JPH0117043B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0117043B2 JPH0117043B2 JP56099167A JP9916781A JPH0117043B2 JP H0117043 B2 JPH0117043 B2 JP H0117043B2 JP 56099167 A JP56099167 A JP 56099167A JP 9916781 A JP9916781 A JP 9916781A JP H0117043 B2 JPH0117043 B2 JP H0117043B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- gas
- heating
- catalytic combustion
- exhaust gas
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
本発明は接触燃焼による熱分解反応器などの加
熱方法に関する。 化学工業における熱化学反応装置例えばメタン
分解反応装置においては、その加熱源としてバー
ナによる燃焼ガスが用いられ、これを被加熱物が
通される反応パイプとその外部フレーム間に通し
て、燃焼ガスの輻射作用と対流作用により加熱す
ることが行われている。ところでこの場合高温の
燃焼ガスによる熱反応装置の構成材料の酸化消耗
を防ぐためには、燃焼ガスが高温であればある程
含有酸素濃度を低くすることが望ましい。しかし
従来のバーナによる加熱方法では、燃焼ガス中の
残存酸素濃度を低くしようとすると、空気中の酸
素の理論値に相当する燃料より多い燃料を燃焼し
なければならないため、一酸化炭素などの未燃焼
成分が残る。このため残存酸素濃度を低くするこ
とは原理的に難かしく、どうしても熱反応装置の
酸化消耗を現在以下に少なくするのは難かしい。
また未燃成分が残ることによつて廃ガス量が多
く、しかもバーナによる場合は有炎燃焼であるの
で燃焼ガス中に多量例えば数100ppmにものぼる
窒素酸化物が含有されて大気汚染源となる欠点が
ある。また含有酸素濃度を低くした状態におい
て、燃焼ガスの温度を自由に調節できにくいた
め、熱回収効率の低下を招き易いなどの欠点があ
り、その廃ガスの組成は例えばLPGを燃料とし
た場合第１表の通りとなる。
熱方法に関する。 化学工業における熱化学反応装置例えばメタン
分解反応装置においては、その加熱源としてバー
ナによる燃焼ガスが用いられ、これを被加熱物が
通される反応パイプとその外部フレーム間に通し
て、燃焼ガスの輻射作用と対流作用により加熱す
ることが行われている。ところでこの場合高温の
燃焼ガスによる熱反応装置の構成材料の酸化消耗
を防ぐためには、燃焼ガスが高温であればある程
含有酸素濃度を低くすることが望ましい。しかし
従来のバーナによる加熱方法では、燃焼ガス中の
残存酸素濃度を低くしようとすると、空気中の酸
素の理論値に相当する燃料より多い燃料を燃焼し
なければならないため、一酸化炭素などの未燃焼
成分が残る。このため残存酸素濃度を低くするこ
とは原理的に難かしく、どうしても熱反応装置の
酸化消耗を現在以下に少なくするのは難かしい。
また未燃成分が残ることによつて廃ガス量が多
く、しかもバーナによる場合は有炎燃焼であるの
で燃焼ガス中に多量例えば数100ppmにものぼる
窒素酸化物が含有されて大気汚染源となる欠点が
ある。また含有酸素濃度を低くした状態におい
て、燃焼ガスの温度を自由に調節できにくいた
め、熱回収効率の低下を招き易いなどの欠点があ
り、その廃ガスの組成は例えばLPGを燃料とし
た場合第１表の通りとなる。
【表】
本発明は触媒を用いる接触燃焼法の利用が、上
記の如き難点の解決に効果的であることを着想し
てなされたものである。即ち接触燃焼法において
は、第１に含有酸素気体と燃料との混合比の調節
によりバーナ法に比べて未燃分の生成少なく容易
に燃焼温度を調節でき、しかも燃料濃度を爆発限
界外とすることにより容易に無炎燃焼（バーナの
場合有炎燃焼）として窒素酸化物の含有の少ない
所望の温度の燃焼ガスが得られる。第２には接触
燃焼装置を多段設け、前段の燃焼排ガスを燃料と
して用いて繰返し燃焼させて、その含有酸素を順
次消費させることにより、最終的に残存酸素濃度
の極めて低い燃焼ガスが得られる。 本発明は以上の点に着目し、各段の接触燃焼温
度を所要の加熱温度が得られるように調節して、
加熱温度の高い被加熱物においては含有酸素量が
低く温度が高い燃焼ガスを加熱に使用する。また
加熱温度の低い被加熱物においては含有酸素量が
高く温度の低い燃焼ガスを加熱に使用しうるよう
に、被加熱装置に組合せることにより、熱反応装
