JPS62186933A - 反応装置 - Google Patents
反応装置Info
- Publication number
- JPS62186933A JPS62186933A JP3111286A JP3111286A JPS62186933A JP S62186933 A JPS62186933 A JP S62186933A JP 3111286 A JP3111286 A JP 3111286A JP 3111286 A JP3111286 A JP 3111286A JP S62186933 A JPS62186933 A JP S62186933A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- baffle member
- tube
- inner tube
- gas
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は外管と内管とから成る二重管構造を有し、上
記外管と内管との間に形成される環状空間部に触媒が充
填された触媒層を有し、上記外管のガス流と内管のガス
流とは一方の端部で連通している反応管を備えた反応装
置に関するものである。
記外管と内管との間に形成される環状空間部に触媒が充
填された触媒層を有し、上記外管のガス流と内管のガス
流とは一方の端部で連通している反応管を備えた反応装
置に関するものである。
従来装置として例えば特開昭５８−１２４５８４号公報
に示されたものがあり、その概要を第８図に示す。
に示されたものがあり、その概要を第８図に示す。
図において、（１）は反応管、（２）は外管であり、一
端側にエンドキャップ（４）が接続されている。（５）
は原料ガスを外管（２）内に導入する導入管、（６）は
外管（２）内に外管（２）と開基円状に配置された内管
であり。
端側にエンドキャップ（４）が接続されている。（５）
は原料ガスを外管（２）内に導入する導入管、（６）は
外管（２）内に外管（２）と開基円状に配置された内管
であり。
内管（６）のガス流と外管（２）のガス流とは一方の端
部で連通している。即ちエンドキャップ（４）部で連通
している。（７）は外管（２）と内管（６）との間に形
成される環状空間部に触媒（３）が充填されて形成され
た触媒層、（８）は触媒（３）を支持する受は皿、（９
）は内管（６）の他方の端部に接続され、内管（６）内
を流れる反応ガスを反応管（１）外に導出する導出管で
あり、これら（２）〜（９）により二重管構造の反応管
（１）が構成されている。
部で連通している。即ちエンドキャップ（４）部で連通
している。（７）は外管（２）と内管（６）との間に形
成される環状空間部に触媒（３）が充填されて形成され
た触媒層、（８）は触媒（３）を支持する受は皿、（９
）は内管（６）の他方の端部に接続され、内管（６）内
を流れる反応ガスを反応管（１）外に導出する導出管で
あり、これら（２）〜（９）により二重管構造の反応管
（１）が構成されている。
次に動作について説明する。説明の便宜上１例えば水蒸
気改質反応装置を例に説明する。原料ガスである炭化水
素とスチームは１例えば４５０℃程反に予熱された後、
導入管（５）より外管（２）内に導入され、外管（２）
と内管（６）との間に形成された触媒層（７）内の触媒
（３）と接触する。ここで、原料ガスは水蒸気改質反応
を生じ、 Ｈｚ 、 Ｃｏ 、 Ｃｏ２等の混合ガス（
改質ガスンとなる。水蒸気改質反応は吸熱反応であり、
この熱量を補償するため、燃焼ガスによって外管（２）
の外部を加熱する。又、水蒸気改質反応は高温程水素ガ
ス成分が多くなるため１通常の水素製造プラントでは、
触媒層（７）出口の改質ガス温度（反応温度）として１
例えば８００℃程度が採用されている。燃焼ガスの加熱
は、この改質ガス温度の上昇にも使用されている。反応
の終了した高温の改質ガスは、受は皿（８）の複数個の
小孔（図示せず）を通過し、エンドキャップ（４）にて
流れを反転し、内管（６）を通って高温のまま導出管（
９）から反応管（１）の外に、即ち、系外に導出される
。
気改質反応装置を例に説明する。原料ガスである炭化水
素とスチームは１例えば４５０℃程反に予熱された後、
導入管（５）より外管（２）内に導入され、外管（２）
と内管（６）との間に形成された触媒層（７）内の触媒
（３）と接触する。ここで、原料ガスは水蒸気改質反応
を生じ、 Ｈｚ 、 Ｃｏ 、 Ｃｏ２等の混合ガス（
改質ガスンとなる。水蒸気改質反応は吸熱反応であり、
