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FR2531944A1 - HYDROCARBON FUEL REFORMING APPARATUS IN A HYDROGEN-RICH GAS - Google Patents

HYDROCARBON FUEL REFORMING APPARATUS IN A HYDROGEN-RICH GAS Download PDF

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FR2531944A1
FR2531944A1 FR8313260A FR8313260A FR2531944A1 FR 2531944 A1 FR2531944 A1 FR 2531944A1 FR 8313260 A FR8313260 A FR 8313260A FR 8313260 A FR8313260 A FR 8313260A FR 2531944 A1 FR2531944 A1 FR 2531944A1
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FR
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fuel
tubes
gas
reforming
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FR8313260A
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French (fr)
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FR2531944B1 (en
Inventor
Shozo Kaneko
Akira Hashimoto
Tokushi Maruta
Misao Yamamura
Kenichi Hisamatsu
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Priority claimed from JP20857982A external-priority patent/JPS59102802A/en
Priority claimed from JP20931082A external-priority patent/JPS59102804A/en
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
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    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE REFORMING DE COMBUSTIBLE COMPORTANT PLUSIEURS TUBES 4 REMPLIS DE CATALYSEUR CHAUFFES A TEMPERATURE ELEVEE A PARTIR DE L'EXTERIEUR POUR TRANSFORMER LE COMBUSTIBLE 12 EN GAZ 17 CONTENANT DE L'HYDROGENE EN TANT QUE CONSTITUANT PRINCIPAL. LE PROBLEME RESOLU CONSISTE A AMELIORER LE FONCTIONNEMENT EN REDUISANT LES FRAIS DE CONSTRUCTION ET D'ENTRETIEN. L'APPAREIL EST CARACTERISE EN CE QUE LES TUBES REMPLIS DE CATALYSEUR 4 SONT DISPOSES DANS UN LIT FLUIDISE 24. L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT A LA PRODUCTION DE GAZ DESTINE AUX PILES A COMBUSTIBLE ET A L'OBTENTION DE FORCE MOTRICE.THE INVENTION RELATES TO A FUEL REFORMING APPARATUS INCLUDING SEVERAL TUBES 4 FILLED WITH A CATALYST HEATED AT HIGH TEMPERATURE FROM THE EXTERIOR FOR TRANSFORMING THE FUEL 12 INTO GAS 17 CONTAINING HYDROGEN AS A MAIN CONSTITUENT. THE PROBLEM SOLVED IS TO IMPROVE OPERATION BY REDUCING CONSTRUCTION AND MAINTENANCE COSTS. THE APPARATUS IS CHARACTERIZED IN THAT THE TUBES FILLED WITH CATALYST 4 ARE ARRANGED IN A FLUIDIZED BED 24. THE INVENTION IS APPLICABLE IN PARTICULAR TO THE PRODUCTION OF GAS INTENDED FOR FUEL CELLS AND FOR THE OBTAINING OF MOTOR FORCE.

Description

"Appareil de reforming de combustible à base d'hydrocarbure"Hydrocarbon fuel reforming apparatus

en un gaz riche en hydrogène".into a gas rich in hydrogen ".

L'invention a pour objet un appareil de reforming de combustible du type comportant plusieurs tubes  The subject of the invention is a fuel reforming apparatus of the type comprising several tubes

remplis de catalyseur agencés pour être chauffés à tempéra-  filled with catalyst arranged to be heated at room temperature.

ture élevée par chauffage extérieur, de manière à transfor-  increased by external heating, so as to transform

mer par reforming, le combustible en gaz contenant de l'hydro-  by reforming, the gas fuel containing hydro-

gène en tant que constituant principal, ce coibustible passant dans chacun des tubes remplis de catalyseur  gene as the main constituent, this co-carrier passing through each of the catalyst-filled tubes

L'expression appareil de reforming de com-  The expression reforming apparatus

bustible désigne un appareil pour convertir un combustible à base d'hydrocarbure en un gaz contenant de l'hydrogène en tant que constituant principal Un grand nombre d'appareils de reforming de combustible du type mentionné ci-dessus ont  fuel means an apparatus for converting a hydrocarbon fuel to a hydrogen-containing gas as the main constituent A large number of fuel reforming apparatus of the type mentioned above has

été installés jusqu'à maintenant dans les usines chimiques.  have been installed so far in chemical plants.

Pour faciliter la compréhension de la pré-  To facilitate understanding of the

sente invention, il est utile de décrire brièvement un appareil  In this invention, it is useful to briefly describe a device

de reforming de -combustible actuellement connu.  of fuel reforming currently known.

La fig 1 représente schématiquement un appa-  FIG. 1 schematically represents an apparatus

reil de reforming de combustible classique L'appareil de reforming de combustible le plus répandu est un appareil de reforming à la vapeur dans lequel le reforming du combustible est effectué au moyen des étapes dans lesquelles on ajoute de la vapeur à un combustible tel que CH, ou sinilaire,on fait passer le nrlange de cobusible et de vapeur à travers une couche de catalyseur à température élevtée, par exemple comrrise entre 750 et 900 'C pour le transformer par reforming en un gaz contenant de l'hydrogène en tant que constituant principal, on transforme l'oxyde de carbone résiduel en Co 2 à l'aide d'un convertisseur de CO et on élimine le CO 2 pour obtenir  conventional fuel reforming reactor The most widely used fuel reforming apparatus is a steam reforming apparatus in which the reforming of the fuel is carried out by means of the steps in which steam is added to a fuel such as CH, or sinilary, the mixture of coffee and steam is passed through a high temperature catalyst layer, for example comrred between 750 and 900 ° C to transform it by reforming into a gas containing hydrogen as a main constituent , the residual carbon monoxide is converted into Co 2 using a CO converter and the CO 2 is removed to obtain

une grande pureté du gaz contenant de l'hydrogène.  a high purity of the gas containing hydrogen.

De façon précise, un combustible tel que  Specifically, a fuel such as

CH 4 ou similaire, fourni à partir d'une source d'alimenta-  CH 4 or the like provided from a food source

tion située à l'extérieur de l'installation de reforming de combustible représenté sur la fig 1 est d'abord désulfuré dans un appareil de désulfurisation 1 puis on lui ajoute de 2- la vapeur 2, de sorte que le mélange de combustible et de  tion located outside the fuel reforming plant shown in FIG. 1 is first desulphurized in a desulphurization apparatus 1 and then added to it with 2-vapor 2, so that the mixture of fuel and

vapeur est envoyé dans une série de tubes 4 remplis de ca-  steam is sent in a series of tubes 4 filled with

talyseur, ces tubes étant disposés dans un four de reforming  catalyst, these tubes being arranged in a reforming furnace

à la vapeur 3 Les tubes 4 remplis de catalyseur sont chauf-  3 The tubes 4 filled with catalyst are heated

fés à une température élevée comprise entre 750 et 900 'C par la chaleur radiante émise par les surfaces des parois du four de reforming à la vapeur 3, ces surfaces étant chauffées  at a high temperature between 750 and 900 ° C by the radiant heat emitted by the surfaces of the walls of the steam reforming furnace 3, these surfaces being heated

en faisant fonctionner plusieurs brûleurs 5 Lorsque le mé-  by operating multiple burners 5 When the

lange de combustible et de vapeur passe à travers une cou-  The mixture of fuel and steam passes through a

che de catalyseur dans chacun des tubes 4 remplis de cata-  catalyst in each of the tubes 4 filled with cat-

lyseur, il subit un reforming le transformant en un gaz con-  lyser, it undergoes a reforming transforming it into a gas con-

tenant de l'hydrogène Le gaz de reforming 6 contenant de l'hydrogène en tant que constituant principal est soumis à un échange de chaleur dans un tube chauffant 7, dans lequel l'échange de chaleur a lieu entre le gaz de reforming 6 et  Holding hydrogen The reforming gas 6 containing hydrogen as a main constituent is subjected to heat exchange in a heating tube 7, wherein the heat exchange takes place between the reforming gas 6 and

de l'eau 2 ' qui est envoyée au tube chauffant 7 à partir d'u-  water 2 'which is sent to the heating tube 7 from u-

ne source d'approvisionnement située à l'extérieur de l'ins-  source of supply located outside the

tallation de reforming de combustion Le gaz est ensuite in-  combustion reforming plant The gas is then

troduit dans un convertisseur de CO 8 dans lequel l'oxyde de carbone résiduel est transformé en CO 2 Après avoir quitté le convertisseur de CO 8, le gaz de reforming pénètre dans une tour 9 d'absorption de CO 2 dans lequel le gaz carbonique résiduel est éliminé On obtient ainsi de l'hydrogène 10 de grande pureté qui sort de l'installation du reforming de combustible D'autre part, les gaz de combustion 11 provenant du four 3 de reforming à la vapeur sont soumis à un échange de chaleur dans une partie d'échange de chaleur 7 ' dans laquelle l'échange de chaleur est effectué entre les gaz de combustion 11 et la vapeur 2 produite dans le tube chauffant 7 Les gaz  produced in a CO 8 converter in which the residual carbon monoxide is transformed into CO 2 After leaving the CO 8 converter, the reforming gas enters a CO 2 absorption tower 9 in which the residual carbon dioxide This results in the removal of high purity hydrogen from the fuel reforming plant. On the other hand, the combustion gases 11 from the steam reforming furnace 3 are subjected to heat exchange in the reactor. a heat exchange part 7 'in which the heat exchange is carried out between the combustion gases 11 and the steam 2 produced in the heating tube 7 The gases

sont ensuite évacués dans l'atmosphère extérieure.  are then discharged into the outside atmosphere.

Cependant, on a constaté que l'appareil de  However, it has been found that the apparatus of

reforming de combustible classique, construit comme décrit ci-  conventional fuel reforming, constructed as described above

dessus, présente les inconvénients ci-après 1) Les tubes 4 remplis de catalyseur du four de reforming à la vapeur sont soumis à une température très -3 - élevée et la matière métallique résistante à la chaleur qui les constitue fonctionne' donc obligatoirement dans des conditions critiques Pour cette raison, ils ont tendance à se rompre lorsqu'ils subissent une charge thermique quelconque localement accrue ou une répartition de la température non uniforme Il  It has the following drawbacks: 1) The tubes 4 filled with catalyst of the steam reforming furnace are subjected to a very high temperature and the heat-resistant metallic material which constitutes them thus functions necessarily in For this reason, they tend to break when subjected to any locally increased thermal load or uneven temperature distribution.

en résulte alors une fuite de gaz On est donc obligé de conce-  This results in a gas leak. We are therefore obliged to

voir le four de reforming à la vapeur avec une charge thermique notablement réduite et pour garantir que la charge thermique soit uniformément répartie sur le four, celui-ci est construit avec de plus grandes dimensions et un grand nombre de br leurs montés sur les parois En conséquence, le four de reforming à  see the steam reforming furnace with a significantly reduced thermal load and to ensure that the heat load is evenly distributed over the furnace, this one is built with larger dimensions and a large number of burners mounted on the walls. Consequently, the reforming furnace

la vapeur classique est de fabrication onéreuse et il faut beau-  conventional steam is expensive to manufacture and it is necessary to

coup d'espace pour son installation.  space for his installation.

2) Après avoir quitté les tubes 4 remplis de catalyseur les gaz de combustion sont habituellement soumis  2) After leaving the tubes 4 filled with catalyst the combustion gases are usually subjected

à un échange de chaleur dans un échangeur o l'échange de cha-  heat exchange in a heat exchanger where the exchange of heat

leur est effectué entre les gaz de combustion et l'eau (vapeur) mais aucune récupération de chaleur n'est effectuée dans la zone de plus basse température du conduit de sortie Le fout de reforming à la vapeur classique fonctionne donc avec un faible  is done between the flue gases and the water (steam) but no heat recovery is performed in the lower temperature zone of the outlet duct. The conventional steam reforming furnace therefore operates with a low

rendement thermique.thermal efficiency.

3) Pour garantir que le four fonctionne avec une charge thermique réduite et uniformément répartie  3) To ensure that the oven operates with a reduced heat load and evenly distributed

dans son étendue, les tubes remplis de catalyseur sont habituel-  in its extent, catalyst-filled tubes are usually

lement chauffés de façon indirecte par les parois chauffantes  indirectly heated by the heating walls

du four revêtues'de matière réfractaire, ces parois étant chauf-  furnace coated with refractory material, these walls being heated

fées au moyen de plusieurs brûleurs Pour protéger la matière  by means of several burners To protect the material

réfractaire, il est nécessaire de réduire la vitesse de varia-  refractory, it is necessary to reduce the speed of variation

tion de la température lorsque le four est mis en fonctionne-  when the oven is in operation

ment ou arrêté Cela signifie qu'il faut beaucoup de temps pour  This means that it takes a long time to

que le four soit mis en fonctionnement ou arrêté.  the oven is put into operation or stopped.

4) La charge minimale est habituellement déterminée à 50 % environ Le four fonctionne donc à une charge  4) The minimum charge is usually about 50%.

fortement réduite et seulement avec de grandes difficultés.  greatly reduced and only with great difficulty.

) Etant donné que le four de reforming à la vapeur classique est conçu pour des conditions de pression  ) Since the conventional steam reforming furnace is designed for pressure conditions

de fonctionnement normales, il est construit avec de plus gran-  normal operation, it is built with larger

des dimensions De plus, étant donné qu'il est en dépression, il est nécessaire de monter un ventilateur soufflant du type  In addition, because it is in depression, it is necessary to mount a blower type

à induction.induction.

En conséquence, -la présente-invention a  Accordingly, the present invention has

été faite en gardant présents à l'esprit les inconvénients ci-  made with the following disadvantages in mind:

dessus de l'appareil de reforming de combustible classique et elle a pour but de créer un appareil de reforming de combustible  top of the conventional fuel reforming apparatus and is intended to create a fuel reforming apparatus

perfectionné ayant des caractéristiques de fonctibnnement excel-  perfected with excellent performance characteristics.

lentes et pouvant être fabriqué à un prix réduit -  slow and can be manufactured at a reduced price -

A cet effet, l'invention concerne un appa-  For this purpose, the invention relates to a

reil de reforming de combustible du type ci-dessus caractérisé en ce que les tubes remplis de catalyseur sont disposés dans  fuel reforming fluid of the above type characterized in that the catalyst-filled tubes are arranged in

un lit fluidisé.a fluidized bed.

