NL8302824A

NL8302824A - FUEL REFORMER.

Info

Publication number: NL8302824A
Application number: NL8302824A
Authority: NL
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date: 1982-08-12
Filing date: 1983-08-11
Publication date: 1984-03-01
Also published as: DE3329435A1; FR2531944A1; GB2126118A; NL189123C; CH655495B; FR2531944B1; MX168335B; GB8321739D0; GB2126118B; NL189123B

Description

- * 4 P/HP/lh/49- * 4 P / HP / lh / 49

Brandstofreformer.Fuel reformer.

De uityinding heeft betrekking op een ver-beterde brandstof reformer.The invention relates to an improved fuel reformer.

Een brandstofreformer heeft betrekking op een inrichting voor het omzetten van koolwaterstoffen 5 afkomstig uit brandstof tot gas dat waterstof als een belangrijke component omvat en veel van dergelijke brandstof reformers van het hierboven genoemde type zijn totnutoe geïnstalleerd op chemische installaties.A fuel reformer relates to a fuel to gas hydrocarbon conversion apparatus comprising hydrogen as an important component, and many such fuel reformers of the above type have been installed on chemical plants.

Voor het vergemakkelijken van het begrip van 10 de huidige uitvinding is het behulpzaam om de totnogtoe bekende brandstofreformer in het kort te beschrijven.To facilitate understanding of the present invention, it is helpful to briefly describe the hitherto known fuel reformer.

Fig. 1 toont schematisch een bekende brand-s tof re former. Met de meest bekende brandstofreformer wordt een stroomreformer bedoeld, waarin het brandstof reformeren 15 wordt uitgevoerd door het stapsgewijs toevoegen van stoom aan brandstof, zoals CH^ of dergelijke, het leiden van het brandstof en stoommengsel door een katalysatorlaag bij een verhoogde temperatuur, bijvoorbeeld in de reeks van 750 tot 9QQ°C teneinde het te reformeren tot gas dat water-20 stof als belangrijkste component bevat, het omzetten van het resterende koolmonoxide tot C02 met behulp van een CO omzetter en het verwijderen van C02 voor het verkrijgen van een zeer zuiver waterstof bevattend gas.Fig. 1 schematically shows a known fire reformer. By the most well-known fuel reformer is meant a flow reformer, in which the fuel reforming is carried out by stepwise addition of steam to fuel, such as CH 2 or the like, passing the fuel and steam mixture through a catalyst layer at an elevated temperature, for example in the range from 750 to 90 ° C to reform it into gas containing hydrogen as the major component, converting the residual carbon monoxide to CO2 using a CO converter and removing CO2 to obtain high purity hydrogen containing gas.

In het bijzonder wordt brandstof, zoals CH^ 25 of dergelijke dat afgeleverd wordt uit een voorraadbron die buiten het brandstofreformsysteem is opgesteld, zoals getoond in fig. 1, eerst ontzwavelt in een ontzwavelinrich-ting 1, en wordt vervolgens aan stoom 2 toegevoegd, en wordt het mengsel van brandstof en stoom toegevoerd aan 30 een aantal met katalysator gevulde buizen 4 die aangebracht zijn in de stoomreformeroven 3. De met katalysator gevulde buis 4 worden verwarmd tot een verhoogde temperatuur in de reeks van 750 tot 900°C door stralingswarmte uitgezonden — 8302824 % Λ i -2- I t door de wandoppervlakken van de stoomreformeroven 3, dat wandoppervlakken worden verhit door het laten werken van een aantal branders 5. Terwijl het mengsel van brandstof en stoom door een laag katalysator in elk van de met katalysa-5 torbuizen 4 wordt geleid, wordt*1 g£reformeerd tot waterstof-bevattend gas. Zodoende wordt gereformeerd gas 6 dat waterstof als belangrijkste component bevat, onderworpen aan een warmteuitwisseling in een verwarmingsbuis 7, waarin de warmteuitwisseling wordt uitgevoerd tussen het gerefor-10 meerde gas 6 en water 2' dat wordt afgeleverd aan de verwarmingsbuis 7 vanuit een voorraadbron die buiten het brandstofreformsysteem is opgesteld en daarna wordt gebracht tot in een CO omzetter 8, waarin het resterende koolstof-monoxide wordt omgezet in CO„. Na het verlaten van de CO 15 omzetter 8 treedt het gereformeerde gas in een CO2 absorptie-toren 9 waarin het resterende koolstofdioxide daaruit verwijderd wordt. Een zeer zuiver waterstof 10 wordt aldus verkregen en wordt onttrokken aan het brandstofreformsysteem. Anderzijds wordt het verbrandingsgas 11 dat uit de stoom-20 reformoven 3 komt onderworpen aan een warmteuitwisseling in een warmte-uitwisselend deel 7' waarin de warmteuitwisseling wordt bewerkstelligd tussen het verbrandingsgas 11 en de stoom 2 genereert in de verwarmingsbuis 7 en het wordt daarna geloosd tot in de buitenatmosfeer.Specifically, fuel such as CH25 or the like delivered from a supply source located outside the fuel reforming system, as shown in Fig. 1, is first desulfurized in a desulfurizer 1, and then added to steam 2, and the mixture of fuel and steam is supplied to a number of catalyst-filled tubes 4 which are arranged in the steam reformer furnace 3. The catalyst-filled tube 4 is heated to an elevated temperature in the range of 750 to 900 ° C emitted by radiant heat - 8302824% Λ i -2- I t through the wall surfaces of the steam reformer furnace 3, that wall surfaces are heated by operating a number of burners 5. While the mixture of fuel and steam passes through a low catalyst in each of the catalysts tor tubes 4, 1 g is reformed to hydrogen-containing gas. Thus, reformed gas 6 containing hydrogen as the major component is subjected to a heat exchange in a heating tube 7, in which the heat exchange is carried out between the reformed gas 6 and water 2 'delivered to the heating tube 7 from an outside supply source. the fuel reforming system is set up and then brought into a CO converter 8, in which the remaining carbon monoxide is converted into CO 2. After leaving the CO converter 8, the reformed gas enters a CO2 absorption tower 9 in which the remaining carbon dioxide is removed therefrom. Highly pure hydrogen 10 is thus obtained and withdrawn from the fuel reforming system. On the other hand, the combustion gas 11 coming out of the steam reforming furnace 3 is subjected to a heat exchange in a heat exchange part 7 'in which the heat exchange is effected between the combustion gas 11 and the steam 2 generates in the heating tube 7 and it is then discharged into in the outer atmosphere.

25 Gevonden is echter, dat de bekende brandstof- reformer die op de hierboven beschreven wijze is geconstrueerd de volgende nadelen heeft.However, it has been found that the known fuel reformer constructed in the manner described above has the following drawbacks.

(1) De met katalysator gevulde buizen 4 in de stoomreformoven worden blootgesteld aan een zeer hoge 30 temperatuur en daardoor wordt het tegen warmte bestendige metallische materiaal dat hen vormt gedwongen te werken onder een kritische konditie. Daartoe neigen zij tot breken, indien zij een plaatselijk verhoogde thermische belasting of een onevenwichtige temperatuursverdeling hebben, hetgeen 35 resulteert in het optreden van het daaruit lekken van gas.(1) The catalyst-filled tubes 4 in the steam reforming furnace are exposed to a very high temperature, thereby forcing the heat-resistant metallic material forming them to operate under a critical condition. To this end they tend to break if they have a locally increased thermal load or an unbalanced temperature distribution, resulting in the occurrence of gas leakage therefrom.

Dit heeft als oorzaak, dat de stoomreformoven wordt ontworpen met een aanzienlijk verlaagde thermische belasting teneinde te verzekeren, dat de thermische belasting uniform 8302824 * f -3- verdeeld wordt over de oven en deze laatste is geconstrueerd met grote afmetingen met een groot aantal branders die geplaatst zijn op de wandoppervlakken. Daardoor wordt de bekende stoomreformoven gebouwd met zeer hoge kosten en 5 is een grote ruimte vereist voor de installatie.This causes the steam reforming furnace to be designed with a significantly reduced thermal load to ensure that the thermal load is uniformly distributed throughout the furnace and the latter is constructed in large dimensions with a large number of burners which placed on the wall surfaces. As a result, the known steam reforming furnace is built at a very high cost and a large space is required for the installation.

(2) Na het verlaten van de met katalysator gevulde buizen 4 wordt het verbrandingsgas gewoonlijk onderworpen aan een warmteuitwisseling in een warmtewisselaar, waarin de warmtewisseling plaatsvindt tussen het 10 verbrandingsgas en water (stoom) maar geen Warmte terugwinning vindt plaats in het lagere temperatuurgebied van de stroom. Zodoende werkt de conventionele stoomreformoven bij een lagere thermische efficiency.(2) After leaving the catalyst-filled tubes 4, the combustion gas is usually subjected to a heat exchange in a heat exchanger, in which the heat exchange takes place between the combustion gas and water (steam), but no Heat recovery takes place in the lower temperature range of the flow. Thus, the conventional steam reforming furnace operates at a lower thermal efficiency.

(3) Teneinde te verzekeren, dat de oven * 15 werkt met een thermische belasting die is verlaagd en daarnet over gelijkmatig verdeeld worden de katalysator gevulde buizen gewoonlijk indirekt verwarmd door het verwarmen van de ovenwanden die bekleed zijn met vuurvast materiaal, waarbij de ovenwanden worden verwarmd met behulp van een 20 aantal branders. Met het oog op de bescherming van het vuurvaste materiaal bestaat de noodzaak voor het verlagen van een snelheid van de temperatuursverandering, indien het bedrijven van de oven wordt gestart of gestopt. Dit betekent dat er een lange tijd nodig is om het bedrijtren van de 25 oven te starten of te stoppen.(3) In order to ensure that the furnace * 15 operates with a thermal load that has been reduced and evenly distributed evenly, the catalyst filled tubes are usually heated indirectly by heating the furnace walls lined with refractory material, whereby the furnace walls are heated using a 20 number of burners. In order to protect the refractory, there is a need to reduce a rate of temperature change when the furnace operation is started or stopped. This means that it takes a long time to start or stop the operating run of the oven.

(4) De minimale belasting is gewoonlijk bepaald op 50% of daaromtrent en zodoende werkt de oven met een in sterke mate verlaagde belasting en dan nog met veel moeilijkheden.(4) The minimum load is usually set at 50% or around and thus the oven operates with a greatly reduced load and then many difficulties.

30 (5) Aangezien de bekende stoomreformoven is ontworpen voor het werken onder een konditie met normale druk, is hij uitgevoerd met grote afmetingen. Bovendien, omdat hij een negatieve druk heeft, bestaat er de noodzaak voor het aanbrengen van een ventilator van het inductietype.(5) Since the prior art steam reforming furnace is designed to operate under normal pressure conditions, it is of large size. In addition, since it has a negative pressure, there is a need to install an induction type fan.

35 Dienovereenkomstig is de huidige uitvinding gedaan met de genoemde nadelen van de bekende brandstof-reformer in gedachte en zijn doel bestaat in het verschaffen van een verbeterde brandstofreformer die uitstekende, hoge 8302824 * η -4- operationele karakteristieken heeft en kan tegen lage kosten worden gemaakt. De karakteristieke kenmerken van de brandstofreformer volgens de uitvinding zullen hieronder worden gegeven.Accordingly, the present invention has been made with the stated drawbacks of the known fuel reformer in mind, and its object is to provide an improved fuel reformer which has excellent, high 8302824 * η -4 operating characteristics and can be made at low cost . The characteristics of the fuel reformer according to the invention will be given below.

5 (1) Hij wordt geconstrueerd met kleine afmetingen met een minimale ruimte die vereist is voor de installatie en hij wordt bedreven bij lage kosten.5 (1) It is constructed with small dimensions with minimal space required for installation and it operates at low cost.

