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JPH0953083A - Medium pressure, continuous gasification apparatus - Google Patents

Medium pressure, continuous gasification apparatus

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Publication number
JPH0953083A
JPH0953083A JP7209594A JP20959495A JPH0953083A JP H0953083 A JPH0953083 A JP H0953083A JP 7209594 A JP7209594 A JP 7209594A JP 20959495 A JP20959495 A JP 20959495A JP H0953083 A JPH0953083 A JP H0953083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
raw material
chamber
methanation
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7209594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2719318B2 (en
Inventor
Akiyoshi Asaki
明美 浅木
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPH0953083A publication Critical patent/JPH0953083A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasification apparatus which has a simple construction and can efficiently conduct gasification at a low cost by adopting a reaction pipe having a double structure of an outer pipe in a substantially cylindrical hollow form and an inner pipe in a substantially cylindrical form provided coaxially within the outer pipe. SOLUTION: A raw material 1a of a medium-pressure liquid in a raw material tank 1 is gasified and suitably mixed with a recycled gas 1b, the mixture is heated, and an unsaturated hydrocarbon is converted in a desulfurizer 8 to a saturated hydrocarbon, thereby conducting desulfurization. Steam 1e produced in a boiler 47 is suitably mixed therewith, and the mixture is then allowed to flow into a reforming chamber 33 provided on the peripheral side of a reaction pipe 15 having a double pipe structure in a reaction column 10 to reform, for example, butane 1a, and then allowed to flow into a methanation chamber 34 provided on the internal circumference side of the reaction pipe 15 to conduct methanation. Methanation is again conducted in a methane synthesis column 40, followed by cooling and separation and removal of residual water vapor. Thereafter, the residue is separated in an absorption separation column 44 into a gas mixture 1j composed mainly of methane and an off-gas 1k. The gas mixture 1j composed mainly of methane is mixed with a part of the raw material 1a to a predetermined calorific value to prepare a gas 1l. Thus, the thermal efficiency is improved in a simple construction, and gasification is conducted at a low cost.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブタン(C
4 10)やナフサなどの原料を脱硫後、水蒸気との混合
によるニッケル系の触媒にてメタンを主成分とするガス
に改質する中圧連続式ガス化装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to butane (C
The present invention relates to a medium-pressure continuous gasifier which desulfurizes raw materials such as 4 H 10 ) and naphtha and then reforms them into a gas containing methane as a main component with a nickel-based catalyst by mixing with steam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ブタン(C4 10)やナフサなど
の原料から発熱量が4500kcal/Nm3 前後の中圧ガス
を製造する中圧連続式ガス化装置としては、例えば図3
に示す原料の脱硫、改質、一酸化炭素変成(CO変
成)、熱回収の4部門から構成されたICI(Imperial
Chemical Industries)式が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an intermediate pressure continuous gasifier for producing an intermediate pressure gas having a calorific value of around 4500 kcal / Nm 3 from a raw material such as butane (C 4 H 10 ) and naphtha, for example, FIG.
ICI (Imperial), which consists of four divisions: desulfurization, reforming, carbon monoxide conversion (CO conversion), and heat recovery
Chemical Industries) formula is known.

【0003】この図3に示すICI式の中圧連続式ガス
化装置は、約10kgf/cm3 に加圧された原料61a に、製
造されたガスの一部のリサイクルガス61b を水添用水素
源として混合し、加熱器62にて約350℃に加熱する。
そして、加熱されたガス61dは、酸化亜鉛(ZnO)系
吸着剤63a の充填された脱硫器64に流入し、原料61a中
の硫化水素(H2 S)を吸着除去する。さらに、コバル
ト−モリブデン(Co−Mo)系水添触媒(COMO
X)65a が上流側に充填された脱硫器66に流入し、リサ
イクルガス61b の水素(H2 )により原料61a 中の有機
硫黄化合物を飽和炭化水素(Cn 2n+2)およびH2
に反応し、脱硫器66の下流側のZnO系吸着剤63a に硫
化水素を吸着除去し、原料61a を脱硫する。
The ICI type medium-pressure continuous gasifier shown in FIG. 3 uses a raw material 61a pressurized to about 10 kgf / cm 3 and a recycled gas 61b, which is a part of the produced gas, for hydrogenation. Mix as a source and heat to about 350 ° C. in heater 62.
Then, the heated gas 61d flows into the desulfurizer 64 filled with the zinc oxide (ZnO) -based adsorbent 63a and adsorbs and removes hydrogen sulfide (H 2 S) in the raw material 61a. Furthermore, a cobalt-molybdenum (Co-Mo) -based hydrogenation catalyst (COMO
X) 65a flows into the desulfurizer 66 filled on the upstream side, and the hydrogen (H 2 ) of the recycle gas 61b causes the organic sulfur compound in the raw material 61a to be saturated hydrocarbon (C n H 2n + 2 ) and H 2 S.
Reacting with the above, hydrogen sulfide is adsorbed and removed by the ZnO-based adsorbent 63a on the downstream side of the desulfurizer 66, and the raw material 61a is desulfurized.

【0004】次に、脱硫された原料61a に加熱した水蒸
気(H2 O)61c を所定の割合で混合し、ニッケル(N
i)系改質触媒67a が充填された反応管68に流入する。
なお、このニッケル系改質触媒67a による水蒸気改質反
応は、大きな吸熱反応であるため、反応管68の外部は、
原料61a のナフサおよびブタンの一部を燃料とする図示
しないバーナなどにて加熱する。
Next, the desulfurized raw material 61a is mixed with heated steam (H 2 O) 61c at a predetermined ratio to obtain nickel (N 2
i) It flows into the reaction tube 68 filled with the system reforming catalyst 67a.
Since the steam reforming reaction by the nickel-based reforming catalyst 67a is a large endothermic reaction, the outside of the reaction tube 68 is
The naphtha and butane of the raw material 61a are heated by a burner (not shown) which uses a part of the butane as fuel.

【0005】そして、反応管68に流入した原料61a は、
n 2n+2がH2 Oとにて一酸化炭素(CO)と水素
(H2 )とに反応するとともに、この生成された一酸化
炭素(CO)、原料61a 中およびリサイクルガス61b 中
の一酸化炭素(CO)および二酸化炭素(CO2 )が、
水素(H2 )および水蒸気61c のH2 Oとにてメタン
(CH4 )および二酸化炭素(CO2 )に反応する。な
お、これらの反応は、温度、圧力、水蒸気比などにより
生成量が決定される。そして、水素(H2 )を主成分と
するメタン(CH4 )、二酸化炭素(CO2 )、一酸化
炭素(CO)を含有した所定の組成のガス61e に改質さ
れる。
The raw material 61a flowing into the reaction tube 68 is
C n H 2n + 2 reacts with carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) with H 2 O, and the generated carbon monoxide (CO), in the raw material 61a and in the recycle gas 61b. Carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO 2 )
It reacts with methane (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ) with hydrogen (H 2 ) and H 2 O of steam 61 c. The amount of these reactions produced is determined by the temperature, pressure, steam ratio, and the like. Then, methane (CH 4) mainly composed of hydrogen (H 2), carbon dioxide (CO 2), and is reformed into a gas 61e having a predetermined composition containing carbon monoxide (CO).