Les avantages essentiels de l'appareil de  The essential advantages of the apparatus of

reforming de combustible conforme à l'invention sont les sui-  reforming of fuel according to the invention are the following

vants: 1) Il est construit avec de plus faibles dimensions, l'espace nécessaire à son installation est réduit  : 1) It is built with smaller dimensions, the space required for its installation is reduced

le plus possible et son fonctionnement est économique.  as much as possible and its operation is economical.

2) La récupération de la chaleur des gaz  2) Heat recovery from gases

brûlés a lieu effectivement et il fonctionne donc avec un ren-  burned actually takes place and so it works with a

dement thermique élevé.high thermal insulation.

3) Il peut être mis en fonctionnement ou  3) It can be put into operation or

arrêté dans une période de temps très courte.  stopped in a very short period of time.

4) Il peut fonctionner avec une charge ther-  4) It can work with a heat load

imique notablement réduite.significantly reduced.

Pour atteindre le but mentionné précédemment,-  To achieve the purpose mentioned above, -

on a effectué divers travaux de recherche et de mise au point.  a variety of research and development work was done.

A lasuite de ces travaux de recherche et de mise au point, on a trouvé que le but pouvait être atteint de façon satisfaisante  Following this research and development, it was found that the goal could be satisfactorily achieved.

en utilisant un système à lit fluidisé pour l'appareil de re-  using a fluidized bed system for the apparatus of

forming de combustible, plusieurs tubes remplis de catalyseur étant disposés dans le lit fluidisé de manière à permettre leur chauffage à partir de ce lit, un réchauffeur d'air étant en outre monté dans la zone des bassesitempératures dans le conduit à travers lequel s'écoulent les gaz brûlés vénant du four de reforming à la vapeur, ce réchauffeur d'air servant d'échangeur de chaleur dans lequel l'échange de chaleur est effectué entre les gaz de combustion et l'air de combustion pour récupérer  a plurality of catalyst filled tubes being arranged in the fluidized bed so as to allow their heating from this bed, an air heater being further mounted in the zone of low temperatures in the conduit through which flow. the burnt gases from the steam reforming furnace, this air heater serving as a heat exchanger in which the heat exchange is carried out between the combustion gases and the combustion air to recover

la chaleur de ces gaz.the heat of these gases.

Suivant un mode de réalisation, l'invention concerne un appareil de reforming de combustible perfectionné  According to one embodiment, the invention relates to an improved fuel reforming apparatus

du type comportant plusieurs tubes remplis de catalyseur agen-  of the type comprising several tubes filled with catalyst

cés pour être chauffés à température élevée à partir de l'exté-  to be heated at high temperature from the outside

rieur, de manière à transformer par reforming le combustible  in order to reformulate the fuel

en gaz contenant de l'hydrogène en tant que constituant princi-  gas containing hydrogen as the main constituent

pal, ce combustible passant dans chacun des tubes remplis de catalyseur, le perfectionnement consistant en ce que les tubes  pal, this fuel passing through each of the tubes filled with catalyst, the improvement that the tubes

remplis de catalyseur sont disposés dans un lit fluidisé.  filled with catalyst are arranged in a fluidized bed.

En outre, suivant un autre mode de réalisa-  In addition, following another method of

tion, l'invention concerne un appareil de reforming de combus-  The invention relates to a fuel reforming apparatus

tible perfectionné du type ci-dessus dans lequel le perfection-  improved type of the above type in which the perfection-

nement consiste en ce que les tubes remplis de catalyseur sont  The fact is that the tubes filled with catalyst are

disposés dans un lit fluidisé et en ce qu'un échangeur de cha-  arranged in a fluidized bed and that a heat exchanger

leur est monté en un emplacement prédéterminé, un échange de chaleur ayant lieu dans cet échangeur entre des gaz de combustion  is mounted at a predetermined location, a heat exchange taking place in this exchanger between combustion gases

sortant et de l'air de combustion entrant.  outgoing and incoming combustion air.

En outre, suivant un autre mode de réalisa-  In addition, following another method of

tion, l'invention concerne un appareil de reforming de combusti-  The invention relates to a fuel reforming apparatus

ble perfectionné du type ci-dessus, dans lequel le perfectionne-  perfected the above type, in which the perfection-

ment consiste en ce que les tubes remplis de catalyseur sont  The fact is that the tubes filled with catalyst are

disposés dans un lit fluidisé et en ce qu'il est prévu un passa-  arranged in a fluidized bed and in that a

ge de recyclage dans lequel on recycle sous pression une partie  recycling cycle in which a portion of the pressure is recycled

des gaz de combustion prélevée dans un conduit d'évacuation.  combustion gases taken from an exhaust duct.

En outre, suivant un autre mode de réalisa-  In addition, following another method of

tion, l'invention concerne un appareil de reforming de combusti-  The invention relates to a fuel reforming apparatus

ble perfectionné du type ci-dessus, dans lequel le perfectionne-  perfected the above type, in which the perfection-

ment consiste en ce que les tubes remplis de catalyseur sont.  It consists in that the tubes filled with catalyst are.

disposés dans un lit fluidisé constitué par une matière flui-  arranged in a fluidized bed consisting of a fluid material

disée non combustible, plusieurs brûleurs rectilignes étant  said to be non-combustible, with several straight burners being

disposés au-dessus du plancher du lit fluidisé.  arranged above the floor of the fluidized bed.

En outre, suivant un autre mode de réalisa-  In addition, following another method of

tion, l'invention concerne un appareil de reforming de combus-  The invention relates to a fuel reforming apparatus

tible perfectionné du type ci-dessus, dans lequel le perfection-  improved type of the type above, in which the perfection-

nement consiste en ce que les tubes remplis de catalyseur sont respectivement conçus sous forme de tubes à double paroi  It is important that the catalyst-filled tubes are respectively designed as double-walled tubes.

De plus, suivant un autre mode de réalisa-  Moreover, according to another mode of

tion, l'invention concerne un appareil de reforming de combus-  The invention relates to a fuel reforming apparatus

tible perfectionné du type ci-dessus dans lequel le perfection-  improved type of the above type in which the perfection-

nement consiste en ce que le lit fluidisé est constitué sous forme d'un lit fluidisé fonctionnant sous pression, une turbine à gaz étant installée en un emplacement prédéterminé et étant  The fluidized bed is formed in the form of a fluidized bed operating under pressure, a gas turbine being installed at a predetermined location and being

commandée par les gaz de combustion.  controlled by the flue gases.

On va maintenant décrire l'invention plus en détail en se reportant aux dessins annexés dans lesquels:  The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which:

la fig 1 représente schématiquement un ap-  FIG. 1 schematically represents an ap-

pareil de reforming de combustible classique;  the same for conventional fuel reforming;

la fig 2 représente schématiquement un pre-  FIG. 2 diagrammatically represents a first

mier exemple de réalisation de l'appareil de reforming de combus-  first embodiment of the fuel reforming apparatus

tible conforme à l'invention;tible according to the invention;

la fig 3 représente schématiquement un deu-  FIG. 3 diagrammatically represents one

xième exemple de réalisation de l'appareil de reformting de com-  x example embodiment of the apparatus for reforming

bustible conforme à l'invention;bustible according to the invention;

la fig 4 représente schématiquement un troi-  FIG. 4 schematically represents a third

sième exemple de réalisation de l'appareil de reforming de com-  second example of embodiment of the apparatus for reforming

bustible conforme à l'invention; la fig 5 et la fig 5 b sont des vuesenplanset  bustible according to the invention; FIG. 5 and FIG. 5b are planar views

encoupe de fours dé' reforming à la vapeur de l'appareil de refor-  steam reforming furnace furnace

ming de combustible classique; la fig 6 est une vue en plan et en coupe d'un four de reforming à la vapeur de l'appareil de reforming de combustible conforme à l'invention;  ming of conventional fuel; Figure 6 is a plan view in section of a steam reforming furnace of the fuel reforming apparatus according to the invention;

la fig 7 est une vue latérale de l'appa-  FIG. 7 is a side view of the

reil de reforming de combustible en coupe verticale suivant la ligne I-I de la fig 2;  fuel reforming fuel in vertical section along line I-I of FIG. 2;

-2531944-2531944

7 - la fig 8 représente schématiquement un quatrième exemple de réalisation de l'appareil de reforming de combustible conforme à l'invention; la fig 9 est une vue-en coupe verticale partielle représentant schématiguement la disposition de plu- sieurs brûleurs rectilignes dans le:lit fluidisé de l'appareil de reforming de combustible conforme à la présente invention; la fig 10 est une vue en plan partielle  7 - schematically shows a fourth embodiment of the fuel reforming apparatus according to the invention; Fig. 9 is a partial vertical sectional view schematically showing the arrangement of plural straight burners in the fluidized bed of the fuel reforming apparatus according to the present invention; Fig. 10 is a partial plan view

représentant schématiquement la disposition des brûleurs rec-  schematically showing the arrangement of the conventional burners

tilignes par rapport à plusieurs tubes remplis de catalyseur dans la couche fluidisé; la fig 11 a représente schématiquement le mode de mélange préliminaire du combustible et de l'air de combustion avant leur entrée dans un brûleur rectiligne; la fig lb met en évidence schématiquement la necessité d'une plaque de distribution perforée pour le lit fluidisé classique; la fig 12 a est une vue en coupe verticale d'un appareil de reforming de combustible suivant un cinquième exemple de réalisation de l'invention, la coupe étant effectuée suivant la ligne B-B de la fig 12 b; la fig 12 b est une vue en coupe transver-, sale de l'appareil de reforming de combustible, la coupe étant effectuée suivant la ligne A-A de la fig 12 a; la fig 13 a est une vue en coupe verticale d'un tube à double paroi 3 rempli de catalyseur et utilisé dans l'appareil de reforming de combustible conforme à l'invention;  tilines relative to several tubes filled with catalyst in the fluidized layer; Fig 11a schematically shows the preliminary mixing mode of fuel and combustion air before entering a straight burner; Fig lb shows schematically the need for a perforated distribution plate for the conventional fluidized bed; Fig 12a is a vertical sectional view of a fuel reforming apparatus according to a fifth embodiment of the invention, the section being taken along the line B-B of Fig 12 b; Fig. 12b is a cross-sectional view of the fuel reforming apparatus, the section being taken along line A-A of Fig. 12a; Fig. 13a is a vertical sectional view of a double-walled tube 3 filled with catalyst and used in the fuel reforming apparatus according to the invention;

la fig 13 b est une vue en coupe transver-  FIG. 13b is a cross sectional view of

salé du tube à double paroil rempli de catalyseur, la coupe étant effectuée suivant la ligne C-C de la fig 13 a;  salted double catalyst-filled paroil tube, the section being taken along the line C-C of Fig 13a;

la fiq 13 c est une vue en coupe transver-  Fig. 13c is a cross sectional view of

sale du tube à double paroi rempli de catalyseur, la coupe étant effectuée suivant la ligne D-D de la fig 13 a; la fig 14 est un graphique représentant schématiquement la distribution de la température sur le tube 8 -  dirty double-walled tube filled with catalyst, the section being taken along the line D-D of Fig 13a; FIG. 14 is a graph showing schematically the distribution of the temperature on the tube 8

4 25319444 2531944

à double paroi rempli de catalyseur représenté sur les fig. 13 a à 13 c et destiné à l'appareil de reforming de combustible la fig 15 représente schématiquement un sixième exemple de réalisation de l'appareil de reforming du combustible conforme à l'invention. Ca commencera par, décrire le-premier exemple de réalisation de l'invention en se référant à la fig 2 Sur les dessins, la référence numérique 3 désigne un four de reforming à la vapeur La référence numérique 12 désigne un tube à combustible s'étendant horizontalement au-dessus du four de reforming à la  double wall filled with catalyst shown in Figs. 13a to 13c and for the fuel reforming apparatus Fig. 15 schematically shows a sixth embodiment of the fuel reforming apparatus according to the invention. It will begin with, describe the first embodiment of the invention with reference to FIG. 2. In the drawings, reference numeral 3 denotes a steam reforming furnace. Numeral 12 denotes a fuel tube extending horizontally above the reforming furnace at the

vapeur 3 pour amener le combustible dans plusieurs tubes 4 rem-  steam 3 to bring the fuel into several tubes 4

plis de catalyseur La référence numérique 13 désigne un mélangeur disposé en un emplacement situé au milieu du tube à combustible 12, de manière à mélanger le combustible avec de la vapeur La  Catalyst plies Numeral 13 denotes a mixer located at a location in the middle of the fuel tube 12, so as to mix the fuel with steam La

référence numérique 14 désigne un tube d'amenée de vapeur s'éten-  reference numeral 14 designates a steam supply pipe extending

dant entre le mélangeur 13 et un réchauffeur de vapeur 27 pour  between the mixer 13 and a steam heater 27 for

les relier afin d'amener un flux de vapeur dans le combustible.  connect them to bring a stream of steam into the fuel.