(2) Het terugwinnen van de warmte uit het afgas wordt doelmatig uitgevoerd en daardoor wordt hij 10 bedreven met een hoge thermische efficiency.(2) The recovery of the heat from the waste gas is efficiently carried out and thereby it is operated with a high thermal efficiency.

(3) Hij wordt gestart en gestopt in een zeer korte tijdsspanne.(3) It is started and stopped in a very short period of time.

(4) Hij kan worden bedreven met een aanzienlijk verlaagde thermische belasting.(4) It can be operated with a significantly reduced thermal load.

15 Voor het verkrijgen van het bovenstaande doel is vooraf een veelheid aan research en ontwikkeling uitgevoerd. Als resultaat van dit onderzoek en deze ontwikkeling is gevonden, dat het bevredigend bereikt kan worden door gebruik te maken van een gefluidiseerd bed-20 systeem bij de brandstofreformer, waarin een aantal met katalysator gevulde buizen zijn aangebracht in een gefluidiseerd bed zodat zij door deze laatste verwarmd kunnen worden en bovendien het aanbrengen van een luchtvoorver-warmer in het lage temperatuursgebied, in het rookkanaal 25 waardoorheen het afgas stroomt dat afkomstig is van de stoomreformoven, welke luchtvoorverwarmer dient als een warmtewisselaar, waarin de warmtewisseling wordt uitgevoerd tussen verbrandingsgas en verbrandingslucht teneinde de warmte-terugwinning uit de eerstgenoemde effectief uit te 30 voeren.In order to achieve the above purpose, a multitude of research and development has been carried out in advance. As a result of this research and development, it has been found that it can be satisfactorily achieved by using a fluidized bed-20 system at the fuel reformer, in which a number of catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed so that they can pass through the latter. and additionally providing an air preheater in the low temperature range, in the flue 25 through which the waste gas from the steam reforming furnace flows, which air preheater serves as a heat exchanger, in which the heat exchange between combustion gas and combustion air is performed in order to perform heat recovery from the former effectively.

In het bijzonder wordt volgens êên aspect van de uitvinding een verbeterde brandstofreformer voorgesteld van het type dat omvat, een aantal met katalysator gevulde buizen die geschikt zijn om verwarmd te worden tot 35 een verhoogde temperatuur door deze uitwendig te verwarmen, teneinde de brandstof te reformeren tot gas dat waterstof als belangrijkste component bevat, welk brandstof geleid wordt door elke met katalysator gevulde buis en waarin de 8302824 r * -5- verbetering bestaat uit het feit, dat de met katalysator gevulde buizen zijn opgesteld in een gefluidiseerd bed.In particular, according to one aspect of the invention, an improved fuel reformer is proposed of the type comprising a number of catalyst-filled tubes suitable for heating to an elevated temperature by heating them externally, to reform the fuel into gas containing hydrogen as the major component, the fuel being passed through each catalyst-filled tube and wherein the 8302824 r * -5 improvement consists in the fact that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed.

Verder wordt volgens een ander aspect van de uitvinding een verbeterde brandstofreformer voorgesteld, 5 van het hierboven genoemde type, waarin de verbetering bestaat uit het feit, dat de met katalysator gevulde buizen zijn opgesteld in een gefluidiseerd bed en een warmtewisselaar die op een voorafbepaalde positie is opgesteld en waarin de warmteuitwisseling plaatsvindt tussen het 10 uitgaande verbrandingsgas en de ingaande verbrandingslucht.Furthermore, according to another aspect of the invention, an improved fuel reformer is proposed, of the above-mentioned type, in which the improvement consists in the fact that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed and a heat exchanger which is in a predetermined position and in which the heat exchange takes place between the outgoing combustion gas and the incoming combustion air.

Verder wordt volgens een ander aspect van de uitvinding een verbeterde brandstofreformer van het bovengenoemde type voorgesteld, waarin de verbetering bestaat uit het feit, dat de met katalysator gevulde buizen zijn 15 opgesteld in een gefluidiseerd bed en is voorzien van een circulatiedoorgang, waardoor heen een deel van een van een stroom afgeleid verbrandingsgas wordt gedwongen te recircu-leren in de onder druk staande toestand.Furthermore, according to another aspect of the invention, an improved fuel reformer of the above-mentioned type is proposed, wherein the improvement consists in the fact that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed and have a circulation passage through which a part of a combustion gas derived from a stream is forced to recirculate in the pressurized state.

Verder wordt volgens weer een ander aspect 20 van de huidige uitvinding een verbeterde brandstofreformer van het bovengenoemde type voorgesteld, waarin de verbetering bestaat uit het feit, dat de met katalysator gevulde buizen zijn opgesteld in een gefluidiseerd bed dat gevormd wordt door niet-verbrandbaar, te fluidiseren materiaal en 25 een aantal pijpbranders zijn opgesteld boven de bodem van het gefluidiseerde bed.Furthermore, according to yet another aspect of the present invention, an improved fuel reformer of the above-mentioned type is proposed, wherein the improvement consists in the fact that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed formed by non-combustible, fluidizing material and a number of pipe burners are arranged above the bottom of the fluidized bed.

Verder wordt volgens weer een ander aspect van de huidige uitvinding een verbeterde brandstofreformer van het bovengenoemde type voorgesteld, waarin de verbete-30 ring bestaat uit het feit, dat elke met katalysator gevulde buis is uitgevoerd als een dubbelwandige buis.Furthermore, according to yet another aspect of the present invention, an improved fuel reformer of the above-mentioned type is proposed, wherein the improvement consists in the fact that each catalyst-filled tube is constructed as a double-walled tube.

Verder wordt volgens weer een ander aspect van de huidige uitvinding een verbeterde brandstofreformer van het bovengenoemde type voorgesteld, waarin de verbete-35 ring bestaat uit het feit, dat het gefluidiseerde bed is uitgevoerd als een gefluidiseerd bed dat onder druk werkt en een gasturbine is opgesteld op een voorafbepaalde plaats die wordt aangegeven door het verbrandingsgas.Furthermore, according to yet another aspect of the present invention, an improved fuel reformer of the above type is proposed, wherein the improvement consists in the fact that the fluidized bed is constructed as a pressurized fluidized bed and a gas turbine is arranged at a predetermined location indicated by the combustion gas.

8302824 * * -6- [8302824 * * -6- [

Andere doelen, kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen snel duidelijk worden bij het lezen van de hierna volgende beschrijving die is vervaardigd met betrekking tot de begeleidende tekeningen.Other objects, features and advantages of the invention will become readily apparent upon reading the following description made with respect to the accompanying drawings.

5 De begeleidende tekeningen zullen hierna kort worden beschreven.5 The accompanying drawings will be briefly described below.

Pig. 1 toont schematisch een bekende brand- stofreformer.Pig. 1 schematically shows a known fuel reformer.

Pig. 2 toont schematisch een brandstof-10 reformer volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.Pig. 2 schematically shows a fuel-reformer according to a first embodiment of the invention.

Fig. 3 toont schematisch een brandstof-reformer volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.Fig. 3 schematically shows a fuel reformer according to a second embodiment of the invention.

Fig. 4 toont schematisch een brandstof-reformer volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding. 15 ' Fig. 5 een bovenaanzicht van een dwars doorsnede van een stoomreformoven van de bekende brandstof-reformer.Fig. 4 schematically shows a fuel reformer according to a third embodiment of the invention. 15 'Fig. 5 is a top cross-sectional view of a steam reforming furnace of the known fuel reformer.

Fig. 6 een bovenaanzicht van een dwarsdoorsnede van een stoomreformoven volgens de uitvinding.Fig. 6 is a top cross-sectional view of a steam reforming furnace according to the invention.

20 Fig. 7 een zijaanzicht van een vertikale doorsnede van de brandstofreformer volgens de lijn I-I uit fig. 2.FIG. 7 is a side view of a vertical section of the fuel reformer taken on the line I-I of FIG. 2.

Fig. 8 toont schematisch een brandstofreformer volgens de vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding.Fig. 8 schematically shows a fuel reformer according to the fourth embodiment of the invention.

25 Fig. 9 een fragmentarisch, aanzicht van een vertikale doorsnede die schematisch toont hoe een aantal pijpbranders zijn aangebracht in het gefluidiseerde bed van de brandstofreformer volgens de uitvinding.FIG. 9 is a fragmentary vertical sectional view schematically showing how a plurality of pipe burners are mounted in the fluidized bed of the fuel reformer of the invention.

Fig. 10 is een fragmentarisch bovenaanzicht 30 dat schematisch toont hoe de pijpbranders zijn aangebracht ten opzichte van een aantal met katalysator gevulde buizen in het gefluidiseerde bed.Fig. 10 is a fragmentary plan view 30 schematically showing how the pipe burners are arranged with respect to a number of catalyst-filled pipes in the fluidized bed.

Fig. 11A toont schematisch hoe de brandstof-en verbrandingslucht vooraf met elkaar gemengd worden 35 voorafgaande aan het betreden van een pijpbrander.Fig. 11A schematically shows how the fuel and combustion air are pre-mixed together before entering a pipe burner.

Fig. 11B toont schematisch dat er de noodzaak is voor het verschaffen van een van perforaties voorziene verdelingsplaat voor het bekende gefluidiseerde bed.Fig. 11B schematically shows that there is a need to provide a perforated distribution plate for the known fluidized bed.

6302824 \ * -7-6302824 \ * -7-

Fig. 12A is een vertikale doorsnede van een brandstofreformer volgens een vijfde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding, volgens de lijn B-B uit fig. 12B.Fig. 12A is a vertical sectional view of a fuel reformer according to a fifth exemplary embodiment of the invention, taken along line B-B of FIG. 12B.

Fig. 12B is een dwarsdoorsnede van de brand-5 stofrefonner volgens de lijn A-A met fig. 12A.Fig. 12B is a cross-sectional view of the fuel refonner taken along line A-A with FIG. 12A.

Fig. 13A is een aanzicht van een vertikale doorsnede van een dubbelwandige met katalysator gevulde buis die gebruikt wordt in de brandstofreformer volgens de uitvinding.Fig. 13A is a vertical sectional view of a double-walled catalyst-filled tube used in the fuel reformer of the invention.

10 Fig. 13B is een aanzicht van een dwars doorsnede van een dubbelwandige met katalysator gevulde buis volgens de lijn C-C uit fig. 13A.FIG. 13B is a cross-sectional view of a double-walled catalyst-filled tube taken along line C-C of FIG. 13A.

Fig. 13C is een aanzicht van een dwarsdoorsnede van een dubbelwandige, met katalysator gevulde buis * 15 volgens de lijn D-D uit fig. 13A.Fig. 13C is a cross-sectional view of a double-walled catalyst-filled tube * 15 taken along line D-D of FIG. 13A.

Fig. 13 is een diagram dat schematisch toont hoe de temperatuur verdeeld is over de dubbele wand van de met katalysator gevulde buis van een brandstofreformer zoals getoond in de fig. 13A-C en 20 Fig. 15 toont schematisch een brandstof- reformer volgens een zesde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding.Fig. 13 is a diagram schematically showing how the temperature is distributed over the double wall of the catalyst-filled tube of a fuel reformer as shown in FIGS. 13A-C and 20. 15 schematically shows a fuel reformer according to a sixth embodiment of the invention.

Vervolgens zal de huidige uitvinding hieronder in meer detail beschreven worden met verwijzing naar 25 de begeleidende tekeningen, die de voorkeursuitvoerings-voorbeelden van de uitvinding tonen.Next, the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show the preferred embodiments of the invention.

