JPH05228357A - 触媒反応器 - Google Patents

触媒反応器

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JPH05228357A
JPH05228357A JP4273763A JP27376392A JPH05228357A JP H05228357 A JPH05228357 A JP H05228357A JP 4273763 A JP4273763 A JP 4273763A JP 27376392 A JP27376392 A JP 27376392A JP H05228357 A JPH05228357 A JP H05228357A
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container
primary
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アラン チェイニ キース
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来触媒反応器の改良。 【構成】 触媒床１を含む一次容器３を該容器を取り囲
む電気加熱エレメント５で直接加熱する。該一次容器の
ガス給排システムを２本の同軸パイプで構成し、その内
側パイプ１５で該一次容器を出た反応ガスを運び、そし
て外側パイプ１３で汚染ガスを該一次容器に運び込む。
該システムを螺旋状に形成し、これにより該一次容器を
取り囲む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は触媒反応器、特に原子炉
からの排プラズマを精製する触媒反応器に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】排プラズマはトリチウムや
デューテリウム等の放射性ガスや活性水素含有化合物ガ
スを含んでいる。これらガスは、メタンを水素及び炭素
に分解する、あるいは一酸化炭素が添加されている水蒸
気を水・ガスシフト反応で水素及び二酸化炭素に分解す
る触媒反応器で処理することによって精製する必要があ
る。
【０００３】このような目的に使用する触媒反応器を設
計する場合、数多くの必要条件を満たす必要がある。汚
染物質を含む反応器容器（いわゆる一次コンテインメン
ト）の容量は最低限でも効率的な反応に一致する必要が
ある。また、反応器内に精製する高温表面のすべてを取
り囲む外側容器（いわゆる二次コンテインメント）が必
要である。（この二次コンテインメントは、反応器を危
険の少ない他の用途に使用する場合には必要ない）。触
媒反応器を設計する場合、反応器床及びこの床に供給さ
れる供給ガスの温度を良好に制御できるようにする必要
がある。そして、反応器は、供給ガスを供給するまえ
に、排気条件下でウォームアップしている間すぐれた熱
応答を示す必要がある。
【０００４】原子炉からの排プラズマガスを精製する、
公知型式の触媒反応炉は触媒床を収容する円筒形の内側
容器と、そして環状スペースをおいて内側反応器を取り
囲む中間室−この上部に供給ガスを導入する−とで構成
されている。中間室の高さ部分のみを断熱性の外側二次
室で取り囲む。中間室壁内に電熱エレメントを設け、供
給ガス及び触媒床を加熱する。
【０００５】触媒反応器を運転するさいには、内側容器
と中間室との間の環状スペースの上部に汚染ガスを供給
し、該スペース内を下降しいる間に電熱エレメントによ
り加熱し、これによって一部の熱を内側容器壁を介して
触媒床に伝達する。そして、さらに汚染ガスを触媒床に
上向きに送って、さらに熱をこの床に伝達する。冷却さ
れた反応ガスを内側容器の上部から排出する。
【０００６】この公知触媒反応器には多くの欠陥があ
る。例えば、触媒の直接加熱が得られない。すなわち、
中間室壁及び内側室壁からの放射熱及びガスから伝達さ
れる熱によって加熱されるにすぎない。ウォームアップ
中、上記反応器にガスが存在しない状態で触媒の加熱が
生じるが、いずれも上記壁及び排気されている環状スペ
ースからの放射熱に完全に依存するもので、従って加熱
速度は非常におそい。また、外側室が内側容器および中
間室の全体を取り囲んでいないので、汚染ガスが大気中
に漏れる恐れが強くなる。これは、内側容器及び中間室
への侵入物が暴露される事実によりさらに悪化する。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は上記欠陥の少なくとも一
部を取り除いた触媒反応器を提供することにある。
【０００８】
【目的を達成する手段】すなわち、本発明の触媒反応器
は触媒床をもつ一次容器と、この一次容器を直接加熱し
て、該触媒床を加熱する加熱手段と、そして上記一次容
器を出る反応ガス用の内側パイプを含みかつこれとの間
に環状路を形成して、汚染ガスを一次容器に送り込む外
側パイプからなる該一次容器のガス給排システムとから
構成するものである。
【０００９】ある種の汚染ガスに上記反応器を使用場合
には、一次容器を二次コンテインメント容器に完全に閉
じ込めて収納する。
【００１０】以下、例示のみを目的として、本発明実施
例を本発明触媒反応器の概略横断面図である添付図面に