置などの酸化消耗を少なくして加熱でき、しかも
廃ガスを不活性ガスとして有効利用して、廃ガス
による大気汚染のおそれをなくすことができるこ
とを着想してなされたものである。次に実施例図
によつて本発明の詳細を説明する。 第１図はメタンガスから水素と二酸化炭素ガス
を得る熱化学反応装置における本発明の一実施例
系統図である。空気ブロワー１により空気２を空
気予熱器３に通して予熱したのち第１混合器４に
送り、こゝで第１燃料送入管５からのメタン
（CH4）６を燃料濃度が爆発限界となるように混
合する。そして第１接触燃焼装置７の触媒８に通
して接触燃焼を行わせ、その熱エネルギーを第１
熱交換器９、蒸気室１０により蒸気１１として回
収して、後記するようにメタン６と混合されて熱
分解反応装置１９に加えられてメタンの熱分解に
使用される。なお１２はポンプである。こゝで接
触燃焼温度が1600℃以下では空気２の含有酸素の
約60％程度しか消費されないため、被加熱装置の
酸化消耗が激しく使用できない。そこで接触燃焼
温度を低くし、これを要求加熱温度が比較的低い
蒸気として熱回収する。 次に熱回収された第１接触燃焼装置７の排ガス
１３を第２混合器１４に入れて、第２燃料送入管
１５からのメタンと爆発限界外となるように混合
したのち、第２接触燃焼装置１６の触媒層１７に
通して第２の接触燃焼を行わせ、その燃焼ガス１
８により熱分解反応器１９（外熱リフオーマ）を
加熱する。そしてこゝで混合器２０における前記
蒸気室１０からの蒸気１１とメタン６の混合気体
２１を、水素（H2）と一酸化炭素（CO）とに分
解する。こゝで加熱側ガスとして1200〜1300℃の
温度が要求され、また熱分解温度としては700〜
800℃程度の温度が要求されるが、これに利用さ
れる第２接触燃焼装置１６の燃焼排ガスは、前段
の燃焼装置７の排ガス即ち酸素を消費された排ガ
スの燃焼によつて作られる。従つてその残留酸素
濃度を容易に0.1％以下にすることができ、加熱
温度が高温であつても熱反応装置１９の構成材料
の酸化消耗を効果的に防ぎながら加熱を行うこと
ができる。 次に熱分解反応装置１９による熱分解反応によ
り生じた水素と一酸化炭素とよりなるガスは、第
２熱交換器２２に送られて熱エネルギーを回収さ
れ、これは第１熱交換器９からのそれと共に蒸気
室１０に加えられるが、第２熱交換器２２の加熱
温度は熱分解反応装置１９での熱利用によつて低
く、しかも残留酸素量も低いため酸化消耗を効果
的に防止しうる。一方熱分解反応装置１９を出た
燃焼排ガス２３は、前記した空気予熱器３に加え
られて空気２を予熱したのち、第１変換反応器２
４を冷却する。そしてこゝで熱分解反応装置１９
からのCOとH2Oとを触媒により（H2）と二酸化
炭素（CO2）に変換する。即ち発熱反応のために
前述の空気予熱器３により冷却された燃焼排ガス
を冷却媒体として使用して行われる。従つて例え
ばH2Oを凝縮分離２５すれば、二酸化炭素
（CO2）窒素（N2）などよりなる不活性ガス２６
として利用できる。また第１変換反応器２４から
出た温度の低いCOとH2Oとを、更に第２変換反
応器２７に加えてその触媒との接触によりH2と
CO2とに分離したのち、分離器２８により余剰の
H2Oを凝縮水として取除けば、水素２９を取出
すことができる。第２表は実験の結果の
記の如き難点の解決に効果的であることを着想し
てなされたものである。即ち接触燃焼法において
は、第１に含有酸素気体と燃料との混合比の調節
によりバーナ法に比べて未燃分の生成少なく容易
に燃焼温度を調節でき、しかも燃料濃度を爆発限
界外とすることにより容易に無炎燃焼（バーナの
場合有炎燃焼）として窒素酸化物の含有の少ない
所望の温度の燃焼ガスが得られる。第２には接触
燃焼装置を多段設け、前段の燃焼排ガスを燃料と
して用いて繰返し燃焼させて、その含有酸素を順
次消費させることにより、最終的に残存酸素濃度
の極めて低い燃焼ガスが得られる。 本発明は以上の点に着目し、各段の接触燃焼温
度を所要の加熱温度が得られるように調節して、
加熱温度の高い被加熱物においては含有酸素量が
低く温度が高い燃焼ガスを加熱に使用する。また
加熱温度の低い被加熱物においては含有酸素量が
高く温度の低い燃焼ガスを加熱に使用しうるよう
に、被加熱装置に組合せることにより、熱反応装
置などの酸化消耗を少なくして加熱でき、しかも
廃ガスを不活性ガスとして有効利用して、廃ガス
による大気汚染のおそれをなくすことができるこ
とを着想してなされたものである。次に実施例図
によつて本発明の詳細を説明する。 第１図はメタンガスから水素と二酸化炭素ガス
を得る熱化学反応装置における本発明の一実施例
系統図である。空気ブロワー１により空気２を空
