JPH03290494A - 都市ガス製造設備 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、低温変成器を有する低圧連続部分燃焼式都市
ガス製造設備に関するものである。

［従来の技術］ 低圧連続部分燃焼式都市ガス製造設備は、我国都市ガス
供給所で広く用いられているもので、ＬＰＧ（液化石油
ガス）やナフサを原料とし、水蒸気改質反応及び原料の
部分燃焼により、水素、酸化炭素、−酸化炭素等の成分
のガスを製造するものである。

また、この成分中の一酸化炭素が有毒であるため、この
含有量を低減して供給ガスとしている。

この−酸化炭素の低減は、ＣＯ変度広媒によって一酸化
炭素と水を二酸化炭素と水素に度広することによって行
なわれる。従来は、この変成反応は鉄系の触媒を用いて
比較的高温（３００〜３５０℃）で行われていた。

しかし、これでは変成率が低いことと、供給ガス中の一
酸化炭素の濃度を従来より以上に低減させるため、銅系
の触媒を用いた低温変成が行なわれ始めている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この低温変成触媒は、従来の高温変成触
媒と異なり、非常に硫黄（Ｓ）に弱く、且つ、硫黄をよ
く吸着するため、わずかの硫黄量で活性が落ちる。この
ため、従来の高温変威触媒に比べて、触媒の寿命が非常
に短く、頻繁に交換しなければならない。これでは、手
間がかかりガス製造に支障をきたすことにもなりかねな
い。

ここで、イオウ含量と低温変成触媒の活性との関係を説
明する。

例として、原料中のイオウ含量を１０ｐｐｍ　、原料Ｌ
ＰＧのカロリーを１１８００Ｋｃａｌ　／　ｋｇ、改質
ガス（製造ガス〉のカロリーを１７００　Ｋｃａｌ／Ｎ
＋ｎ３、ガス化効率を９０％（原料総熱量に対する製造
ガス総熱量の割合）、イオウの分子量３２、硫化水素の
分子量３４とし、イオウ分は改質炉ですべて硫化水素に
なるとする。

原料１ｋｒ／ｈとすると、製造ガスの総熱量は、Ｉ　Ｘ
１１８００　Ｘｏ、９　＝１０６２０にｃａｌ／ｈとな
る。

製造ガス量は１０６２０／１７００＝６．２５　　Ｎｍ
３／ｈウイオウの量は、 ｌ　ｘｌｏｏｏｘＯ，００１／１００　ｘ３４／３２＝
０．０１　ｇ／ｈよって、製造ガスｌＮｌ１１３当たり
の硫化水素含量は０．０１／６．２５＝０．００２　ｇ
　／Ｎｌ１１３となる。

低温変成反応においては、通常、変成率として８０％以
上は必要（これ以下ではあまり意味がない）である。ま
た、実績によると硫化水素が触媒に、０．４４％吸着す
ると、この変成率となる。よって、この吸着量になるま
での時間を、すべて吸着したものとして計算する。

変成触媒の充填量を２１００　ｋｇとし、製造ガス量を
３３００　Ｎｍ３／ｈとする。これらは１、ごく一般的
な装置の値である。

２１００ｘ０．４４／ｌｏｏ　＝９．２４ｋｇ９．２４
ｘ１０００／　（３３００ｘ０．００２　＞　＝１４０
０時間１日１５時間運転とすると、１４００／１５＝９
３日よって、９３日で低温変成触媒を交換しなければな
らないのである。変成触媒自体は、２〜３年十分活性が
あるにもかかわらず、このような短期間で交換しなけれ
ばならないのである。

このようなことを防止するため、低温変成触媒の上流側
（即ち、変成器内の上流側柵）に脱硫触媒を載置して変
成前の製造ガスを脱硫することも考えられる。

しかしながら、この方式には根本的な欠点がある。即ち
、脱硫触媒の交換に非常に手間がかかるのである。変成
器内の触媒を交換するには、変成器の運転を停止し、且
つ冷却しなければできないのである。更に、交換後、変
成器を運転するために昇温しなければならない。このた
め、脱硫触媒の交換に非常に時間がかかるのである。ま
た、系内に脱硫装置を２基設けて切り換え運転すること
も考えられるが、この場合、切り換え時の昇温の問題や
、設備費等の問題がある。

よって、本業界では、以上のような欠点のない都市ガス
の製造設備が待望されていた。

［課題を解決するための手段］ 以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本
発明設備を完成させたものであり、その特徴とするとこ
ろは、低温変成器を有する低圧連続部分燃焼式都市ガス
製造設備において、原料の改質炉上流ラインに脱硫装置
を設けた点にある。

ここで、低圧連続部分燃焼式都市ガス製造設備とは、１
ｋｇ／ｄＧ以下で都市ガスを製造するもののうち、改質
反応（吸熱反応）に要する熱量を、原料の一部を燃焼さ
せることによって付与するもので、改質反応と燃焼反応
とが同時に同炉内で起こることが特徴である。

原料とは、改質反応を受けるもので、主としてＬＰＧ（
液化石油ガス〉やナフサ等の炭化水素である。

改質炉とは、原料を水蒸気分解する反応器であり、ここ
で原料中にイオウ分が含まれていると硫化水素になる。

改質炉の上流ラインとは、改質炉入口までのラインであ
れば、どこでもよい。即ち、原料タンクと改質炉の中間
であればよい。もし、原料ペーパーライザーを有するも
のの場合、その上流でも、下流でもよい。よって、液状
態で脱硫しても、気体状態で脱硫してもよいということ
である。

脱硫装置とは、脱硫触媒を充填した容器でありその中を
通過することによって、原料中のイオウを吸着除去する
ものである。脱硫触媒は、液状態でＪｌｌ！硫する場合
でも、気体状態でも、通常のものでよく、特別なものを
用いる必要はない。

要するに、従来は原料中のイオウ含量が少ないため（１
０〜８０ｐｐｍ）と、高温変成触媒が比較的イオウに強
いことから、はとんど問題とならなかったが、低温変成
器を用いることが考えられて、クローズアンプされてき
たイオウ被毒を解消するためのものである。改質炉の手
前で脱硫することにより、種々の欠点を解消するもので
あり、この点を除いては、通常の都市ガス製造設備でよ
いのである。

通常、脱硫触媒（所定量の）を通過すると、イオウはほ
とんど除去されるため、脱硫器以降の工程については、
イオウの影響は無視できる。よって、本発明では前記し
た欠点である変成触媒へのイオウの影響はまったくない
。

［実施例］ 第１図は本発明設備１の１例を示す概略フローシートで
ある。ベーパーライザー２と改質炉３の間の原料ライン
に脱硫器４が設けられている。改質炉３の下流には高温
変成器５と低温変成器６が設けられている。これ以外は
、通常の低圧連続部分燃焼方式の製造設備とまったく同
様である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているため、以下のよ
うな利点を有している。

■　脱硫器が設けられているため、低温変成触媒の寿命
が長くなり、変成率の低下も軽減できる。

■　改質触媒、高温変成器の触媒の寿命も従来よりも長
くなる。

■　脱硫器が改質炉の上流側に設けられているため、脱
硫触媒の交換が非常に簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明都市ガス製造設備の１例を示す概略フ
ローシートである。 １・・・本発明都市ガス製造設備 ２・・・ペーパーライザー ３・・・改質炉 ４・・・脱硫器 ５・・・高温変成器 ６・・・低温変成器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、低温変成器を有する低圧連続部分燃焼式都市ガス製
   造設備において、原料の改質炉上流ラインに脱硫装置を
   設けたことを特徴とする都市ガス製造設備。