【0006】この後、改質されたガス61e は、廃熱ボイ
ラ69にて約350℃に冷却し、鉄−クロム(Fe−C
r)系触媒70a が充填されたCO変成器71に流入し、こ
のFe−Cr系触媒70a にてガス61e 中の一酸化炭素
(CO)を残留する水蒸気(H2O)61c により二酸化
炭素(CO2 )と水素(H2 )とに反応し、一酸化炭素
(CO)を低減させる。
After this, the reformed gas 61e is cooled to about 350 ° C. in the waste heat boiler 69, and iron-chromium (Fe-C)
r) The catalyst 70a flows into the CO shift converter 71, and the Fe-Cr catalyst 70a causes carbon monoxide (CO) in the gas 61e to remain in the carbon dioxide (H 2 O) 61c. It reacts with CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) to reduce carbon monoxide (CO).

【0007】そして、この変成されたガス61f を気水分
離し、空気で希釈して約4500kcal/Nm3 にガス61f
の発熱量を調整して供給ガス61g を製造し、冷却器72に
て冷却して圧力調整弁73にて約7kgf/cm2 に減圧し、貯
蔵タンクに貯蔵する。
Then, the modified gas 61f is separated into steam and water, diluted with air, and the gas 61f becomes about 4500 kcal / Nm 3.
61 g of the supply gas is manufactured by adjusting the heat generation amount of the above, cooled by the cooler 72, depressurized to about 7 kgf / cm 2 by the pressure adjusting valve 73, and stored in the storage tank.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の中圧連続式ガス化装置において、原料61a を一端高
圧に加圧して製造し、減圧してガス61g を供給するた
め、圧力の上下により製造効率が低下する問題がある。
However, in the above-mentioned conventional medium-pressure continuous gasifier, the raw material 61a is once produced by pressurizing it to a high pressure, and the gas is depressurized to supply 61 g of gas. There is a problem of reduced efficiency.

【0009】また、目的に応じた触媒反応を効率よく確
実に行わせるため、原料61a を所定の温度域に加熱する
必要がある。このため、種々の触媒63a ,65a ,67a ,
70aをそれぞれ充填した脱硫器64,66、反応管68などの
複数の設備を設けなければならず、装置が大型化すると
ともに、図示しないバーナなどの加熱手段、熱回収手段
などの設備の構造も複雑化し、さらに装置が大型化する
問題がある。
Further, in order to efficiently and surely carry out the catalytic reaction according to the purpose, it is necessary to heat the raw material 61a to a predetermined temperature range. Therefore, various catalysts 63a, 65a, 67a,
It is necessary to provide a plurality of equipments such as desulfurizers 64, 66 and reaction tubes 68 each filled with 70a, and the apparatus becomes large in size, and the equipment structure such as heating means such as burner and heat recovery means (not shown) is also provided. There is a problem that the device becomes complicated and the device becomes large.

【0010】一方、一酸化炭素(CO)を水素(H2
および水蒸気(H2 O)とにてメタン(CH4 )および
二酸化炭素(CO2 )に反応させるメタネーション反応
は、発熱反応であり、飽和炭化水素(Cn 2n+2)を水
蒸気(H2 O)にて一酸化炭素(CO)および水素(H
2 )に反応させる水蒸気改質反応は、吸熱反応である。
そして、メタネーション反応は、水蒸気改質反応より若
干低い温度域で進行する。しかしながら、改質を行う反
応管にて、メタネーション反応と水蒸気改質反応とが平
行して行われるので、反応管をバーナにて加熱する熱効
率が低下するとともに、反応効率が低下する問題もあ
る。
On the other hand, carbon monoxide (CO) is replaced with hydrogen (H 2 )
The methanation reaction in which methane (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ) are reacted with methane and steam (H 2 O) is an exothermic reaction, and saturated hydrocarbon (C n H 2n + 2 ) is converted into steam (H 2 O) with carbon monoxide (CO) and hydrogen (H
The steam reforming reaction that reacts with 2 ) is an endothermic reaction.
Then, the methanation reaction proceeds in a temperature range slightly lower than the steam reforming reaction. However, since the methanation reaction and the steam reforming reaction are performed in parallel in the reaction tube for reforming, there is a problem that the thermal efficiency of heating the reaction tube by the burner is reduced and the reaction efficiency is reduced. .

【0011】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、簡単な構成で効率よく安価にガス化できる中
圧連続式ガス化装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a medium-pressure continuous gasifier capable of efficiently and inexpensively gasifying with a simple structure.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の中圧連続式ガス
化装置は、脱硫後に水蒸気が混合された原料が流入する
流入口と、この流入口に連通し前記原料を水素、炭酸ガ
スおよびメタンを主成分とする混合ガスに反応させるニ
ッケル系の改質触媒を有する改質室と、この改質室に連
通しこの改質室から流出する前記混合ガスの炭酸ガスお
よび水素をメタンに反応させるニッケル系のメタン化触
媒を有するメタネーション室と、このメタネーション室
に連通して設けられ前記メタネーション室からメタンを
主成分とするガスを流出する流出口とを備え、前記改質
室の中心軸に前記メタネーション室が略同軸上に配設さ
れた二重管構造に形成されたもので、脱硫後に水蒸気が
混合された原料をニッケル系の改質触媒にて水素、炭酸
ガスおよびメタンを主成分とする混合ガスに吸熱反応さ
せる改質室の中心軸に、この改質室に連通してニッケル
系のメタン化触媒混合ガスの炭酸ガスおよび水素をメタ
ンに発熱反応させるメタネーション室を略同軸上に配設
して二重管構造に形成したため、メタネーションおよび
水蒸気改質を一つの装置で行う簡単な構成で、メタネー
ション室の発熱反応による熱が改質室に効率よく伝達さ
れ、改質室の吸熱反応に必要な外部から供給する熱量が
低減し、ガス化が安価となる。
A medium-pressure continuous gasifier according to the present invention is provided with an inflow port into which a raw material mixed with steam after desulfurization flows, and a hydrogen, carbon dioxide and A reforming chamber having a nickel-based reforming catalyst that reacts with a mixed gas containing methane as a main component, and a carbon dioxide gas and hydrogen of the mixed gas flowing from the reforming chamber and communicating with the reforming chamber to react with methane A reforming chamber provided with a methanation chamber having a nickel-based methanation catalyst and an outlet for communicating a gas mainly containing methane from the methanation chamber. A double pipe structure in which the methanation chamber is arranged on the central axis substantially coaxially is used, and the raw material mixed with steam after desulfurization is hydrogen, carbon dioxide and methane with a nickel-based reforming catalyst. The methanation chamber, which communicates with the reforming chamber and causes the carbon dioxide gas and hydrogen of the nickel-based methanation catalyst mixed gas to exothermically react with methane, is formed on the central axis of the reforming chamber that causes an endothermic reaction with the mixed gas containing the main component Since it is coaxially arranged and formed into a double pipe structure, the heat due to the exothermic reaction of the methanation chamber is efficiently transferred to the reforming chamber with a simple configuration in which the methanation and steam reforming are performed by one device. The amount of heat supplied from the outside necessary for the endothermic reaction in the reforming chamber is reduced, and gasification becomes inexpensive.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の中圧連続式ガス化
装置の実施の一形態を図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a medium-pressure continuous gasifier according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1において、1は原料タンクで、この原
料タンク1には、ブタン(C4 10)やナフサなどの原
料1aが、例えば約7kgf/cm2 の中圧で液体の状態で貯蔵
されている。そして、原料タンク1には、管体内に液体
の原料が流通される内管3を設けた二重管構造の原料蒸
発器4が接続され、この原料蒸発器4の内管3を液体の
原料が流過して気化される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a raw material tank. In the raw material tank 1, a raw material 1a such as butane (C 4 H 10 ) or naphtha is stored in a liquid state at a medium pressure of, for example, about 7 kgf / cm 2. Has been done. The raw material tank 1 is connected to a raw material evaporator 4 having a double pipe structure in which an inner pipe 3 in which a liquid raw material is circulated is connected. The inner pipe 3 of the raw material evaporator 4 is connected to a liquid raw material. Is passed and vaporized.

