (12) van de uitlaatkamer (10) en een tegenover die tweede wand (12) gelegen derde wand (47) die de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt.
NL BI 2017215
Figure NL2017215B1_D0002
Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift komt overeen met de oorspronkelijk ingediende stukken.
APPARAAT VOOR HET OMZETTEN VAN EEN VOEDINGSGAS IN PRODUCTGAS
De uitvinding betreft een apparaat voor het omzetten van een te reageren componenten bevattend voedingsgas in een productgas, omvattend ten minste één reactor met een van een inlaatopening voor voedingsgas en een uitlaatopening voor productgas voorziene reactiekamer die wordt begrensd door de binnenwand van een aan een eerste uiteinde gesloten buitenste buis en de buitenwand van een coaxiaal in die buitenste buis opgenomen, aan zijn beide uiteinden van openingen voorziene binnenste buis, welke reactor is voorzien van een inlaatkamer die in open verbinding met de ten minste ene inlaatopening staat, en van een uitlaatkamer waarin de ten minste ene uitlaatopening uitmondt, waarbij een eerste wand van de uitlaatkamer de buitenste buis omsluit en zich daarvan uitstrekt.
Een dergelijk apparaat is als steam reformer bekend uit EP 2 223 739 Al.
In de bekende steam reformer is in de reactiekamer een katalysator opgenomen, en treedt het voedingsgas in de binnenste buis in, wordt het aan het eind van die binnenste buis van richting gekeerd en stroomt het door de buitenste buis uit, in warmtewisselend contact met een oven.
In de bekende steam reformer, met de aangeduide stromingsrichting van het voedingsgas, kan een verrassend goede warmteoverdracht worden gerealiseerd, waarbij de temperatuur van de buitenste buis relatief homogeen is en dus zoveel mogelijk warmte aan de reactorruimte kan worden toegevoerd zonder plaatselijk de maximaal toelaatbare buistemperatuur te overschrijden, ondanks het feit dat de warmteflux niet overal min of meer homogeen is.
In de praktijk omvat de bekende steam reformer ten minste twee parallel geplaatste reactoren, waarbij de respectieve inlaatopeningen door een gezamenlijk inlaatspruitstuk zijn gekoppeld, en de respectieve uitlaatopeningen door een gezamenlijk uitlaatspruitstuk zijn gekoppeld. Om in een dergelijke steam reformer een katalysator in een van de reactoren te vervangen, dienen zowel het inlaatspruitstuk als het uitlaatspruitstuk gedemonteerd te worden. Het demonteren van de twee spruitstukken heeft tot gevolg dat ook de katalysatoren van de overige reactoren vrij toegankelijk worden, wat onnodig en ongewenst is. Daarenboven kost de demontage van de twee spruitstukken relatief veel tijd.
Het is een doel van de uitvinding een steam reformer met meerdere parallelle reactoren te verschaffen, waarbij de reactiekamers in de respectieve reactoren afzonderlijk toegankelijk zijn, en waarbij eventueel in die reactiekamers opgenomen katalysatoren afzonderlijk uitneembaar zijn.
Deze doelen worden bereikt, en andere voordelen worden behaald, met een apparaat van het in de aanhef genoemde type, waarbij overeenkomstig de uitvinding een tegenover de eerste wand gelegen tweede wand van de uitlaatkamer de buitenste buis omsluit en zich daarvan uitstrekt, en de inlaatkamer wordt begrensd door de tweede wand van de uitlaatkamer en een tegenover die tweede wand gelegen derde wand, die de buitenste buis omsluit en zich daarvan uitstrekt, waarbij de inlaatopening is gevormd in de wand van de buitenste buis.
Anders dan in de bekende steam reformer is de buitenste buis van de reactor niet alleen vast gekoppeld met de eerste wand, maar eveneens met de tweede en de derde wand. Doordat de buitenste buis vast gekoppeld is met de derde wand, is het in beginsel mogelijk geworden afzonderlijk toegang tot de buitenste buis krijgen, bijvoorbeeld via een afsluitbare opening in de derde wand
In een uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding is de buitenste buis aan een tweede uiteinde afgesloten door een losbaar gekoppeld deksel dat is voorzien van eerste afdichtmiddelen voor het afdichten van het deksel tegen de buitenste buis, waarbij de binnenste buis in open verbinding staat met de inlaatopening.