Als eerste zal een beschrijving worden gegeven van het eerste uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding met verwijzing naar fig. 2. In de tekening heeft het 30 verwijzingscijfer 3 betrekking op een stoorareformoven, het verwijzingscijfer 12 heeft betrekking op een brandstof-buis die zich horizontaal uitstrekt boven de stoomref ormoven 3 voor het toevoeren van brandstof aan een aantal met katalysator gevulde buizen 4, daaronder, het verwijzings-35 cijfer 13 heeft betrekking op een menger die is aangebracht op de plaats die gelegen is midden tussen de brandstof-buis 12 teneinde de brandstof te mengen met stoom en het verwijzingscijfer 14 heeft betrekking op een stoomverbindings- 8302824 leiding die zich uitstrekt tussen de menger 13 en de stoom- -8- * * ί verwarmer 27 om de eerste met de laatste fee verbinden, zodat stoom daardoor wordt toegevoegd aan de brandstofstroom.First, description will be given of the first exemplary embodiment of the invention with reference to FIG. 2. In the drawing, reference numeral 3 refers to a jamming reform furnace, reference numeral 12 refers to a fuel tube extending horizontally above the steam reformer 3 for supplying fuel to a plurality of catalyst-filled tubes 4, below, reference numeral 13 refers to a mixer mounted at the location located midway between the fuel tube 12 to discharge the fuel mixing with steam and the reference numeral 14 refers to a steam connection pipe 8302824 extending between the mixer 13 and the steam heater 27 to connect the former with the last fairy, thereby adding steam to the fuel flow.

5 Verder heeft het verwijzingscijfer 15 betrekking op een toevoerbuisverzamelaar die is aangebracht voor de met katalysator gevulde buizen 4, zodat hij de brandstofbuis 12 verbindt met de met katalysator gevulde buizen 4 voor het verdelen van het mengsel van brandstof en 10 stoom over elk van de met katalysator gevulde buizen 4, waarbij de inlaatbuisverzamelaar 15 is aangebracht boven de stoomreformoven 3, het verwijzingscijfer 4 heeft betrekking op een aantal met >: katalysator gevulde buizen, die élk rechtop staan binnen een gefluidiseerd bed.24 in de stoom-15 reformoven 3, het verwijzingscijfer 16 heeft betrekking op een uitlaatbuisverzamelaar die is aangebracht achter de met katalysator gevulde buizen 4 voor het daarin verzamelen van het gereformeerde gas dat waterstof als belangrijkste component bevat, en dat komt uit een met katalysator gevulde buizen 20 4 na het voltooien van de reformreaktie, waarbij de uitlaat buisverzamelaar 16 is aangebracht onder de stoomreformoven 3, en het verwijzingscijfer 17 heeft betrekking op een gereformeerde gasbuis die zich vanaf de uitlaatbuisverzamelaar 16 uitstrekt voor het afleveren van het gereformeerde 25 gas uit het reformsysteem.Further, reference numeral 15 refers to a supply tube collector disposed in front of the catalyst-filled tubes 4 so that it connects the fuel tube 12 to the catalyst-filled tubes 4 for distributing the mixture of fuel and steam over each of the catalyst-filled tubes 4, with the inlet tube collector 15 disposed above the steam reforming furnace 3, the reference numeral 4 refers to a plurality of catalyst-filled tubes, each standing upright within a fluidized bed.24 in the steam-reforming furnace 3, reference 16 refers to an exhaust tube collector disposed behind the catalyst-filled tubes 4 to collect therein the reformed gas containing hydrogen as the major component, and which comes from a catalyst-filled tubes 4 after the completion of the reforming reaction, wherein the exhaust tube collector 16 is arranged under the steam reforming furnace 3, and he Reference numeral 17 refers to a reformed gas tube that extends from the exhaust tube collector 16 to deliver the reformed gas from the reforming system.

Het verwijzingscijfer 18 heeft betrekking op een geforceerde ventilator die is aangebracht buiten de stoomreformoven 3 voor het onder kracht toevoeren van onder druk staande verbrandingslucht aan een brander 5, het verwijzings-30 cijfer 19 heeft betrekking op een luchtvoorverwarraer die is aangebracht op een plaats die is gelegen benedenstrooms van de gedwongen ventilator 18 en middenin de luchtleiding 20 is gelegen voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht daarin door warmteuitwisseling die wordt teweeggebracht 35 tussen de verbrandingslucht en het hete afgas, het verwijzingscijfer 20 heeft betrekking op een luchtleiding waarmee de geforceerde ventilator 18 is verbonden met de voorver-warmer 19 en deze laatste is op zijn beurt verbonden met de 8302824 -9- branderluchtkamer 21 teneinde verbrandingslucht toe te voegen aan de verbrandingsluchtkamer 21 die is aangebracht aan de buitenzijde van de stoomreformoven 3, het verwijzings-cijfer 5 heeft betrekking op een brander die is aangebracht 5 in de zijwand van de stoomreformoven 3 en het verwijzings-cijfer 21 heeft betrekking op een luchtverbrandingskame r waarin de verbrandingslucht wordt verzameld en opgeslagen voorafgaande aan het betreden van de brander 5.Reference 18 refers to a forced fan located outside the steam reforming furnace 3 for energizing pressurized combustion air to a burner 5, reference 19 refers to an air preheater mounted in a location that is located downstream of the forced fan 18 and in the center of the air line 20 is located for preheating the combustion air therein by heat exchange effected between the combustion air and the hot exhaust gas, the reference numeral 20 refers to an air line to which the forced fan 18 is connected with the pre-heater 19 and the latter is in turn connected to the 8302824 -9 burner air chamber 21 in order to add combustion air to the combustion air chamber 21 arranged on the outside of the steam reforming furnace 3, the reference numeral 5 refers to a burner that has been lit. 5 is placed in the side wall of the steam reforming furnace 3 and the reference numeral 21 refers to an air combustion chamber in which the combustion air is collected and stored prior to entering the burner 5.

Het verwijzingscijfer 22 heeft betrekking 10 op een luchtverdeler, die is aangebracht in het onderste deel van de stoomreformoven 3, zodat lucht die bovenwaarts stroomt door een aantal gaten in deze luchtverdeler 22 en vervolgens uniform wordt verdeeld voor het opbouwen van ëen gefluidiseerd bed 24, het verwijzingscijfer 23 heeft betrek-15 king op een luchtkamer die is aangebracht onder de luchtverdeler 22 in de stoomreformoven 3, het verwijzingscijfer 24 heeft betrekking op een gefluidiseerd bed voor het verwarmen van een aantal met katalysator gevulde buizen 4 en een stoomverwarmer 27 in de stoomreformoven 3, en het 20 verwijzingscijfer 25 heeft betrekking op een vrije ruimte in de stoomreformoven 3.The reference numeral 22 relates to an air distributor, which is arranged in the lower part of the steam reforming furnace 3, so that air that flows upwards through a number of holes in this air distributor 22 and is then distributed uniformly to build up a fluidized bed 24, reference 23 refers to an air chamber located below the air distributor 22 in the steam reforming furnace 3, reference 24 refers to a fluidized bed for heating a number of catalyst-filled tubes 4 and a steam heater 27 in the steam reforming furnace 3 , and the reference numeral 25 refers to a free space in the steam reforming furnace 3.

Het verwijzingscijfer 26 heeft betrekking op een watertoevoerende inlaatbuisverzamelaar, waarin te verwannen water wordt afgeleverd, de inlaatbuisverzamelaar 26 25 is verbonden met een verwarmingsbuis 7 die zich uitstrekt binnen de stoomreformoven 3, het verwijzingscijfer 7 heeft betrekking op een verwarmingsbuis die is aangebracht binnen de rookkanaalsektie in de stooraverwarmoven 3 voor het genereren van stoom daarin en het verwijzingscijfer 27 heeft 30 betrekking op een stoomverwarmer die zich in vertikale richting uitstrekt in een gebied dat is gelegen tussen de zijwand van de stoomreformoven 3 met de brander 5 die daarin is aangebracht en de met katalysator gevulde buizen 4, teneinde daarin stoom te verwarmen dat is opgewekt in de ver-35 warmingsbuis 7.Reference 26 refers to a water-supplying inlet tube collector, into which water to be heated is delivered, the inlet tube collector 26 is connected to a heating tube 7 which extends within the steam reforming furnace 3, the reference number 7 refers to a heating tube arranged within the flue section in the noise heating furnace 3 for generating steam therein and reference numeral 27 refers to a steam heater extending vertically in an area located between the side wall of the steam reforming furnace 3 with the burner 5 disposed therein and the catalyst filled tubes 4, to heat therein steam generated in the heating tube 7.

Verder heeft het verwijzingscijfer 28 betrekking op een rookkanaal waardoor heen het afgas in de stoomreformoven in verbinding staat met de luchtvoorverwarmer 19, 8302824 _i -10- r *' * teneinde mogelijk te maken om verbrandingsgas in deze laatste te brengen en het verwijzingscijfer 29 heeft betrekking op een schoorsteen die benedenstrooms van de luchtvoorverwarmer 19 is aangebracht voor het daar doorheen aflaten van ver-5 brandingsgas.Furthermore, reference numeral 28 refers to a flue through which the waste gas in the steam reforming furnace communicates with the air preheater 19, 8302824 -i-10-r * '* to enable combustion gas to be introduced into the latter, and reference numeral 29 refers to on a stack arranged downstream of the air preheater 19 for venting combustion gas therethrough.

Vervolgens zal de werking van de brandstof-reformer die op de hierboven beschreven wijze is geconstrueerd, hieronder beschreven worden.Next, the operation of the fuel reformer constructed in the manner described above will be described below.

Brandstof die wordt afgeleverd vanuit een 10 brandstoftoevoerbron die geplaatst is buiten het brandstof-reformsysteem, stroom door de brands tof leiding 12 en treedt in de menger 13, waarin het wordt gemengd met stoom die wordt af geleverd met behulp van een stoomleiding 14. Het mengsel van brandstof en stoom wordt vervolgens afgeleverd 15 aan een inlaatbuisverzamelaar 15 die is aangebracht boven de met katalysator gevulde buizen 4, zoddfc het uniform wordt verdeeld over deze laatste.Fuel delivered from a fuel supply source located outside the fuel reforming system flows through the fuel line 12 and enters the mixer 13, where it is mixed with steam delivered using a steam line 14. The mixture fuel and steam is then delivered 15 to an inlet tube collector 15 disposed above the catalyst-filled tubes 4 so that the uniform is distributed among the latter.

Terwijl het mengsel stroomt door het inwendige van elke met katalysator gevulde buis 4, wordt het 20 verwarmd tot een verhoogde temperatuur door warmteoverdracht vanuit het gefluidiseerde bed 24, waarin het thermisch wordt ontleed onder vorming van reformgas dat daarin waterstof bevat. Hèt aldus gegenereerde gas omvat waterstof als belangrijkste component en wordt verzameld in een 'uitlaat-25 buisverzamelaar 16 die is aangebracht onder de met katalysator gevulde buizen 4 en het wordt vervolgens getransporteerd naar het volgende proces via de reformgasafleverbuis 17.As the mixture flows through the interior of each catalyst-filled tube 4, it is heated to an elevated temperature by heat transfer from the fluidized bed 24, in which it is thermally decomposed to form reforming gas containing hydrogen therein. The gas thus generated includes hydrogen as the major component and is collected in an exhaust tube collector 16 which is arranged under the catalyst-filled tubes 4 and is then conveyed to the next process via the reforming gas delivery tube 17.

Anderzijds wordt aan de brander 5 toe te voegen verbrandingslucht eerst samengeperst met een gêdwongen 30 ventilator 18 en het wordt vervolgens verwarmd in een lucht-voorverwarmer 19, terwijl de warmteuitwisseling wordt uitgevoerd tussen de samengeperste lucht en verbrandingsgas.On the other hand, combustion air to be added to the burner 5 is first compressed with a forced fan 18 and it is then heated in an air preheater 19, while the heat exchange is carried out between the compressed air and combustion gas.