【0015】さらに、この原料蒸発器4の内管3には第
1の原料混合器5が接続され、この第1の原料混合器5
は、気化された原料に製造中の副生成ガスの一部である
水添用水素源となるリサイクルガス1bを所定の割合で混
合する。また、この第1の原料混合器5には、気化され
た原料1aが流通される内管6を備え原料1aおよびリサイ
クルガス1bの混合ガス1cを所定温度、例えば約350℃
に加熱する二重管構造の原料加熱器7が接続されてい
る。
Further, a first raw material mixer 5 is connected to the inner pipe 3 of the raw material evaporator 4, and the first raw material mixer 5 is connected.
Is mixed with the vaporized raw material at a predetermined ratio with a recycled gas 1b serving as a hydrogen source for hydrogenation, which is a part of a by-product gas being produced. Further, the first raw material mixer 5 is provided with an inner pipe 6 through which the vaporized raw material 1a flows, and a mixed gas 1c of the raw material 1a and the recycled gas 1b is kept at a predetermined temperature, for example, about 350 ° C.
A raw material heater 7 having a double tube structure for heating is connected.

【0016】そして、原料加熱器7の内管6には、脱硫
器8が接続されている。この脱硫器8内には、軸方向に
下端より第1の脱硫室8a、第2の脱硫室8bおよび第3の
脱硫室8cが区画形成されている。また、第1の脱硫室8a
にはニッケル−モリブデン(Ni−Mo)系の水添触媒
が充填され、第2の脱硫室8c内にはコバルト−モリブデ
ン(Co−Mo)系の水添触媒(COMOX)が充填さ
れ、これら水添触媒により原料1a中の不飽和炭化水素を
リサイクルガス1bの水素(H2 )により飽和炭化水素
(Cn 2n+2)に反応させるとともに、原料1a中の有機
硫黄化合物を飽和炭化水素(Cn 2n+2)および硫化水
素(H2 S)に反応させる。そして、第3の脱硫室8cに
は、混合ガス1c中の硫化水素(H2 S)を吸着除去する
酸化亜鉛(ZnO)系吸着剤が充填されている。
A desulfurizer 8 is connected to the inner pipe 6 of the raw material heater 7. In the desulfurizer 8, a first desulfurization chamber 8a, a second desulfurization chamber 8b, and a third desulfurization chamber 8c are sectioned from the lower end in the axial direction. In addition, the first desulfurization chamber 8a
Is filled with a nickel-molybdenum (Ni-Mo) -based hydrogenation catalyst, and the second desulfurization chamber 8c is filled with a cobalt-molybdenum (Co-Mo) -based hydrogenation catalyst (COMOX). The unsaturated hydrocarbon in the raw material 1a is reacted with hydrogen (H 2 ) in the recycled gas 1b into a saturated hydrocarbon (C n H 2n + 2 ) by the addition catalyst, and the organic sulfur compound in the raw material 1a is saturated hydrocarbon ( C n H 2n + 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S). Then, the third desulfurization chamber 8c is filled with a zinc oxide (ZnO) -based adsorbent that adsorbs and removes hydrogen sulfide (H 2 S) in the mixed gas 1c.

【0017】さらに、脱硫器8には第2の原料混合器9
が接続され、脱硫器8にて脱硫された混合ガス1dに別途
工程で調整した水蒸気(H2 O)1eを所定の割合で混合
する。そして、この第2の原料混合器9には中圧連続式
ガス化装置としての反応塔10が接続されている。この反
応塔10は、図1および図2に示すように、内壁に耐火物
12が設けられた加熱室13を設けた中空の窯体14と、この
窯体14内の加熱室13に配設された反応管15とから構成さ
れている。
Further, the desulfurizer 8 has a second raw material mixer 9
Is connected, and the mixed gas 1d desulfurized by the desulfurizer 8 is mixed with water vapor (H 2 O) 1e adjusted in a separate step at a predetermined ratio. A reaction tower 10 as a medium pressure continuous gasifier is connected to the second raw material mixer 9. As shown in FIGS. 1 and 2, this reaction tower 10 has refractory material on its inner wall.
It is composed of a hollow kiln 14 provided with a heating chamber 13 in which 12 is provided, and a reaction tube 15 arranged in the heating chamber 13 inside the kiln 14.

【0018】また、窯体14は略円筒状に形成され、内部
に形成された加熱室13の軸方向を上下方向に沿って配置
されている。また、窯体14の下端外周縁には窯口17が設
けられ、上端外周縁には排気口18が設けられている。さ
らに、窯体14の上端には、反応管15を嵌挿固定する装着
口を中心に開口する環状の固定手段20が設けられてい
る。
Further, the kiln body 14 is formed in a substantially cylindrical shape, and is arranged along the vertical direction of the axial direction of the heating chamber 13 formed inside. Further, a kiln port 17 is provided at the outer peripheral edge of the lower end of the kiln body 14, and an exhaust port 18 is provided at the outer peripheral edge of the upper end. Furthermore, an annular fixing means 20 is provided at the upper end of the kiln body 14 and opens around a mounting port into which the reaction tube 15 is fitted and fixed.

【0019】一方、反応管15は略円柱状で、略円筒中空
状の外管体22と、この外管体22内に同軸上に配設された
略円筒状の内管体23とから二重管構造に形成されてい
る。そして、外管体22の上端には内管体23の上部を嵌挿
固定する環状の鍔部24が設けられ、この鍔部24に第2の
原料混合器9からの原料1aを流入する流入口25を開口形
成している。さらに、外管体22の下部には通気可能な複
数の通気口27を穿設したメッシュ板状の支持板28が設け
られ、この支持板28の下方には砂利やセラミックスなど
の粒状体29が収容されて触媒支持部30が形成されてい
る。
On the other hand, the reaction tube 15 has a substantially cylindrical shape, and is composed of an outer tubular body 22 having a substantially cylindrical hollow shape and an inner tubular body 23 having a substantially cylindrical shape coaxially disposed in the outer tubular body 22. It is formed in a heavy pipe structure. An annular flange 24 is provided at the upper end of the outer tube body 22 for inserting and fixing the upper portion of the inner tube body 23, and a flow of the raw material 1a from the second raw material mixer 9 flowing into the flange portion 24. The entrance 25 is formed as an opening. Further, a mesh plate-shaped support plate 28 having a plurality of vent holes 27 formed therein is provided in the lower part of the outer tube body 22, and below the support plate 28, granular bodies 29 such as gravel and ceramics are provided. The catalyst support portion 30 is formed so as to be housed therein.

