JPH0525537B2 - - Google Patents

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JPH0525537B2
JPH0525537B2 JP17261587A JP17261587A JPH0525537B2 JP H0525537 B2 JPH0525537 B2 JP H0525537B2 JP 17261587 A JP17261587 A JP 17261587A JP 17261587 A JP17261587 A JP 17261587A JP H0525537 B2 JPH0525537 B2 JP H0525537B2
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Yoshio Yoshizawa
Mikio Ikeda
Mamoru Aoki
Ryosuke Shimizu
Masateru Onomura
Koichi Iwasa
Juichi Ide
Noboru Yamana
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IHI Corp
Kobe Steel Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Chemical Engineering Corp
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Toshiba Corp
Mitsubishi Kasei Engineering Co
Kobe Steel Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Petrochemicals Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱の有効利用を図ることにより原料
ガスの分解を促進させるようにした反応装置に関
するものである。
［従来の技術］ 例えば、水素ガスを得るために、CH4とH2Oの
混合した原料ガスをCH4＋H2O→CO＋3H2で示
されるスチームリフオーミング反応を用いて反応
させ、H2とCOの混合した生成ガスを得ることが
行われており、この原料ガスの分解には反応装置
が使用される。
従来考えられている反応装置としては、例えば
第３図に示すものがある。第３図中１は燃焼室、
２は多孔性の熱輻射体、３は受熱室、４は触媒が
全体に均一に担持された略均一な孔径を有する多
孔性の受熱体、５は燃焼室１と受熱室３を仕切り
ガスが漏洩しないようにした隔壁、６は燃料の燃
焼により得られた高温の燃焼ガス、７は排ガス、
８はCH4とH2Oの混合した原料ガス、９は原料ガ
ス８の分解により得られたH2とCOが混合した生
成ガスである。
上記反応装置では、燃焼ガス６は熱輻射体２を
通過し、排ガス７として排出される。
燃焼ガスの顕熱は、熱輻射体２を通過する際に
対流熱伝達によつて熱幅射体２に吸収され、熱輻
射体２が加熱されて装置内に輻射熱が放出され、
放出された輻射熱は、隔壁５が金属材料或いはセ
ラミツクの場合は隔壁５の加熱及び再輻射として
受熱体４に受熱され、又隔壁５が石英ガラス等の
ように透明な材質の場合は隔壁５を透過して受熱
体４に受熱され、而して受熱体４が加熱される。
原料ガス８は受熱体４を通過する際に受熱体４
により加熱されて分解し、H2とCOの混合した生
成ガス９となり、装置外へ送られる。
上述のごとく、熱輻射体２に吸収された熱を輻
射により受熱体４に与え、原料ガス８を受熱体４
内に通して加熱し、触媒の存在のもとに分解させ
ることにより生成ガス９を得るようにすると、熱
の有効利用が図られると共に原料ガスの分解がコ
ンパクトな装置により効果的に行われる。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記装置の熱輻射体２及び受熱体４のガス流れ
方向の温度分布を測定すると第４図の実線に示す
ようになる。受熱体４の温度勾配は熱輻射体２側
のように直線に近い形にならず三次曲線的にな
る。温度が受熱体４入口側から或る区域では比較
的低く、受熱体４出口側で急激に高くなつてお
り、吸熱反応のスチームリフオーミング反応は、
低温では緩慢で、高温になる程加速される。
従つて、受熱体４の低温側では反応は余り進行
せず、反応は主に高温側で起つている。このこと
より、受熱体４の吸熱が、熱輻射体２に近い部分
で主に行われ、低温側の触媒が有効に利用されて
いない。
本発明は上述の実情に鑑み、受熱体の低温域を
高温域として触媒の有効利用を図ることを目的と
してなしたものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、隔壁により仕切られた２つの室のう
ち一方の室に、燃焼ガスが通過する際に加熱され
る多孔性の熱輻射体を配設し、他方の室に、前記
熱輻射体の輻射熱により加熱され原料ガスが通過
する際に原料ガスを加熱、分解させる、触媒が担
持された受熱体を配設した反応装置において、前
記受熱体をガス流れ方向に対して複数層に分け、
複数層に分けた受熱体の等価多孔径或いは空〓率
を熱輻射体側と熱輻射体から離れた側とで異なら
しめた構成を備えている。
［作用］ 受熱体の等価多孔孔径の小さいところ或いは空
〓率の小さいところでは輻射吸収能が大きいた
め、受熱体の吸熱量が大きくなり高温になる。こ
のため原料ガスに対する加熱性能が良くなる。
又、等価多孔孔径の大きいところ或いは空〓率の
大きいところでは輻射吸収能が小さいため、輻射
熱が透過され易く加熱性能が悪くなる。このた
め、所定の等価多孔孔径の或いは空〓率の受熱体
を用いることによりガスの温度を任意に調整で