この熱量を補償するため、燃焼ガスによって外管（２）
の外部を加熱する。又、水蒸気改質反応は高温程水素ガ
ス成分が多くなるため１通常の水素製造プラントでは、
触媒層（７）出口の改質ガス温度（反応温度）として１
例えば８００℃程度が採用されている。燃焼ガスの加熱
は、この改質ガス温度の上昇にも使用されている。反応
の終了した高温の改質ガスは、受は皿（８）の複数個の
小孔（図示せず）を通過し、エンドキャップ（４）にて
流れを反転し、内管（６）を通って高温のまま導出管（
９）から反応管（１）の外に、即ち、系外に導出される
。
〔発明が解決しようとする問題点）
従来の反応装置は以上のように構成されており、内管（
６）内の改質ガスと内管（６）の管壁との熱伝達率を向
上させるため、内管（６）を小口径として改質ガスの流
速をとげると伝熱面積が少なくなり、逆に。
６）内の改質ガスと内管（６）の管壁との熱伝達率を向
上させるため、内管（６）を小口径として改質ガスの流
速をとげると伝熱面積が少なくなり、逆に。
伝熱面積を大きくすると内管（６）内の改質ガスの流速
が低下し熱伝達率が低下する。従って、エンドキャップ
（４）部での８００℃程度の改質ガスが、高温のまま系
外に排出され、熱的な無駄があるという問題点があった
。
が低下し熱伝達率が低下する。従って、エンドキャップ
（４）部での８００℃程度の改質ガスが、高温のまま系
外に排出され、熱的な無駄があるという問題点があった
。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、熱的な無駄を除去することができる反応
装置を得ることを目的とする。
たものであり、熱的な無駄を除去することができる反応
装置を得ることを目的とする。
この発明に係る反応装置は、内管内にバッフル部材を配
置し、このバッフル部材の外周側に円筒状からなる多孔
質構造体を配設したものである。
置し、このバッフル部材の外周側に円筒状からなる多孔
質構造体を配設したものである。
この発明における反応装置は、バッフル部材と多孔質構
造体とによって、内管内を通る高温ガスの流れを乱し、
かつ固体輻射をも利用して、高温ガス顕熱を有効に内管
々壁に味えるものである。
造体とによって、内管内を通る高温ガスの流れを乱し、
かつ固体輻射をも利用して、高温ガス顕熱を有効に内管
々壁に味えるものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は反応管、（２）は外管、（３）は
触媒％（４）はエンドキャップ、（６）は内管であり。
図において、（１）は反応管、（２）は外管、（３）は
触媒％（４）はエンドキャップ、（６）は内管であり。
従来のものよりやや大きい口径としている。（７）は触
媒層、（８）は受は皿であり、複数個の小径（８ａ］が
設けられている。韓は内管（６） 丙に配置されたバッ
フル部材であり１例えば支持軸（ロ）とこの支持軸回に
軸支された複数の円板四とにより構成されている。（１
３はバッフル部材ＱＱの外周側に配設された円筒状から
なる多孔質構造体であり、例えば金網。
媒層、（８）は受は皿であり、複数個の小径（８ａ］が
設けられている。韓は内管（６） 丙に配置されたバッ
フル部材であり１例えば支持軸（ロ）とこの支持軸回に
軸支された複数の円板四とにより構成されている。（１
３はバッフル部材ＱＱの外周側に配設された円筒状から
なる多孔質構造体であり、例えば金網。
金属素線編組体、金属繊維の絡合体等で構成される。
次に動作について説明する。原料ガスである炭化水素と
スチームは１例えば４５０℃程度に予熱された後、従来
と同様に導入管（５）より外管（２）内に導入され、触
媒層（７）内で触媒（３）と接触し、水蒸気改質反応を
生じる。反応の終了した高温の改質ガスは、受は皿（８
）の複数個の小孔（８ａ〕を通過し、エンドキャップ（
４）にて流れを反転し、内管（６）を通って導出管（９
）から系外に排出される。高温の改質ガスの流れは、バ
ッフル部材０１部にて流路を狭められて流速を上げる。
スチームは１例えば４５０℃程度に予熱された後、従来
と同様に導入管（５）より外管（２）内に導入され、触
媒層（７）内で触媒（３）と接触し、水蒸気改質反応を
生じる。反応の終了した高温の改質ガスは、受は皿（８
）の複数個の小孔（８ａ〕を通過し、エンドキャップ（
４）にて流れを反転し、内管（６）を通って導出管（９
）から系外に排出される。高温の改質ガスの流れは、バ
ッフル部材０１部にて流路を狭められて流速を上げる。