【0020】また、内管体23は、支持板28上に下端が載
置固定され、上端が外管体22の上部から上方に導出して
上部外周面が鍔部24に固定されて外管体22内に同軸上に
設けられている。さらに、内管体23の上端には、内管体
23内の混合ガス1gを流出する流出口31が開口形成されて
いる。
The inner pipe 23 has a lower end placed and fixed on a support plate 28, an upper end drawn upward from the upper part of the outer pipe 22, and an outer peripheral surface of the upper part fixed to the flange 24. It is provided coaxially within the body 22. Further, at the upper end of the inner pipe body 23,
An outlet 31 is formed so as to flow out 1 g of the mixed gas in 23.

【0021】そして、外管体22と内管体23との間には、
ニッケル系の改質触媒が充填されて改質室33が形成され
ている。この改質室33は、流入口25から流入された混合
ガスが水素(H2 )、一酸化炭素(CO)や二酸化炭素
(CO2 )およびメタン(CH4 )の混合ガスに反応、
すなわち、化1ないし化5に示す反応が生じている。
Between the outer tube body 22 and the inner tube body 23,
A reforming chamber 33 is formed by being filled with a nickel-based reforming catalyst. In the reforming chamber 33, the mixed gas introduced from the inflow port 25 reacts with a mixed gas of hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and methane (CH 4 ),
That is, the reactions shown in Chemical formulas 1 to 5 have occurred.

【0022】[0022]

【化1】 Embedded image

【化2】 Embedded image

【化3】 Embedded image

【化4】 Embedded image

【化5】 そして、化1および化2に示す原料であるブタン(Cm
n )の分解反応は吸熱反応で、化3および化4に示す
メタネーション反応と化5に示すシフト反応とは発熱反
応で、これら化1ないし化5に示す全体としては吸熱反
応となる。
Embedded image Then, butane (C m which is a raw material shown in Chemical formula 1 and Chemical formula 2)
The decomposition reaction of H n ) is an endothermic reaction, the methanation reaction shown in Chemical formulas 3 and 4 and the shift reaction shown in Chemical formula 5 are exothermic reactions, and the endothermic reaction shown in Chemical formula 1 to Chemical formula 5 is as a whole.

【0023】一方、内管体23内には、ニッケル系のメタ
ン化触媒が充填されてメタネーション室34が形成されて
いる。このメタネーション室34は、改質室33から触媒支
持部30を介して流入する水素(H2 )、一酸化炭素(C
O)や二酸化炭素(CO2 )、メタン(CH4 )に改質
された混合ガス1fの一酸化炭素(CO)および二酸化炭
素(CO2 )と水素(H2 )とにてメタン(CH4 )を
生成させる反応、すなわち、化4および化6に示す反応
が生じている。
On the other hand, a methanation chamber 34 is formed in the inner tube 23 by being filled with a nickel-based methanation catalyst. The methanation chamber 34 contains hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (C) flowing from the reforming chamber 33 through the catalyst supporting portion 30.
O), carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO) 1f mixed gas reformed into methane (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) to produce methane (CH 4) ) Is generated, that is, the reactions shown in Chemical formulas 4 and 6 occur.

【0024】[0024]

【化6】 そして、化4および化6に示す反応はそれぞれ発熱反応
で熱を発生し、このメタネーション室34で発生する生成
熱は、外周側に位置する改質室33に伝達されて熱交換さ
れる。
[Chemical 6] The reactions shown in Chemical formulas 4 and 6 generate heat by exothermic reactions, and the generated heat generated in the methanation chamber 34 is transferred to the reforming chamber 33 located on the outer peripheral side for heat exchange.

【0025】さらに、外管体22と内管体23との間には、
内管体23と同様に、改質室33を貫通して内管体23と略平
行に下端が支持板28上に載置固定され上端が外管体22の
上部から上方に導出されたリサイクルガス流出管35が設
けられ、改質室33を流過した混合ガス1fの一部が引き抜
かれるようになっている。そして、リサイクルガス流出
管35には、図1に示すように、リサイクルガス1bを冷却
するリサイクルガス冷却器37を介してリサイクルガス気
液分離器38が接続されている。このリサイクルガス気液
分離器38は、リサイクルガス冷却器37にて冷却されたリ
サイクルガス1b中の液化された未反応の水蒸気(H
2 O)を分離除去する。さらに、リサイクルガス気液分
離器38にはリサイクルガス圧縮器39が接続され、このリ
サイクルガス圧縮器39は第1の原料混合器5に接続さ
れ、気化された原料1aに所定の圧力に加圧されたリサイ
クルガス1bを所定の割合で混合する。
Further, between the outer tube body 22 and the inner tube body 23,
Similar to the inner pipe body 23, the lower end is placed and fixed on the support plate 28 while penetrating the reforming chamber 33 and substantially parallel to the inner pipe body 23, and the upper end is led out upward from the upper part of the outer pipe body 22. A gas outflow pipe 35 is provided so that a part of the mixed gas 1f flowing through the reforming chamber 33 can be extracted. As shown in FIG. 1, the recycled gas outflow pipe 35 is connected to a recycled gas vapor-liquid separator 38 via a recycled gas cooler 37 for cooling the recycled gas 1b. This recycled gas vapor-liquid separator 38 is a liquefied unreacted water vapor (H) in the recycled gas 1b cooled by the recycled gas cooler 37.
2 O) is separated off. Further, a recycled gas compressor 39 is connected to the recycled gas vapor-liquid separator 38, and this recycled gas compressor 39 is connected to the first raw material mixer 5 to pressurize the vaporized raw material 1a to a predetermined pressure. The recycled gas 1b thus prepared is mixed at a predetermined ratio.

【0026】また、反応塔10の反応管15の流出口31には
原料加熱器7の外管に接続され、この原料加熱器7の内
管6内に流通する混合ガス1gを熱交換により加熱すると
ともに反応管15から流出する混合ガス1gを冷却するよう
になっている。さらに、この原料加熱器7の図示しない
外管側はメタネーション触媒40a が充填されたメタン合
成塔40に接続され、原料加熱器7にて熱交換されて冷却
された混合ガス1g中の残留する一酸化炭素(CO)、二
酸化炭素(CO2 )および水素(H2 )を反応させてメ
タン(CH4 )を生成させる。
The outlet 31 of the reaction tube 15 of the reaction tower 10 is connected to the outer tube of the raw material heater 7, and 1 g of the mixed gas flowing in the inner tube 6 of the raw material heater 7 is heated by heat exchange. At the same time, 1 g of the mixed gas flowing out from the reaction tube 15 is cooled. Further, the not-shown outer tube side of the raw material heater 7 is connected to the methane synthesis tower 40 filled with the methanation catalyst 40a, and remains in 1 g of the mixed gas cooled by heat exchange in the raw material heater 7. Carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) are reacted to produce methane (CH 4 ).