En outre, la référence numérique 15 désigne  In addition, reference numeral 15 designates

un collecteur d'entrée disposé avant les tubes 4 remplis de cata-  an inlet manifold disposed before the tubes 4 filled with cata-

lyseur, de manière à relier le tube à combustible à ces tubes 4 pour répartir le mélange de combustible et de vapeur entre ces  lyser, so as to connect the fuel tube to these tubes 4 to distribute the mixture of fuel and steam between these

tubes 4 remplis de catalyseur, ce collecteur étant disposé au-  4 tubes filled with catalyst, this collector being disposed

dessus du four de reforming à la vapeur 3 -  steam reforming oven top 3 -

La référence numérique 4 désigne une série de tubes 4 remplis de catalyseur,-chacun d'eux-étant disposé verticalement dans un lit fluidisé 24 disposé dans le four de reforming à la vapeur 3 La référence numérique 16 désigne un  Numeral 4 denotes a series of catalyst-filled tubes 4, each of which is arranged vertically in a fluidized bed 24 disposed in the steam reforming furnace 3.

collecteur de sortie disposé après les tubes 4 remplis de cata-  outlet manifold arranged after the tubes 4 filled with cat-

lyseur pour recuellir le gaz de reforming contenant de l'hydrogène en tant que composant principal, ce gaz provenant des tubes 4 après l'achèvement de la réaction de reforming Le collecteur  lyser for collecting the reforming gas containing hydrogen as a main component, this gas from the tubes 4 after completion of the reforming reaction The collector

16 est disposé au-dessous du four de reforming à la vapeur 3.  16 is disposed below the steam reforming furnace 3.

La référence numérique 17 désigne un tube à gaz de reforming partant du collecteur 16 pour transporter le gaz de reforming  Reference numeral 17 denotes a reforming gas tube starting from the collector 16 for conveying the reforming gas

hors de l'installation de reforming.  out of the reforming facility.

9 25319449 2531944

La référence numérique 18 désigne un  Reference numeral 18 designates a

ventilateur soufflant disposé à l'extérieur du four de refor-  fan blower arranged outside the refor-

ming à la vapeur 3 pour envoyer de l'air de combustion sous pression à un brûleur 5 La référence numérique 19 désigne un réchauffeur d'air monté en un emplacement situé en aval du ven- tilateur soufflant 18 et au milieu du conduit d'air 20 pour réchauffer l'air de combustion par échange de chaleur entre l'air de combustion et les gaz chauds évacués La référence numérique 20 désigne un conduit d'air par lequel le ventilateur  The reference numeral 19 designates an air heater mounted at a location downstream of the blower 18 and in the middle of the air duct. 20 for heating the combustion air by heat exchange between the combustion air and the exhausted hot gases The numeral 20 denotes an air duct through which the fan

soufflant 18 est relié au réchauffeur 19 et par lequel ce der-  blower 18 is connected to the heater 19 and by which this

nier est à son tour relié à la chambre d'air 21 du brûleur dis-  deny is in turn connected to the air chamber 21 of the burner dis-

posée à l'extérieur dui four de ' reforming à la vapeur 3 La  placed on the outside of the steam reforming oven 3

référence numérique 5 désigne un brûleur monté sur la paroi la-  numeral 5 designates a burner mounted on the wall la-

térale du four de reforming à la vapeur 3 et la référence numé-  steam reforming furnace 3 and the numerical reference

rique 21 désigne une chambre d'air de ce brûleur dans laquelle l'air de combustion est recueilli et stocké avant son entrée  21 indicates an air chamber of this burner in which the combustion air is collected and stored before entry

dans le brûleur 5.in the burner 5.

La référence numérique 22 désigne un distri-  Reference numeral 22 designates a distribution

buteur d'air disposé à la partie inférieure du four de reforming à la vapeur 3 Dans ce distributeur 22 de l'air s'écoule vers le haut à travers un grand nombre d'orifices qui y sont pratiqués, l'air étant uniformément réparti pour constituer un lit fluidisé 24 La référence numérique 23 désigne une chambre d'air disposéb au-dessous du distributeur d'air 22 dans le four de reforming à la %apeur 3 La iéférence nuiúique 24 dé,ign un li& fluidisé destiné à chauffer une série de tubes 4 remplis de catalyseur ainsi qu'un réchauffeur de vapeur 27 disposé dans le four de reforming à la vapeur 3 La référence numérique 25 désigne une  air scorer disposed at the bottom of the steam reforming oven 3 In this air manifold 22 flows upwardly through a large number of orifices therein, the air being uniformly distributed. The numeral 23 designates an air chamber disposed beneath the air distributor 22 in the vapor reforming furnace 3. The fluid port 24 defines a fluidized fluid for heating a fluidized bed. series of tubes 4 filled with catalyst and a steam heater 27 disposed in the steam reforming furnace 3

zone dégagée dans le four de reforming à la vapeur 3.  open area in the steam reforming oven 3.

La référence numérique 26 désigne un collec-  Reference numeral 26 designates a collection

teur d'entrée d'eau d'alimentation dans lequel l'eau à chauffer est amenée Ce collecteur d'entrée d'eau d'alimentation 26 est relié à un tube chauffant 7 disposé à l'intérieur du four de reforming à la vapeur-3 La référence numérique 7 désigne un  feed water inlet manifold in which the water to be heated is fed This feed water inlet manifold 26 is connected to a heating tube 7 disposed within the steam reforming furnace -3 The reference numeral 7 designates a

tube chauffant disposé dans la partie de sortie du four de re-  tube disposed in the outlet portion of the furnace

25319442531944

forming à la vapeur 3 pour produire de la vapeur La référence numérique 27 désigne un réchauffeur de vapeur s'étendant en direction verticale dans la zone située entre la paroi latérale  steam forming 3 for generating steam Numeral 27 designates a steam heater extending vertically in the area between the side wall

du four de reforming à la vapeur 3 o sont montés le brûleur 5 -  of the steam reforming furnace 3 o are mounted the burner 5 -

et les tubes 4 remplis de catalyseur, de manière à chauffer la  and the tubes 4 filled with catalyst, so as to heat the

vapeur produite dans le tube chauffant 7.  steam produced in the heating tube 7.

En outre, la référence numérique 28 désigne  In addition, the reference numeral 28 designates

un conduit d'évacuation par lequel les carneaux du four de re-  an exhaust duct through which the flues of the furnace

forming à la vapeur 3 sont reliés au réchauffeur d'air 19 pour  steam forming 3 are connected to the air heater 19 for

envoyer les gaz de combustion dans celui-ci La référence numé-  send the combustion gases into it The numerical reference

rique 29 désigne une cheminée disposée en aval du réchauffeur  29 designates a chimney disposed downstream of the heater

d'air 19 pour envoyer les gaz de combustion dans l'atmosphère.  19 to send the combustion gases into the atmosphere.

L'appareil de reforming de combustible cons-  The fuel reforming apparatus con-

truit comme décrit précédemment fonctionne comme indiqué ci-  truit as described above works as indicated above.

après.after.

Le combustible amené à partir d'une source  Fuel brought from a source

d'alimentation en combustible située à l'extérieur de l'instal-  fuel supply located outside the facility.

lation de reforming de combustible passe dans le tube à combusti-  The fuel reforming process passes into the fuel

ble 12 et pénètre dans-le mélangeur 13 o il est mélangé avec la vapeur amenée par le tube d'amenée de vapeur 14 Le mélange de  12 and enters the mixer 13 where it is mixed with the steam supplied by the steam supply tube 14 The mixture of

combustible et de vapeur est ensuite envoyé au collecteur d'en-  fuel and steam is then sent to the collector

trée 15 situé au-dessus des tubes 4 remplis de catalyseur, de  located above the tubes 4 filled with catalyst,

sorte qu'il est uniformément réparti entre ces derniers Lorsque-  so that it is evenly distributed among them when-

le mélange s'écoule vers le bas à l'intérieur de chacun des tu-  the mixture flows down inside each of the tu-

2 $ le"s 4 rtemplis di-, cat-lyseur, il est cha'-f 4 à température élevée  2 $ the 4 fill it di-cat-lyseur, it is cha'-f 4 at high temperature

par transmission de chaleur à partir du lit fluidisé 24.  by heat transfer from the fluidized bed 24.

Le mélange-est ainsi décomposé par voie  The mixture-is thus broken down by

thermique en produisant un gaz de reforming contenant de l'hy-  by producing a reforming gas containing hydrogen

drogène Le gaz ainsi produit contenant de l'hydrogène en tant  The gas thus produced containing hydrogen as a

que constituant principal, est recueilli à la sortie du collec-  principal constituent, is collected at the exit of the collection.

teur 16 situé au-dessous des tubes 4 remplis de catalyseur Le gaz est ensuite transporté vers la suite du traitement par  16 is located below the catalyst-filled tubes 4. The gas is then transported further to the treatment with the catalyst.

le tube 17 de transport de gaz de reforming.  the reforming gas transport tube 17.

D'autre part, l'air de combustion qui doit être amené au brûleur 5 est d'abord comprimé par le ventilateur  On the other hand, the combustion air to be supplied to the burner 5 is first compressed by the fan

-* 531944- * 531944

1 1 91 1 9

soufflant 18-; il est ensuite réchauffé dans le réchauffeur 19 o a lieu un échange de chaleur entre l'air sous pression et les gaz de combustion L'air ainsi réchauffé est envoyé à la  blowing 18-; it is then reheated in the heater 19 o takes place a heat exchange between the pressurized air and the combustion gases The air thus heated is sent to the

chambre d'air 21 du brûleur par le conduit d'air 20 pour assu-  air chamber 21 of the burner via the air duct 20 to ensure

rer la combustion du combustible envoyé au brûleur 5 Une partie  the combustion of the fuel sent to the burner

de l'air sous pression pénètre dans-la chambre -d'air 23 et s'é-  pressurized air enters the air chamber 23 and

coule snsuite vers le haut en fluidisant la matière disposée dans la chambre de combustion Il se forme un lit fluidisé 24 Les gaz de combustion pénètrent dans le carneau arrière en passant par la partie dégagée située au-dessus du lit fluidisé  flowing upwards by fluidizing the material disposed in the combustion chamber forms a fluidized bed 24 The flue gas enters the rear flue passing through the unobstructed portion above the fluidized bed

24 Ces gaz chauffent alors l'eau s'écoulant dans le tube chauf-  24 These gases then heat the water flowing into the heating tube.

fant 7 à partir du collecteur 26 d'entrée d'eau d'alimentation.  phantom 7 from the inlet water inlet manifold 26.

Ces gaz s'écoulent ensuite dans le réchauffeur 19 en passant dans le conduit d'évacuation 28 Après l'achèvement de l'échange de chaleur avec l'air de combustion dans le réchauffeur d'air, les gaz de combustion sont évacués dans l'atmosphère par la  These gases then flow into the heater 19 passing through the exhaust duct 28 After the completion of the heat exchange with the combustion air in the air heater, the combustion gases are discharged into the exhaust pipe. atmosphere by the

cheminée 19 L'eau et/ou la vapeur chauffée dans le tube chauf-  chimney 19 Water and / or heated steam in the heating tube

fant 7 s'écoulent dans le réchauffeur de vapeur 27 dans lequel l'eau est complètement vaporisée La vapeur ainsi produite  phantom 7 flow into the vapor heater 27 in which the water is completely vaporized The vapor thus produced

:est envoyée au mélangeur 13.: is sent to the mixer 13.

La f ig 3 représente schématiquement un appa-  FIG. 3 schematically represents an apparatus

reil de reforming de combustible suivant un deuxième exemple de-  reforming fuel according to a second example of

réalisation de l'invention Dans cet exemple de réalisation, un four de reformiing à la vapeur ept divisé en deux ôits fluidisés  Embodiment of the Invention In this exemplary embodiment, a steam reforming oven ept divided into two fluidized beds.

24, c'est-à-dire en un lit fluidisé supérieur et en-un lit flui-  24, that is to say in an upper fluidized bed and in a fluid bed.

disé inférieur, tous deux désignés par 24 Avec cette disposition on peut réduire notablement l'espace nécessaire pour installer l'appareil Il en résulte que cet exemple de réalisation est utilisé de préférence dans les cas o l'installation doit être  Said lower, both designated by 24 With this arrangement can be reduced significantly the space required to install the apparatus It follows that this embodiment is preferably used in cases where the installation must be

effectuée dans un espace strictement limité.  performed in a strictly limited space.

La fig 4 représente schématiquement un appa-  FIG. 4 schematically represents an apparatus

reil de reforming de combustible suivant un troisième exemple de réalisation de l'invention Dans cet exemple de réalisation, un conduit 30 de prélèvement de gaz de recyclage est branché sur le conduit d'évacuation 28 en un emplacement situé en amont du  In this exemplary embodiment, a recycle gas sampling duct 30 is connected to the exhaust duct 28 at a location upstream of the fuel recovery duct 28 according to a third exemplary embodiment of the invention.

-2531944-2531944

12- réchauffeur d'air 19 et un ventilateur 31 de soufflage de gaz de recyclage est disposé sur le conduit 30 de prélèvement de  12- air heater 19 and a fan 31 for blowing recycle gas is disposed on the conduit 30 for sampling

gaz de recyclage pour mettre les gaz: de recyclage sous pression.  recycle gas to put the gases: recycling under pressure.

En outre, un conduit 32 de refoulement de gaz de recyclage est disposé entre le ventilateur 31 de gaz de recyclage et la cham- bre d'air 23, de sorte que les gaz de combustion sont recyclés à travers le lit fluidisé par le conduit 30 de prélèvement de  Further, a recycle gas delivery conduit 32 is disposed between the recycle gas ventilator 31 and the air chamber 23, so that the combustion gases are recycled through the fluidized bed via the recirculation conduit 30. sampling

gaz de recyclage et le conduit 32 de refoulement de gaz de re-.  recycle gas and the return gas conduit 32.

cyclage, tandis que ces gaz sont mis sous pression au moyen du  cycling, while these gases are pressurized by means of

ventilateur soufflant 31.blower 31.

