JPS62197301A - 水素と酸化炭素とを含む生成ガスを製造する過程に使用する装置 - 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 混合した天然ガスから水素と酸化炭素とを含む生成ガス
を製造する過程に使用する装置にして、当該装置がチュ
ーブシートによって上部室と下部室とに仕切られ、再成
管がチューブシートによって保持され下部室内へ延びて
おり、当該下部室で６管がその長さの部分にわたってジ
ャケットを備えている構成の装置に関する。

この種の装置は、例えば本願出願人によるドイツ連邦共
和国公開公報第３２４４２５２号において公知である。

当該装置は内部を上方三分の−の所に配置されたチュー
ブシートを通じて二つのセクションに、即ち再成管を備
えたより容積の多い反応室と上部セクション内の天然ガ
ス／スチーム室とに仕切られた容器から成っており、天
然ガス／スチーム室から天然ガス／スチーム混合物が再
成管へ分配されるようになっている。

再成管は反応室内で被われている。この室内において、
ジャケットは反応室から出口ノズルを通って反応生成物
を排出するための収集空間を形成されている。

このプロセスルートは、生成ガスを生ずる発熱反応を結
果的に起こす、反応室と混合室へのそれぞれの純酸素の
流入を特徴としている。

公知様式固有の欠点は、反応室と分配室との間で供給ガ
ス混合物の比較的高い差圧にチューブシートがさらされ
ることである。同じことはチューブシートを横切る高い
温度差に当てはまる。その結果としての熱負荷、ひずみ
等がチューブシートを劣化させることとなる。逆に、物
質の性質はチューブシートの経済的製造のための条件を
加重した条件を満たすことが要求される。

本願発明の目的はそれ故、反応容器の良好な全体的性能
を損うことなくチューブシートを横切る圧着及び温度差
を、機械的手段によって減少するという問題を解決する
ことにある。

先に略述した型の装置に関して、当該問題は本発明に従
いチューブシートが供給ガス混合物を再成管に流入する
分配室として構成され、供給ガス混合物を受け入れるた
めの相互に連結された二つの入れ子状の中空体から成っ
ているようにすることで解決される。

本発明は、チューブシートそれ自身に、反応容器の上部
セクション内に予め配置された天然ガス／スチーム空間
を置き直すようにしている。当該箇所からチューブシー
トは前記空間内で普通の温度と圧力にさらされ、−刀先
の天然ガス／スチーム空間は生成ガスの収集室として供
されることとなる。

二区分になったチューブシートの構成は、この区域にお
ける温度の平均化と、このチューブシートを横切って通
過する供給ガス混合物の予熱とをもたらす。

本発明の優先的態様としては、チューブシートの内側中
空体を充分に囲んだ外側中空体と同心位置に置き、供給
ガス混合物用の流入管を少なくとも一つ備えるようにす
ることにある。

この同心状の配置は、前述目的を実現するのに最良の可
能性を有するので、圧着と温度差とによってチューブシ
ート内に生ずる応力の均等化をもたらすことになる。

供給ガス混合物用のフロー開口部を内側中空体の下側に
、そして外側中空体から再成管のヘッド部への連結管用
のフロー開口部を外側中空体の上方側に配置するのが望
ましい。このようにすれば、内側中空体がガスの近似的
逆流にさらされるので、流れ条件の均等化と、したがっ
て温度、圧力並びに応力の均等化に寄与することとなる
。

基本的に、再成管ヘプトは外側中空体に直接つながって
いてもよい。しかしながら、本発明の態様として中空体
の上方側を再成管に連結する分離管を備え付けることが
より好ましい。

本願の用語に関して、「上部」及び「下部」の言葉は他
の要素との関係で構成要素の位置を表わすために記述さ
れ用いられているものである。この関係は、もちろん異
なってくることもありえる。

例えば、装置が上下逆さまになったり傾斜したりすれば
、「上部」は「下部」に置き替えられるようになるので
あって、「上部」と「下部」の言葉は本願で以下に記述
される例に関してのみ考えられているものである。