【0027】そして、メタン合成塔40は原料1aを蒸発さ
せる原料蒸発器4に接続され、内管3を流通する液体の
原料1aとの熱交換によりメタン化された混合ガス1hを冷
却する。さらに、原料蒸発器4の図示しない外管側は、
ガス冷却器42を介して気液分離器43に接続されている。
そして、この気液分離器43は、ガス冷却器42にて冷却さ
れて混合ガス1h中に残留する未反応の水蒸気(H2 O)
が液化し、この水を分離する。さらに、気液分離器43
は、フッ石などの吸着材を充填した吸着分離塔44に接続
され、メタン(CH4 )を主成分とする混合ガス1jと二
酸化炭素(CO2)を主成分とするオフガス1kとに分離
される。
The methane synthesis tower 40 is connected to a raw material evaporator 4 for evaporating the raw material 1a, and cools the methanated mixed gas 1h by heat exchange with the liquid raw material 1a flowing through the inner pipe 3. Furthermore, the outer pipe side (not shown) of the raw material evaporator 4 is
It is connected to the gas-liquid separator 43 via the gas cooler 42.
The gas-liquid separator 43 is cooled by the gas cooler 42 and remains unreacted water vapor (H 2 O) in the mixed gas 1h.
Liquefies and separates this water. Furthermore, the gas-liquid separator 43
Is connected to an adsorption separation column 44 filled with an adsorbent such as fluorite, and separated into a mixed gas 1j containing methane (CH 4 ) as a main component and an off gas 1k containing carbon dioxide (CO 2 ) as a main component. It

【0028】また、吸着分離塔44には熱量調整混合器45
が接続され、この熱量調整混合器45は原料蒸発器4にて
蒸発された原料1aの一部が吸着分離塔44から流出するメ
タン(CH4 )を主成分とする混合ガス1jに所定の割合
で混合され、所定の熱量となるように調整しガス1lを製
造する。
Further, the adsorption separation tower 44 has a heat quantity adjusting mixer 45.
This heat quantity adjusting mixer 45 has a predetermined ratio of a part of the raw material 1a evaporated in the raw material evaporator 4 to the mixed gas 1j containing methane (CH 4 ) as a main component and flowing out from the adsorption separation column 44 at a predetermined ratio. And mixed so that the amount of heat is adjusted to a predetermined value to produce 1 liter of gas.

【0029】一方、47はボイラで、このボイラ47は、原
料蒸発器4にて蒸発された原料1aの一部を燃料として、
軟水1mの流入を調整するバルブ48から、反応塔10の加熱
室13からの排気との熱交換を行う第1のボイラ給水予熱
器49を介して予熱された軟水1mが水蒸気(H2 O)1eと
なる。なお、燃料の燃焼は、ブロワ50にて適宜空気を供
給して行う。そして、ボイラ47には図示しないバーナな
どを備えた燃焼室51が接続され、この燃焼室51はボイラ
47からの燃焼ガスおよびブロワ50からの空気が供給され
て、吸着分離塔44から流出するオフガス1kを燃料として
燃焼させる。この燃焼ガスは、反応塔10の窯体14の窯口
17から加熱室13に流入されて、反応管15を加熱しつつ加
熱室13内をスパイラル状に上昇して排気口18から排気さ
れる。
On the other hand, 47 is a boiler, and this boiler 47 uses a part of the raw material 1a evaporated in the raw material evaporator 4 as fuel.
From the valve 48 that regulates the inflow of 1 m of soft water, 1 m of soft water preheated through the first boiler feed water preheater 49 that exchanges heat with the exhaust gas from the heating chamber 13 of the reaction tower 10 is steam (H 2 O). It becomes 1e. The combustion of the fuel is performed by appropriately supplying air with the blower 50. A combustion chamber 51 including a burner (not shown) is connected to the boiler 47, and the combustion chamber 51 is connected to the boiler 47.
The combustion gas from 47 and the air from the blower 50 are supplied, and the off gas 1k flowing out from the adsorption separation column 44 is burned as a fuel. This combustion gas is the kiln mouth of the kiln body 14 of the reaction tower 10.
It flows from 17 into the heating chamber 13, and while heating the reaction tube 15, rises spirally inside the heating chamber 13 and is exhausted from the exhaust port 18.

【0030】また、ボイラ47にはスチーム加熱器52が接
続され、このスチーム加熱器52は内管53にボイラ47にて
形成された水蒸気(H2 O)1eが流通され、反応塔10の
窯体14の排気口18から排気される排気ガスとの熱交換に
より水蒸気(H2 O)1eを加熱する。そして、加熱され
た水蒸気(H2 O)1eは第2の原料混合器9に流入す
る。さらに、スチーム加熱器52で熱交換された反応塔10
からの排気ガスは、ボイラ給水予熱器49に流入されて軟
水1mとの熱交換により、軟水1mは加熱され排気ガスは冷
却され、吸気ブロワ54を介して煙突などの排気手段55か
ら大気中に排気される。なお、排気手段55には、排気ガ
スを清浄して排気するための排気ガス清浄手段を設ける
ことが好ましい。
Further, a steam heater 52 is connected to the boiler 47, and the steam (H 2 O) 1e formed in the boiler 47 is circulated in the inner tube 53 of the steam heater 52, and the kiln of the reaction tower 10 is heated. The steam (H 2 O) 1e is heated by heat exchange with the exhaust gas exhausted from the exhaust port 18 of the body 14. Then, the heated steam (H 2 O) 1e flows into the second raw material mixer 9. Furthermore, the reaction tower 10 that has undergone heat exchange with the steam heater 52
Exhaust gas from the is introduced into the boiler feedwater preheater 49 and heat exchange with the soft water 1 m, the soft water 1 m is heated and the exhaust gas is cooled, and from the exhaust means 55 such as a chimney to the atmosphere via the intake blower 54. Exhausted. The exhaust means 55 is preferably provided with an exhaust gas cleaning means for cleaning and exhausting exhaust gas.