き、従つて、従来有効に利用されていなかつた原
料ガス入口側の触媒を有効に利用できる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ
説明する。
第１図は本発明の実施例である。
本実施例では、触媒を担持した多孔性の受熱体
４をガス流れ方向上流側から下流側へ向けて複数
層の受熱体４ａ，４ｂ，４ｃに分け、各受熱体４
ａ，４ｂ，４ｃの多孔孔径を受熱体４ａで最も小
さく、受熱体４ｂで多少大きく、受熱体４ｃで最
も大きくする。
受熱体４の輻射吸収能の違いから受熱体４の温
度は第４図点線のようになり、原料ガス入口側で
も反応が進行し、従来より薄い触媒層で所定の分
解生成物が得られる。
第２図は本発明の反応装置を具体化した例であ
り、円筒容器１０中心部に、原料ガス供給管１１
を挿入して該原料ガス供給管１１の下端を開放
し、円筒容器１０内に、原料ガス供給管１１と同
心状に円筒状に形成した多孔性の熱輻射体２及び
受熱体４を配設し、熱輻射体２と受熱体４の間に
円筒状の隔壁５を固着し、隔壁５と熱輻射体２の
間に燃焼室１を形成せしめると共に隔壁５と受熱
体４との間に受熱室３を形成せしめ、円筒容器１
０の底面から燃焼室１内へ向けて燃料及びエア供
給用のバーナ１２を挿入し、円筒容器１０の下側
面に熱輻射体２を通過して来た排ガス７を排出す
る排ガス管１３を取付け、円筒容器１０上部に、
受熱室３から送られて来た生成ガス９を取出す生
成ガス取出し管１４を接続する。受熱体４は第１
図或いは第３図の実施例に示した構成にする。
燃料はバーナ１２から噴射して燃焼し高温ガス
となり、高温ガスは熱輻射体２を通過する際に熱
輻射体２を加熱し、熱輻射体２からは輻射熱が放
出されて受熱体４が加熱され、熱輻射体２を通過
した排ガスは排ガス管１３から装置外へ排出され
る。
原料ガス８は原料ガス供給管１１より円筒容器
１０の中心部に供給され、受熱体４内を通過中に
加熱、分解されて生成ガス９になり、生成ガス取
出し管１４から外部へ送られる。
なお、本発明の実施例では、原料ガスをCH4と
H2Oの混合ガスにする場合について説明したが、
原料ガス中のCH4は他の吸熱反応性ガスとするこ
ともできること、原料ガスは、熱輻射体に近寄る
ように流れているが反対の熱輻射体から離反する
ような流れにすることもできること、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ること、等は勿論である。
［発明の効果］ 本発明の反応装置によれば、ガスの流れ方向の
温度分布を任意に調整できるため、所望の状態に
分解された生成ガスを安価に得ることができると
いう優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の反応装置の一実施例の説明
図、第２図は本発明の反応装置の具体例の説明
図、第３図は従来の反応装置の一例の説明図、第
４図は第１図及び第３図の装置における熱輻射体
及び受熱体のガス流れ方向の温度分布曲線を表わ
すグラフである。 図中１は燃焼室、２は熱輻射体、３は受熱室、
４，４ａ，４ｂ，４ｃは受熱体、５は隔壁、６は
燃焼ガス、７は排ガス、８は原料ガス、９は生成
ガスを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 隔壁により仕切られた２つの室のうち一方の
    室に、燃焼ガス等の高温ガスが通過する際に加熱
    される多孔性の熱輻射体を配設し、他方の室に、
    前記熱輻射体の輻射熱により加熱され原料ガスが
    通過する際に原料ガスを加熱、反応させる、触媒
    が担持された受熱体を配設した反応装置におい
    て、前記受熱体をガス流れ方向に対して複数層に
    分け、複数層に分けた受熱体の等価多孔孔径或い
    は空〓率等を熱輻射体側と熱輻射体から離れた側
    とで異ならしめたことを特徴とする反応装置。
JP17261587A 1987-07-10 1987-07-10 Reactor Granted JPS6415132A (en)

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JP17261587A JPS6415132A (en) 1987-07-10 1987-07-10 Reactor
DE8888306274T DE3867156D1 (de) 1987-07-10 1988-07-08 Chemischer reaktor.
DE19883884228 DE3884228T2 (de) 1987-07-10 1988-07-08 Chemischer Reaktor.
EP19880306274 EP0298772B1 (en) 1987-07-10 1988-07-08 Chemical reactor
EP19900203205 EP0430379B1 (en) 1987-07-10 1988-07-08 Chemical reactor

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AU2011216249A1 (en) * 2010-02-13 2012-09-06 Mcalister Technologies, Llc Chemical reactors with re-radiating surfaces and associated systems and methods
CN102844266A (zh) * 2010-02-13 2012-12-26 麦卡利斯特技术有限责任公司 用于生产基于氢的燃料和结构元件的具有可透射表面的反应器容器以及相关的系统和方法

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