Ainsi, dans l'appareil de reforming de com-  Thus, in the apparatus of reforming of com-

bustible construit comme décrit ci-dessus, une partie des gaz de combustion est prélevée par le conduit 30 de prélèvement de gaz de recyclage, ces gaz étant introduits dans la chambre d'air  bible constructed as described above, a portion of the combustion gases is withdrawn through the conduit 30 for sampling recycle gas, these gases being introduced into the air chamber

en passant par le ventilateur 31 de soufflage de gaz de recycla-  through the blower 31 gas blowing recycling

ge et le conduit 32 de roulement de gaz de recyclage Dans ces conditions, un lit fluidisé 24 est établi de la même manière  In these conditions, a fluidized bed 24 is established in the same way.

que dans les exemples de réalisation précédents L'appareil con-  that in the preceding examples of embodiment the apparatus con-

forme à cet exemple de réalisation a pour avantage caractéris-  form of this embodiment has the characteristic advantage

* tique que les conditions d'établissement du lit fluidisé 24 peu-* that the conditions for establishing the fluidized bed 24 can

vent être déterminées séparément de celles concernant l'air de combustion Il est clair que la fluidisation peut être effectuée,  can be determined separately from those for combustion air. It is clear that fluidization can be performed,

en utilisant le mélange de gaz de combustion et de gaz de re-  using the mixture of flue gas and

cyclage. On va décrire plus en détail ci-après les caractéristiques distinctives et les avantages de l'appareil de  cycling. The distinguishing features and advantages of the apparatus of the invention will be described in more detail below.

reforming de combustible conforme à l'invention.  reforming fuel according to the invention.

1) Une caractéristique avantageuse essentielle de l'invention est que plusieurs tubes remplis de catalyseur sont chauffés à température élevée à l'aide d'un lit fluidisé La caractéristique la plus importante du lit fluidisé est qu'il  1) An essential advantageous feature of the invention is that several catalyst-filled tubes are heated at elevated temperature using a fluidized bed. The most important feature of the fluidized bed is that it is

assure un contact effectif excellent entre les matières flui-  ensures excellent effective contact between fluid

disées ainsi qu'entre les matières fluidisées et le fluide (gaz de combustion) On obtient ainsi aisément une distribution de  as well as between the fluidized materials and the fluid (combustion gas).

température uniforme par suite de la vitesse de conduction ther-  uniform temperature due to the thermal conduction velocity

13 ' "Z 253194413 '"Z 2531944

Mique élevée entre les matièreà fluidisées et le fluide (gaz de combus-  High risk between the fluidized material and the fluid (combustion gas)

tion) indépendamment de l'importance de la différence de tempé-  regardless of the importance of the temperature difference.

rature dans le lit fluidisé Il en résulte que les tubes 4 rem-  in the fluidized bed. As a result, the tubes 4 replace

plis de catalyseur sont chauffés dans une atmosphère à tempéra-  catalyst folds are heated in a temperature

ture constante en étant soumis à une charge thermique unifor- me On peut alors concevoir le four de reforming à la vapeur avec une structure compacte Etant donné que le lit fluidisé a un coefficient de conductibilité thermique plusieurs fois plus grand que celui d'un flux de gaz normal, il est s r qu'on peut  The steam reforming furnace can be designed with a compact structure. Since the fluidized bed has a thermal conductivity coefficient that is several times greater than that of normal gas, it is safe we can

réduire fortement la zone de conduction thermique requise.  greatly reduce the required heat conduction area.

La fig 5 a et la fig 5 b sont'des vues en plan et en coupe de fours de reforming à la vapeur classiques installés dans une usine chimique o est effectué le reforming  Fig. 5a and Fig. 5b are plan and sectional views of conventional steam reforming furnaces installed in a chemical plant where reforming is carried out

d'un combustible La fig 5 a montre schématiquement la disposi-  of a fuel Figure 5a shows schematically the

tion avec un espacement uniforme d'une ligne de tubes 4 remplis de catalyseur La fig 5 b montre deux lignes de tubes remplis de  With a uniform spacing of a line of tubes 4 filled with catalyst Fig 5b shows two lines of tubes filled with

catalyseur disposés en zigzag Etant donné que les tubes 4 rem-  zigzag catalysts, since the tubes 4 replace

plis de catalyseur sont conçus pour être chauffés par l'énergie thermique rayonnée par la paroi intérieure du four de reforming  catalyst plies are designed to be heated by the thermal energy radiated by the inner wall of the reforming furnace

à la vapeur 3 revêtue de matière réfractaire, le four de refor-  steamed 3 coated with refractory material, the furnace

ming classique n'a pas une charge uniforme en énergie thermique avec une distribution de température uniforme dans le volume  ming classic does not have a uniform charge in thermal energy with a uniform temperature distribution in the volume

intérieur du four de reforming Comme les fig 5 a et 5 b le mon-  inside of the reforming furnace As Figs 5 a and 5b show

trent bien, on ne peut disposer qu'un nombre relativement faible  very well, only a relatively small number

de tubes remplis de catalyseur à l'intérieur du four de refor-  of tubes filled with catalyst inside the reforming furnace

ming. Par contre, la fig 6 est une vue en plan et  ming. On the other hand, FIG. 6 is a plan view and

en coupe d'un four de reforming à la vapeur construit conformé-  section of a steam reforming furnace constructed in accordance with

ment à l'invention Comme il ressort de la fig 6, l'appareil de reforming de combustible suivant l'invention est conçu pour qu'une série de tubes 4 remplis de catalyseur soit chauffée en  As can be seen from FIG. 6, the fuel reforming apparatus according to the invention is designed so that a series of tubes 4 filled with catalyst is heated in

utilisant un lit fluidisé présentant une répartition de tempéra- ture uniforme dans l'appareil de reforming Il en résulte qu'on peut  fluidized bed with a uniform temperature distribution in the reforming apparatus.

disposer un nombre de tubes 4 remplis de catalyseur plus grand que dans le cas de l'appareil classique, ces tubes étant 14 - placés avec une très faible distance entre des tubes voisins, de  have a number of tubes 4 filled with catalyst greater than in the case of the conventional apparatus, these tubes being 14 - placed with a very small distance between neighboring tubes,

sorte que l'ensemble de l'appareil est conçu avec de plus fai-  so that the whole device is designed with a lower

bles dimensions Un plus faible espace est nécessaire pour ins-  dimensions Smaller space is needed to

taller l'appareil, tandis que chacun des tubes 4 remplis de catalyseur a une surface de conduction de chaleur réduite en raison du coefficient de conductibilité-thermique élevé qui  the apparatus, while each of the catalyst filled tubes 4 has a reduced heat conduction surface due to the high thermal conductivity coefficient which

est garanti.is guaranteed.

2) Dans le cas de l'appareil de reforming de combustible classique, il est nécessaire que la surface de la paroi du four de reforming à la vapeur fonctionne à la fois en tant que matière isolante pour arrêter l'émission de chaleur  2) In the case of the conventional fuel reforming apparatus, it is necessary that the surface of the steam reforming furnace wall functions both as an insulating material to stop the heat emission

vers l'atmosphère extérieure et en tant qu'accumulateur thermi-  to the outside atmosphere and as a heat accumulator

que pour stocker la chaleur radiante destinée au chauffage des  for storing radiant heat for heating

tubes remplis de catalyseur Cela conduit à accroître l'épais-  Catalyst-filled tubes This leads to increasing the thickness of

seur de la matière réfractaire constituant la paroi du four.  of the refractory material constituting the furnace wall.

Cependant, il y a un risque d'endommagement, de fissures ou dom-  However, there is a risk of damage, cracks or damage.

mages similaires dans la couche de matière réfractaire en raison  similar maggots in the refractory layer because of

de la contrainte thermique si le four subit une vitesse de va-  of thermal stress if the furnace is subjected to a velocity of

riation de température rapide En conséquence, pour garantir que la matière réfractaire constituant la surface de la paroi  Therefore, to ensure that the refractory material constituting the surface of the wall

est convenablement protégée, il est nécessaire de réduire au-  is adequately protected, it is necessary to reduce

tant que faire se peut la vitesse de variation de température.  as much as possible the rate of change of temperature.

biais il en résulte que la mise en route et l'arrêt de l'appareil de reforming de combustible ne peuvent se faire que pendant une  It follows that the start-up and shutdown of the fuel reforming apparatus can only be

L 5 lon;ae périod 2 de temps.L 5 lon; ae period 2 of time.

Par contre, l'appareil de reforming de com-  On the other hand, the apparatus of reforming

bustible selon l'invention est construit de manière qu'un grand  according to the invention is constructed so that a large

nombre de tubes remplis de catalyseur soient chauffés par conduc-  number of catalyst filled tubes are heated by means of

tion thermique à partir du lit fluidisé En conséquence, il suf-  temperature from the fluidized bed.

fit que la surface de la paroi du four de reforming fonctionne en tant que matière isolante pour arrêter l'émission de chaleur vers l'atmosphère extérieure Ainsi, la matière réfractaire constituant la surface de la paroi est convenablement protégée  that the surface of the reforming furnace wall functions as an insulating material to stop the emission of heat to the external atmosphere. Thus, the refractory material constituting the surface of the wall is suitably protected

contre les dommages, les fissures ou attaques similaires indé-  against damage, cracks or similar inde-

pendamment de l'importance de la vitesse de variation de tempé-  the importance of the speed of temperature variation

rature Cela signifie qu'on peut prévoir une vitesse de variation  This means that we can predict a speed of variation

de température élevée Il y a lieu de remarquer qu'on peut pré-  high temperature It should be noted that it is possible to

voir une vitesse de variation de température extrêmement élevée dans la paroi du four lorsque cette paroi-est réalisée avec  see an extremely high rate of temperature variation in the furnace wall when this wall-is made with

plusieurs tubes à eau intérieurs, de manière'à la refroidir.  several inner water tubes, so as to cool it.

S On peut alors réduire le plus possible le temps nécessaire pour la mise en route ou l'arrêt de l'appareils 3) Pour garantir que le four de reforming  S It is then possible to reduce as much as possible the time required to start or stop the appliance 3) To ensure that the reforming oven

à la vapeur est uniformément chargé en énergie thermique, l'ap-  steam is uniformly charged with thermal energy, the

pareil de reforming de combustible classique doit comporter un grand nombre de brûleurs disposés à la surface de la paroi Par  conventional fuel reformer should have a large number of burners on the wall surface

contre, dans l'appareil de reforming de combustible suivant l'n-  against, in the fuel reforming apparatus following the n-

vention, un lit fluidisé est utilisé pour chauffer une série de tubes remplis de catalyseur de sorte que le four de reforming est uniformément chargé en énergie thermique Par suite de cet arrangement du four, les brûleurs sont conçus de panière à ne chauffer que les matières fluidisées En pratique, on monte un petit nombre de brûleurs ayant une capacité de combustion élevée sur la surface de la paroi du four de reforming Le nombre des brûleurs à monter peut donc être réduit fortement par rapport à l'appareil classique En outre; étant donné que des tubes de chauffage de vapeur sont disposés entre les brûleurs et les tubes remplis de catalyseur, il n'y a aucun risque qu'une flamme de combustion partant des brûleurs atteigne directement les tubes  As a result, a fluidized bed is used to heat a series of catalyst-filled tubes so that the reforming furnace is uniformly loaded with thermal energy. As a result of this arrangement of the furnace, the burners are designed to heat only the fluidized materials. In practice, a small number of burners having a high combustion capacity are mounted on the surface of the reforming furnace wall. The number of burners to be mounted can therefore be greatly reduced compared to the conventional apparatus. Since steam heating tubes are arranged between the burners and the catalyst-filled tubes, there is no risk that a combustion flame from the burners will reach the tubes directly.

remplis de catalyseur, même si ces brûleurs produisent une flam-  filled with catalyst, even if these burners produce a flam-

me excessivement allongée en raison d'une combustion anormale.  me excessively elongated due to abnormal combustion.

Ainsi, il ne se produit aucune surchauffe locale due à l'exis-  Thus, no local overheating occurs due to the existence of

tence de zones appelées "points chauds".  areas called "hot spots".

4) Etant donné qu'une récupération de chaleur a effectivement lieu, par échange thermique entre les gaz de combustion qui sortent et l'air de combustion qui arrive, dans  4) Since heat recovery actually takes place, by heat exchange between the flue gases that exit and the combustion air that arrives, in

la partie d'évacuation des gaz de combustion o ceux-ci s'écou-  the part of the flue gas discharge where these are

lent à basse température, l'appareil a un rendement thermique  slow at low temperature, the device has a thermal efficiency

global élevé.overall high.

) La fig 7 est une vue en coupe verticale  ) Fig. 7 is a vertical sectional view

schématique de l'appareil suivant la ligne I-I de la fig 2.  schematic of the apparatus along the line I-I of FIG.

16- Comme on le voit sur les dessins, le four de reforming à la  16- As seen in the drawings, the reforming furnace at the

vapeur 3 est divisé en quatre chambres, de sorte que le fonc-  Steam 3 is divided into four chambers, so that the function

tionnement du four peut aisément avoir lieu dans des conditions  the oven can easily take place under

de charge partielle La fig 7 montre en particulier que, parmi_.  Fig. 7 shows in particular that, among others.

les quatre chambres, seule la chambre de droite est en fonction- nement (c'est-à-dire qu'elle est dans la condition dite de lit  the four rooms, only the room on the right is in operation (that is to say, it is in the so-called bed condition

actif), les autres chambres n'étant pas en fonctionnement W(c'est-  active), the other rooms not being in operation W (that is,

à-dire qu'elles sont dans la condition dite de lit affaissé).  to say that they are in the so-called bed condition).

Cela signifie que le four fonctionne sous une charge égale à 25 % de la pleine charge Il est en outre possible de le faire  This means that the oven operates under a load equal to 25% of the full load It is also possible to do so

fonctionner sous une charge sensiblement égale à 15 % en comman-  operate under a load substantially equal to 15%

dant judicieusement les conditions de fonctionnement.  suitably the operating conditions.