本発明の他の好ましい実施例としては、連結管を少なく
とも一本各再成管に配置するように備えることである。

もちろん、当該設備は多数の連結管であってもよい。し
かしながら、各再成管に対して一木の連結管が適当な構
成であると考えられる。

本発明はまた、チューブシートを横切って貫通し上部室
へ向く環状開口部を残す再成管ジャケットを備えている
。このような構成により、この特有な構成に基づきジャ
ケットに向いた低反応空間において最早収集室が必要で
なくなるので、構成要素のすべてが相互に同心状に配置
されるようになるという利点を有することとなる。

更に温度差と圧着、並びに結果としての応力を下げるた
めに、本発明はまたチューブシートが再成管にジャケッ
トを取り付けるべく同数のスリーブを備えつけるように
なっている。

原則として、ジャケットはチューブシート開口部に直接
挿入され、気密性溶接によってその場に固定される。し
かしながら、スリーブの設備は例えば再成管とそのジャ
ケットとが別々に動きうるという特別の利点がある。そ
れらは例えば前述のように備えられたチューブシートか
らぶら下がらせることができ、その機能すべき働きは、
再成管と中空チューブシートとの間に連結管をすえつけ
ることである。

チューブシートによって分けられた二つの室のシールが
保持されつつチューブシート内に深く入り込んだ環状空
隙を得るために、本発明はまた、環状空隙を形成するよ
うにスリーブの内径がジャケットの外径よりも大きくな
っていて、スリーブとジャケットの有用位置にある先端
部が一方向に開いた環状空隙を残しつつ気密性の溶接に
よって結合されるようになっている。

本発明によって備えられる配設に関し、例えば溶接によ
って接合される先端部は生成ガスの収集室に向いている
。この上うな配設は、最適のシーリング接合を実現する
。

最後に本発明は、ジャケットとスリーブの接合先端部上
にある保持支持部によって支持されるようになっている
再成管を有する。この態様は組立ての簡易化と既に略述
したような全系の置き替えを実現する。上述のように備
、えられ、再成管の前にジャケットとスリーブとをもた
らすように作られたチューブシートは最終的には既に述
べられているように挿入され、接合される。

本発明による装置を図面に基づき実施例として記述する
。

全体を符号１で示された装置は、チューブシートによっ
て上部室３と下部室４とに仕切られた圧力容器５から成
っている。圧力容器５の上端部はフランジ連結部６を備
えたカバー７によって閉じられている。容器壁の全域は
内側絶縁体８を備えている。

上部室３は、上部ノズル９を通って装置ｌを出る生成ガ
ス用の収容室となっている。この収容室を以下において
は単に「室３」として表示する。

下部室４は再成室であって、例えば天然ガスと酸素乃至
空気の供給ガスが矢印の組み合わせによって示されるよ
うに入るノズルＩＯとｌＯａを備えているものである。

この下部再成室を以下においては単に「室４」として表
示する。

保持部材１２によって適所に固定されたチューブシート
２は供給ガス混合物の分配室であるように設計されてい
て、したがって例えば天然ガス／スチーム混合物である
供給ガス混合物が入る引き入れ管１３と外側ノズル１４
を備えている。

チューブシート２は内側中空体１５と、当該中空体を対
称的に囲んだ外側中空体１６とを含んでいる。第１図と
第２図において、内側中空体Ｉ５は下方を向いたフロー
開口部１７を備え、外側中空体１６は連結管２７と抱き
合わせになったフロー開口部を備えている。これら連結
管は短縮部分で室２に拡張し室４内を通っている画成管
１８のヘッド部２８に導かれている。

ジャケット２０は環状空隙２１を存在させて画成管１８
を取り囲んでいて（第２図）、当該空隙は室４と室３と
の間の接合部を備えるために先端部において開口してお
り、その結果ガス流が室４から室３へ更にノズル９を通
って下流プロセスに起こる。当該下流プロセスは短矢印
で第１図に示されている。

第２図において、ジャケット２０は溶接部２２によって
スリーブ２３に取り付けられていて、当該スリーブは気
密性溶接によって順次チューブシート２に連結されてい
る。溶接部２２が室３に向いている点が肝心である。ス
リーブ２３の内径がジャケット２０の外径より大きくな
るように寸法が採られ、それにより室４に向かい溶接点
２２まで延びていて上端部で閉じる環状空隙３１が得ら
れるようになる。