De aldus voorverwarmde lucht wordt afgeleverd in de brander-luchtkamer 21 via de luchtleiding 20 om te worden verbrand 35 met brandstof die tot in de brander 5 wordt geleid. Een deel van de samengeperste lucht betreedt de luchtkamer 23 en stroomt vervolgens bovenwaarts totin de verbrandingskamer door een verdeelplaat 22, waardoor gefluidiseerd materiaal 8302824 -11- dat de verbrandingskamer vult wordt gefluidlseerd onder vorming van een gefluidiseerd bed 24. Het verbrandingsgas betreedt een achterwaarts rookkanaal via een vrije ruimte die is gelegen boven het gefluidiseerde bed 24 voor het 5 verwarmen van water dat stroomt door de verwarmingsbuis 7 vanuit een watertoevoerende verzamelleiding 26 en daarna stroomt het in de luchtvoorverwarmer 19 via het rookkanaal 28. Na het voltooien van de warmte uitwisse ling met de verbrandingslucht in de luchtvoorverwarmer 19 wordt het ver-10 brandingsgas afgelaten in cfe lucht via de schoorsteen 29. Water en/of stoom die verwarmd zijn in de verwarmingsbuis 7 stromen in de stoomverwarmer 27, waarin water volledig wordt verdampt en de aldus gegenereerde stoom wordt afgelè-verd aan de menger 13.The thus preheated air is delivered into the burner air chamber 21 through the air line 20 to be burned 35 with fuel fed into the burner 5. A portion of the compressed air enters air chamber 23 and then flows upwardly into the combustion chamber through a distribution plate 22, fluidizing fluid material 8302824-11 filling the combustion chamber to form a fluidized bed 24. The combustion gas enters a rear flue via a free space located above the fluidized bed 24 for heating water flowing through the heating pipe 7 from a water supply manifold 26 and then it flows into the air preheater 19 through the flue 28. After completing the heat exchange with the combustion air in the air pre-heater 19, the combustion gas is released into the air via the chimney 29. Water and / or steam heated in the heating tube 7 flows into the steam heater 27, in which water is completely evaporated and the steam thus generated is delivered to the mixer 13.

15 Vervolgens toont fig. 3 schematisch een brandstofreformer volgens een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding. Bij deze uitvoeringsvorm is de stoorn-reformoven verdeeld in twee gefluidiseerde lagen 24, dat wil zeggen een bovenste en een onderste gefluidiseerd bed 20 24. Als gevolg van deze wijze van opstellen kan ook de ruimte die vereist is voor het installeren van de inrichting aanzienlijk bespaard worden, en daardoor wordt deze uitvoeringsvorm bij voorkeur gebruikt in het geval waarin hij moet worden geïnstalleerd binnen een strikt beperkte ruimte.Next, Fig. 3 schematically shows a fuel reformer according to a second exemplary embodiment of the invention. In this embodiment, the jam reforming furnace is divided into two fluidized layers 24, i.e. an upper and a lower fluidized bed 24. As a result of this arrangement, the space required to install the device can also be significantly saved and therefore this embodiment is preferably used in the case where it is to be installed within a strictly confined space.

25 Vervolgens toont fig. 4 schematisch een brandstofreformer overeenkomstig een derde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding. In dit uitvoeringsvoorbeeld heeft het rookkanaal 28 een recirculatiegasinlaatleiding 30 die daarvan aftakt op een plaats die bovenstrooms is gelegen van 30 de luchtvoorverwarmer 19 en een recirculatiegasventilator 31 is aangebracht in de reciraulatiegasinlaatleiding 3d, teneinde het gerecirculeerde gas samen te persen. Verder strékt een reciraulatiegasuitlaatleiding 32 zich uit tussen de recirculatiegasventilator 31 en de luchtkamer 23, zodat 35 verbrandingsgas wordt gerecirculeerd door het gefluidiseerde bed via zowel de recirculatiegasinlaat en uitlaatleidingen 30 en 32 terwijl het wordt samengeperst met behulp van de ventilator 31. Zodoende wordt in de brandstofreformer zoals 8302824 -12- r op gebouwd op de hierboven beschreven wijze, een deel van het verbrandingsgas afgescheiden naar de recirculatiegasinlaat-leiding 30 en wordt vervolgens gebracht totin de luchtkamer via de recirculatiegasventilator 31 en de recirculatiegas-5 uitlaatleiding 32, zodat een fluidiserende laag 24 wordt gevormd op dezelfde wijze als in de vorengaande uitvoerings-voorbeelden. De inrichting overeenkomstig dit uitvoerings-voorbeeld heeft het voordelige kenmerk, dat de Jcondities voor het opbouwen van het gefluidiseerde bed 24 onafhankelijk 10 kunnen worden bepaald van die met betrekking tot de verbrandingslucht. Natuurlijk zal het duidelijk zijn, dat het fluidiseren kan worden uitgevoerd door gebruik te maken van het mengsel van verbrandingsgas en gerecirculeerd gas.Next, Fig. 4 schematically shows a fuel reformer according to a third exemplary embodiment of the invention. In this exemplary embodiment, the flue 28 has a recirculation gas inlet conduit 30 branching therefrom at a location upstream of the air preheater 19 and a recirculation gas fan 31 is arranged in the recirculation gas inlet conduit 3d to compress the recirculated gas. Furthermore, a recirculation gas exhaust line 32 extends between the recirculation gas fan 31 and the air chamber 23, so that combustion gas is recycled through the fluidized bed through both the recirculation gas inlet and exhaust lines 30 and 32 while being compressed using the fan 31. Thus, in the fuel reformer such as 8302824-12 built in the manner described above, some of the combustion gas is separated to the recirculation gas inlet conduit 30 and is then introduced into the air chamber via the recirculation gas fan 31 and the recirculation gas exhaust conduit 32, so that a fluidizing layer 24 is formed in the same manner as in the preceding embodiments. The device according to this exemplary embodiment has the advantageous feature that the conditions for building up the fluidized bed 24 can be determined independently of those with respect to the combustion air. Of course, it will be appreciated that the fluidization can be carried out using the mixture of combustion gas and recycled gas.

Vervolgens zullen de karakteristieke kenmer-15 ken van de brandstofreformer volgens de uitvinding hieronder meer in detail worden beschreven.Next, the characteristic features of the fuel reformer according to the invention will be described in more detail below.

(1) Een essentieel voordelig kenmerk van de uitvinding bestaat in het feit, dat een aantal met katalysator gevulde buizen worden verwarmd tot een verhoogde tempe-20 ratuur met een gefluidiseerd bed. Het meest belangrijke kenmerk dat een gefluidiseerd bed is, dat een uitstekend effektief kontakt wordt verzekerd tussen het gefluidiseerde materiaal alsook tussen het gefluidiseerde materiaal en het fluidum (verbrandingsgas) en daardoor wordt een konstante 25 temperatuurverdeling gemakkelijk bereikt als gevolg van de hoge thermische geleidingssnelheid tussen het gefluidiseerde materiaal alsook tussen het gefluidiseerde materiaal en het fluidum (verbrandingsgas), onafhankelijk wat voor hoge temperatuurverschil er bestaat binnen het gefluidiseerde 30 bed. Dit heeft als resultaat, dat de met katalysator gevulde buizen 4 worden verwarmd binnen een atmosfeer met een konstante temperatuur, terwijl zij worden blootgesteld aan een uniforme thermische belasting, waardoor een stoomréform-oven met een compacte structuur kan worden ontworpen. Omdat 35 het gefluidiseerde bed een thermische geleidingscoefficient heeft die een aantal malen hoger is dan die van een normale gasstroom, zal gewaarborgd worden, dat het noodzakelijke thermische geleidingsoppervlak aanzienlijk verkleind kan 8302824 / » -13- worden.(1) An essential advantageous feature of the invention consists in the fact that a number of catalyst-filled tubes are heated to an elevated fluid bed temperature. The most important feature is that a fluidized bed ensures an excellent effective contact between the fluidized material as well as between the fluidized material and the fluid (combustion gas) and thereby a constant temperature distribution is easily achieved due to the high thermal conduction velocity between the fluidized material as well as between the fluidized material and the fluid (combustion gas), regardless of what high temperature difference exists within the fluidized bed. As a result, the catalyst-filled tubes 4 are heated within a constant temperature atmosphere while being exposed to a uniform thermal load, allowing a steam reform furnace of compact structure to be designed. Since the fluidized bed has a thermal conductivity coefficient that is several times higher than that of a normal gas flow, it will be ensured that the necessary thermal conductivity surface can be considerably reduced.

De figuren 5A en B tonen een aanzicht van een dwarsdoorsnede van een conventionele stoomreformoven die is geïnstalleerd in een chemische fabriek, waarin brand-5 stof wordt gereformeerd, waarbij fig. 5A schematisch toont dat ëën reeks van met katalysator gevulde buizen 4 zijn aangebracht op een onderling gelijke afstand en fig. 5B toont, dat twee rijen met katalysator gevulde buizen zijn aangebracht in een zigzagvorm. Omdat de met katalysator gevulde 10 buizen 4 zodanig zijn ontworpen, dat zij worden verhit door thermische energie die uitgestraald wordt vanaf de binnenzijW.and van de stoomreformoven 3 die bekleed is met vuurvast materiaal, heeft dit tot resultaat, dat de reform-oven faalt in het uniform overdragen van thermische energie 15 met een uniforme temperatuursverdeling die bereikt wordt over de binnenruimte van de reformoven. Hèt zal snel duidelijk zijn uit fig. 5, dat een in vergelijking klein aantal met katalysator gevulde buizen kunnen worden opgesteld binnen de reformoven. Anderzijds toont fig. 6 een boven-20 aanzicht van een dwarsdoorsnede van een stoomreformoven die is opgebouwd volgens de uitvinding. Het zal duidelijk zijn uit fig. 6, dat de brandstofreformer volgens de uitvinding zodanig is ontworpen, dat een aantal met katalysator gevulde buizen 4 worden* verwarmd door gebruik te maken van een 25 gefluidiseerd bed met een uniforme temperatuurverdeling die verkregen is over de reformer. Dit heeft totresultaat dat een groöt aantal met katalysator gevulde buizen 4 dan in het geval van de bekende inrichting kunnen worden aangebracht over zeer nauwe afstand die vrijgelaten wordt tussen twee 30 op elkaar grenzende buizen, dat de gehele inrichting met kleinere afmetingen kan worden ontworpen en een kleinere ruimte vereist is voor het daarin plaatsen van elk van de met katalysator gevulde buizen 4 en heeft een kleine warmte-uitwisselend oppervlak als gevolg van de hiervoor genoemde, 35 gegarandeerde hoge warmtegeleidingscoefficient.Figures 5A and B show a cross-sectional view of a conventional steam reforming furnace installed in a chemical plant reforming fuel, with Figure 5A schematically showing a series of catalyst-filled tubes 4 mounted on a equidistant and FIG. 5B shows that two rows of catalyst-filled tubes are arranged in a zigzag shape. Since the catalyst-filled tubes 4 are designed to be heated by thermal energy radiated from the inner side of the steam reforming furnace 3 which is lined with refractory material, this results in the reforming furnace failing uniformly transferring thermal energy 15 with a uniform temperature distribution achieved over the interior of the reforming furnace. It will be readily apparent from Figure 5 that a comparatively small number of catalyst-filled tubes can be arranged within the reforming furnace. On the other hand, Fig. 6 shows a top cross-sectional view of a steam reforming furnace constructed in accordance with the invention. It will be apparent from Fig. 6 that the fuel reformer of the invention is designed such that a number of catalyst-filled tubes 4 are heated using a fluidized bed with a uniform temperature distribution obtained over the reformer. As a result, a large number of catalyst-filled tubes 4 than in the case of the known device can be arranged over a very close distance that is left between two adjacent tubes, that the entire device can be designed with smaller dimensions and a smaller space is required to accommodate each of the catalyst-filled tubes 4 therein and has a small heat exchange area due to the aforementioned, guaranteed high heat conduction coefficient.