In weer een uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding zijn tweede afdichtmiddelen verschaft voor het afdichten van de binnenste buis tegen de buitenste buis, op zodanige wijze dat de binnenste buis in open verbinding staat met de inlaatopening, en de door de buitenste buis en de binnenste buis begrensde ruimte in open verbinding staat met de uitlaatopening.
Teneinde te voorkomen dat bij overdruk in de reactiekamer het deksel in langsrichting van een buitenste buis in buitenwaarts wordt weggedrukt, is het apparaat in een uitvoeringsvorm voorzien van borgmiddelen voor het borgen van het deksel tegen een van de reactiekamer afgerichte verplaatsing in langsrichting van de buitenste buis.
Een apparaat met een deksel biedt de mogelijkheid de reactieproducten in de reactiekamer te bemonsteren, indien dit apparaat is voorzien van een zich door het deksel uitstrekkende en in de reactiekamer van de ten minste ene reactor uitmondende gasuitlaatleiding. Het bemonsteren van reactieproducten in een reactiekamer biedt in het bijzonder voordeel in een apparaat met een aantal reactoren, die elk zijn uitgerust met een in de reactiekamer uitmondende gasuitlaatleiding.
In een praktisch voordelige uitvoeringsvorm is het apparaat voorzien van een zich door het deksel uitstrekkende derde buis voor het daarin invoeren van een temperatuursensor.
De praktische voordelen van een apparaat volgens de uitvinding komen in het bijzonder tot uitdrukking in een uitvoeringsvorm waarbij de reactiekamer een katalysatormateriaal bevat, dat bijvoorbeeld is verschaft op tenminste een deel van een door de buitenste buis omsloten dragerfolie
Om het effectieve oppervlak van het dragerfolie te vergroten vertoont dat folie in een dwarsdoorsnede door de binnenste en de buitenste buis bijvoorbeeld een periodieke structuur van opeenvolgende toppen en dalen.
In een volgende uitvoeringsvorm is de ten minste ene reactor langs een deel van de binnenste buis voorzien van een warmtewisselaar voor de overdracht van warmte van uit de reactiekamer stromend productgas naar door de binnenste buis aangevoerd voedingsgas, welke warmtewisselaar is verschaft door een door de binnenwand van de binnenste buis begrensd eerste warmtewisselaarelement en een met dat eerste warmtewisselaarelement corresponderend om de buitenwand van de binnenste buis aangebracht tweede warmtewisselaarelement.
Door de eerste en tweede warmtewisselaarelementen wordt een optimale overdracht van warmte van inkomend koud voedingsgas naar uitgaand warm productgas bewerkstelligd.
Om nog resterende warmte in het uitgaande productgas te benutten is een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm een deel van de buitenste buis voorzien van een om dat deel gevormde vloeistofleiding en van een in dat deel opgenomen derde warmtewisselaarelement voor de overdracht van warmte van uit de reactiekamer stromend productgas naar een door die vloeistofleiding stromende vloeistof.
In praktische situaties is de vloeistof bij voorkeur water, zodat warmte van uit de reactiekamer stromend productgas aan door een waterleiding stromend water wordt overgedragen, onder vorming van stoom die in een productieproces benut kan worden.
Een warmtewisselaarelement in een apparaat volgens de uitvinding is bijvoorbeeld verschaft door een folie van een warmtegeleidend materiaal, welk folie in een dwarsdoorsnede door de respectieve buis een periodieke structuur van opeenvolgende toppen en dalen vertoont.
De voordelen van een apparaat volgens de uitvinding komen in het bijzonder tot uitdrukking in een uitvoeringsvorm waarin deze ten minste twee parallel geplaatste reactoren omvat, waarbij de respectieve inlaatkamers door een gezamenlijk inlaatspruitstuk zijn verschaft, en de respectieve uitlaatkamers door een gezamenlijk uitlaatspruitstuk zijn verschaft.
