JPH0631352B2 - 反応装置 - Google Patents
反応装置Info
- Publication number
- JPH0631352B2 JPH0631352B2 JP17261487A JP17261487A JPH0631352B2 JP H0631352 B2 JPH0631352 B2 JP H0631352B2 JP 17261487 A JP17261487 A JP 17261487A JP 17261487 A JP17261487 A JP 17261487A JP H0631352 B2 JPH0631352 B2 JP H0631352B2
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- gas
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- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
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反
応を促進させるようにした反応装置に関するものであ
る。
応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
るスチームリフォ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。
した原料ガスをＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２で示され
るスチームリフォ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４図に
示すものがある。第４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。
示すものがある。第４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。
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
達によって熱輻射体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ックの場合は隔壁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。
達によって熱輻射体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ックの場合は隔壁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。
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。
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。
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５図に示すようになる。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って
おり、吸熱反応のスチームリフォーミング反応は、低温
では緩慢で、高温になる程加速される。
度分布を測定すると第５図に示すようになる。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って
おり、吸熱反応のスチームリフォーミング反応は、低温
では緩慢で、高温になる程加速される。
従って、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っている。このことにより従来は受
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。
応は主に高温側で起っている。このことにより従来は受
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。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、触媒は高価であり、高価な触媒を有効利
用されない低温側まで含めて受熱体４全体に担持させる
のは無駄であり、設備費、運転維持費の高騰を招来す
る。
用されない低温側まで含めて受熱体４全体に担持させる
のは無駄であり、設備費、運転維持費の高騰を招来す
る。
本発明は上述の実情に鑑み、受熱体の触媒が担持される
区域を減少させて設備費、運転維持費を低減させること
を目的としてなしたものである。
区域を減少させて設備費、運転維持費を低減させること
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、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うち所要数層の受熱体に
触媒を担持させた構成を備えている。
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、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うち所要数層の受熱体に
触媒を担持させた構成を備えている。
［作 用］ 燃焼ガスの通過により加熱された熱輻射体の輻射熱によ
り受熱体が加熱され、該受熱体を原料ガスが通過する
際、該原料ガスは加熱、反応して、生成ガスが得られ
る。
り受熱体が加熱され、該受熱体を原料ガスが通過する
際、該原料ガスは加熱、反応して、生成ガスが得られ
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図は本発明の一実施例である。
本実施例では、略同一孔径の多孔性の受熱体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、熱輻射体２に近接した受熱体4cにのみ触媒を
担持させ、受熱体4a,4bには触媒を担持させない。
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、熱輻射体２に近接した受熱体4cにのみ触媒を
担持させ、受熱体4a,4bには触媒を担持させない。
原料ガス８は受熱体4a,4bで加熱され、受熱体4cでは加
熱されると共に触媒の存在のもとに反応し、生成ガス９
となる。この場合は、受熱体4a,4bでは原料ガス８は加
熱のみで吸熱反応は行われず、受熱体4cで吸熱反応が行
われるため、受熱体４のガス流れ方向の温度分布は第２
図に示すようになり、受熱体４の原料ガス入口部におい
ても第５図の場合よりも高温になる。
熱されると共に触媒の存在のもとに反応し、生成ガス９
となる。この場合は、受熱体4a,4bでは原料ガス８は加
熱のみで吸熱反応は行われず、受熱体4cで吸熱反応が行
われるため、受熱体４のガス流れ方向の温度分布は第２
図に示すようになり、受熱体４の原料ガス入口部におい
ても第５図の場合よりも高温になる。
触媒は受熱体4cのみに担持され、他の受熱体4a,4bには
担持されていないが、受熱体4cに至るまでに原料ガス８
は十分高温に加熱されているため、受熱体4cの部分だけ
で原料ガス８は充分分解される。又触媒は受熱体4cにの
み担持させれば良いから、設備費、運転維持費が安価と
なる。
担持されていないが、受熱体4cに至るまでに原料ガス８
は十分高温に加熱されているため、受熱体4cの部分だけ
で原料ガス８は充分分解される。又触媒は受熱体4cにの
み担持させれば良いから、設備費、運転維持費が安価と
なる。
第３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10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図の実施例に示し
た構成にする。
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10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隔壁５を介し
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。
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隔壁５を介し
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。
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、触媒を担持した受熱体を、熱輻射体に対向した場所
に置いているが、中央部、又は反熱輻射体側に設置する
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。
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、触媒を担持した受熱体を、熱輻射体に対向した場所
に置いているが、中央部、又は反熱輻射体側に設置する
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、高価な触媒を多量に使用せ
ずとも、熱の有効利用による原料ガスの分解を促進させ
ることができるうえ、触媒を多量に必要としないため設
備費、運転維持費が安価となる。
ずとも、熱の有効利用による原料ガスの分解を促進させ
ることができるうえ、触媒を多量に必要としないため設
備費、運転維持費が安価となる。
第１図は本発明の反応装置の一実施例の説明図、第２図
は第１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、第３図は本発明の
反応装置の具体例の説明図、第４図は従来の反応装置の
一例の説明図、第５図は第４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,4
b,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。
は第１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、第３図は本発明の
反応装置の具体例の説明図、第４図は従来の反応装置の
一例の説明図、第５図は第４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,4
b,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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 株式会社東芝 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 (71)出願人 999999999 三菱化成エンジニアリング株式会社 東京都渋谷区千駄ヶ谷４丁目２番12号 (71)出願人 999999999 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 (71)出願人 999999999 三菱油化エンジニアリング株式会社 東京都中央区日本橋馬喰町１丁目５番４号 (72)発明者 越後 亮三 東京都江東区越中島１−３−17−603 (72)発明者 吉澤 善男 東京都目黒区大岡山２−10−36 大岡山宿 舎ＣＢ−１ (72)発明者 池田 三樹夫 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 青木 守 兵庫県神戸市須磨区横尾２丁目26番16号 (72)発明者 清水 良亮 神奈川県横浜市鶴見区北寺尾７丁目１番19 号 (72)発明者 小野村 将輝 東京都杉並区本天沼２丁目21番６号 (72)発明者 岩佐 公一 千葉県松戸市八ヶ崎137番28号 (72)発明者 井手 雄一 長崎県長崎市飽の浦町１−１ 三菱重工業 株式会社長崎研究所内 (72)発明者 山名 昇 茨城県鹿島郡波崎町矢田部4098−21−12− 305
Claims (1)
- 【請求項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うち所要
数層の受熱体に触媒を担持させたことを特徴とする反応
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17261487A JPH0631352B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 反応装置 |
| 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17261487A JPH0631352B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6416892A JPS6416892A (en) | 1989-01-20 |
| JPH0631352B2 true JPH0631352B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=15945142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17261487A Expired - Fee Related JPH0631352B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631352B2 (ja) |
-
1987
- 1987-07-10 JP JP17261487A patent/JPH0631352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6416892A (en) | 1989-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
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|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
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