(2) In geval van de conventionele brandstof-reformer, bestaat de noodzaak om het wandoppervlak van de stoomreformoven te laten werken zowel als een thermisch 8302824 -14- iso lerend materiaal voor het verhinderen van een warmte·1·, emissie in de richting van de buitenatmosfeer alsook als thermische accumulator waarin de stralingswarmte wordt opgeslagen voor het verwarmen van de met katalysator gevulde 5 buizen. Dit leidt tot een verhoging van de dikte van het vuurvaste materiaal dat de ovenwand vormt. Er bestaat echter de vrees voor beschadiging, breuk of dergelijke van de laag van vuurvast materiaal als gevolg van thermische spanning, in het geval de ovenwand met een hoge snelheid aan een 10 temperatuurverandering heeft, zodat teneinde te verzeke ren, dat het vuurvaste materiaal dat het wandoppervlak vormt op de juiste wijze is beschermd, het nodig is, dat een snelheid van temperatuurswisseling zo laag mogelijk wordt gehouden, maar dit betekent, dat voor het starten en stoppen * 15 van het bedrijf van de brandstof re former slechts een zeer lange tijdsperiode vereist is.(2) In the case of the conventional fuel reformer, there is a need to operate the wall surface of the steam reforming furnace as well as a thermal insulation material to prevent heat · 1 · emission in the direction of the outside atmosphere as well as a thermal accumulator in which the radiant heat is stored for heating the catalyst-filled tubes. This leads to an increase in the thickness of the refractory material forming the furnace wall. However, there is a fear of damage, breakage or the like of the refractory layer due to thermal stress, in case the furnace wall has a temperature change at a high rate, so as to ensure that the refractory material containing it wall surface is properly protected, it is necessary that a rate of temperature change is kept as low as possible, but this means that starting and stopping the operation of the fuel reformer requires only a very long period of time is.

Anderzijds is de brandstofreformer volgens de uitvinding zodanig geconstrueerd, dat een aantal met katalysator gevulde buizen worden verwarmd met behulp van 20 warmtegeleiding vanuit het gefluidiseerde bed en daardoor behoeft het wandoppervlak van de reformoven slechts te funktioneren als een thermisch isolerend materiaèl voor het voorkomen van de warmte-emissie naar de buitenatmosfeer, het resulteert in een verminderde dikte van het wandopper-25 vlak bij het dimensioneren.On the other hand, the fuel reformer according to the invention is constructed such that a number of catalyst-filled tubes are heated by heat conduction from the fluidized bed and therefore the wall surface of the reformer need only function as a thermally insulating material to prevent heat emission to the outer atmosphere, it results in a reduced thickness of the wall surface when dimensioning.

Zodoende wordt het vuurvaste materiaal dat het wandoppervlak vormt op adequate wijze beschermd tegen beschadiging, breuk of dergelijke, onafhankelijk van hoe hoog een snelheid van temperatuurswisseling wordt bepaald.Thus, the refractory material forming the wall surface is adequately protected from damage, breakage or the like, regardless of how high a rate of temperature change is determined.

30 Dit betekent, dat een snelheid van temperatuurswisseling hoger ingesteld kan worden. Het zal duidelijk zijn, dat een snelheid van temperatuurswisseling over de ovenwand extreem hoog ingesteld kan worden, indien hij is geconstrueerd met een aantal waterbuizen daarin, teneinde deze te koelen, 35 zodat daardoor de tijd die vereist is voor het opstarten of stoppen van het bedrijf van de inrichting kan worden verminderd.This means that a speed of temperature change can be set higher. It will be understood that a temperature change rate across the furnace wall can be set extremely high if it is constructed with a number of water tubes therein to cool it, thereby reducing the time required to start or stop operation of the device can be reduced.

(31 Teneinde te verzekeren dat een stoom- -—^ 8302824 -15- reformer uniform wordt belast met thermische energie is het nodig dat de bekende brandstofreformer is voorzien van een aantal branders die zijn aangebracht langs het wandoppervlak. Anderzijds wordt in de brandstofreformer volgens de uitvin-5 ding een gefluidiseerd bed gebruikt voor het verwarmen van een aantal met katalysator gevulde buizen, zodat de reform-oven uniform wordt belast met thermische energie. Dit is het gevolg van het feit dat de oven met de branders zodanig zijn ontworpen dat slechts het fluidiserende materiaal wordt 10 verwarmd. In de praktijk zijn een klein aantal branders met een voldoend hoge verbrandingscapaciteit aangebracht langs het wandoppervlak van de reformoven, en daardoor kan het aantal branders dat wordt aangebracht aanzienlijk worden verminderd, in vergelijking met de bekende inrichting.(31 In order to ensure that a steam reformer is uniformly charged with thermal energy, it is necessary that the known fuel reformer be provided with a number of burners arranged along the wall surface. On the other hand, the fuel reformer is The invention uses a fluidized bed to heat a number of catalyst-filled tubes so that the reforming furnace is uniformly loaded with thermal energy, due to the fact that the furnace with the burners are designed so that only the fluidizing material is heated 10. In practice, a small number of burners with a sufficiently high combustion capacity are disposed along the wall surface of the reforming furnace, and therefore the number of burners applied can be significantly reduced, compared to the known device.

% 15 Verder, als gevolg van de opstelling van een groep stoomver-warmingsbuizen die aangebracht zijn onder de branders en de met katalysator gevulde buizen, bestaat er geen gevaar dat de open vlammen zich uitstrekken vanaf de branders tot in het direkte bereik van de met katalysator gevulde buizen, 20 zelfs indien deze eerste excessief langwerpige vlammen produceren, als gevolg van een abnormaal branden. Zodat een lokaal overhitten niet plaatsvindt, als gevolg van het bestaan van zogenaamd "hot spots".% 15 Furthermore, due to the arrangement of a group of steam heating tubes disposed under the burners and the catalyst-filled tubes, there is no danger of the open flames extending from the burners to the direct range of the catalyst filled tubes, even if they first produce excessively elongated flames as a result of abnormal burning. So that a local overheating does not take place, due to the existence of so-called "hot spots".

(4) Omdat het terugwinnen van warmte effektief 25 wordt uitgevoerd met behulp van een wamteuitwisseling tussen het uitgaande verbrandingsgas en de binnenkomende verbrandingslucht in de verbrandingsgasafvoersektie waar het verbrandingsgas stroomt met een lage temperatuur, heeft de inrichting een hogere totale thermische efficiency.(4) Since the heat recovery is effectively effected by means of a heat exchange between the outgoing combustion gas and the incoming combustion air in the combustion gas discharge section where the combustion gas flows at a low temperature, the device has a higher overall thermal efficiency.

30 (5) Fig. 7 toont schematische een vertihile doorsnede van de inrichting volgens de lijn I-I uit fig. 2.30 (5) FIG. 7 schematically shows a vertical section of the device along the line I-I of FIG. 2.

Het zal duidelijk zijn uit de tekening, dat de reformoven 3 is verdeeld in vier kamers, zodat het bedrijf van de oven gemakkelijk uitgevoerd kan worden onder deelbelasting.It will be apparent from the drawing that the reforming furnace 3 is divided into four chambers, so that the operation of the furnace can be easily carried out under partial load.

35 In het bijzonder toont fig. 7, dat van de vier kamers juist de rechter in bedrijf is (dat wil zeggen, hij wordt bedreven in een situatie met een zogenaamd actief bed) en dat de andere buiten bedrijf zijn, dat wil zeggen zij zijn in 1 8302824 -16- een toestand van een zogenaamd ingezakt bed). Dit betekent dat de oven werkt met een werkbelasting van 25%. Verder is het ook mogelijk te werken onder een werkbelasting van 15% of daaromtrekt door het op de juiste wijze besturen van 5 de werkkondities.In particular, Fig. 7 shows that of the four chambers, the right one is in operation (that is, it is operated in a situation with a so-called active bed) and that the others are out of operation, that is, they are in 1 8302824 -16- a condition of a so-called collapsed bed). This means that the oven works with a workload of 25%. Furthermore, it is also possible to work under a workload of 15% or because of this by correctly controlling the working conditions.

(6) Omdat de brandstofreformer volgens de uitvinding zodanig is opgebouwd, dat een deel van het verbrandingsgas wordt gebruikt als een fluidiserend gas voor het gefluidiseerde bed met behulp van stappen waarin een 10 deel wordt afgescheiden uit het rookkanaal, het samenpersen daarvan met behulp van een ventilator en het laten stromen door het gefluidiseerde bed in de vorm van een recirculatie,· is .h$t mogelijk om de inrichting te ontwerpen en te laten werken met drie vrijheidsgraden welk het aantal groter is 15 dan dat van de bekende inrichting.(6) Because the fuel reformer according to the invention is constructed in such a way that part of the combustion gas is used as a fluidizing gas for the fluidized bed using steps in which part of it is separated from the flue, compressing it using a fan and circulating through the fluidized bed in the form of a recirculation, it is possible to design and operate the device with three degrees of freedom which are greater than that of the known device.

Vervolgens zal de brandstofreformer worden beschreven onder verwijzing naar het vierde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding onder verwijzing naar fig. 8.Next, the fuel reformer will be described with reference to the fourth exemplary embodiment of the invention with reference to Fig. 8.

In de tekening heeft verwijzingscijfer 51 20 betrekking op een watertoevoerlijn waarmee water wordt afgeleverd aan een stoomtrommel 52. Het zal duidelijk zijn, dat de watertoevoer zal worden uitgevoerd in overeenstemming met een volume stoom (H2Q) die vereist is voor het reformen van de brandstof. Een deel van het in de trommel 2 opgenomen 25 water wordt afgegeven aan onderste buisverzamelaars 54 in een valpijp 53. Terwijl water bovenwaarts stroomt door een aantal buizen 57 en 58 vanaf de onderste buisverzamelaar 54, waarbij de buizen 54 en 58 zich uitstrekken langs de binnenste omtrekwand van het fornuis en de scheidingswanden, wordt 30 een mengsel van water en stoom met behulp van het gefluidiseerde materiaal 57 dat dient als warmtqgeleidingsmedium waarmee warmte die gegenereerd is met pijpwanden 60 wordt overgedragen naar de buizen 57 en 58. Het mengsel van water en stoom stroomt terug naar de stoomtrommel 52 via de 35 bovenste buisverzamelaars 55 en de bovenste leidingen 56.In the drawing, reference numeral 51 refers to a water supply line with which water is delivered to a steam drum 52. It will be understood that the water supply will be performed in accordance with a volume of steam (H 2 Q) required for reforming the fuel. A portion of the water contained in the drum 2 is delivered to bottom tube collectors 54 in a downcomer 53. As water flows upward through a number of tubes 57 and 58 from the bottom tube collector 54, the tubes 54 and 58 extending along the innermost peripheral wall of the furnace and the dividing walls, a mixture of water and steam is used using the fluidized material 57 which serves as a heat conduction medium through which heat generated with pipe walls 60 is transferred to the pipes 57 and 58. The mixture of water and steam flows back to the steam drum 52 through the top tube collectors 55 and the top lines 56.

Anderzijds wordt stoom die komt uit de stoomtrommel 52 oververhit in een oververhitter 63 en wordt de aldus oververhitte stoom vervolgens afgeleverd aan een 8302824 ............·ι—.........................—^^ -17- brandstof-stoommenger 62 via een oververhittaruitlaatbuis-verzamelaar 64, waarbij de menger 62 is verbonden met een brandstofafleverbuis 61 waarmee brandstof (bijvoorbeeld CH^) daardoor wordt afgeleverd.On the other hand, steam coming from the steam drum 52 is superheated in a superheater 63 and the thus superheated steam is then delivered to an 8302824 ............ ...............— ^^ -17- fuel steam mixer 62 via an overheat exhaust pipe collector 64, the mixer 62 being connected to a fuel delivery tube 61 through which fuel (e.g. CH ^) is thereby is delivered.