6) Etant donné que l'appareil de reforming de combustible suivant l'invention est construit de manière qu'une partie des gaz de combustion soit utilisée en tant que gaz de  6) Since the fuel reforming apparatus according to the invention is constructed in such a way that a portion of the combustion gases is used as a fuel gas.

fluidisation pour le lit fluidisé au moyen des étapes dans les-  fluidization for the fluidized bed by means of the steps in the

quelles on l'extrait du conduit d'évacuation, on la met sous pression à l'aide d'un ventilateur soufflant et on provoque son  it is extracted from the exhaust pipe, pressurized with a blower and

écoulement à travers le-lit fluidisé sous forme de gaz de recycla-  flow through the fluidized bed in the form of recycle gas

ge, il est possible de faire fonctionner l'appareil avec un nom-  ge, it is possible to operate the device with a name

bre de degrés de liberté plus grand que dans le cas de l'appareil classique. On va maintenant décrire en-se référant à la f- 8 un appare l de reforming de com-ur-tible suivant un  more degrees of freedom than in the case of the conventional apparatus. Referring to FIG. 8, a com-uring reforming apparatus will now be described in accordance with FIG.

quatrième exemple de réalisation de l'invention.  fourth embodiment of the invention.

Sur cette figure, la référence numérique 51  In this figure, the reference numeral 51

désigne une conduite d'amenée d'eau par laquelle de l'eau d'ali-  designates a water supply pipe through which feed water

mentation est envoyée à un ballon de vapeur 52 Il y a lieu de remarquer que l'alimentation en eau est effectuée en accord avec  It is noted that the water supply is carried out in accordance with

un volume de vapeur (H 20) nécessaire pour le reforming du combus-  a volume of steam (H 20) necessary for reforming the fuel

tible Une partie de l'eau contenue dans le ballon 52 est envoyée à des collecteurs inférieurs 54 au moyen d'un tube descendant 53 Tandis que l'eau s'écoule vers le haut dans une série de tubes 57, 58 à partir du collecteur inférieur 54, ces tubes 57, 58 s'étendant le long de la paroi périphérique intérieure du four 17 - et des cloisons, elle se transforme en un mélange d'eau et de vapeur à l'aide des matières fluidisées 76 servant d'agent de conduction thermique par lequel la chaleur produite par des  A portion of the water contained in the flask 52 is sent to lower manifolds 54 by means of a down tube 53 while the water flows upward into a series of tubes 57, 58 from the manifold. lower 54, these tubes 57, 58 extending along the inner peripheral wall of the oven 17 - and partitions, it is transformed into a mixture of water and steam with the aid of the fluidized materials 76 serving as agent of thermal conduction by which the heat produced by

brûleurs rectilignes 60 est transmise aux tubes 57,58 Le mé-  rectilinear burners 60 is transmitted to the tubes 57,58.

lange d'eau et de vapeur revient au ballon de vapeur 52 en  mixture of water and steam returns to the vapor balloon 52

passant par des collecteurs supérieurs 55 et ders tubes supé-  through upper collectors 55 and upper tubes

rieurs 56.56.

D'autre part, la vapeur provenant du ballon à vapeur 52 est surchauffée dans un surchauffeur 63 La vapeur  On the other hand, steam from the steam drum 52 is superheated in a superheater 63 Steam

ainsi surchauffée est ensuite envoyée à un mélangeur de com-  overheated is then sent to a blender.

bustible et de vapeur 62 en passant par un collecteur de sortie  bustible and vapor 62 through an outlet manifold

64 du surchauffeur Le mélangeur 62 est relié à un tube d'ame-  64 of the superheater The mixer 62 is connected to a fan tube

née de combustible 61 par lequel un combustible (par exemple  fuel 61 by which a fuel (e.g.

CH 4) est amené au mélangeur.CH 4) is fed to the mixer.

Le mélange de combustible et de vapeur est introduit dans un réchauffeur 66 en passant par un collecteur d'entrée 65 du réchauffeur, de manière à être chauffé & une température prédéterminée dans ce réchauffeur 66 Le mélange est ensuite envoyé dans un grand nombre d'éléments de reforming  The mixture of fuel and steam is introduced into a heater 66 through an inlet manifold 65 of the heater, so as to be heated to a predetermined temperature in this heater 66. The mixture is then fed into a large number of elements. reforming

cylindriques 69 remplis de >catalyseur en passant par un col-  cylinders 69 filled with> catalyst passing through a col-

lecteur 67 de sortie du réchauffeur et des collecteurs 68 d'en-  67 outlet reader of the heater and collectors 68 of

trée des éléments de reforming Il en résulte que le combustible (CH 4) contenu dans le mélange est transformé par reforming en rn p cd it requis contenent de 1 'hydrogène CH 2) et -Ae l'oxyde  The result is that the fuel (CH 4) contained in the mixture is converted by reforming into the required carbon containing CH 2) and the oxide.

de carbone (CO).of carbon (CO).

Un catalyseur à base de vanadium et de nickel  A catalyst based on vanadium and nickel

est utilisé en tant que catalyseur type dans l'appareil Ce cata-  is used as a typical catalyst in this apparatus.

lyseur est normalement réalisé avec une forme cylindrique présen-  The lyser is normally made with a cylindrical shape

tant un diamètre intérieur compris entre 5 et 6 mm, un diamètre extérieur de 16 mm et une hauteur de 19 mmi Le gaz de reforming  an inner diameter of between 5 and 6 mm, an outside diameter of 16 mm and a height of 19 mmi The reforming gas

est extrait de l'appareil en passant par des collecteurs de sor-  is extracted from the apparatus through collectors of

tie 70 des éléments de reforming et par un tube de transport du produit 77 Le gaz-de reforming est ainsi utilisé en tant que matière première pour les piles à combustible, la production  The reforming gas is thus used as a raw material for fuel cells, the production

de force motrice et les applications similaires.  driving force and similar applications.

Sur la fig 8, la référence numérique 72 désigne un réchauffeur d'air disposé sur la partie d'extrémité la plus élevée de l'appareil L'air s'écoule dans ce réchauffeur d'air 72 en passant par un conduit d'amenée d'air de combustion 71 alors qu'il est encore à basse température L'air de com-  In Fig. 8, reference numeral 72 designates an air heater disposed on the highest end portion of the apparatus. Air flows into this air heater 72 through a supply duct. of combustion air 71 while it is still at a low temperature The air of com-

bustion ainsi réchauffé est ensuite envoyé à un-mélangeur pré-  The heated mixture is then sent to a pre-blender.

liminaire 78 de combustible et d'air en passant par un conduit  liminal 78 fuel and air through a conduit

de sortie d'air chaud 73 et un conduit d'entrée d'air chaud 74.  hot air outlet 73 and a hot air inlet duct 74.

D'autre part, les gaz d'évacuation provenant d'une centrale thermique sont judicieusement mélangés avec du  On the other hand, the exhaust gases from a thermal power station are judiciously mixed with

combustible (CH 4) dans une proportion prédéterminée et le mélan-  fuel (CH 4) in a predetermined proportion and the mixture

ge de gaz d'évacuation et de combustible est introduit dans le mélangeur 78 en passant dans un tube d'amenée de combustible 59 dans lequel il est mélangé avec l'air de combustion provenant du réchauffeur d'air 72 Le mélange de combustible et d'air est envoyé aủx brûleurs 60 pour permettre sa combustion dans  The exhaust gas and fuel gas are introduced into the mixer 78 through a fuel feed tube 59 in which it is mixed with the combustion air from the air heater 72. air is sent to burners 60 to allow combustion in

ces brûleurs.these burners.

La chaleur produite par la combustion du mélange à l'aide des brûleurs 60 est utilisée en tant qu'agent  The heat produced by the combustion of the mixture using the burners 60 is used as an agent.

de chauffage pour chauffer les éléments de reforming 69 en pré-  for heating the reforming elements 69 to preheat

sence de la matière fluidisée (sable ou matière similaire) pour  fluidized material (sand or similar material) for

transformer par reforming le mélange de combustible et de -  reforming the mixture of fuel and -

vapeur,çt obtenir le produit requis Cette chaleur est en outre  steam, get the required product This heat is also

utilisée en tant qu'agent de chauffage pour produire de la va-  used as a heating agent to produce heat

peur Etant donné que les gaz de combution sont encore chauds, généralement à une température supérieure à 800 GC, même après que la chaleur ait été utilisée dans les éléments de reforming 69 disposés dans le lit fluidisé, ils sont utilisés à nouveau en tant que source de chaleur pour chauffer le réchauffeur 66 destiné au mélange de combustible et de vapeur pour chauffer le surchauffeur de vapeur 63 et le réchauffeur d'air de combustion  Because the combusting gases are still hot, generally at a temperature above 800 GC, even after the heat has been used in the reforming elements 69 disposed in the fluidized bed, they are used again as a source. heat for heating the heater 66 for mixing fuel and steam to heat the steam superheater 63 and the combustion air heater

72 Les gaz de combustion sont ensuite évacués hors de l'ins-  72 The combustion gases are then discharged out of the

tallation de reforming Sur le dessin, la référence numérique désigne un plancher sur lequel les matières fluidisées sont  In the drawing, the reference numeral designates a floor on which fluidized materials are

retenues.retained.

Les caractéristiques distinctives et les avantages de l'appareil de reforming de combustible construit comme décrit précédemment sont indiqués ci-après; / 1) On utilise du sable ou upe matière non combustible similaire en tant que matière fluidisée On a donc davantage de degrés de liberté pour choisir le type de combus tible destiné au chauffage des éléments de reforming' Si la matière fluidisée était combustible on ne pourrait amener qu'une  The distinguishing features and advantages of the fuel reforming apparatus constructed as previously described are given below; (1) Sand or similar non-combustible material is used as a fluidized material. Thus, more degrees of freedom are available in selecting the type of fuel for heating the reforming elements. If the fluidized material were combustible, it would be impossible to bring a

faible quantité de combustible en tant que combustible auxiliai-  low amount of fuel as auxiliary fuel

re et la matière fluidisée serait limitée aux combustibles soli-  and the fluidized material would be limited to solid fuels

des tels que le charbon et les combustibles similaires Mais, dans l'appareil conforme à l'invention, on utilise une matière fluidisée non combustible et on peut alors déterminer suivant les besoins, son type, la dimension de ses grains ainsi que  such as coal and similar fuels However, in the apparatus according to the invention, a non-combustible fluidized material is used and it is then possible to determine as necessary, its type, the size of its grains as well as

d'autres caractéristiques.other characteristics.

2) Comme représenté sur la fig 9 et la fig 10 plusieurs brûleurs rectilignes 60 sont disposés dans le lit fluidisé qui comprend un grand nombre d'éléments de reforming 69 (dans une position située à proximité du plancher) Par cette disposition, on peut obtenir les caractéristiques avantageuses suivantes: (i) La matière fluidisée est uniformément chauffée; (ii) On peut disposer un grand nombre de  2) As shown in FIG. 9 and FIG. 10, several straight burners 60 are arranged in the fluidized bed which comprises a large number of reforming elements 69 (in a position located close to the floor). By this arrangement, it is possible to obtain the following advantageous features: (i) The fluidized material is uniformly heated; (ii) A large number of

br leurs de faible capacité avec un espacement uniforme à l'in-  low capacity burners with uniform spacing

térieur du lit fluidisé dans l'espace minimal requis, ce qui assure un chauffage uniforme; (iii) Comme représenté sur la fig 11 a, le brûleur rectiligne 60 est conçu sous forme de brûleur à mélange préalable dans lequel le mélange du combustible F et l'air de  interior of the fluidized bed in the minimum space required, which ensures uniform heating; (iii) As shown in FIG. 11a, the straight burner 60 is designed as a premix burner in which the mixture of the fuel F and the air of

combustion A est préparé dans un tube à combustible ou un mélan-  A combustion is prepared in a fuel tube or

geur et utilisé en tant que produit à braler En utilisant un grand nombre de brûleurs rectilignes 60 dans le lit fluidisé, il  As a result of using a large number of straight burners 60 in the fluidized bed,

n'est pas nécessaire de prévoir une plaque perforée P (habituelle-  it is not necessary to provide a perforated plate P (usually

ment disposée à la base du lit fluidisé) qui sert également de  placed at the base of the fluidized bed) which also serves as

2531944.2531944.

- plaque de distribution, cette plaque perforée permettant à l'air  - distribution plate, this perforated plate allowing the air

A de s'écouler vers le haut dans le lit fluidisé comme représen-  A flow up in the fluidized bed as

té sur la fig 11 b.on fig 11 b.

(iv) -Etant donné que les brûleurs rectili-  (iv) -As the straight burners

gnes sont disposés au-dessus du plancher à une certaine distance  are located above the floor at a certain distance

de celui-ci, on est sûr que le plancher est bien protégé.  of it, we are sure that the floor is well protected.

La présente invention a été décrite ci-dessus en se référant à un appareil de reforming de combustible Mais elle ne doit pas être limitée à un tel appareil et peut être appliquée à un échangeur de chaleur du type à lit fluidisé ou à  The present invention has been described above with reference to a fuel reforming apparatus but it should not be limited to such apparatus and may be applied to a fluidized bed type heat exchanger or

un appareil similaire.a similar device.

On va décrire dans la suite un cinquième et  We will describe in the following a fifth and

un sixième exemples de réalisation de l'invention.  a sixth embodiment of the invention.

Dans le cinquième exemple de réalisation de la présente invention, un grand nombre de tubes remplis de catalyseur sont chauffés à température élevée dans un lit fluidisé tandis que la température de fonctionnement maximale de la source de chauffage est maintenue au-dessous d'une valeur prédéterminée avec une répartition de température uniforme dans le lit fluidi-' sé Les tubes remplis de catalyseur sont agencés sous forme de tubes à double paroi, de manière à permettre une récupération  In the fifth embodiment of the present invention, a large number of catalyst-filled tubes are heated at elevated temperature in a fluidized bed while the maximum operating temperature of the heating source is kept below a predetermined value. With a uniform temperature distribution in the fluidized bed The catalyst filled tubes are arranged in the form of double-walled tubes, so as to allow recovery.

de chaleur effective Un échangeur de chaleur disposé à l'exté-  effective heat exchanger A heat exchanger arranged externally

rieur de l'installation de reforming peut être construit avec  the reforming facility can be built with

des dimensions minimtales, le revndement th ç:vlede l'installa-  minimun dimensions, the thesis of the installation

tion étant notablement accru.significantly increased.