In een praktisch bijzonder voordelige uitvoeringsvorm bedraagt het aantal parallelle reactoren 3n2-3n+l, waarin n een geheel getal 2<n<13 is, welke reactoren in een dwarsdoorsnede binnen een regelmatige zeshoek aangrenzend zijn geplaatst in evenwijdige rijen, waarbij een eerste buitenste rij n reactoren omvat en elke volgende rij één reactor meer omvat, tot maximaal 2n-l reactoren, waarna elke volgende rij telkens één reactor minder omvat tot aan een tegenover de eerste buitenste rij gelegen tweede buitenste rij, welke tweede buitenste rij n reactoren omvat.
Voor bijvoorbeeld de waarde n=3 bedraagt het aantal reactoren volgens deze uitvoeringsvorm 19, die in een dwarsdoorsnede binnen een regelmatige zeshoek aangrenzend zijn geplaatst in evenwijdige rijen van respectievelijk drie, vier, vijf, vier en drie reactoren.
De plaatsing van de parallelle reactoren in deze laatste uitvoeringsvorm is uiterst kostenbesparend en compact, waarbij de reactiekamers evenwel snel en goed toegankelijk zijn voor bijvoorbeeld onderhoud of reparatie.
Een apparaat volgens de uitvinding is bij voorkeur voorzien van een verwarmingsmiddel, bijvoorbeeld een brander of een oven, voor het verwarmen van de ten minste ene reactiekamer.
Een apparaat volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt als steam reformer voor het in een endotherme reactie omzetten van een organische verbindingen en waterdamp bevattend voedingsgas in een in hoofdzaak kooldioxide en waterstof bevattend productgas. Het apparaat is eveneens geschikt voor het omzetten van componenten van een voedingsgas in een exotherme reactie, bijvoorbeeld als Fischer-Tropsch reactor voor het synthetiseren van koolwaterstoffen.
Opgemerkt zij dat de begrippen inlaat en uitlaat in deze beschrijving en de daarbij gevoegde conclusies louter dienen om een stromingsrichting te definiëren, maar overigens arbitrair zijn gekozen, en ook begrepen kunnen worden als respectievelijk uitlaat en inlaat.
De uitvinding zal in het volgende worden toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, onder verwijzing naar de tekeningen.
In de tekeningen tonen
Fig. 1 in een schematische axiale doorsnede een reactor voor een eerste uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding,
Fig. 2 in een schematische axiale doorsnede een deel van een reactor voor een tweede uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding,
Fig 2a, 2b, 2c, 2d respectieve dwarsdoorsneden van de in Fig. 2 getoonde reactor,
Fig. 3 in een schematische axiale doorsnede een deel van reactor voor een derde uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding,
Fig 3a, 3b, 3c, 3d respectieve dwarsdoorsneden van de in Fig. 3 getoonde reactor,
Fig. 4 in een schematische axiale doorsnede een deel van een vierde uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding,
Fig. 5 in een schematische axiale doorsnede een deel van een vijfde uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding,
Fig. 6 in perspectivisch beeld een deel van een detail van een reactor van een in Fig. 1 en Fig. 2 getoond apparaat,
Fig. 7 in perspectivisch beeld een eerste uitvoeringsvorm van een gevouwen dragerfolie voor een katalysator,
Fig. 8 in perspectivisch beeld een tweede uitvoeringsvorm van een gevouwen dragerfolie voor een katalysator, en
Fig. 9 in perspectivisch beeld een derde uitvoeringsvorm van een gevouwen dragerfolie voor een katalysator.
In de figuren zijn overeenkomstige onderdelen aangeduid met dezelfde verwijzingsgetallen.