続いてバッフル部材αＱのない部分にて流速が低下し、
内管（６）の内壁近傍の温度境界層も剥離させる。これ
によって内管（６）と改質ガスとの対流熱伝達率が向上
する。一方、改質ガスが多孔質構造体時を通過する時、
多孔質構造体側は改質ガスとの接触面積が大きく、かつ
改質ガスの流れを乱す効果を持つ。その為、多孔質構造
体＠は改質ガスとの対流伝熱により改質ガスの顕熱を有
効に受は取る。これにより熱せられた多孔質構造体時は
固体輻射により内管（６）に熱を与える。
内管（６）の内壁近傍の温度境界層も剥離させる。これ
によって内管（６）と改質ガスとの対流熱伝達率が向上
する。一方、改質ガスが多孔質構造体時を通過する時、
多孔質構造体側は改質ガスとの接触面積が大きく、かつ
改質ガスの流れを乱す効果を持つ。その為、多孔質構造
体＠は改質ガスとの対流伝熱により改質ガスの顕熱を有
効に受は取る。これにより熱せられた多孔質構造体時は
固体輻射により内管（６）に熱を与える。
このようｆと内管（６）内を通る高温の改質ガスの顕熱
をバッフル部材ＱＯと多孔質構造体□□□によって有効
に内管（６）の管壁を通して触媒層（７）内を流れる原
料ガス若しくは改質ガスに伝達することができ、触媒層
（７）内における原料ガスと触媒（３）との水蒸気改質
反応の反応効率を向上させることができる。
をバッフル部材ＱＯと多孔質構造体□□□によって有効
に内管（６）の管壁を通して触媒層（７）内を流れる原
料ガス若しくは改質ガスに伝達することができ、触媒層
（７）内における原料ガスと触媒（３）との水蒸気改質
反応の反応効率を向上させることができる。
また、第２図に示すように多孔質構造体−をバッフル部
材αＱの間でなだらかな凹部（１８ａ）を持たせ、内管
（６）の中心部に向わせることにより、バッフル部材Ｑ
Ｏによる改質ガス流路の狭小・拡大効果による改質ガス
流れの境界層剥離効果をさらに強める効果がある。
材αＱの間でなだらかな凹部（１８ａ）を持たせ、内管
（６）の中心部に向わせることにより、バッフル部材Ｑ
Ｏによる改質ガス流路の狭小・拡大効果による改質ガス
流れの境界層剥離効果をさらに強める効果がある。
尚、上記実施例ではバッフル部材（Ｌ＋＞が支持軸＠と
複数の円板（ロ）からなる場合について述べたが。
複数の円板（ロ）からなる場合について述べたが。
バッフル部材αＱとして複数の円板口のみとし、それら
円板側を多孔質構造体口との間で固定状態とすることも
考えられる。また１円板（２）は小孔を複数設けたもの
を使用してよい。
円板側を多孔質構造体口との間で固定状態とすることも
考えられる。また１円板（２）は小孔を複数設けたもの
を使用してよい。
ところで、上記説明では水蒸気改質反応装置の場合につ
いて述べたが、これに限らず他の反応装置にも適用し得
ることができ、上記実施例と同様の効果を奏する。
いて述べたが、これに限らず他の反応装置にも適用し得
ることができ、上記実施例と同様の効果を奏する。
この発明は以上説明した通り、内管内にバッフル部材を
配置し、このバッフル部材の外周側に円筒状からなる多
孔質構造体を配設し、内管内を通る高温のガス顕熱をバ
ッフル部材と多孔質構造体とによって吸収し、吸収した
高温のガス顕熱を内管の管壁を通して触媒層内のガスに
伝達するようにしたので、高温のガス顕熱を有効に利用
して触媒層内の反応効率を向上させることができ、熱的
な無駄を除去できる効果がある。
配置し、このバッフル部材の外周側に円筒状からなる多
孔質構造体を配設し、内管内を通る高温のガス顕熱をバ
ッフル部材と多孔質構造体とによって吸収し、吸収した
高温のガス顕熱を内管の管壁を通して触媒層内のガスに
伝達するようにしたので、高温のガス顕熱を有効に利用
して触媒層内の反応効率を向上させることができ、熱的
な無駄を除去できる効果がある。
第１図はこの発明の〜実施例による反応装置を示す要部
縦断面図、第２図はこの発明の他の実施例による反応装
置を示す要部縦断面図、第８図は従来の反応装置を示す
縦断面図である。 図において、（１）は反応管、（２）は外管、（３）は
触媒。 （６）は内管％（７）は触媒層、 ＱＧはバッフル部材
、ａ３は多孔質構造体である。 尚１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
縦断面図、第２図はこの発明の他の実施例による反応装
置を示す要部縦断面図、第８図は従来の反応装置を示す
縦断面図である。 図において、（１）は反応管、（２）は外管、（３）は
触媒。 （６）は内管％（７）は触媒層、 ＱＧはバッフル部材