気予熱器３に通して予熱したのち第１混合器４に
送り、こゝで第１燃料送入管５からのメタン
（CH4）６を燃料濃度が爆発限界となるように混
合する。そして第１接触燃焼装置７の触媒８に通
して接触燃焼を行わせ、その熱エネルギーを第１
熱交換器９、蒸気室１０により蒸気１１として回
収して、後記するようにメタン６と混合されて熱
分解反応装置１９に加えられてメタンの熱分解に
使用される。なお１２はポンプである。こゝで接
触燃焼温度が1600℃以下では空気２の含有酸素の
約60％程度しか消費されないため、被加熱装置の
酸化消耗が激しく使用できない。そこで接触燃焼
温度を低くし、これを要求加熱温度が比較的低い
蒸気として熱回収する。 次に熱回収された第１接触燃焼装置７の排ガス
１３を第２混合器１４に入れて、第２燃料送入管
１５からのメタンと爆発限界外となるように混合
したのち、第２接触燃焼装置１６の触媒層１７に
通して第２の接触燃焼を行わせ、その燃焼ガス１
８により熱分解反応器１９（外熱リフオーマ）を
加熱する。そしてこゝで混合器２０における前記
蒸気室１０からの蒸気１１とメタン６の混合気体
２１を、水素（H2）と一酸化炭素（CO）とに分
解する。こゝで加熱側ガスとして1200〜1300℃の
温度が要求され、また熱分解温度としては700〜
800℃程度の温度が要求されるが、これに利用さ
れる第２接触燃焼装置１６の燃焼排ガスは、前段
の燃焼装置７の排ガス即ち酸素を消費された排ガ
スの燃焼によつて作られる。従つてその残留酸素
濃度を容易に0.1％以下にすることができ、加熱
温度が高温であつても熱反応装置１９の構成材料
の酸化消耗を効果的に防ぎながら加熱を行うこと
ができる。 次に熱分解反応装置１９による熱分解反応によ
り生じた水素と一酸化炭素とよりなるガスは、第
２熱交換器２２に送られて熱エネルギーを回収さ
れ、これは第１熱交換器９からのそれと共に蒸気
室１０に加えられるが、第２熱交換器２２の加熱
温度は熱分解反応装置１９での熱利用によつて低
く、しかも残留酸素量も低いため酸化消耗を効果
的に防止しうる。一方熱分解反応装置１９を出た
燃焼排ガス２３は、前記した空気予熱器３に加え
られて空気２を予熱したのち、第１変換反応器２
４を冷却する。そしてこゝで熱分解反応装置１９
からのCOとH2Oとを触媒により（H2）と二酸化
炭素（CO2）に変換する。即ち発熱反応のために
前述の空気予熱器３により冷却された燃焼排ガス
を冷却媒体として使用して行われる。従つて例え
ばH2Oを凝縮分離２５すれば、二酸化炭素
（CO2）窒素（N2）などよりなる不活性ガス２６
として利用できる。また第１変換反応器２４から
出た温度の低いCOとH2Oとを、更に第２変換反
応器２７に加えてその触媒との接触によりH2と
CO2とに分離したのち、分離器２８により余剰の
H2Oを凝縮水として取除けば、水素２９を取出
すことができる。第２表は実験の結果の
【表】
一例を示すガスの組成および含有割合であつて、
この場合水素ガス中には0.5容量％の一酸化炭素
を含んでいる。また第１接触燃焼装置７の燃焼排
ガス中の残留酸素濃度が高い場合には、第２図に
示すように更に接触燃焼装置３０を設け、その燃
焼排ガスを熱分解反応装置１９に加えるようにし
てもよい。 以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては例えば第１図の熱分解反応装置および第１熱
交換器の接触燃焼ガスによる加熱に見られるよう
に、要求加熱温度の高低に対応した残留酸素量を
もつ燃焼排ガスにより加熱できる。従つて加熱ガ
ス中の含有酸素による構成材の酸化消耗を効果的
に防ぎながら加熱できる、バーナー方法によつて
は得られないすぐれた効果を得ることができ、ま
た最終的に燃焼排ガスを不活性ガスなどとして利
用できるので、廃ガスが大気汚染源となるおそれ
少なく加熱できる、バーナー法にないすぐれた利
点を得られるもので、実用上の効果は著しい。
この場合水素ガス中には0.5容量％の一酸化炭素
を含んでいる。また第１接触燃焼装置７の燃焼排
ガス中の残留酸素濃度が高い場合には、第２図に
示すように更に接触燃焼装置３０を設け、その燃
焼排ガスを熱分解反応装置１９に加えるようにし
てもよい。 以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては例えば第１図の熱分解反応装置および第１熱
交換器の接触燃焼ガスによる加熱に見られるよう
に、要求加熱温度の高低に対応した残留酸素量を
もつ燃焼排ガスにより加熱できる。従つて加熱ガ
ス中の含有酸素による構成材の酸化消耗を効果的
に防ぎながら加熱できる、バーナー方法によつて
は得られないすぐれた効果を得ることができ、ま