Fig. 1 toont een reactor 1 voor een apparaat (steam reformer) volgens de uitvinding in een axiale doorsnede die twee van de hieronder genoemde inlaatopeningen 13, 26 en uitlaatopeningen 27 doorsnijdt. De reactor 1 wordt gevormd door een aan zijn bovenzijde gesloten buitenste buis 4 en een daarin coaxiaal openomen, aan zijn bovenzijde open en aan zijn onderzijde van inlaatopeningen 13 voorziene binnenste buis 14, waarbij de binnenwand van de buitenste buis 4 en de buitenwand van binnenste bus 14 een reactiekamer 15 begrenzen, waarvan het bovenste deel is gevuld met een katalysator op een dragerfolie 37. De reactor 1 is voorzien van een inlaatkamer 11 die in open verbinding met een in de buitenste buis 4 gevormde inlaatopening 26 staat, en van een uitlaatkamer 10 waarin een uitlaatopening 27 uitmondt, waarbij een eerste wand 31 van de uitlaatkamer 10 de buitenste buis 4 omsluit en zich in dwarsrichting daarvan uitstrekt. Een tegenover de eerste wand 31 gelegen tweede wand 12 van de uitlaatkamer 10 omsluit eveneens de buitenste buis 4 en strekt zich in dwarsrichting daarvan uit. De inlaatkamer 11 wordt begrensd door de tweede wand 12 van de uitlaatkamer 10 en een tegenover die tweede wand 12 gelegen derde wand 47 die eveneens de buitenste buis 4 omsluit en zich in dwarsrichting daarvan uitstrekt. De buitenste buis 4 is aan zijn tweede (in de figuur onderste) uiteinde afgesloten door een losbaar gekoppeld deksel 48 dat aan zijn omtrek is voorzien van pakkingen 20, 21 van een hogetemperatuurbestendig materiaal, bijvoorbeeld een perfluorelastomeer (Kalrez®) voor het afdichten van het deksel 48 tegen de binnenwand van de buitenste buis 4, waarbij de door de buitenste buis 4 en de binnenste buis 14 begrensde ruimte in open verbinding staat met de uitlaatopening 27. De binnenste buis 14 staat in open verbinding met de inlaatopening 26. Het deksel 48 is door middel van een Seegerring 2 geborgd tegen een van de reactiekamer 15 afgerichte verplaatsing in langsrichting van de buitenste buis 4.De binnenste buis 14 is aan zijn binnenzijde voorzien van een eerste warmtewisselaarelement 16 voor het verwarmen van inkomend voedingsgas (voorgesteld door pijlen 28), en is aan zijn buitenzijde in het bovenste deel omgeven door een katalysatordrager 37, en in het onderste deel voorzien van een tweede warmtewisselaarelement 17 voor het afkoelen van uitgaand productgas (voorgesteld door pijlen 29). Door het deksel 48 strekt zich een derde buis 6 uit voor het daarin invoeren van een temperatuursensor 7. De figuur toont voorts een verdringerbuis 3 door middel waarvan inkomend voedingsgas 28 door het eerste warmtewisselaarelement 16 wordt geleid, en een aantal warmteisolerende pakkingen 5. Door het lossen van de Seegerring 2 kan de binnenste buis 14, die vast met het deksel 48 is verbonden, met het deksel 48 uit de buitenste buis 4 worden getrokken, waarbij de katalysatordrager 37 direct toegankelijk wordt.
Fig. 2 toont een deel van een reactor 8 in een axiale doorsnede die twee inlaatopeningen 13, 26 en uitlaatopeningen 27 doorsnijdt. Anders dan in de in Fig. 1 getoonde reactor 1 ontbreekt een zich door het deksel uitstrekkende derde buis voor een temperatuursensor, en strekt de verdringerbuis 3 zich niet tot op het deksel 48 uit.
Fig. 2a, 2b, 2c en 2d tonen dwarsdoorsneden door de reactor 8 volgens respectievelijk de stippellijnen a, b, c, d in Fig. 2.
Fig. 3 toont een deel van een reactor 18 in een axiale doorsnede die twee inlaatopeningen 13, 26 en uitlaatopeningen 27 doorsnijdt. Anders dan in de in Fig. 2 getoonde reactor 8 is de reactor 18 voorzien van een zich door het deksel 48 uitstrekkende en in de reactiekamer uitmondende gasuitlaatleiding 9.
Fig. 3a, 3b, 3c en 3d tonen dwarsdoorsneden door de reactor 8 volgens respectievelijk de stippellijnen a, b, c, d in Fig. 3.
Fig. 4 toont een steam reformer 23, met een drietal parallel geschakelde reactoren 19 in een axiale doorsnede die twee inlaatopeningen 26 en uitlaatopeningen 27 van de respectieve reactoren 19 doorsnijdt. De afbeelding van steam reformer 23 is 180° gedraaid ten opzichte van de in Fig. 1,
2, 3 afgebeelde reactoren. Anders dan in de in Fig. 1 getoonde reactor 1 ontbreken in de reactoren 19 in dit voorbeeld een zich door het deksel uitstrekkende derde buis voor een temperatuursensor. De respectieve inlaatkamers van de parallel geplaatste reactoren worden gevormd door een gezamenlijk inlaatspruitstuk 111, en de respectieve uitlaatkamers worden gevormd door een gezamenlijk uitlaatspruitstuk 100.