D'autre part, dans le sixième exemple de réalisation de l'invention, un grand nombre de tubes remplis de  On the other hand, in the sixth embodiment of the invention, a large number of tubes filled with

catalyseur sont chauffés à température élevée dans un lit flui-  catalyst are heated at elevated temperature in a fluid bed.

disé établi sous pression,-tandis que la température de fonction-  said under pressure, while the operating temperature

nement maximale de la source de chauffage est maintenue au-des-  of the heating source is maintained above

sous d'une valeur prédéterminée avec une répartition de tempé-  under a predetermined value with a temperature distribution

rature uniforme dans le lit fluidisé Les tubes remplis de cata-  uniform bedding in the fluidized bed Tubes filled with

lyseur sont agencés sous forme de tubes à double paroi, de  lyser are arranged in the form of double-walled tubes,

manière à permettre une récupération de chaleur effective L'en-  to enable effective heat recovery.

semble de l'appareil est construit avec de plus faibles dimen-  Apparently the device is built with smaller dimen-

-21- sions en raison de cet agencement Chacun des tubes remplis de catalyseur est réalisé avec une faible épaisseur de paroi, de manière à réduire la contrainte thermique et' à assurer un poids réduit et une fabrication économique Le transport de l'appareil constitué par une série de modules, peut être effectué à l'aide d'une remorque ou d'un véhicule similaire Pour- utiliser la chaleur résiduelle contenue dans les gaz brûlés de façon plus efficace après qu'ils aient quitté le lit fluidisé qui sert  As a result of this arrangement, each of the catalyst-filled tubes is made with a small wall thickness, so as to reduce the thermal stress and to ensure a reduced weight and economical manufacture. a series of modules, can be carried out using a trailer or similar vehicle To use the residual heat contained in the flue gases more efficiently after they have left the fluidized bed which serves

d'agent de chauffage, une turbine à gaz est montée en un empla -  of heating agent, a gas turbine is mounted in a location.

cement situé à l'extérieur de l'installation de reforming de combustible, cette turbine à gaz étant commandée par les gaz  located outside the fuel reforming plant, this gas turbine being controlled by the gases

brûlés provenant de l'appareil.burned from the appliance.

La fig 12 a et la fig 12 b représentent sché-  Fig 12a and Fig 12b show schematic

matiquement un appareil de reforming de combustible suivant le cinquième exemple de réalisation de l'invention Sur les dessins, la référence numérique 81 désigne un lit fluidisé établi par fluidisation de matière granulaire telle que sable, alumine ou  In the drawings, reference numeral 81 designates a fluidized bed established by fluidization of granular material such as sand, alumina, or the like.

similaire (dont la dimension des grains est habituellement com-  similar (whose grain size is usually

prise entre 40 et 200 microns) La référence numérique 82 dési-  between 40 and 200 microns).

gne un tube extérieur constituant un tube à double paroi, rem-  an outer tube constituting a double-walled tube,

pli de catalyseur et la référence numérique 83 désigne une en-  catalyst fold and the reference numeral 83 designates a

veloppe de l'appareil La-référence numérique 84 désigne un espace dégagé situé au-dessus du lit fluidisé et la référence'  The reference numeral 84 denotes an open space above the fluidized bed and the reference

nlimér; cçue 85 désigna ii cordulit de sortie c'es gaz de coiubfustion.  nlimér; This figure designates the exit cord as coiubfustion gas.

La référence numérique 86 désigne une chambre d'air pour l'air de combustion A envoyé au lit fluidisé La référence numérique 87 désigne une chambre à gaz pour le gaz G 1 envoyé aux tubes remplis de catalyseur La référence numérique 88 désigne un tube intérieur constituant le tube à double paroi' rempli de catalyseur La référence numérique 89 désigne un tube de sortie du gaz de reforming G 2 et la référence numérique 90 désigne un collecteur de sortie du gaz de reforming En outre, la référence  The reference numeral 86 designates an air chamber for combustion air A sent to the fluidized bed. The reference numeral 87 denotes a gas chamber for the gas G 1 sent to the catalyst-filled tubes. The reference numeral 88 denotes an inner tube constituting Catalyst-filled double-walled tube 89 denotes a reforming gas outlet tube G 2 and numeral 90 denotes a reforming gas outlet manifold.

numérique 91 désigne un conduit de sortie; du gaz de refor-  digital 91 designates an output duct; reform gas

ming La référence numérique 92 désigne une série de brûleurs disposés à distance l'un de l'autre dans le lit fluidisé, ces  The reference numeral 92 designates a series of burners arranged at a distance from one another in the fluidized bed.

brûleurs 92 étant agencés sous forme de brûleurs rectilignes.  burners 92 being arranged in the form of rectilinear burners.

22 253194422 2531944

22- Les fig 13 a à 13 c représentent en détail la structure d'un tube à double paroi rempli de catalyseur, la  22-Figures 13a to 13c show in detail the structure of a double-walled tube filled with catalyst, the

fig 13 a étant une vue en coupe verticale du tube rempli de cata-  FIG. 13a is a vertical sectional view of the tube filled with

lyseur, la fig 13 b étant une vue en coupe transversale suivant la ligne C-C de la fig 13 a et la fig 13 c étant une autre vue en coupe transversale suivant la ligne D-D de la fig 13 a Sur  13 b being a cross-sectional view along the line C-C of FIG. 13a and FIG. 13c being another cross-sectional view along the line D-D of FIG.

les dessins, la référence numérique 82 désigne un tube exté-  drawings, numeral 82 designates an outer tube

rieur constituant le tube à double paroi rempli de catalyseur  the double walled catalyst-filled tube

et la référence numérique 88 désigne un tube intérieur cons-  and reference numeral 88 designates an inner tube constituting

tituant également ledit tube à double paroi Le catalyseur 93 peut ainsi être disposé dans un volume annulaire défini par le tube extérieur 82 et le tube intérieur 88 En tant que catalyseur type, on utilise de préférence un catalyseur à base de vanadium et de nickel La forme habituelle de ce catalyseur est celle d'un tube ayant un diamètre intérieur compris entre 5 et 6 inm, un diamètre extérieur de 16 mm et une hauteur de 19 min La référence numérique 94 désigne une plaque poreuse de retenue  The catalyst 93 may also be disposed in an annular volume defined by the outer tube 82 and the inner tube 88. As a typical catalyst, a vanadium-nickel catalyst is preferably used. Typical of this catalyst is that of a tube having an inner diameter of between 5 and 6 μm, an outside diameter of 16 mm and a height of 19 min. The numeral 94 designates a porous retainer plate.

du catalyseur ou une plaque grillagée ajustée sur le tube inté-  catalyst or a screen plate fitted to the tube

rieur La référence numérique 95 désigne une ailette directrice -disposée sur la partie d'extrémité supérieure du tube à double paroi et la référence numérique 96 désigne un ruban hélicoïdal disposé N l'intérieur du tube intérieur de manière à favoriser la transmission de chaleur La référence numérique 97 désigne  The reference numeral 95 designates a guide fin-located on the upper end portion of the double-walled tube and numeral 96 denotes a helical ribbon disposed inside the inner tube so as to promote the transmission of heat. 97 denotes

une plaque de support sur laquelle le tube extérieur est ferme-  a support plate on which the outer tube is closed

ment monté en direction verticale La référence numérique 98  mounted in vertical direction The reference number 98

désigne une autre plaque de support sur laquelle le tube inté-  designates another support plate on which the tube

rieur est fermement monté dans la même direction que le tube extérieur. On va maintenant décrire le fonctionnement  is firmly mounted in the same direction as the outer tube. We will now describe how

et les caractéristiques distinctives de l'appareil de refor-  and the distinctive features of the refor-

ming de combustible construit comme décrit précédemment.  ming of fuel built as previously described.

En se référant à nouveau à la fig 12, l'air A envoyé dans la chambre d'air de combustion 86 assure la combustion du combustible sortant des brûleurs 92 Les gaz de combustion ainsi produits s'écoulent vers le haut sous forme de 23 -  Referring again to FIG. 12, the air A supplied to the combustion air chamber 86 provides combustion of the fuel leaving the burners 92. The combustion gases thus produced flow upwards as

courant ascendant en établissant un lit fluidisé 81 à l'inté-  flow by establishing a fluidized bed 81 within the

rieur de l'enveloppe 83 La chaleur produite est ainsi effecti-  The heat produced is thus effectively

vement transmise à un grand nombre de tubes 82 remplis de cata-  transmitted to a large number of tubes 82 filled with cat-

lyseur, la répartition de température correspondant à une tem-  the temperature distribution corresponding to a time

pérature constante dans le lit fluidisé 81 -  constant temperature in the fluidized bed 81 -

Comme il résulte des dessins, la disposi-  As is apparent from the drawings, the

tion est telle que le lit fluidisé 81 est établi au-dessous du plan situé à proximité de l'extrémité supérieure des tubes 82  It is such that the fluidized bed 81 is established below the plane near the upper end of the tubes 82.

remplis de catalyseur Il en résulte que la surface de la sec-  The result is that the surface of the

tion transversale augmente brusquement dans le volume dégagé 84  cross-section increases sharply in the volume released

située au-dessus du lit fluidisé 81, ce qui fait que la vites-  located above the fluidized bed 81, so that the speed

se des gaz est brusquement réduite On peut ainsi réduire le plus possible le phénomène dit d'entraînement, ce phénomène d'entraînement étant un défaut de fonctionnement tel que la matière fluidisée est entraînée avec le courant ascendant Cela signifie que la fourniture de matière de complément pour le lit  In this way it is possible to reduce as much as possible the so-called driving phenomenon, this driving phenomenon being a malfunction such that the fluidized material is entrained with the updraft. This means that the supply of additional material for the bed

fluidisé est réduite le plus possible Plusieurs breleurs recti-  fluidized is reduced as much as possible.

lignes 92 sont disposés à la partie inférieure du lit fluidisé 81, de manière à permettre à celui-ci d'entrer en action au bout d'une courte période de temps en réduisant le plus possible la différenci de température répartie sur le lit fluidisé La let-,  lines 92 are arranged at the bottom of the fluidized bed 81, so as to allow it to take effect after a short period of time by reducing as much as possible the temperature difference distributed on the fluidized bed La let-,

tre de référence G 3 désigne les gaz de combustion.  Reference numeral G 3 denotes the combustion gases.

Conformément aux fig 13 a à 13 c qui repré-  In accordance with FIGS. 13a to 13c which represent

sentent en détail la structure intérieure du tube à double paroi rempli de catalyseur, le volume annulaire défini entre le tube  feel in detail the internal structure of the double-walled catalyst-filled tube, the annular volume defined between the tube

extérieur 82 et le tube intérieur 88 est rempli avec le cataly-  82 and the inner tube 88 is filled with the catalyst

seur 93 Le gaz G 1, qui constitue la matière première devant su-  93 Gas G 1, which constitutes the raw material before

bir le reforming est mis en écoulement vers le haut, sous forme de courant ascendant, par la conduite d'entrée de gaz Tandis que le gaz servant de-matière première s'écoule vers le haut à travers la couche de catalyseur, de la chaleur est transmise au tube extérieur 88 à partir du lit fluidisé 81, de sorte que la couche de catalyseur est maintenue à une température élevée  The reforming is flown upward as a rising stream through the gas inlet pipe while the raw material gas flows upwardly through the catalyst layer. is transmitted to the outer tube 88 from the fluidized bed 81, so that the catalyst layer is maintained at a high temperature

requise pour la mise en pratique de la réaction de reforming.  required for the practice of the reforming reaction.

L'utilisation d'un lit fluidisé dans l'appareil permet d'obtenir 24 - un coefficient de conductibilité thermique compris entre 200  The use of a fluidized bed in the apparatus makes it possible to obtain a thermal conductivity coefficient of between 200 and

et 250 Kcal/m 2 h G, ce qui signifie qu'on peut réduire notable-  and 250 Kcal / m 2 h G, which means that we can significantly reduce

ment la longueur de tube nécessaire pour la conduction de la chaleur. Lorsque le gas combustible à base d'hydro- carbures traverse la couche de catalyseur, il est transformé  the length of tube necessary for the conduction of heat. When the hydrocarbon fuel gas passes through the catalyst layer, it is converted

par reforming en un gaz contenant de l'hydrogène et de l'oxy-  by reforming into a gas containing hydrogen and oxy-

de de carbone en tant que constituants principaux jusqu'à ce qu'il atteigne l'extrémité supérieure du tube à double paroi rempli de catalyseur Comme on le voit sur la fig 13 c, plusieurs ailettes directrices 95 sont disposées en direction radiale  of carbon as main constituents until it reaches the upper end of the double-walled catalyst-filled tube As seen in Fig. 13c, a plurality of guide vanes 95 are arranged radially

entre la paroi intérieure du tube extérieur et la partie d'ex-  between the inner wall of the outer tube and the outer part

trémité supérieure du tube intérieur Ces ailettes dévient progressiverentde 180 la direction d'écoulement du gaz riche en hydrogène qui s'écoule vers le haut dans le volume annulaire  upper end of the inner tube These fins deviate progressively from 180 the direction of flow of the hydrogen-rich gas flowing upward in the annular volume

rempli de catalyseur Le gaz pénètre ainsi dans le tube inté-  filled with catalyst The gas thus enters the tube

rieur Pour garantir que l'effet de conduction de chaleur est  To ensure that the heat conduction effect is

porté à son maximum, plusieurs nervures (non représentées) peu-  brought to its maximum, several ribs (not shown) can

vent être fixées sur la paroi intérieure du tube extérieur et/ou  may be attached to the inner wall of the outer tube and / or

sur la paroi extérieure du tube intérieur pour produire des éta-  on the outer wall of the inner tube to produce

pes répétées d'impact et de variation de direction de l'écoule-  repeated impacts and changes in direction of the flow

ment du gaz La surface de combustion de chaleur est ainsi nota;  Gas The heat-burning surface is thus noted;

blement accrue.increased.