ついて説明する。
【００１１】
【実施例】図について説明すると、触媒床１は縦型の密
閉式・円筒形一次容器３内に設ける。この触媒床は多孔
トレー２、４、６によって支持するが、トレー２は溶接
等によって該容器に取り付け、そしてトレー４及び６に
ついてはトレー２上にレッグ８によって支持する。多孔
カバー１０により触媒の漏れを防ぐ。各トレー底部は金
網シートで構成すればよく、そのメッシュサイズを十分
細かくすれば、触媒粒子の落下を防止することができ
る。また、触媒はニッケル金属触媒であればよく、そし
てこれをセラミック基体にメッキすれば表面積を最大化
することができる。一次容器３の周囲に密接状態で電熱
装置５を設けて、触媒を直接かつ急速に加熱できるよう
にしておく。一次容器３の寸法については、所要量の触
媒を収容できるサイズであり、そして該容器上下のガス
スペース７、９は最小限に抑えてある。
【００１２】熱交換器１１を２本の同軸パイプ１３、１
５で構成するが、これらパイプは螺旋状にし、小型化す
るために、一次容器３の周囲に（但し、離した状態で）
設ける。これら外側パイプ１３と内側パイプ１５との間
の環状スペースを通って低温の汚染ガスが一次容器に送
りこまれる。この同軸パイプ構成は一次容器の下部まで
続き、ここでパイプ１３、１５は分岐する。そしてこの
パイプ１３はここから上向きになり、一次容器上部付近
の壁を通って、ガスをスペース７に排出するようになっ
ている。内側パイプ１５は一次容器底部から高温の反応
ガスを受取り、螺旋状にこれを上方に送り、ガス出口１
７から排出する。従って、一次容器を出た高温の反応ガ
スは低温の供給ガスに対して熱交換関係で、かつ逆方向
に螺旋状に流れる。
【００１３】一次容器１３及び熱交換器１１は二次コン
テインメント容器２３に封入する。容器２３はカバープ
レート２５によってシールし、このプレートは該容器の
フランジ２７に取り付ける。バー２８によって一次容器
３はカバープレート２５から吊り下げる。この結合バー
は、カバープレート２５への伝熱による熱損失を最小限
に抑えるために断熱材料で構成する。
【００１４】容器３と２３との間のスペースはポンプ３
１よって排気する。この排気スペースは触媒床１からの
熱損失を抑えるすぐれた熱バリヤーとして作用する。更
に、容器２３の壁の内面には反射性箔等の断熱材３３を
設ける。また、ポンプ３１を使用して、スペース２９に
滲出する恐れがある物質を取り除く。
【００１５】熱交換器１１の供給ガスは高温の反応ガス
を運ぶ内側パイプ１５周囲の環状スペースに流れ込むた
め、何らかの高温ガスがパイプ１５の壁に浸透した場合
には、供給ガスと混合して、一次容器３に戻される。従
って、高温ガスが二次コンテインメント容器２３内部の
スペース２９に逃げることはない。
【００１６】一次容器３の上部付近にポケット３５を設
け、ここにパイプ１３から容器に流入するガスの温度を
測定する熱電対を設ける。さらに別なポケット３７を触
媒床１内に延設し、ここに触媒床１の温度を測定する熱
電対を設ける。所要ガス及び触媒温度を得るために、熱
電対出力に応じて電熱装置５、１９を制御する。そし
て、熱電対ポケット３５、３７はその開放端部がスペー
ス２９に連絡しているため、何らかのガスがポケットの
壁に浸透しても、ポンプ３１によって取り去ることがで
きる。
【００１７】なお、触媒床１への浸透物はいずれも二次
コンテインメント容器２３にとどまり、そして該容器２
３のカバープレートを介して浸透した浸透物はすべて低
温である。例えば、供給ガス及び排出ガスはいずれも、
熱交換器１１がカバープレート２５を通る浸透部３９で
低温である。
【００１８】この触媒反応器は組み立てが簡単であり、
厳密なトレランスが必要なく、またいかなる封入シール
の必要もない。パイプ１３、１５と一次容器３との接続
は、溶接等により、永続化することができる。
【００１９】本発明には次の利点がある。 １．触媒床１を含む容器３を電熱装置５によって直接加
熱されるので、触媒床のウォームアップが迅速に実現で
き、排気スペース２９が邪魔になるというよりは助けに
なるものである。 ２．流入ガスが流出ガスにより予熱され、これによって
二次コンテインメント容器を出る前に、冷却される。 ３．流入ガスの温度及び触媒床の温度が精確に制御でき
る。 ４．一次容器３を完全に二次容器２３によって取り囲ん
であるため、環境へのガス放出の恐れが少ない。 ５．本発明設計により、触媒反応器の容量を小さくで
き、従って封入表面積を小さくでき、高速排気を実施で
きる。
【００２０】以上、トリチウムやデューテリウム等の放
射性ガスを処理する場合について本発明触媒反応器を説
明してきたが、これは他の毒性ガスや危険なガスにも適
用できる。ガスがそれ程危険でない場合、二次コンテイ
ンメント容器２３は省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明触媒反応器の概略横断面図である。
【符号の説明】 １ 触媒床 ３ 一次容器 ５ 加熱手段 １３、１５ パイプ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 触媒床１をもつ一次容器３と、この一次