Fig. 5 toont een steam reformer 24, met een drietal parallel geschakelde reactoren 19 in een axiale doorsnede die twee inlaatopeningen 13, 26 en uitlaatopeningen 27 van de respectieve reactoren 19 doorsnijdt. In de steam reformer A is een deel van de buitenste buizen 4 voorzien van een om dat deel gevormde vloeistofleiding, in casu een waterleiding en van een in dat deel opgenomen derde warmtewisselaarelement 22 voor de overdracht van warmte van uit de reactiekamer stromend productgas naar door die waterleiding stromend water 32, onder vorming van stoom 33.
Fig. 6 toont een deel van een binnenste buis 14 waar omheen een metalen dragerfolie 37 met een katalysatorlaag is aangebracht, welk folie in een dwarsdoorsnede door de binnenste buis een periodieke structuur van opeenvolgende toppen en dalen vertoont.
Fig. 7 toont het folie 37 van fig. 3 in een toestand vóór het aanbrengen om de buis 14, waarin de toppen 41 en dalen 42 in een dwarsdoorsnede een rechthoekige kanteel vormen.
Fig. 8 toont een tweede uitvoeringsvorm van een folie 37'in een toestand vóór het aanbrengen om een buis 14, waarin de toppen 41' en dalen 42' in een dwarsdoorsnede een regelmatig golfpatroon vertonen.
Fig. 9 toont een derde uitvoeringsvorm van een folie 37 in een toestand vóór het aanbrengen om een buis 14, waarin de toppen 41 en dalen 42 zowel in een dwarsdoorsnede als in axiale richting een rechthoekige kanteel vormen.

Claims (17)

  1. CONCLUSIES
    1. Apparaat (23, 24) voor het omzetten van een te reageren componenten bevattend voedingsgas (28) in een productgas (29), omvattend ten minste één reactor (1, 8, 18, 19) met een van een inlaatopening (26) voor voedingsgas (28) en een uitlaatopening (27) voor productgas (29) voorziene reactiekamer (15) die wordt begrensd door de binnenwand van een aan een eerste uiteinde gesloten buitenste buis (4) en de buitenwand van een coaxiaal in die buitenste buis (4) opgenomen, aan zijn beide uiteinden van openingen voorziene binnenste buis (14), welke reactor (1, 24, 8, 18, 19) is voorzien van een inlaatkamer (11) die in open verbinding met de ten minste ene inlaatopening (26) staat, en van een uitlaatkamer (10) waarin de ten minste ene uitlaatopening (27) uitmondt, waarbij een eerste wand (31) van de uitlaatkamer (10) de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, met het kenmerk, dat een tegenover de eerste wand (31) gelegen tweede wand (12) van de uitlaatkamer (10) de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, en de inlaatkamer (11) wordt begrensd door de tweede wand (12) van de uitlaatkamer (10) en een tegenover die tweede wand (12) gelegen derde wand (47) die de buitenste buis (4) omsluit en zich daarvan uitstrekt, waarbij de inlaatopening (26) is gevormd in de wand van de buitenste buis (4).
  2. 2. Apparaat (23, 24) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de buitenste buis (4) aan een tweede uiteinde is afgesloten door een losbaar gekoppeld deksel (48) dat is voorzien van eerste afdichtmiddelen (20) voor het afdichten van het deksel (48) tegen de buitenste buis (4), waarbij de binnenste buis (14) in open verbinding staat met de inlaatopening (26).
  3. 3. Apparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat tweede afdichtmiddelen (21) zijn verschaft voor het afdichten van de binnenste buis (14) tegen de buitenste buis (4), op zodanige wijze dat de binnenste buis (14) in open verbinding staat met de inlaatopening (26), en de door de buitenste buis (4) en de binnenste buis (14) begrensde ruimte in open verbinding staat met de uitlaatopening (27).
  4. 4. Apparaat volgens een der conclusies 2-3, met het kenmerk, dat deze is voorzien van borgmiddelen (2) voor het borgen van het deksel (48) tegen een van de reactiekamer afgerichte (15) verplaatsing in langsrichting van de buitenste buis (4).