、ａ３は多孔質構造体である。 尚１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (5)
- （１）外管と内管とから成る二重管構造を有し、上記外
管と内管との間に形成される環状空間部に触媒が充填さ
れた触媒層を有し、上記外管のガス流と内管のガス流と
は一方の端部で連通している反応管を備えた反応装置に
おいて、上記内管内に配置されたバッフル部材と、この
バッフル部材の外周側に配設された円筒状からなる多孔
質構造体とを備えたことを特徴とする反応装置。 - （２）多孔質構造体は金網で構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の反応装置。 - （３）多孔質構造体は金属素線編組体であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の反応装置。 - （４）多孔質構造体は金属繊維の絡合体であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の反応装置。 - （５）多孔質構造体はバッフル部材の間で、内管の中心
方向に向つてなだらかな凹部を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載の反
応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111286A JPS62186933A (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | 反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111286A JPS62186933A (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | 反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62186933A true JPS62186933A (ja) | 1987-08-15 |
| JPH0530497B2 JPH0530497B2 (ja) | 1993-05-10 |
Family
ID=12322316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3111286A Granted JPS62186933A (ja) | 1986-02-13 | 1986-02-13 | 反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62186933A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01151835U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-19 | ||
| US11213794B2 (en) | 2016-06-10 | 2022-01-04 | Haldor Topsøe A/S | CO rich synthesis gas production |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104226207B (zh) * | 2014-08-28 | 2016-02-24 | 沈阳化工大学 | 双侧冷却同心套管式磺化反应器 |
-
1986
- 1986-02-13 JP JP3111286A patent/JPS62186933A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01151835U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-19 | ||
| US11213794B2 (en) | 2016-06-10 | 2022-01-04 | Haldor Topsøe A/S | CO rich synthesis gas production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530497B2 (ja) | 1993-05-10 |
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