【0031】次に、上記実施の一形態の動作を説明す
る。
Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0032】原料タンク1内の約7kgf/cm2 の液体の原
料であるブタン(C4 10)1aを、原料蒸発器4の内管
3に流入させ、この原料蒸発器4の図示しない外管側を
流過するメタン合成塔40にて生成された混合ガスとの熱
交換により気化させる。そして、この気化されたブタン
ガス(C4 10)1aを第1の原料混合器5に流入させ、
このブタンガス(C4 10)1aにリサイクルガス圧縮器
39からのリサイクルガス1bを適宜混合、例えばブタン
(C4 10)1aとリサイクルガス1b中の水素(H2 )と
のモル比が例えば10:1となるように混合する。さら
に、リサイクルガス1bが混合するブタンガス(C
4 10)1aを原料加熱器7の内管6に流入させ、反応塔
10で生成された混合ガス1gとの熱交換により、所定温度
例えば約350℃に加熱する。
The butane (C 4 H 10 ) 1a, which is a liquid raw material of about 7 kgf / cm 2 in the raw material tank 1, is caused to flow into the inner pipe 3 of the raw material evaporator 4 and the outside of the raw material evaporator 4 not shown. It is vaporized by heat exchange with the mixed gas generated in the methane synthesis tower 40 flowing through the tube side. Then, the vaporized butane gas (C 4 H 10 ) 1a is caused to flow into the first raw material mixer 5,
This butane gas (C 4 H 10 ) 1a is recycled gas compressor
The recycled gas 1b from 39 is mixed appropriately, for example, so that the molar ratio of butane (C 4 H 10 ) 1a and hydrogen (H 2 ) in the recycled gas 1b is, for example, 10: 1. In addition, butane gas (C
4 H 10 ) 1a is caused to flow into the inner tube 6 of the raw material heater 7 and the reaction tower
It is heated to a predetermined temperature, for example, about 350 ° C. by heat exchange with 1 g of the mixed gas generated in 10.

【0033】そして、加熱されたブタンガス(C
4 10)1aとリサイクルガス1bとの混合ガス1cを脱硫器
8に流入させ、第1の脱硫室8a内のニッケル−モリブデ
ン(Ni−Mo)系の水添触媒、および、第2の脱硫室
8b内のコバルト−モリブデン(Co−Mo)系の水添触
媒(COMOX)にて、原料1a中の不飽和炭化水素をリ
サイクルガス1bの水素(H2 )により飽和炭化水素(C
n 2n+2)に反応させるとともに、第3の脱硫室8c内の
ZnO(酸化亜鉛)系吸着剤により、混合ガス1c中の硫
化水素(H2 S)の硫黄(S)がZnO系吸着剤の亜鉛
(Zn)と吸着して硫化亜鉛(ZnS)となり、H2
のH2 がZnO系吸着剤の酸素(O)と結合してH2
を生成する化7に示す脱硫反応、
Then, the heated butane gas (C
The mixed gas 1c of 4 H 10 ) 1a and recycled gas 1b is caused to flow into the desulfurizer 8, and the nickel-molybdenum (Ni—Mo) -based hydrogenation catalyst in the first desulfurization chamber 8a and the second desulfurization Room
In the cobalt-molybdenum (Co-Mo) -based hydrogenation catalyst (COMOX) in 8b, unsaturated hydrocarbons in the raw material 1a are saturated hydrocarbons (C 2 ) by hydrogen (H 2 ) in the recycle gas 1b.
n H 2n + 2 ) and the sulfur (S) of hydrogen sulfide (H 2 S) in the mixed gas 1c is adsorbed by the ZnO (zinc oxide) adsorbent in the third desulfurization chamber 8c. Adsorbs with zinc (Zn) as an agent to become zinc sulfide (ZnS), and H 2 S
H 2 of the ZnO-based adsorbent is combined with oxygen (O) to form H 2 O.
To produce the desulfurization reaction shown in Chemical formula 7,

【化7】 が生じる。[Chemical 7] Occurs.

【0034】次に、脱硫された混合ガスは第2の原料混
合器9に流入し、この第2の原料混合器9でボイラ47に
て生成された約7kgf/cm2 の中圧の水蒸気(H2 O)1e
を、ブタン(C4 10)1a、水蒸気(H2 O)1e、リサ
イクルガス1b中の水素(H2)とのモル比が、例えば1
0:30:1の比となるように混合する。そして、この
ブタン(C4 10)1a、水蒸気(H2 O)1eおよびリサ
イクルガス1bの混合ガスを、図示しないバーナにて加熱
された反応塔10の反応管15の流入口25から改質室33内に
流入させ、改質室33内に充填されたニッケル系の改質触
媒にてブタン(C4 10)1aを水素(H2 )、一酸化炭
素(CO)や二酸化炭素(CO2 )およびメタン(CH
4 )の混合ガス1fに反応、すなわち化1ないし化5に示
す反応を生じさせて改質する。さらに、改質された混合
ガス1fは反応管15の改質室33から触媒支持部30を介して
メタネーション室34に流入し、充填されたニッケル系の
メタン化触媒にて改質された混合ガス1fの一酸化炭素
(CO)および二酸化炭素(CO2 )と水素(H2 )と
にてメタン(CH4 )を生成させる反応、すなわち化4
および化6に示す反応にてメタネーションする。なお、
改質室33で改質された混合ガス1fの一部は、リサイクル
ガス1bとしてリサイクルガス流出管35から反応塔10外に
流出され、リサイクルガス冷却器37にて冷却、リサイク
ルガス気液分離器38にて気液分離、および、リサイクル
ガス圧縮器39にて圧縮後、リサイクルガス1bとして利用
する。
Next, the desulfurized mixed gas flows into the second raw material mixer 9, and medium steam of about 7 kgf / cm 2 generated in the boiler 47 in the second raw material mixer 9 ( H 2 O) 1e
Of butane (C 4 H 10 ) 1a, water vapor (H 2 O) 1e, and hydrogen (H 2 ) in the recycled gas 1b have a molar ratio of, for example, 1
Mix to a ratio of 0: 30: 1. Then, this mixed gas of butane (C 4 H 10 ) 1a, steam (H 2 O) 1e and recycle gas 1b is reformed from the inlet 25 of the reaction tube 15 of the reaction tower 10 heated by a burner (not shown). The butane (C 4 H 10 ) 1a is made to flow into the chamber 33 and filled in the reforming chamber 33 with a nickel-based reforming catalyst to hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO). 2 ) and methane (CH
The mixed gas 1f of 4 ) is subjected to a reaction, that is, the reactions shown in Chemical formulas 1 to 5 to reform. Further, the reformed mixed gas 1f flows from the reforming chamber 33 of the reaction tube 15 into the methanation chamber 34 via the catalyst supporting portion 30, and is reformed by the filled nickel-based methanation catalyst. Reaction of generating methane (CH 4 ) with carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) in the gas 1f, that is,
And methanation in the reaction shown in Chemical formula 6. In addition,
A part of the mixed gas 1f reformed in the reforming chamber 33 is discharged as a recycled gas 1b from the recycled gas outflow pipe 35 to the outside of the reaction tower 10, cooled by a recycled gas cooler 37, and a recycled gas gas-liquid separator. It is used as a recycled gas 1b after gas-liquid separation at 38 and compression by a recycled gas compressor 39.

【0035】そして、反応塔10で改質およびメタネーシ
ョンされた混合ガス1gは流出口31から流出し、原料加熱
器7で熱交換により冷却されてメタン合成塔40に流入
し、充填されたメタネーション触媒40a にて混合ガス1g
中の残留する一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(C
2 )および水素(H2 )を反応させてメタン(C
4 )を生成させる。
Then, 1 g of the mixed gas reformed and methanated in the reaction tower 10 flows out from the outlet 31, is cooled by heat exchange in the raw material heater 7, flows into the methane synthesis tower 40, and is filled with the meta. Nation catalyst 40a mixed gas 1g
Residual carbon monoxide (CO), carbon dioxide (C
O 2 ) and hydrogen (H 2 ) are reacted to produce methane (C
H 4 ).