    容器を直接加熱して、該触媒床を加熱する加熱手段５
    と、そして上記一次容器を出る反応ガス用の内側パイプ
    １５とこのパイプ１５を含みかつこれとの間に環状路を
    形成して、汚染ガスを一次容器に送り込む外側パイプ１
    ３からなる該一次容器のガス給排システムとで構成した
    ことを特徴とする触媒反応器。
  2. 【請求項２】 該ガス給排システム１３、１５部分を、
    該一次容器３を取り囲む螺旋状に形成したことを特徴と
    する請求項１に記載の触媒反応器。
  3. 【請求項３】 該ガス給排システム１３、１５が汚染ガ
    スを該一次容器３に運び込むパイプ２１部分と、このパ
    イプ部分を加熱する手段１９とを備え、これによって汚
    染ガスを該一次容器に入る前に予熱することを特徴とす
    る請求項１又は２に記載の触媒反応器。
  4. 【請求項４】 該一次容器３に流入する汚染ガスの温度
    を検出する手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３
    のいずれか１項に記載の触媒反応器。
  5. 【請求項５】 該触媒床１温度を検出する手段を設けた
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
    触媒反応器。
  6. 【請求項６】 該一次容器３及び該ガス給排パイプ１
    ３、１５システムを二次容器２３によって取り囲み、こ
    れらの間にスペース２９を設けたことを特徴とする請求
    項１〜５のいずれか１項に記載の触媒反応器。
  7. 【請求項７】 該一次及び二次容器３、２３の間のスペ
    ース２９を排気する手段３１を設けたことを特徴とする
    請求項６に記載の触媒反応器。
  8. 【請求項８】 該二次容器３２の上部から該一次容器３
    を吊り下げる手段２８を設けたことを特徴とする請求項
    ６または７に記載の触媒反応器。
  9. 【請求項９】 該一次容器３を加熱する該手段５が該一
    次容器を取り囲む電熱装置からなることを特徴とする請
    求項１〜８のいずれか１項に記載の触媒反応器。
  10. 【請求項１０】 該パイプ部分２１を加熱する手段１９
    が電熱装置からなることを特徴とする請求項２に記載の
    触媒反応器。
  11. 【請求項１１】 該ガス給排システム１３、１５の少な
    くとも一部分を螺旋状に形成し、該一次容器３の周囲に
    設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
    に記載の触媒反応器。
  12. 【請求項１２】 該触媒がニッケルからなる請求項１〜
    １１のいずれか１項に記載の触媒反応器。
  13. 【請求項１３】 該ニッケルをセラミック基体手段にメ
    ッキしたことを特徴とする請求項１２に記載の触媒反応
    器。
JP4273763A 1991-09-18 1992-09-17 触媒反応器 Pending JPH05228357A (ja)

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GB919119885A GB9119885D0 (en) 1991-09-18 1991-09-18 Catalytic reactor
GB9119885.3 1991-09-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05228357A true JPH05228357A (ja) 1993-09-07

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ID=10701571

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JP4273763A Pending JPH05228357A (ja) 1991-09-18 1992-09-17 触媒反応器

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EP (1) EP0533380B1 (ja)
JP (1) JPH05228357A (ja)
DE (1) DE69211794T2 (ja)
GB (1) GB9119885D0 (ja)

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Also Published As

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EP0533380A3 (ja) 1994-02-16
GB9119885D0 (en) 1991-10-30
DE69211794D1 (de) 1996-08-01
DE69211794T2 (de) 1996-10-31
EP0533380A2 (en) 1993-03-24
EP0533380B1 (en) 1996-06-26

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