  5. 5. Apparaat volgens een der conclusies 2-4, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een zich door het deksel (48) uitstrekkende en in de reactiekamer (15) van de ten minste ene reactor (18) uitmondende gasuitlaatleiding (9).
  6. 6. Apparaat volgens een der conclusie 2-5, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een zich door het deksel (48) uitstrekkende derde buis (6) voor het daarin invoeren van een temperatuursensor (7) .
  7. 7. Apparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de reactiekamer (15) een katalysatormateriaal bevat.
  8. 8. Apparaat volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het katalysatormateriaal is verschaft op tenminste een deel van een door de buitenste buis (4) omsloten dragerfolie (37, 37', 37).
  9. 9. Apparaat volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het dragerfolie (37, 37', 37) in een dwarsdoorsnede door de binnenste (14) en de buitenste buis (4) een periodieke structuur van opeenvolgende toppen (41, 41', 41) en dalen (42, 42', 42) vertoont.
  10. 10. Apparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ten minste ene reactor (1) langs een deel van de binnenste buis (14) is voorzien van een warmtewisselaar (16, 17) voor de overdracht van warmte van uit de reactiekamer (15) stromend productgas (29) naar door de binnenste buis (14) aangevoerd voedingsgas (28), welke warmtewisselaar (16, 17) is verschaft door een door de binnenwand van de binnenste buis (14) begrensd eerste warmtewisselaarelement (16) en een met dat eerste warmtewisselaarelement (16) corresponderend om de buitenwand van de binnenste buis (14) aangebracht tweede warmtewisselaarelement (17).
  11. 11. Apparaat (24) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een deel van de buitenste buis (4) is voorzien van een om dat deel gevormde vloeistofleiding (25) en van een in dat deel opgenomen derde warmtewisselaarelement (22) voor de overdracht van warmte van uit de reactiekamer (15) stromend productgas (29) naar een door die vloeistofleiding (25) stromende vloeistof (32).
  12. 12. Apparaat volgens een der conclusies 9-11, met het kenmerk, dat het respectieve warmtewisselaarelement (16, 17, 22) is verschaft door een folie (37, 37', 37) van een warmtegeleidend materiaal, welk folie (37, 37', 37) in een dwarsdoorsnede door de respectieve buis (14, 4) een periodieke structuur van opeenvolgende toppen (41, 41', 41) en dalen (42, 42', 42) vertoont.
  13. 13. Apparaat (23, 24 -h) ) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze ten minste twee parallel geplaatste reactoren (19) omvat, waarbij de respectieve inlaatkamers door een gezamenlijk inlaatspruitstuk (111) zijn verschaft, en de respectieve uitlaatkamers door een gezamenlijk uitlaatspruitstuk (100) zijn verschaft.
  14. 14. Apparaat volgens conclusie 13, waarbij het aantal parallelle reactoren (24, 8, 18, 19) 3n2-3n+l bedraagt, waarin n een geheel getal 2<n<13 is, welke reactoren (24, 8, 18, 19) in een dwarsdoorsnede binnen een regelmatige zeshoek aangrenzend zijn geplaatst in evenwijdige rijen, waarbij een eerste buitenste rij n reactoren omvat en elke volgend rij één reactor meer omvat, tot maximaal 2n-l reactoren, waarna elke volgende rij telkens één reactor minder omvat tot aan een tegenover de eerste buitenste rij gelegen tweede buitenste rij, welke tweede buitenste rij n reactoren omvat.
  15. 15. Apparaat volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een verwarmingsmiddel voor het verwarmen van de ten minste ene reactiekamer (15).
  16. 16. Apparaat volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het voedingsgas (28) organische verbindingen en waterdamp bevat en het productgas (29) in hoofdzaak
  17. 20 kooldioxide en waterstof bevat.