【0036】このメタン合成塔40から流出する混合ガス
1hは、原料蒸発器4を介して原料1aとの熱交換により冷
却され、さらにガス冷却器42にて冷却された後、気液分
離器43にて冷却により液化された未反応の残留する水蒸
気(H2 O)1eを分離除去する。そして、混合ガス1i
は、吸着分離塔44にて充填された図示しない吸着材に
て、メタン(CH4 )を主成分とする混合ガス1jと二酸
化炭素(CO2 )を主成分とするオフガス1kとに分離さ
れる。この後、メタン(CH4 )を主成分とする混合ガ
ス1jは、熱量調整混合器45に流入し、原料蒸発器4にて
蒸発されたブタンガス(C4 10)1aの一部が所定の熱
量となるように混合され、ガス1lが製造される。なお、
オフガス1kは、反応塔10の反応管15を加熱する燃料に使
用される。
Mixed gas flowing out of this methane synthesis tower 40
1 h is cooled by heat exchange with the raw material 1 a via the raw material evaporator 4, further cooled by the gas cooler 42, and then liquefied by the gas-liquid separator 43, and unreacted residual water vapor (H 2 O) 1e is separated and removed. And mixed gas 1i
Is separated into a mixed gas 1j containing methane (CH 4 ) as a main component and an off gas 1k containing carbon dioxide (CO 2 ) as a main component by an adsorbent (not shown) filled in the adsorption separation column 44. . After that, the mixed gas 1j containing methane (CH 4 ) as a main component flows into the heat quantity adjusting mixer 45, and a part of the butane gas (C 4 H 10 ) 1a evaporated in the raw material evaporator 4 has a predetermined amount. The heat is mixed so that 1 liter of gas is produced. In addition,
The off gas 1k is used as a fuel for heating the reaction tube 15 of the reaction tower 10.

【0037】したがって、脱硫後に水蒸気(H2 O)1e
が混合された原料であるブタンガス1aおよびリサイクル
ガス1bをニッケル系の改質触媒にて水素(H2 )、炭酸
ガス(CO,CO2 )およびメタン(CH4 )を主成分
とする混合ガス1fに吸熱反応させる改質室33の中心軸
に、この改質室33に連通してニッケル系のメタン化触媒
にて混合ガス1fの炭酸ガス(CO,CO2 )および水素
(H2 )をメタン(CH4 )に発熱反応させるメタネー
ション室34を略同軸上に配設して二重管構造に形成した
ため、メタネーションおよび水蒸気改質を一つの装置で
でき装置を簡単小型化でき、装置の施工も容易にでき
る。
Therefore, after desulfurization, steam (H 2 O) 1e
The butane gas 1a and the recycled gas 1b, which are mixed raw materials, are mixed gas 1f containing hydrogen (H 2 ), carbon dioxide gas (CO, CO 2 ) and methane (CH 4 ) as main components with a nickel-based reforming catalyst. At the center axis of the reforming chamber 33 for endothermic reaction, the nickel-based methanation catalyst communicates the carbon dioxide gas (CO, CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) of the mixed gas 1f with methane. Since the methanation chamber 34 for causing exothermic reaction to (CH 4 ) is arranged substantially coaxially and formed into a double pipe structure, methanation and steam reforming can be performed by one device, and the device can be simplified and downsized. Construction can be done easily.

【0038】さらに、吸熱反応の改質室33が外周側に位
置するので、バーナにて効率よく加熱できるとともに、
メタネーション室34の発熱反応による熱を吸熱反応であ
る改質室33に効率よく伝達でき、改質室33の吸熱反応に
必要なバーナなどによる外部から供給する熱量を低減で
き、安価にガス化できる。
Further, since the reforming chamber 33 for endothermic reaction is located on the outer peripheral side, it is possible to efficiently heat with the burner and
The heat generated by the exothermic reaction of the methanation chamber 34 can be efficiently transmitted to the reforming chamber 33, which is an endothermic reaction, and the amount of heat supplied from the outside by a burner or the like necessary for the endothermic reaction of the reforming chamber 33 can be reduced, and gasification can be performed at low cost it can.

【0039】また、原料1aを一端高圧に加圧してガスを
製造し、このガスを減圧して供給する圧力上下を行わな
いので、圧力操作による設備を必要とせず、製造効率を
向上でき、製造コストを低減できる。
Further, since the raw material 1a is once pressurized to a high pressure to produce a gas and the gas is not decompressed and supplied up and down, equipment for pressure operation is not required and production efficiency can be improved. Cost can be reduced.

【0040】[0040]

【実施例】上記実施の一形態の中圧連続式ガス化装置を
用いて、原料としてのブタン(C4 10)1aをガス化さ
せる一実施例を図1および表1を参照して説明する。
EXAMPLES An example of gasifying butane (C 4 H 10 ) 1a as a raw material using the medium pressure continuous gasifier of the above embodiment will be described with reference to FIG. 1 and Table 1. To do.

【0041】まず、原料としては、原料タンク1内に2
5℃で約9.5kgf/cm2 の液体で貯溜されたブタン(C
4 10)1aを用いる。
First, as a raw material, 2
Butane stored in a liquid of about 9.5 kgf / cm 2 at 5 ° C (C
4 H 10 ) 1a is used.

【0042】そして、ブタン(C4 10)1aを原料蒸発
器4で蒸発させて110℃で9.0kgf/cm2 の圧力のブ
タンガス(C4 10)1aにガス化させ、第1の原料混合
器5にてブタンガス(C4 10)1aとリサイクルガス1b
中の水素(H2 )とのモル比が10:1となるように、
110℃で圧力が9.2kgf/cm2 のリサイクルガス1bを
混合する。そして、原料加熱器7にてブタンガス(C4
10)1aとリサイクルガス1bとの混合ガス1cを約330
℃に加熱し、脱硫器8で脱硫後、第2の原料混合器9で
330℃で10.0kgf/cm2 の水蒸気1eを、ブタン(C
4 10)1a、水蒸気(H2 O)1e、リサイクルガス1b中
の水素(H2 )とのモル比が10:30:1となるよう
に混合する。
Then, butane (C 4 H 10 ) 1a is evaporated in the raw material evaporator 4 and gasified into butane gas (C 4 H 10 ) 1a at a pressure of 9.0 kgf / cm 2 at 110 ° C. In the raw material mixer 5, butane gas (C 4 H 10 ) 1a and recycled gas 1b
So that the molar ratio with hydrogen (H 2 ) in the mixture is 10: 1,
Recycle gas 1b having a pressure of 9.2 kgf / cm 2 at 110 ° C. is mixed. Then, butane gas (C 4
The mixed gas 1c of H 10 ) 1a and recycled gas 1b is about 330
After being heated to ℃ and desulfurized by the desulfurizer 8, at the second raw material mixer 9 at 330 ℃, 10.0 kgf / cm 2 of steam 1e, butane (C
4 H 10) 1a, steam (H 2 O) 1e, the molar ratio of hydrogen in the recycle gas 1b (H 2) 10: 30: mixed so that 1.