た最終的に燃焼排ガスを不活性ガスなどとして利
用できるので、廃ガスが大気汚染源となるおそれ
少なく加熱できる、バーナー法にないすぐれた利
点を得られるもので、実用上の効果は著しい。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２
図はその変形例図である。 １……空気ブロワー、３……空気予熱器、４…
…第１混合器、５……第１燃料送入管、７……第
１接触燃焼装置、８……その触媒、９……第１熱
交換器、１０……蒸気室、１２……ポンプ、１４
……第２混合器、１５……第２燃料送入管、１６
……第２接触燃焼装置、１７……触媒層、１９…
…熱分解反応器、２０……混合器、２２……第２
熱交換器、２４……第１変換反応器、２５……凝
縮分離器、２７……第２変換反応器、２８……分
離器、３０……接触燃焼装置。
図はその変形例図である。 １……空気ブロワー、３……空気予熱器、４…
…第１混合器、５……第１燃料送入管、７……第
１接触燃焼装置、８……その触媒、９……第１熱
交換器、１０……蒸気室、１２……ポンプ、１４
……第２混合器、１５……第２燃料送入管、１６
……第２接触燃焼装置、１７……触媒層、１９…
…熱分解反応器、２０……混合器、２２……第２
熱交換器、２４……第１変換反応器、２５……凝
縮分離器、２７……第２変換反応器、２８……分
離器、３０……接触燃焼装置。
Claims (1)
- １ 触媒による接触燃焼装置を多段設けて、その
前段の燃焼排ガスにより燃焼を繰返し行うように
して、各段の燃焼排ガス中の酸素濃度を順次低下
させて最終的に残留酸素の低い燃焼排ガスを得る
ようにすると共に、上記各段接触燃焼装置におけ
る燃焼温度を調節して、要求加熱温度が高くなる
に伴い低含有酸素濃度の燃焼ガスにより被加熱物
の加熱が行われるように接触燃焼装置を組合せ
て、被加熱物或いは被加熱装置の酸化更には廃ガ
スによる大気汚染を生ずることなく加熱できるよ
うにしたことを特徴とする接触燃焼による加熱方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56099167A JPS582508A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 接触燃焼による加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56099167A JPS582508A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 接触燃焼による加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS582508A JPS582508A (ja) | 1983-01-08 |
| JPH0117043B2 true JPH0117043B2 (ja) | 1989-03-28 |
Family
ID=14240086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56099167A Granted JPS582508A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 接触燃焼による加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582508A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6185213A (ja) | 1984-10-02 | 1986-04-30 | 株式会社デンソー | 自動車用空調装置 |
| KR100820339B1 (ko) | 2007-10-31 | 2008-04-08 | (주)인화엔지니어링 | 지하공간으로의 기준점 측량방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE439308B (sv) * | 1978-08-02 | 1985-06-10 | Roussel Uclaf | Imidazo(1,2-a)kinoxaliner och farmaceutiska kompositioner derav |
-
1981
- 1981-06-26 JP JP56099167A patent/JPS582508A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS582508A (ja) | 1983-01-08 |
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