    1/7
NL2017215A 2016-07-22 2016-07-22 Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas NL2017215B1 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017215A NL2017215B1 (nl) 2016-07-22 2016-07-22 Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas
US16/319,658 US11033871B2 (en) 2016-07-22 2017-07-13 Apparatus for converting a feed gas into a product gas
PCT/NL2017/050471 WO2018016945A1 (en) 2016-07-22 2017-07-13 Apparatus for converting a feed gas into a product gas
EP17742868.7A EP3487615B1 (en) 2016-07-22 2017-07-13 Apparatus for converting a feed gas into a product gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2017215A NL2017215B1 (nl) 2016-07-22 2016-07-22 Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2017215B1 true NL2017215B1 (nl) 2018-01-30

Family

ID=56852377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2017215A NL2017215B1 (nl) 2016-07-22 2016-07-22 Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11033871B2 (nl)
EP (1) EP3487615B1 (nl)
NL (1) NL2017215B1 (nl)
WO (1) WO2018016945A1 (nl)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607131A (en) * 1969-02-05 1971-09-21 Us Navy Catalytic air purifier
WO2000027518A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 International Fuel Cells, Llc Hydrocarbon fuel gas reformer assembly for a fuel cell power plant
US20030101650A1 (en) * 2001-11-22 2003-06-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Reformer
US6667014B1 (en) * 1998-09-22 2003-12-23 Utc Fuel Cells, Llc Catalytic reactor and catalyst configuration designed to reduce catalyst slumping and crushing
EP2223739A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Green Vision Holding B.V. Steam reformer
US20150352391A1 (en) * 2013-01-18 2015-12-10 Commissariat A L' Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Hydrothermal oxidation device for treating a material in a supercritical medium and implementation method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5236669A (en) * 1990-09-12 1993-08-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pressure vessel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607131A (en) * 1969-02-05 1971-09-21 Us Navy Catalytic air purifier
US6667014B1 (en) * 1998-09-22 2003-12-23 Utc Fuel Cells, Llc Catalytic reactor and catalyst configuration designed to reduce catalyst slumping and crushing
WO2000027518A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 International Fuel Cells, Llc Hydrocarbon fuel gas reformer assembly for a fuel cell power plant
US20030101650A1 (en) * 2001-11-22 2003-06-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Reformer
EP2223739A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Green Vision Holding B.V. Steam reformer
US20150352391A1 (en) * 2013-01-18 2015-12-10 Commissariat A L' Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Hydrothermal oxidation device for treating a material in a supercritical medium and implementation method

Also Published As

Publication number Publication date
EP3487615B1 (en) 2023-10-25
US11033871B2 (en) 2021-06-15
EP3487615A1 (en) 2019-05-29
EP3487615C0 (en) 2023-10-25
US20200047143A1 (en) 2020-02-13
WO2018016945A1 (en) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6254974B2 (ja) 触媒プロセスのための反応装置パネル
US5700434A (en) Reactor for catalytically processing gaseous fluids
EP0324670B1 (fr) Réacteur à contrôle thermique interne par plaques creuses échangeuses de chaleur
CN102164662B (zh) 用于等温化学反应器的具有径向布置的元件的热交换器
JPS60179131A (ja) アンモニア合成或いはメタノ−ル合成のための発熱的、触媒的反応を実施するための装置
EP2473267B1 (en) Vertical isothermal shell-and-tube reactor and use thereof for methanol synthesis
WO2013004448A1 (en) Heat exchange reactor
CA2873281A1 (en) Pressure vessel with replaceable tubes
NL2017215B1 (nl) Apparaat voor het omzetten van een voedingsgas in productgas
US4263260A (en) High pressure and high temperature heat exchanger
US3768550A (en) Heat exchanger
NL1036644C2 (en) Steam reformer.
CA1335754C (fr) Reacteur a controle thermique interne par plaques creuses echangeuses de chaleur
RU2701307C2 (ru) Радиально-сильфонный теплообменно-контактный аппарат
US10928137B2 (en) Pressure vessel
JP2002532224A (ja) 触媒管巣を有する反応器モジュール
CN216954153U (zh) 一种浮头式换热器
RU2621189C1 (ru) Радиально-трубный теплообменно-контактный аппарат
CN216115553U (zh) 螺旋板换热器
RU2775262C2 (ru) Химический реактор с адиабатическими слоями катализатора и аксиальным потоком
JP7337437B2 (ja) ボイラ
RU2655891C1 (ru) Теплообменный аппарат (варианты)
US1989935A (en) Temperature control of catalytic reactions
KR20190002022U (ko) 소형 lng 선박용 열교환기 전열판
PL169591B1 (pl) Reaktor