【0043】次に、バーナからの加熱により約600℃
に加熱した反応塔10の反応管15の改質室33に流入させ
て、表1に示す混合ガス1fに改質する。さらに、改質さ
れた混合ガス1fの一部をリサイクルガス流出管35から引
き抜くとともに、残りをメタネーション室34でメタン化
させ、表1に示す混合ガス1gを生成する。
Next, by heating from the burner, about 600 ° C.
The mixed gas 1f shown in Table 1 is reformed by flowing into the reforming chamber 33 of the reaction tube 15 of the reaction tower 10 heated to the above. Further, a part of the reformed mixed gas 1f is withdrawn from the recycled gas outflow pipe 35, and the rest is methanated in the methanation chamber 34 to generate mixed gas 1g shown in Table 1.

【0044】[0044]

【表1】 この後、混合ガス1gを原料加熱器7で約500℃程度に
冷却し、メタン合成塔40で混合ガス1g中の残留する一酸
化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2 )および水素(H
2 )をメタン(CH4 )に反応させ、表1に示す混合ガ
ス1hを生成する。そして、メタン合成塔40から原料蒸発
器4およびガス冷却器42を介して冷却された混合ガス1h
を気液分離器43で未反応の水蒸気(H2 O)を分離し、
吸着分離塔44で表1に示すメタン(CH4 )を主成分と
する混合ガス1iと二酸化炭素(CO2 )を主成分とする
オフガス1kとに分離し、熱量調整混合器45にて表2に示
す性状、すなわち発熱量が11000kcal/Nm3 となる
ように気化されたブタンガス(C4 10)1aを混合して
表1に示すガス1lを製造する。
[Table 1] Thereafter, 1 g of the mixed gas is cooled to about 500 ° C. in the raw material heater 7, and carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) remaining in the mixed gas 1 g are mixed in the methane synthesis tower 40.
2 ) is reacted with methane (CH 4 ) to produce a mixed gas 1h shown in Table 1. Then, the mixed gas 1h cooled from the methane synthesis tower 40 via the raw material evaporator 4 and the gas cooler 42
The unreacted water vapor (H 2 O) is separated by the gas-liquid separator 43,
The mixture gas 1i containing methane (CH 4 ) as the main component and the off gas 1k containing carbon dioxide (CO 2 ) as the main component shown in Table 1 were separated in the adsorption separation column 44, and the heat amount adjusting mixer 45 was used to form the table 2 The butane gas (C 4 H 10 ) 1a vaporized so that the heat generation amount becomes 11000 kcal / Nm 3 is mixed to produce the gas 1l shown in Table 1.

【0045】なお、ウオッペインデンクス(WI)は数
1に示し、燃焼速度(MCP)は数2に示す式から算出
される。また、これら数1および数2中の各変数は、表
3に示す
Note that the water pane densities (WI) are shown in the equation (1), and the combustion speed (MCP) is calculated from the equation (2). Table 3 shows each variable in these equations 1 and 2.

【数1】 [Equation 1]

【数2】 [Equation 2]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の中圧連続式ガス化装置によれ
ば、脱硫後に水蒸気が混合された原料をニッケル系の改
質触媒にて水素、炭酸ガスおよびメタンを主成分とする
混合ガスに吸熱反応させる改質室の中心軸に、ニッケル
系のメタン化触媒混合ガスの炭酸ガスおよび水素をメタ
ンに発熱反応させるメタネーション室を略同軸上に連通
して配設して二重管構造に形成したため、メタネーショ
ンおよび水蒸気改質を一つの装置ででき、装置を簡単に
小型化でき、装置の施工も容易にできるとともに、メタ
ネーション室の発熱反応による熱を改質室に効率よく伝
達でき、改質室の吸熱反応に必要な外部から供給する熱
量を低減でき、安価にガス化できる。
According to the medium-pressure continuous gasifier of the present invention, the raw material mixed with steam after desulfurization is converted into a mixed gas containing hydrogen, carbon dioxide and methane as main components by the nickel-based reforming catalyst. A methanation chamber, which causes carbon dioxide and hydrogen of nickel-based methanation catalyst mixed gas to exothermically react with methane, is arranged in the central axis of the reforming chamber for endothermic reaction in a coaxial manner to form a double pipe structure. Since it is formed, methanation and steam reforming can be done in one device, the device can be easily downsized, the installation of the device can be facilitated, and the heat due to the exothermic reaction of the methanation chamber can be efficiently transferred to the reforming chamber. The amount of heat supplied from the outside necessary for the endothermic reaction in the reforming chamber can be reduced, and gasification can be performed at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の中圧連続式ガス化装置の一実施例を示
す系統説明図である。
FIG. 1 is a system explanatory view showing an embodiment of a medium-pressure continuous gasifier of the present invention.

【図2】同上反応塔を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the same reaction tower.

【図3】従来例の中圧連続式ガス化装置を示す系統説明
図である。
FIG. 3 is a system explanatory diagram showing a conventional medium-pressure continuous gasifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 原料 1e 水蒸気 8 脱硫器 10 中圧連続式ガス化装置である反応塔 15 反応管 25 流入口 31 流出口 33 改質室 34 メタネーション室 1a Raw material 1e Steam 8 Sulfurizer 10 Reaction tower which is a medium pressure continuous gasifier 15 Reaction tube 25 Inlet 31 Outlet 33 Reforming chamber 34 Methanation chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10G 11/20 9279−4H C10G 11/20 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C10G 11/20 9279-4H C10G 11/20 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脱硫後に水蒸気が混合された原料が流入
する流入口と、 この流入口に連通し前記原料を水素、炭酸ガスおよびメ
タンを主成分とする混合ガスに反応させるニッケル系の
改質触媒を有する改質室と、 この改質室に連通しこの改質室から流出する前記混合ガ
スの炭酸ガスおよび水素をメタンに反応させるニッケル
系のメタン化触媒を有するメタネーション室と、 このメタネーション室に連通して設けられ前記メタネー
ション室からメタンを主成分とするガスを流出する流出
口とを備え、 前記改質室の中心軸に前記メタネーション室が略同軸上
に配設された二重管構造に形成されたことを特徴とする
中圧連続式ガス化装置。
1. A nickel-based reformer for introducing a raw material mixed with water vapor after desulfurization into which the raw material flows, and communicating the raw material with a mixed gas containing hydrogen, carbon dioxide and methane as main components. A reforming chamber having a catalyst; a methanation chamber having a nickel-based methanation catalyst that communicates with the reforming chamber and causes carbon dioxide and hydrogen of the mixed gas flowing out of the reforming chamber to react with methane; An outlet for communicating a gas containing methane as a main component from the methanation chamber, the methanation chamber being arranged substantially coaxially with the center axis of the reforming chamber. A medium-pressure continuous gasifier characterized by having a double-pipe structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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