-Après actèviment d-; reforming, le g: ' de réaction G 2 riche en hydrogène s'écoule vers le bas à l'intérieur  -After actèviment d-; reforming, the g: 'reaction G 2 rich in hydrogen flows down inside

du tube intérieur 88 pour constituer un écoulement descendant.  of the inner tube 88 to constitute a downward flow.

Compte tenu du fait que le gaz riche en hydrogène a un coefficient  In view of the fact that the hydrogen-rich gas has a coefficient

de conductibilité thermique plus élevé que le gaz à base d'hy-  higher thermal conductivity than the hydrogen-based gas

drocarbures, un ruban 96 favorisant la conduction de la chaleur et réalisé en une matière métallique résistant à la chaleur  hydrocarbons, a ribbon 96 promoting the conduction of heat and made of a heat-resistant metallic material

* telle que celle désignée par l'appellation SUS 304 suivant spé-* as referred to by the name SUS 304 following

cification JIS ou similaire et disposé dans le tube intérieur, de manière à accroître au maximum la caractéristique avantageuse du gaz riche en hydrogène, ce qui permet d'obtenir une grande  JIS or similar and arranged in the inner tube, so as to maximize the advantageous characteristic of the hydrogen-rich gas, thereby obtaining a high degree of

surface de conduction de chaleur ainsi qu'un taux élevé de con-  heat conduction surface as well as a high rate of conduction

--

duction thermique La référence numérique 94 désigne une pla-  The reference numeral 94 designates a

que de retenue du catalyseur se présentant sous forme d'une  that of retaining the catalyst being in the form of a

plaque perforée avec un grand nombre de petits-perçages pra-  perforated plate with a large number of small holes

tiqués à travers elle ou sous forme d'une plaque grillagée.  stitched through it or in the form of a wire mesh plate.

Lorsque le catalyseur est utilisé pendant un grand nombre d'an- nées, il se détériore progressivement et il est-partiellemen t brisé ou pulvérisé Le catalyseur brisé ou pulvérisé tombe à  When the catalyst is used for a large number of years, it gradually deteriorates and is partially broken or sprayed.

la base des tubes à double paroi remplis de catalyseur et pour-  the base of double-walled tubes filled with catalyst and

rait s'y accumuler Il y aurait donc un risque que ce cataly-  There is therefore a risk that this catalyst could

seur provoque des perturbations telles que gêne de l'écoulement uniforme du gaz de reforming, interruption de l'écoulement de ce gaz ou perturbations similaures Mais, la disposition de la  disturbances such as disturbance of the uniform flow of the reforming gas, interruption of the flow of this gas or similar disturbances.

plaque poreuse de retenue du catalyseur évite les perturba-  porous catalyst retention plate avoids

tions décrites ci-dessus Lorsque la couche de catalyseur doit être examinée ou remplacée par une nouvelle couche, on commence par démonter la plaque de support 98 du tube intérieur, puis on  As described above, when the catalyst layer is to be examined or replaced by a new layer, the support plate 98 of the inner tube is first disassembled and then

retire le tube intérieur 88 en le tirant par le bas.  remove the inner tube 88 by pulling it down.

La fig 14 est un graphique représentant la distribution de la température sur les tubes à double paroi  Fig. 14 is a graph showing the temperature distribution on the double-walled tubes

remplis de catalyseur Sur ce graphique, on a reportée en fonc-  filled with catalyst On this graph, we have reported

tion de la position dans le tube rempli de catalyseur, la tempé-  tion of the position in the catalyst-filled tube, the temperature

rature A dans le lit fluidisé, la température B dans le courant ascendant et la température C dans le courant descendant Comme  A in the fluidized bed, the temperature B in the updraft and the temperature C in the downflow As

on le voit sur le graphique, le gaz de réa ct ion est ? une tempé-  as we can see on the graph, is the reaction gas? a temperature

rature de 850 'C à la partie d'extrémité supérieure du tube rem-  850 'C at the upper end of the tube

pli de catalyseur tandis qu'il est à une température de 7000 C à la sortie Cela signifie que le tube rempli de catalyseur fonctionne également comme un conducteur de chaleur efficace pour réchauffer le fluide qui arrive en même temps qu'il assure  This means that the catalyst-filled tube also functions as an efficient heat conductor for heating the fluid that arrives at the same time as it ensures that it is at a temperature of 7000 C at the outlet.

son reforming.his reforming.

Comme décrit ci-dessus, chacun des tubes à double paroi remplis de catalyseur est disposé de-manière que  As described above, each of the double-walled catalyst-filled tubes is arranged in such a way that

la partie d'extrémité inférieure soit fixée, tandis que la par-  the lower end part is fixed, while the

tie d'extrémité supérieure est laissée libre En variante, la disposition peut être inversée de 1800, c'est-à-dire que chacun  As a variant, the arrangement can be inverted by 1800, that is to say that each

26 253194426 2531944

-26 - des tubes remplis de catalyseur est suspendu à son extrémité supérieure et que sa partie d'extrémité inférieure est laissée libre Le lit fluidisé peut fonctionner à pression normale  Catalyst-filled tubes are suspended at their upper end and their lower end portion is left free. The fluidized bed can operate at normal pressure.

ou dans une atmosphère à pression déterminée.  or in a pressure-controlled atmosphere.

Il y a lieu de remarquer en outre que la présente invention ne doit pas être limitée à u 7 N appareil de reforming de combustible, mais peut être mise en application dans un échangeur de chaleur du type à lit fluidisé ou dans un  It should be further noted that the present invention should not be limited to a fuel reforming apparatus, but may be implemented in a fluidized bed type heat exchanger or in a

dispositif similaire.similar device.

Enfin, on va maintenant décrire en se réf 6-  Finally, we will now describe in ref 6-

rant à la fig 15 un appareil de reforming de combustible sui-  FIG. 15 illustrates a fuel reforming apparatus

vant le sixième exemple de réalisation de l'invention.  the sixth embodiment of the invention.

Sur cette figure, la référence numérique  In this figure, the numerical reference

*i 2 désigne l'envelpp d:unÄappareil de reforming de combustible.  * i 2 denotes the use of a fuel reforming device.

La référence numérique 122 désigne un lit fluidisé La réfé-  122 denotes a fluidized bed.

rence numérique 123 désigne un volume dégagé situé au-dessus du lit fluidisé 122 La référence numérique 124 désigne un tube extérieur constituant un tube à douple paroi rempli de cataly-  Numeral 123 denotes an open volume located above the fluidized bed 122. The numeral 124 denotes an outer tube constituting a dowel tube wall filled with catalyst.

seur et la référence numérique 125 désigne un tube intérieur  and numeral 125 designates an inner tube

constituant également ce tube à double paroi En outre, la ré-  also constituting this double-walled tube.

férence numérique 126 désigne un conduit de sortie de gaz de combustion La référence numérique 127 désigne une turbine à gaz La référence numérique 128 désigne un conduit des gaz Léc 1 appement de la turbine à L La iéférence rumé-iq Le 129 désigne une chaudière de récupération de la chaleur des gaz  numerical reference numeral 126 denotes a flue gas outlet duct. The numeral 127 designates a gas turbine. The numeral 128 designates a gas duct. L 1 l turbine impingement The rae-iq reference 129 designates a recovery boiler heat of gases

d'échappement et la référence numérique 130 désigne une cheminée.  exhaust and numeral 130 designates a chimney.

La référence numérique 131 désigne une con-  Reference numeral 131 designates a

duite d'amenée de combustible à base d'hydrocarbures La réfé-  hydrocarbon fuel feedstock The reference

rence numérique 132 désigne un tube à combustible pour des brûleurs et la référence numérique 132 ' désigne une série de brûleurs qui sont-conçus sous forme d'ajustage tubulaire La référence numérique 133 désigne une conduite d'amenée de gaz servant de matière première et devant subir le reforming La référence numérique 134 désigne un mélangeur de gaz servant de de matière première et de vapeur La référence numérique 138 27 désigne un tube d'amenée du mélange gazeux de gaz servant de  Numerical reference 132 designates a fuel tube for burners and numeral 132 'designates a series of burners which are designed as a tubular fitting. Numerical reference 133 designates a gas supply line serving as raw material and in front of The numeral 134 designates a gas mixer used as raw material and steam. The reference numeral 138 27 designates a tube for feeding the gaseous mixture of gas serving as the

matière première et de vapeur.raw material and steam.

-La référence numérique 135 désigne une con-  Reference numeral 135 designates a

duite tubulaire d'amenée d'eau à la chaudière La référence numérique 136 désigne une pompe à eau pour l'alimentation de la chaudière La référence numérique 137 désigne une conduite  tubular supply of water to the boiler The reference numeral 136 designates a water pump for feeding the boiler.

tubulaire de vapeur pour le reforming du combustible La réfé-  tubular steam for reforming the fuel

rence numérique 139 désigne un tube pour le produit gazeux de réaction La référence numérique 140 désigne un échangeur de chaleur La référence numérique 141 désigne un tube d'amenée à un convertisseur de CO et la référence numérique 142 désigne un convertisseur de CO En outre, la référence numérique 143  The reference numeral 140 denotes a heat exchanger. The reference numeral 141 denotes a supply tube to a CO converter and numeral 142 denotes a CO converter. reference number 143

désigne un convertisseur pour l'air de combustion A La réfé-  means a converter for combustion air A

rence numérique 144 désigne un conduit d'air de combustion La référence numérique 145 désigne' une chambre d'air de combustion  Numeric reference 144 denotes a combustion air duct Numeral 145 designates a combustion air chamber

et la référence numérique 146 désigne un générateur électrique.  and reference numeral 146 denotes an electric generator.

On va maintenant décrire le fonctionnement  We will now describe how

de l'appareil de reforming de combustible construit comme dé-  of the fuel reforming apparatus constructed as a de-

crit ci-dessus.written above.

Le combustible mélangé à de l'air sous pres-  The fuel mixed with air under pressure

sion arrivant par le conduit 144 est brûlé à l'aide des brûleurs 132 ' de sorte qu'un lit chauffant fluidisé 122 est établi sous  The flow through the conduit 144 is burned with the burners 132 'so that a fluidized bed 122 is set

pres Ei-n en f& sani X flotter la matière fluidisée Le lit flui-  The fluid bed can be floated by fl oating fluidized material.

disé 122 ainsi établi chauffe une série de tubes à double paroi remplis de catalyseur constitués respectivement par un tube extérieur 124 et un tube intérieur 125 Le chauffage a lieu d'une façon uniforme à une température élevée prédéterminée, ce qui fait que le mélange de gaz servant de matière première et de vapeur amené par le tube 138 est transformé-par reforming en passant à travers la couche de catalyseur disposée dans les tubes à double paroi Il est ainsi produit un gaz de reforzming contenant de l'hydrogène, de l'oxyde de carbone et du gaz carbonique en tant que constituants principaux Après achèvement  In this manner, a series of catalyst-filled double-walled tubes consisting of an outer tube 124 and an inner tube 125 are respectively heated and heated. The heating takes place in a uniform manner at a predetermined elevated temperature, so that the gas mixture is heated. As a feedstock and as steam fed through the tube 138 is reformed by passing through the catalyst layer disposed in the double-walled tubes, a reforzming gas containing hydrogen, oxide is produced. of Carbon and Carbon Dioxide as Major Constituents After Completion

de la réaction de reforming le gaz produit est évacué de 1 'ins-  of the reforming reaction the gas produced is removed from the

tallation de reforming par la conduite tubulaire 139 Le gaz 28 - produit par la réaction pénètre dans l'échangeur de chaleur o il est refroidi jusqu'à une température prédéterminée  The gas 28 - produced by the reaction enters the heat exchanger where it is cooled to a predetermined temperature.

par échange de chaleur Le gaz est ensuite envoyé au convertis-  by heat exchange The gas is then sent to the converters

seur de CO 142 dans lequel l'oxyde de carbone libère de l'hy-  CO 142 in which the carbon monoxide releases hydrogen.

drogène conformément à la formule chimique CO+HOCO 2 +H 2.  according to the chemical formula CO + HOCO 2 + H 2.

On obtient ainsi un gaz H riche en hydrogène.  This produces a H gas rich in hydrogen.

Les gaz brûlés produits par la combustion dans le lit fluidisé pénètrent dans la turbine à gaz 127 en  The flue gases produced by the combustion in the fluidized bed enter the gas turbine 127 in

passant dans le volume dégagé 123 situé au-dessus du lit flui-  passing through the open volume 123 located above the fluid bed

disé et dans le conduit de gaz de combustion 126 La turbine à gaz 127 est en liaison de fonctionnement avec le compresseur 143 et avec le générateur électrique 146, de sorte que l'air de  The gas turbine 127 is operably connected to the compressor 143 and to the electric generator 146, so that the air of

combustion est comprimé à la pression requise et qu'il est en-  combustion is compressed to the required pressure and that it is

suite envoyé au lit eluidisé en passant par le conduit d'air de  continued sent to the bed eluidized through the air duct of

combustion 144 et la chambre d'air de combustion 145.  combustion 144 and the combustion air chamber 145.