5 Het mengsel van brandstof en stoom wordt tot in een verwarmer 66 gebracht via een verwarmerinlaatbuis-verzamelaar 65 zodat het wordt verwarmd op een voorafbepaalde temperatuur in de verwarmer 66. Verder wordt het mengsel gebracht tot in een aantal cilindrische, met katalysator 10 gevulde reformers 69 via een verhitteruitlaatbuisverzamelaar 67 en de reformerinlaatbuisverzamelaars 68 zodat de brandstof 64 die aanwezig is in het mengsel wordt gereformeerd totdat het gewenste produkt dat waterstof (^) en koolstpfmonomoxide (CO).The fuel and steam mixture is introduced into a heater 66 through a heater inlet tube collector 65 so that it is heated to a predetermined temperature in heater 66. Furthermore, the mixture is introduced into a number of cylindrical catalyst-filled reformers 69 via a heater exhaust tube collector 67 and reformer inlet tube collectors 68 so that the fuel 64 present in the mixture is reformed to the desired product containing hydrogen (^) and carbon monomoxide (CO).

15 Een op vanadium en nikkel gebaseerde kataly- sator wordt gebruikt als typische katalysator voor de inrichting, waarbij de katalysator typisch wordt geconstrueerd in een buisvormige configuratie met een binnendiameter in de reeks van 5-6 mm en een buitendiameter van 16 mm en 20 een hoogte van 19 mm. Het gereformeerde gas wordt onttrokken aan de inrichting via reformeruitlaatbuisverzaroelaars 70 en een produktafvoerleiding 77, zodat het gebruik kon worden als een ruw materiaal voor een brandstofcel, energieopwekking of dergelijke.A vanadium and nickel based catalyst is used as a typical catalyst for the device, the catalyst typically being constructed in a tubular configuration with an inner diameter in the range of 5-6 mm and an outer diameter of 16 mm and a height of 19 mm. The reformed gas is withdrawn from the device through reformer exhaust tube collector 70 and a product discharge line 77 so that it could be used as a raw material for a fuel cell, power generation or the like.

25 In de tekening heeft het verwijzingscijfer 72 betrekking op een luchtverwarmer die is aangebracht in het bovenste einddeel van de inrichting. Luchtstroomt door deze luchtverwarmer 72 via een verbrandings lucht af lerver-leiding 71, terwijl het nog steeds een lage -tenqperatuur 30 heeft, en de aldus verwarmde verbrandingslucht wordt afgeleverd aan een eerste brandstof en luchtmenger 78 via een hete luchtafvoerleiding 73 en een hete luchttoevoerleiding 74.In the drawing, reference numeral 72 refers to an air heater mounted in the upper end portion of the device. Air flows through this air heater 72 via a combustion air delivery pipe 71, while it still has a low temperature 30, and the combustion air thus heated is delivered to a first fuel and air mixer 78 via a hot air exhaust pipe 73 and a hot air supply pipe 74 .

Anderzijds wordt afgas afkomstig uit een 35 elektriciteitscentrale op adequate wijze gemengd met brandstof (CH4) met een voorafbepaalde mixsnelheid en het mengsel van afgas en brandstof wordt gebracht in een menger 78 via een brandstoftoevoerleiding 59 waarin het wordt gemengd 8302824 -18- met verbrandingslucht dat komt uit de luchtverhitter 72.On the other hand, waste gas from a power plant is adequately mixed with fuel (CH4) at a predetermined mixing speed and the mixture of waste gas and fuel is introduced into a mixer 78 through a fuel feed line 59 into which it is mixed with combustion air coming from the fan heater 72.

Het mengsel van brandstof en lucht wordt afgeleverd aan de branders 60 waardoor het daarin wordt verbrand.The fuel and air mixture is delivered to the burners 60 thereby burning it therein.

Warmte die gegenereerd wordt door verbran-5 ding van het mengsel met behulp van de branders 60 wordt gebruikt voor het verhitten van het medium voor het verhitten van de reformers 69 in aanwezigheid van een gefluidiseerd materiaal (bijvoorbeeld zand of dergelijk materiaal) voor het reformeren van het mengsel van brandstof en stoom en 10 bovendien wordt het ook gebruikt als verwarmingsmedium voor het opwekken van stoom. Omdat het verbrandingsgas nog steeds warm gehouden wordt, gewoonlijk bij een temperatuur hoger dan 800°C zelfs nadat warmte is teruggewonnen in de reformers 69 in het gefluidiseerde bed, wordt het opnieuw gebruikt 15 als verwarmingspomp voor het verwarmen van de verwarmer 66 voor het mengsel van brandstof en stoom, de stoomoververhit-ter 63 en de verbrandingsluchtverwarmer 72 en wordt vervolgens afgelaten uit het reformsysteem. In de tekening heeft het verwijzingscijfer 75 betrekking op een vloer, 20 waarop het gefluidiseerde materiaal wordt gedragen.Heat generated by combustion of the mixture using the burners 60 is used to heat the medium for heating the reformers 69 in the presence of a fluidized material (eg sand or the like) for reforming the mixture of fuel and steam and, moreover, it is also used as a heating medium for generating steam. Since the combustion gas is still kept warm, usually at a temperature above 800 ° C even after heat has been recovered in the reformers 69 in the fluidized bed, it is reused as a heating pump to heat the heater 66 for the mixture of fuel and steam, the steam superheater 63 and the combustion air heater 72 and is then vented from the reforming system. In the drawing, reference numeral 75 refers to a floor 20 on which the fluidized material is supported.

Karakteristieke kenmerken van de brandstof-reformer zoals geconstrueerd op de hierboven beschreven wijze, kunnen hieronder worden gegeven.Characteristic features of the fuel reformer as constructed in the manner described above can be given below.

(1) Zand of een dergelijk niet verbrandbaar 25 materiaal wordt gebruikt als fliüidiserend materiaal en daardoor zijn er meer vrijheidsgraden aanwezig voor het selecteren van een bepaalde soort brandstof voor het verwarmen van de reformers. Indien het fluidiserende materiaal brandbaar is, kunnen slechts kleine hoeveelheden brandstof * 30 toegevoerd worden als additionele brandstof en is het soort fluidiserend materiaal beperkt tot slechts vaste brandstof, zoals steenkool of dergelijke. Echter in de inrichting volgens de uitvinding wordt niet verbrandbaar fluidiserend materiaal gebruikt en daardoor kan zijn soort, korrelgrootte 35 en dergelijke selectief bepaald worden afhankelijk van de vereisten.(1) Sand or the like non-combustible material is used as a fluidizing material and therefore more degrees of freedom are available for selecting a particular type of fuel for heating the reformers. If the fluidizing material is flammable, only small amounts of fuel * 30 can be supplied as additional fuel and the type of fluidizing material is limited to only solid fuel, such as coal or the like. However, in the device according to the invention non-combustible fluidizing material is used and therefore its type, grain size and the like can be selectively determined depending on the requirements.

(2) Zoals getoond in de figuren 9 en 10, zijn een aantal pijpbranders 60 aangebracht in het gefluidi- 8302824 -19- seerde bed dat een aantal reformers 19 omvat (de positie die is gelegen in de nabijheid van de vloer) en als gevolg van deze wijze van uitvoering worden de volgende voordelige kenmerken bereikt.(2) As shown in Figs. 9 and 10, a number of pipe burners 60 are arranged in the fluidized bed comprising a number of reformers 19 (the position located in proximity to the floor) and as a result The following advantageous features of this mode of implementation are achieved.

5 (i) Het fluidiserende materiaal wordt uniform verwarmd.(I) The fluidizing material is heated uniformly.

(ii) Een aantal branders met een kleine capaciteit kunnen op gelijke afstand van elkaar worden aangebracht binnen het gefluidiseerde bed met een minimaal vereiste ruimte daarvoor waarbij uniforme verwarming wordt 10 bereikt.(ii) A number of small capacity burners may be equidistant within the fluidized bed with a minimum space required therefor achieving uniform heating.

(iii) Zoals getoond in fig. 11A is de pijpbrander 60 uitgevoerd op een wijze van een voorafgaand gemixte brander, waarin het mengsel van brandstof F en verbrandingslucht A bereid in een brandstofpijp in een mixer 15 wordt gebruikt als materiaal dat daarin wordt ver brand. Het gebruik van een aantal pijpbranders 60 voor het gefluidiseerde bed heeft als resultaat dat het niet nodig is om gebruik te maken van een geperforeerde plaat P (gewoonlijk aangebracht bij de bodem 20 van een gefluidiseerd bed) die dient ook als een distr&butieplaat, waarbij de geperforeerde plaat P lucht A toestaat bovenwaarts te stromen totin het gefluidiseerde bed, zoals getoond in fig. 11B.(iii) As shown in Fig. 11A, the pipe burner 60 is configured in a pre-mixed burner manner, in which the mixture of fuel F and combustion air A prepared in a fuel pipe in a mixer 15 is used as the material to be burned therein. The use of a plurality of fluidized bed pipe burners 60 results in the need not to use a perforated plate P (usually arranged at the bottom 20 of a fluidized bed) which also serves as a distribution plate, with the perforated plate P allows air A to flow upward into the fluidized bed, as shown in Fig. 11B.

(iv) Omdat de pijpbranders zijn aangebracht boven de 25 vloerplaat op een plaats die. verwijderd is van deze laatste, wordt verzekerd dat de vloerplaat veilig beschermd is.(iv) Because the pipe burners are mounted above the floor slab in a location that. away from the latter, it is ensured that the floorboard is safely protected.

De uitvinding is hierboven beschreven met betrekking tot een brandstofreformer en hij moet niet slechts 30 tot dit beperkt worden, maar kan gebruikt worden bij een warmtewisselaar met een gefluidiseerd bed of een dergelijke inrichting.The invention has been described above with respect to a fuel reformer and it is not only to be limited to this, but may be used with a fluidized bed heat exchanger or the like.

Vervolgens kunnen de vijfde en zesde uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding hieronder beschreven 35 worden.Next, the fifth and sixth embodiments of the present invention can be described below.

De vijfde uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat uit het feit, dat een aantal met katalysator gevulde buizen worden verwarmd tot een verhoogde temperatuur met 8302824The fifth embodiment of the invention consists in the fact that a number of catalyst filled tubes are heated to an elevated temperature with 8302824

II

-20- een gefluidiseerd bed, terwijl de maximale werktemperatuur van de verhittingsbron wordt gehouden beneden een voorafbepaalde hoogte met een uniforme temperatuurverdeling verkregen over het gefluidiseerde'bed, waarbij de met katalysa-5 tor gevulde buizen uitgevoerd zijn als een dubbelwandige buis, zodat het terugwinnen van warmte effectief uitgevoerd kan worden, en een warmtewisselaar die buiten het brandstof-reformsysteem is geplaatst kan worden geconstrueerd met minimale afmetingen en een thermische efficiency van het 10 systeem die aanzienlijk is verbeterd.A fluidized bed, while the maximum operating temperature of the heating source is maintained below a predetermined height with a uniform temperature distribution obtained over the fluidized bed, the catalyst-filled tubes being in the form of a double-walled tube, so that the recovery of heat can be effectively carried out, and a heat exchanger placed outside the fuel reforming system can be constructed with minimal dimensions and a thermal efficiency of the system which has been significantly improved.