画成管は支持部２４によって溶接点２２上に位置し、必
要であれば不変的にこの点に固定される。

しかしながら、図面に示すようにつり下げた配置を選べ
ば、当該画成管は支持部上でゆるんだ状態となる。本発
明の実施例がこの配置に限定されないのは言うまでもな
い。

装置を通るガス流は実質的に次のようになる。

供給ガス混合物は導管ｉ３を通ってチューブシート２の
内室１５へ入る。そしてｌ或いはそれ以上の入口開口部
１７を通って外室１６の空隙２６へ、更に連結管２７を
通って画成管１８のヘッド部２８へ至る。ガス流は引き
続き触媒で満たされた画成管１８を通って室４に行き、
ここでノズル１０及び１０ａを通って入ってくる別のガ
ス流と混合する。更に室４から画成管１８とジャケット
２０との間の環状空隙２１を通って室３へ達する。

生成ガスはノズル９を通って室３から出る。

第２図の右手側において寸法ｈ１は内室１５の高さを示
している。この高さは、チューブシートを冷却するのに
必然的状態である充分な流速を保ちつつ、二つの室の間
の壁空隙り、が対称的配置になるのに等しくなる間変え
られる。

これまで述べてきた発明の実施例は、本発明の本質から
それることなく多くの修正が可能である。

例えば、室１５が曲がりくねったり螺旋形の構成をして
いたり、特有の流れパターンを生ずるように外側及び／
又は内側バッフルを備えているような種々の成分から成
っていることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置の断面図、第２図はチューブシート部分の
拡大断面図、第３図は第２図の矢印■方向からのチュー
ブシートの平面図である。 ２・・・チューブシート ３・・・上部室 １３・・・引き入れ管 １５．１６・・・中空体 １７・・・フロー開口部 １８・・・画成管 ２０・・・ジャケット ２２・・・溶接部 ２３・・・スリーブ ２４・・・支持部 ２７・・・連結管 ２８・・・ヘッド部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）実質的に炭化水素を含む供給ガス混合物、特にスチ
   ームと混合した天然ガスから水素と酸化炭素を含む生成
   ガスを製造する過程に使用する装置にして、当該装置が
   チューブシートによって上部室と下部室とに仕切られ、
   再成管がチューブシートによって保持され下部室内へ延
   びており、当該下部室で各管がその長さの部分にわたっ
   てジャケットを備えている構成の装置において、 チューブシート（２）が供給ガス混合物を再成管（１８
   ）に流入する分配室として構成され、このチューブシー
   ト（２）が供給ガス混合物を受け入れるための相互に連
   結された二つの入れ子状の中空体（１５、１６）から成
   っていることを特徴とする装置。 ２）内側の中空体（１５）を充分に囲んだ外側の中空体
   （１６）と同心位置に置き、供給ガス混合物用の流入管
   （１３）を少なくとも一つ備えるようにすることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３）供給ガス混合物用のフロー開口部（１７）を内側中
   空体（１５）の下側（２９）に配設し、外側中空体（１
   ６）から再成管（１８）のヘッド部（２８）への連結管
   （２７）用のフロー開口部を外側中空体（１６）の上方
   側（３０）に配設することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の装置。 ４）連結管（２７）を少なくとも一本各再成管（１８）
   に配置することを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載の装置。 ５）再成管（１８）の囲りのジャケット（２０）がチュ
   ーブシート（２）を通って貫通し上部室（３）へ向く環
   状開口部（２１）を残していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の装置。 ６）チューブシート（２）が再成管（１８）にジャケッ
   ト（２０）を取り付けるべく同数のスリーブ（２３）を
   備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項
   のいずれか１項に記載の装置。 ７）環状空隙（３１）を形成するようにスリーブ（２３
   ）の内径がジャケット（２０）の外径よりも大きくなっ
   ていて、スリーブ（２３）とジャケット（２０）の有用
   位置にある先端部（２２）が一方向に開いた環状空隙（
   ３１）を形成するように気密性の溶接によって結合され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
   装置。 ８）再成管（１８）の支持部（２４）が、スリーブ（２
   ３）とジャケット（２０）の接合先端部（２２）上にあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜７項のいずれ
   か１項に記載の装置。