La puissance dépassant celle qui est néces-  The power exceeding that which is necessary

saire pour le fonctionnement du compresseur: 143 est consommée pour faire tourner le générateur électrique 146, cette puissance étant ainsi transformée en électricité Après avoir quitté la turbine à gaz, les gaz d'échappement s'écoulent dans la-chaudière 129 de récupération de la chaleur des gaz d'échappement Dans cette chaudière 129 a lieu un échange de chaleur pour récupérer  For the operation of the compressor: 143 is consumed to rotate the electric generator 146, this power is thus transformed into electricity After leaving the gas turbine, the exhaust gas flows into the boiler 129 for recovery of the exhaust heat In this boiler 129 takes place a heat exchange to recover

la chaleur perdue après quoi, les gaz sont évacués dans l'atmos-  the heat lost after which the gases are discharged into the atmosphere.

p ière environnante par la cheminée 130 L'eau d'alimentationr destinée à la chaudière 129 de récupération de la chaleur des  Surrounding the chimney 130 The feed water for the boiler 129 for heat recovery

gaz d'échappement est fournie par la pompe 136 d'eau d'alimen-  exhaust gas is supplied by the water pump 136

tation Cette eau est vaporisée dans la chaudière et la vapeur ainsi produite est mélangée au combustible dans le mélangeur  This water is vaporized in the boiler and the steam thus produced is mixed with the fuel in the mixer.

134 de gaz servant de matière première et de vapeur.  134 gas as raw material and steam.

En utilisant le lit fluidisé sous pression, on peut obtenir les caractéristiques avantageuses suivantes 1) La vitesse d'écoulement dans le volume  By using the fluidized bed under pressure, the following advantageous characteristics can be obtained: 1) The flow rate in the volume

dégagé peut être réduite à une valeur inférieure-à celle qui cor-  can be reduced to a value lower than that which

respond au fonctionnement sous pression normale Si l'on déter-  responds to normal pressure operation.

mine la vitesse d'écoulement dans l'espace dégagé à la même valeur 29 -  mines the flow velocity in the clear space to the same value 29 -

que celle qui correspond au fonctionnement sous pression nor-  than that which corresponds to the operation under normal pressure

male, on peut réduire le volume requis pour le lit fluidisé.  In the case of the fluid bed, the volume required for the fluidized bed can be reduced.

L'ensemble de l'appareil peut alors être construit avec des  The entire device can then be built with

dimensions réduites.reduced dimensions.

2) Si la vitesse d'écoulement dans le vo- lume dégagé est choisie pour avoir une valeur inférieure, on  2) If the flow velocity in the cleared volume is chosen to have a lower value,

peut réduire en conséquence la dimension des grains de la ma-  can reduce the grain size of the maize

tière fluidisée Il en résulte que les tubes remplis de cata-  The result is that the tubes filled with cata-

liyseur disposés dans le lit fluidisé s'usent moins et que, de plus, l'entraînement se produit rarement dans l'espace dégagé situé  in the fluidized bed are used less and that, moreover, entrainment rarely occurs in the open space

au-dessus du lit fluidisé.above the fluidized bed.

3) Etant donné que la fluidisation est ef-  3) Since the fluidisation is ef-

fectuée sous pression, le lit fluidisé a un coefficient de con-  under pressure, the fluidized bed has a coefficient of con-

ductibilit é thermique supérieur à celui qui correspond atu for c-  thermal ductility higher than that which corresponds to

tionnement sous pression normale L'énergie thermique contenue  under normal pressure The thermal energy contained

dans les gaz brûlés à température élevée est récupérée sous for-  in the gases burned at high temperature is recovered under

me de force mécanique qui est utilisée pour faire tourner la tur-  me of mechanical force that is used to turn the tur-

bine à gaz et le compresseur De plus, l'énergie qui reste est -utilisée pour faire tourner un générateur électrique On peut ainsi réduire les dimensions de la chaudière de récupération de la chaleur des gaz brûlés par rapport à ce qui aurait lieu  In addition, the remaining energy is used to run an electric generator. It is thus possible to reduce the dimensions of the boiler for recovering the heat of the burned gases compared to what would take place.

si l'on récupérait ainsi toute la chaleur.  if we recover all the heat.

) Etant donné aue 'enveloppe de l'appa- reil de reforming constituant l'élément le plus lourd, peut être  Given the envelope of the reforming apparatus constituting the heaviest element, it may be

conçue avec de plus faibles dimensions, le transport et l'ins-  designed with smaller dimensions, transport and

tallation sont effectués très facilement En outre, quand l'appareil est constitué par plusieurs modules, le transport est effectué plus facilement à l'aide d'une remorque ou d'un  In addition, when the device consists of several modules, the transport is performed more easily using a trailer or a

véhicule similaire.similar vehicle.

6) Un lit fluidisé présente une répartition de température uniforme dans son étendue Ainsi, en commandant judicieusement le fonctionnement du lit fluidisé, on est sûr que les tubes remplis de catalyseur soumis à des conditions  6) A fluidized bed has a uniform temperature distribution in its extent Thus, by judiciously controlling the operation of the fluidized bed, it is certain that the tubes filled with catalyst subjected to conditions

de température sévères dans le lit fluidisé sont protégés con-  severe temperatures in the fluidized bed are protected against

tre les dommages tels que ruptures, fuites et similaires En  damage such as breaks, leaks and similar

25319442531944

outre, on peut utiliser favorablement d'autres caractéristi-  In addition, other characteristics may be favorably

ques du lit fluidisé telles que bonnes caractéristiques de  fluidized bed characteristics such as good

fonctionnement sous charge partielle, excellente capacité -  partial load operation, excellent capacity -

d'adaptation aux variations de charge à vitesse élevée et autres. 31 -  adapting to load variations at high speed and others. 31 -

Claims (6)

REVENDICATIONS 1 ) Appareil de reforming de combustible du type comportant plusieurs tubes remplis de catalyseur ( 4; 69; 82,88; 124,125) agencés pour être chauffés à température-élevée par chauffage extérieur, de manière à transformer par reforming  1) Fuel reforming apparatus of the type comprising a plurality of catalyst-filled tubes (4; 69; 82,88; 124,125) arranged to be heated at elevated temperature by external heating so as to transform by reforming le combustible en gaz contenant de l'hydrogène en tant que cons-  the gas fuel containing hydrogen as constituting tituant principal, ce combustible passant dans chacun des tubes remplis de catalyseur, caractérisé en ce que les tubes remplis de catalyseur ( 4; 69; 82; 88; 124,125) sont disposés dans un lit  main fuel, passing through each of the catalyst-filled tubes, characterized in that the catalyst-filled tubes (4; 69; 82; 88; 124,125) are arranged in a bed fluidisé ( 24; 76,81; 122).fluidized (24; 76,81; 122). 2 ) Appareil de reforming de combustible selon la revendication 1, caractérisé en c qu'un échangeur de chaleur ( 19,72) est monté en un emplacement prédéterminé, un échange de chaleur ayant lieu dans cet échangeur entre des gaz  2) Fuel reforming apparatus according to claim 1, characterized in that a heat exchanger (19, 72) is mounted at a predetermined location, a heat exchange taking place in this exchanger between gases. de combustion sortant et de l'air de combustion entrant.  outgoing combustion and combustion air entering. 3 ) Appareil de reforming de combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un  3) Fuel reforming apparatus according to claim 1, characterized in that a passage de recyclage ( 30,32) dans lequel on recycle sous pres-  recycling passage (30, 32) in which it is recirculated under pres- sion une partie des gaz de combustion prélevée dans un conduit  part of the combustion gases taken from a duct d'évacuation ( 28).evacuation device (28). 4 ) Appareil de reforming de combustible  4) Fuel reforming apparatus selon la revendication 1, caractérisé en ce qpe les tubes rem-  according to claim 1, characterized in that the tubes plis de catalyseur ( 69) sont disposes dans un lit fluidisé ( 76) constitué par une matière fluidisée non combustible, plusieurs brûleurs rectilignes ( 60) étant disposés au-dessus du plancher  catalyst plies (69) are arranged in a fluidized bed (76) consisting of a non-combustible fluidized material, a plurality of straight burners (60) being disposed above the floor ( 75) du lit fluidisé ( 76).(75) of the fluidized bed (76). ) Appareil de reforming de combustible   ) Fuel reforming apparatus selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes rem-  according to claim 1, characterized in that the tubes plis de catalyseur sont respectivement conçus sous forme de tu-  catalyst folds are respectively designed as tu- bes à double paroi ( 82; 88; 124,125).  double-walled (82; 88; 124,125). 6 ) Appareil de reforming de combustible selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des tubes à double paroi ( 82,88) remplis de catalyseur comporte un volume annulaire défini entre le-tube extérieur ( 82) et le tube intérieur ( 88) pour la mise en place du catalyseur ( 93), une plaque  6) Fuel reforming apparatus according to claim 2, characterized in that each of the double-walled tubes (82,88) filled with catalyst has an annular volume defined between the outer tube (82) and the inner tube (88). for placing the catalyst (93), a plate 32 2 253194432 2 2531944 32 - poreuse (g 4) de retenue du catalyseur étant en outre fixee sur la surface de paroi extérieure du tube intérieur, plusieurs ailettes directrices ( 95) étant fixées à son extrémité supérieure pour modifier la direction d'écoulement du gaz et favoriser la conduction de la chaleur, un ruban ( 96) favorisant la conduction de la chaleur  The porous catalyst support (g 4) is further attached to the outer wall surface of the inner tube, with a plurality of guide vanes (95) attached at its upper end to change the flow direction of the gas and promote conduction. heat, a ribbon (96) promoting the conduction of heat étant disposé à l'intérieur du tube intérieur ( 88).  being disposed within the inner tube (88). ) Appareil de reforming de combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le lit fluidisé ( 122) est constitué sous forme d'un lit fluidisé fonctionnant sous pression, une turbine à gaz ( 127) étant installée en un  Fuel reforming apparatus according to claim 1, characterized in that the fluidized bed (122) is in the form of a fluidized bed operating under pressure, a gas turbine (127) being installed in a emplacement prédéterminé et étant commandée par les gaz de com-  predetermined location and being controlled by the com gas bustion.bustion.
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NL (1) NL189123C (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0342918A2 (en) * 1988-05-17 1989-11-23 Ube Industries, Ltd. Fluidized bed apparatus
EP0430804A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-05 Institut Français du Pétrole Process and apparatus for the production of aromatic hydrocarbons from aliphatic hydrocarbon charge in a reactor heated by a fluidised bed of particles
FR2655351A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-07 Inst Francais Du Petrole Device for converting hydrocarbons in a reactor heated by a fluidised bed of particles, and its use
FR2655350A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-07 Inst Francais Du Petrole Process for the production of aromatic hydrocarbons from an aliphatic hydrocarbon feedstock in a reactor heated by a fluidised bed of particles
WO1996015850A1 (en) * 1994-11-17 1996-05-30 International Fuel Cells Corporation Catalytic reactor designed to reduce catalyst slumping and crushing
US11351517B2 (en) * 2016-09-14 2022-06-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Reformer tube having a structured catalyst and improved heat balance

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4557904A (en) * 1984-03-26 1985-12-10 Union Carbide Corporation Integral reactor apparatus
US4861348A (en) * 1986-10-08 1989-08-29 Hitachi, Ltd. Fuel reforming apparatus
GB2201903B (en) * 1987-03-03 1990-11-28 Shell Int Research Apparatus and process suitable for producing hydrogen
US4792436A (en) * 1987-05-08 1988-12-20 Kinetics Technology International Hydrocarbon converter furnace
DE19955676B4 (en) * 1999-11-19 2004-06-03 Uhde Gmbh Process for the production of synthesis gas in connection with a pressure swing adsorption system
US20030061764A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-03 Belhocine Benallal Method and apparatus for steam reforming of hydrocarbons
DE102006046052B3 (en) * 2006-09-28 2008-03-27 Green Vision Holding B.V. Vapor reformer has a cylindrical burner heater, with a catalyst carrier clamped around it, to be pulled out for catalyst exchange
EP2314543A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for reducing the capacity of a steam reformer and reduced-capacity reformer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE674656A (en) * 1964-12-31 1966-06-30
FR1571968A (en) * 1967-07-15 1969-06-20
US3980452A (en) * 1973-09-14 1976-09-14 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for supplying heat to chemical reactions

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1579577A (en) * 1977-04-14 1980-11-19 Robinson L F Reforming of hydrocarbons
NZ194405A (en) * 1979-08-02 1982-05-25 Dut Pty Ltd Producing liquid hydrocarbon streams by hydrogenation of fossil-based feedstock

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE674656A (en) * 1964-12-31 1966-06-30
FR1571968A (en) * 1967-07-15 1969-06-20
US3980452A (en) * 1973-09-14 1976-09-14 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for supplying heat to chemical reactions

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0342918A2 (en) * 1988-05-17 1989-11-23 Ube Industries, Ltd. Fluidized bed apparatus
EP0342918A3 (en) * 1988-05-17 1991-10-30 Ube Industries, Ltd. Fluidized bed apparatus
EP0430804A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-05 Institut Français du Pétrole Process and apparatus for the production of aromatic hydrocarbons from aliphatic hydrocarbon charge in a reactor heated by a fluidised bed of particles
FR2655351A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-07 Inst Francais Du Petrole Device for converting hydrocarbons in a reactor heated by a fluidised bed of particles, and its use
FR2655350A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-07 Inst Francais Du Petrole Process for the production of aromatic hydrocarbons from an aliphatic hydrocarbon feedstock in a reactor heated by a fluidised bed of particles
US5254765A (en) * 1989-12-01 1993-10-19 Institut Francais Du Petrole Process and apparatus for the production of aromatic hydrocarbons from an aliphatic hydrocarbon charge in a reactor heated by a fluidized particle bed
WO1996015850A1 (en) * 1994-11-17 1996-05-30 International Fuel Cells Corporation Catalytic reactor designed to reduce catalyst slumping and crushing
US11351517B2 (en) * 2016-09-14 2022-06-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Reformer tube having a structured catalyst and improved heat balance

Also Published As

Publication number Publication date
DE3329435A1 (en) 1984-04-26
GB2126118A (en) 1984-03-21
NL8302824A (en) 1984-03-01
NL189123C (en) 1993-01-18
CH655495B (en) 1986-04-30
FR2531944B1 (en) 1985-04-19
MX168335B (en) 1993-05-17
GB8321739D0 (en) 1983-09-14
GB2126118B (en) 1986-09-10
NL189123B (en) 1992-08-17

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