Anderzijds bestaat het vijfde uitvoerings-voorbeeld van de uitvinding uit een aantal met katalysator gevulde buizen die verwarmd worden tot een verhoogde temperatuur binnen een gefluidiseerd bed dat wordt gevormd in een 15 onder druk staande situatie, terwijl de maximale werktemperatuur van de verwarmingsbron beneden een voorafbepaalde hoogte wordt gehouden met een uniforme temperatuursverdeling die is verkregen over het gefluidiseerde bed, waarbij de met katalysator gevulde buizen zijn opgebouwd in de vorm van 20 een dubbelwandige buis teneinde te verzekeren, dat de warmte-terugwinning effectief wordt uitgevoerd, zodat de gehele inrichting met kleinere afmetingen kan worden geconstrueerd, als gevolg van de opbouw, waarbij elk van de met katalysator gevulde buizen is ontworpen met een dunne wanddikte teneinde 25 de thermische belasting te verminderen en een laag gewicht te verkrijgen en tegen een lage kostprijs te vervaardigen, waarbij het transport van de inrichting die bestaat uit een aantal modules kan worden uitgevoerd met behulp van een oplegger of een dergelijk voertuig, en dat voor het benutten 30 van de restwarmte die aanwezig is in het afgas meer effectief wordt, nadat dit het gefluidiseerde bed heeft verlaten, wordt gebruikt als verwarmingsmedium van een gasturbine die is geplaatst op een positie die buiten de brandstof-reformer is gelegen, waarbij de gasturbine wordt aangedreven 35 door het afgas dat uit de inrichting komt.On the other hand, the fifth embodiment of the invention consists of a number of catalyst-filled tubes heated to an elevated temperature within a fluidized bed which is formed in a pressurized situation, while the maximum operating temperature of the heating source is below a predetermined height is maintained with a uniform temperature distribution obtained over the fluidized bed, with the catalyst-filled tubes constructed in the form of a double-walled tube to ensure that the heat recovery is performed effectively so that the entire smaller sized device can be constructed, as a result of the construction, wherein each of the catalyst filled tubes is designed with a thin wall thickness in order to reduce the thermal load and to obtain a low weight and to be manufactured at a low cost, whereby the transport of the establishment consisting of ee n number of modules can be carried out using a trailer or similar vehicle, and which becomes more effective for utilizing the residual heat present in the waste gas after it has left the fluidized bed, is used as heating medium of a gas turbine placed at a position outside the fuel reformer, the gas turbine being driven by the off-gas exiting the device.

De fig. 12A en 12B tonen schematisch een brandstofreformer volgens het vijfde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding. In de tekening heeft het verwijzings- 8302824 -21- cijfer 81 betrekking op een gefluidiseerd bed dat is opgebouwd met fluidiserend conformig materiaal, zoals zand, aluminium of dergelijke, waarvan de korrelgrootte in hoofdzaak in de reeks van 40-200 micron ligt). Het verwijzings-5 cijfer 82 heeft betrekking op een buitenbuis die een dubbele wand vormt van de met katalysator gevulde buis en het verwijzingscijfer 83 heeft betrekking op een huis voor de inrichting.Figures 12A and 12B schematically show a fuel reformer according to the fifth embodiment of the invention. In the drawing, reference 8302824-21 number 81 refers to a fluidized bed constructed with fluidizing conforming material, such as sand, aluminum or the like, the grain size of which is mainly in the range of 40-200 microns). Reference numeral 82 refers to an outer tube that forms a double wall of the catalyst-filled tube, and reference numeral 83 refers to a housing for the device.

Het verwijzingscijfer 84 heeft betrekking 10 op een vrije ruimte die is gelegen boven het gefluidiseerde bed en het verwijzingscijfer 85 heeft betrekking op een verbrandingsgasuitlaatleiding. Het verwijzingscijfer 86 heeft betrekking op een luchtkamer voor verbrandingslucht A die moet worden toegevoegd aan het gefluidiseerde bed, het ver-15 wijzingscijfer 87 heeft betrekking op een gaskamer voor het gas dat wordt toegevoerd aan de met katalysator gevulde buis, het verwijzingscijfer 88 heeft betrekking op een binnenbuis die de dubbele wand van de met katalysator gevulde buis, het verwijzingscijfer 89 heeft betrekking op een 20 uitlaatbuis van het gereformeerde gas en het verwijzingsci jfer 90 heeft betrekking op een gereformeerd gasuitlaat-verdeelstuk. Verder heeft het verwijzingscijfer 91 betrekking op een gereformeerd gasuitlaatleiding en het verwijzingsci jfer 92 heeft betrekking op een aantal branders die aan-25 gebracht zijn op een onderlinge afstand in het gefluidiseerde bed, waarbij de branders 92 de vorm hebben van een pijp-brander.Reference numeral 84 refers to a free space located above the fluidized bed, and reference numeral 85 refers to a flue gas exhaust pipe. Reference numeral 86 refers to a combustion air air chamber A to be added to the fluidized bed, reference numeral 87 refers to a gas chamber for the gas supplied to the catalyst-filled tube, reference numeral 88 refers to an inner tube representing the double wall of the catalyst-filled tube, reference 89 refers to a reformed gas outlet tube, and reference 90 refers to a reformed gas outlet manifold. Furthermore, reference numeral 91 refers to a reformed gas outlet conduit and reference numeral 92 refers to a number of burners spaced in the fluidized bed, the burners 92 being in the form of a pipe burner.

De fig. 13A tot C tonen de gedetaileerde structuur van de dubbele wand van de met katalysator gevulde 30 buis, waarbij fig. 13A een aanzicht van de vertikale doorsnede van de met katalysator gevulde buis, fig. 13B een dwarsdoorsnede volgens de lijn C-C uit fig. 13A en 13C is een andere dwarsdoorsnede volgens de lijn D-D uit fig. 13A.FIGS. 13A to C show the detailed structure of the double wall of the catalyst-filled tube, FIG. 13A is a vertical sectional view of the catalyst-filled tube, FIG. 13B is a cross-sectional view along line CC of FIG. 13A and 13C is another cross-section taken on the line DD of Fig. 13A.

In de tekeningen heeft het verwijzingscijfer 82 betrekking 35 op een buitenbuis die de buitenwand van de met katalysator gevulde buis vormt, en het verwijzingscijfer 88 heeft betrekking op een binnenbuis die deze eveneens vormt, zodat de katalysator 93 is opgenomen binnen een ringvormige ruimte 8302824 -22- die wordt bepaald door zowel de binnen als buitenbuis 82 en 88. De op vanadium-nikkel gebaseerde katalysator wordt bij voorkeur gebruikt als de typische katalysator, waarvan de configuratie gewoonlijk de vorm hééft van een buis met 5 een binnendiameter in de reeks van 5-6 mm en een buitendiameter van 16 mm en een hoogte van 19 mm. Het verwijzings-cijfer 94 heeft betrekking op een katalysator dragende, poreuze plaat of een zeefplaat die is aangebracht op de binnenbuis en het verwijzingscijfer 95 heeft betrekking op 10 een geleide schot dat is aangebracht aan het boveneinddeel van de dubbelwandige buis en het verwijzingscijfer 96 heeft betrekking op een zich helisch uitstrekkende strook die is opgenomen binnen de binnenbuis teneinde de warmteoverdracht te bevorderen. Het verwijzingscijfer 97 heeft betrekking op 15 een draagplaat, waarop de buitenbuis stevig is bevestigd in vertikale richting en het verwijzingscijfer 98 heeft betrekking op een andere draagplaat waarop de binnenbuis stevig bevestigd is in dezelfde richting als die van de buitenbuis.In the drawings, numeral 82 refers to an outer tube that forms the outer wall of the catalyst-filled tube, and reference numeral 88 refers to an inner tube that also forms it, so that the catalyst 93 is contained within an annular space 8302824-22 - which is defined by both inner and outer tubes 82 and 88. The vanadium-nickel based catalyst is preferably used as the typical catalyst, the configuration of which usually takes the form of a tube with an inner diameter in the range of 5- 6 mm and an outside diameter of 16 mm and a height of 19 mm. The reference numeral 94 refers to a catalyst-bearing, porous plate or a sieve plate mounted on the inner tube and the reference numeral 95 refers to a guide baffle mounted to the upper end portion of the double-walled tube and the reference numeral 96 refers to on a helically extending strip received within the inner tube to promote heat transfer. Reference numeral 97 refers to a support plate to which the outer tube is firmly attached in the vertical direction and reference numeral 98 refers to another support plate to which the inner tube is firmly attached in the same direction as that of the outer tube.

20 Volgens zal de werking en de karakteristieke kenmerken van de brandstofreformer zoals geconstrueerd in op de hierboven beschreven wijze hieronder worden beschreven.Accordingly, the operation and characteristics of the fuel reformer as constructed in the manner described above will be described below.

Onder verwijzing opnieuw naar fig. 12, wordt lucht A die wordt toegevoerd aan de verbrandingslucht-25 kamer 86 verbrand met brandstof die uit de branders 92 wordt geblazen en produceert dus verbrandingsgas dat bovenwaarts stoomt in een vorm van een stijgende stroom terwijl een gefluidiseerd bed 81 wordt gevormd binnen het huis 83, zodat de gegenereerde warmte effektief wordt overgedragen 30 aan een aantal met katalysator gevulde buizen 82 met een konstante temperatuur die verdeeld wordt over het gefluidi-seerde bed 81. Zoals duidelijk blijkt uit de tekening, is de opbouw zodanig, dat het gefluidiseerde bed 81 wordt gevormd beneden een vlak dat is gelegen in de onmiddellijke 35 nabijheid van het boveneinde van de met katalysator gevulde buizen 82, waarbij een dwarsdoorsnedeoppervlak plotseling vergroot wordt binnen de holle ruimte 84 die is aangehracht boven het gefluidiseerde bed,.81, waardoor de gassnelheid 3302824 -23- plotseling daarin gereduceerd wordt. Met als resultaat dat het optreden van een zogenaamde overdrachtsfenomeen kan worden geminimaliseerd, welk overdrachtsfenomeen op een zodanig onjuist funktioneren betrekking heeft, waar-5 bij het fluidiserend materiaal verwijderd wordt samen met de stijgende stroom. Dit betekent dat additionele toevoer van fluidiserend materiaal kan worden verminderd. Een aantal pijpbranders 92 is aangebracht in het onderste deel van het gefluidiseerde bed 81 zodat het mogelijk is deze laatste 10 binnen een korte tijdsperiode te laten werken met een minimaal temperatuursverschil dat zich verdeeld over het gefluidiseerde bed. Het verwijzingscijfer heeft betrekking op een verbrandingsgas.Referring again to Fig. 12, air A supplied to the combustion air chamber 86 is burned with fuel blown from the burners 92 and thus produces combustion gas that flows upward in a form of an ascending flow while a fluidized bed 81 is formed within the housing 83 so that the generated heat is effectively transferred to a number of catalyst-filled tubes 82 with a constant temperature which is distributed over the fluidized bed 81. As is clear from the drawing, the construction is such, that the fluidized bed 81 is formed below a plane located in the immediate vicinity of the upper end of the catalyst-filled tubes 82, a cross-sectional area suddenly enlarged within the cavity 84 provided above the fluidized bed, 81 whereby the gas velocity 3302824 -23- is suddenly reduced therein. As a result, the occurrence of a so-called transfer phenomenon can be minimized, which transfer phenomenon relates to such incorrect functioning, wherein the fluidizing material is removed together with the rising current. This means that additional supply of fluidizing material can be reduced. A number of pipe burners 92 are arranged in the lower part of the fluidized bed 81 so that it is possible to operate the latter 10 within a short period of time with a minimum temperature difference distributed over the fluidized bed. The reference number refers to a combustion gas.

Fig. 13A-13C tonen meer in detail de binnen-15 structuur van de dubbelwandige, met katalysator gevulde buis, waarin een ringvormige ruimte wordt bepaald tussen de buitenhuis 82 en de binnenbuis 88 en welke is gevuld met katalysator 93 en ruw materiaal gas dat gereformeerd moet worden, wordt gedwongen bovenwaarts te stromen via de gasinlaatpijp 20 in de vorm van een stijgende stroom. Terwijl het ruwe materiaalgas omhoog stroomt door de laag van katalysator, wordt warmte overgedragen door de buitenbuis 88 uit de gefluidiseerde laag 81, zodat de laag katalysator wordt gehouden op een verhoogde temperatuur die nodig is voor het 25 laten plaatsvinden van een reformreaktie. Indien een gefluidiseerde laag wordt gebruikt in de inrichting, is het te verwachten, dat de warmteoverdrachtscoefficient ligt in de reeks van 200 tot 250 kcal/m n °C hetgeen betekent, dat de lengte die vereist is voor de warmtegeleiding aanmerkelijk 30 kan worden verminderd.Fig. 13A-13C show in more detail the inner structure of the double-walled catalyst-filled tube, in which an annular space is defined between the outer tube 82 and the inner tube 88 and which is filled with catalyst 93 and raw material gas to be reformed , is forced to flow upwardly through the gas inlet pipe 20 in the form of an upward flow. As the raw material gas flows up through the catalyst layer, heat is transferred through the outer tube 88 from the fluidized layer 81, so that the catalyst layer is maintained at an elevated temperature necessary for a reforming reaction to take place. If a fluidized layer is used in the device, it is expected that the heat transfer coefficient is in the range of 200 to 250 kcal / m n ° C, which means that the length required for the heat conduction can be significantly reduced.

Indien van koolwaterstof afkomstig verbrandingsgas wordt geleid door de laag katalysator, wordt het gereformeerd tot gas dat waterstof en koolmonoxide als belangrijkste componenten bevat, totdat he^e£opeinde van 35 de dubbelwandige, met katalysator gevulde bereikt. Het zal duidelijk zijn uit fig. 13C, dat een aantal geleide schotten 95 gebrugd zijn aangebracht tussen de binnenwand van de buitenbuis en het boveneinde van de binnenbuis in een 8302824 - “24- radiale richting, zodat waterstofrijk gas dat bovenwaarts stroomt door de ringvormige ruimte die met katalysator is gevuld, geleidelijk over 180° van stromingsrichting wordt veranderd voor het betreden van de binnenbuis. Voor het ver-5 zekeren dat het warmtegeleidingseffekt wordt gemaximaliseerd door middel van herhaaldelijke botsingen en het veranderen van de richting van de gasstroora kunnen een aantal stroken (niet getoond) vast bevestigd zijn aan de binnenwand van de buitenbuis en/of de buitenwand van de binnenbuis, zoals 10 het warmtegeleidend oppervlak aanzienlijk wordt vergroot.If hydrocarbon-fueled combustion gas is passed through the catalyst layer, it is reformed into gas containing hydrogen and carbon monoxide as major components until it reaches the end of the double-walled, catalyst-filled. It will be apparent from Fig. 13C that a number of guided baffles 95 are bridged between the inner wall of the outer tube and the top end of the inner tube in an 8302824 - 24 radial direction so that hydrogen-rich gas flows upward through the annular space which is filled with catalyst, gradually changes the flow direction through 180 ° before entering the inner tube. To ensure that the heat conduction effect is maximized by repeated collisions and changing the direction of the gas stream, a number of strips (not shown) may be fixedly attached to the inner wall of the outer tube and / or the outer wall of the inner tube such as the heat-conducting surface area is greatly increased.

Na het voltooien van het reformeren tot waterstofrijk reaktiegas G£ stroomt het benedenwaarts door het inwendige van de binnenbuis 88 in de vorm van een neergaande stroom. Met het oog op het feit dat waters tof rijk 15 gas een warmtegeleidingscoefficient heeft die hoger is dan het van koolwaterstof afkomstige gas is een warmtegeleiding bevorderende strook 96 die- gemaakt is van; heet bestendig metallisch materiaal, zoals SUS 304 overeenkomstig JXS of dergelijke, aangebracht in de binnenbuis, teneinde het 20 voordelige kenmerk van waterstofrijk gas te maximaliseren, waarbij het warmtegeleidend oppervlak wordt verhoogd als ook een verhoging van de warmtegeleidingssnelheid wordt verkregen. Het verwijzingscijfer 94 heeft betrekking op een katalysator dragende plaat in de vorm van geperforeerde 25 plaat met een aantal kleine gaten of een zeefplaat.· Nadat -de katalysator een aantal jaren is gebruikt, verslechtert hij geleidelijk en neigt hij tot breuk en poedervorming. Gebroken of gepulverde katalysator valt naar beneden op de bodem van de dubbelwandige, met katalysator gevulde buizen 30 en verzamelt zich daarop en bestaat er de angst dat .After completing the reforming to hydrogen-rich reaction gas G £, it flows downward through the interior of the inner tube 88 in the form of a downflow. In view of the fact that hydrogen rich gas has a heat conduction coefficient higher than the hydrocarbon gas, a heat conduction promoting strip 96 is made of; hot-resistant metallic material, such as SUS 304 according to JXS or the like, applied in the inner tube, in order to maximize the advantageous characteristic of hydrogen-rich gas, increasing the heat conducting surface area as well as increasing the heat conduction rate. Reference numeral 94 refers to a catalyst support plate in the form of perforated plate with a number of small holes or a sieve plate. After the catalyst has been used for several years, it gradually deteriorates and tends to fracture and powder. Broken or pulverized catalyst falls down to the bottom of the double-walled catalyst-filled tubes 30 and collects thereon and fears that.

moeilijkheden ontstaan, als gevolg van het verhinderen van het geleidelijk stromen van het gereformeerde gas, het onderbreken van het stromen daarvan of dergelijke. De opbouw van de katalysator dragende, poreuze plaat verdedigt 35 echter het optreden van hierboven beschreven moeilijkheden. Wanneer de katalysatorlagen worden geïnspecteerd of vervangen door nieuwe, wordt de binnenbuisdraagplaat 98 eerst losgekoppeld en vervolgens wordt de binnenhuis 88 verwijderd 8302824 -25- door deze naar beneden te trekken.difficulties arise as a result of preventing the gradual flow of the reformed gas, interrupting the flow thereof or the like. However, the build-up of the catalyst-bearing porous plate defends the occurrence of the difficulties described above. When the catalyst layers are inspected or replaced with new ones, the inner tube support plate 98 is first disconnected and then the inner tube 88 is removed by pulling it down.

Fig. 14 Is een diagram dat toont hoe de temperatuur verdeeld is over de dubbelwandige met katalysator gevulde buizen, waarbij de temperatuur A in het gefluidiseerde 5 bed, en de temperatuur B in de stijgende stroom en de temperatuur C in dalende stroom worden weergegeven als funktie van de plaats in de met katalysator gevulde buis.Fig. 14 Is a diagram showing how the temperature is distributed over the double-walled catalyst-filled tubes, showing the temperature A in the fluidized bed, and the temperature B in the rising stream and the temperature C in falling stream as a function of the place in the catalyst-filled tube.

Zoals uit het diagram blijkt, heeft het reaktiegas een temperatuur van 850° en het boveneinddeel van de met kataly-10 sator gevulde buis, zodat een tenperatuur van 700° heeft bij de uitlaat en dit betekent, dat de met katalysator gevulde buis funktioneert als een effektieve warmtegeleider voor het voorverwarmen van het inkomende fluidum terwijl tegelijkertijd deze laatste reformeert.As can be seen from the diagram, the reaction gas has a temperature of 850 ° and the top end of the catalyst-filled tube, so that it has a temperature of 700 ° at the outlet and this means that the catalyst-filled tube functions as a effective heat conductor for preheating the incoming fluid while simultaneously reforming the latter.

15 Zoals hierboven beschreven, is elke dubbel wandige, met katalysator gevulde buis op een zodanige'wijze aangebracht dat het ondereinddeel vast bevestigd is, terwijl het boveneinddeel vrijgelaten wordt.Subsidiair kan de opbouw worden omgekeerd over 180°, dat wil zeggen dat elke 20 met katalysator gevulde buis van bovenaf neerhangt en het ondereinde daarvan wordt vrijgelaten.As described above, each double-walled, catalyst-filled tube is arranged in such a way that the bottom end portion is fixed while leaving the top end portion. Alternatively, the build-up can be reversed by 180 °, i.e. catalyst-filled tube hangs from above and the lower end thereof is left free.

Het gefluidiseerde bed kan ofwel onder een normale druk ofwel onder een bepaalde overdruk atmosfeer worden bedreven.The fluidized bed can be operated either under normal pressure or under a certain positive pressure atmosphere.

25 Verder zal het duidelijk zijn, dat de huidige25 Furthermore, it will be clear that the present

Uitvinding niet beperkt moet worden tot slechts een brandstof re former met dat zij ook toegepast kan worden bij een gefluidiseerd bed van een warmteuitwisselaar of een dergelijke inrichting. Tenslotte zal een brandstof-reformer overeen-30 komstig het zesde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar fig. 15.The invention is not to be limited to just a fuel reformer in that it can also be used in a fluidized bed of a heat exchanger or the like. Finally, a fuel reformer according to the sixth embodiment of the invention will be described with reference to Fig. 15.

In de tekening heeft het verwijzingscijfer 121 betrekking op een huis van de brandstofreformer, het. verwijzingscijfer 122 heeft betrekking op het gefluidiseerd 35 bed, het verwijzingscijfer 123 heeft betrekking op een lege ruimte die is gelegen boven het gefluidiseerde bed 122, het verwijzingscijfer 124 heeft betrekking op een buitenbuis die een dubbelwandige met katalysator gevulde buis vormt, 8302824 -26- en het verwijzingscijfer 125 heeft betrekking op een binnenhuis die deze zelfde vormt. Verder heeft, het verwijzings-cijfer 126 betrekking op een verbrandingsgasuitlaatleiding, het verwijzingscijfer 127 heeft betrekking op een gasturbine, 5 het verwijzingscijfer 128 heeft betrekking op een gasturbine-afgasleiding, het verwijzingscijfer 129 heeft betrekking op een afgaswarmteterugwinverwarmer en het verwi jzingsci jfer 130 heeft betrekking op een schoorsteen.In the drawing, reference numeral 121 refers to a housing of the fuel reformer, the. reference 122 refers to the fluidized bed, reference 123 refers to an empty space above the fluidized bed 122, reference 124 refers to an outer tube forming a double-walled catalyst-filled tube, 8302824-26- and reference numeral 125 refers to an inner tube that forms the same. Furthermore, the reference numeral 126 refers to a flue gas exhaust pipe, the reference numeral 127 refers to a gas turbine, 5 the reference numeral 128 refers to a gas turbine exhaust gas pipe, the reference numeral 129 refers to a waste gas heat recovery heater and the reference numeral 130 refers to on a chimney.

Het verwijzingscijfer 131 heeft betrekking 10 op een toevoerleiding voor het toevoeren van brandstof op basis van koolwaterstoffen, het verwi jzingsci jfer 132 heeft betrekking op een brandstofbuis voor de branders en het verwijzingscijfer 132' heeft betrekking op een aantal branders die de vorm hebben van pijpmondstukken. Het ver-15 wijzingscijfer 133 heeft betrekking op een toevoerleiding van ruw materiaalgas dat moet worden gereformeerd, het verwijzingscijfer 134 heeft betrekking op een ruw materiaal-gas-stoommenger en het verwijzingscijfer 138 heeft betrekking op een toevoerleiding van het gasmengsel dat bestaat uit 20 ruw materiaalgas en stoom. Het verwi jzingsci jfer 135 heeft betrekking op een watertoevoerleiding voor de verwarmer, het verwijzingscijfer 136 heeft betrekking op een watertoe-voerporap voor deze zelfde en het verwijzingscijfer 137 heeft betrekking op een stoomleiding voor de te reformeren 25 brandstof. Het verwijzingscijfer 139 heeft betrekking op een reaktieproduktgasleiding, het verwijzingscijfer 140 heeft betrekking op een warmtewisselaar, het verwijzingscijfer 141 heeft betrekking op een CO shiftomzettertoevoerleiding en het verwijzingscijfer 124 heeft betrekking op de CO shift-30 omzetter. Verder heeft het verwijzingscijfer 134 betrekking op een compressor voor de verbrandingslucht A, het verwijzingscijfer 144 heeft betrekking op een verbrandingslucht-leiding, het verwijzingscijfer 145 heeft betrekking op een verbrandingsluchtkamer en het verwijzingscijfer 146 heeft 35 betrekking op een elektriciteitscentrale.Reference 131 refers to a feed pipe for supplying hydrocarbon-based fuel, reference 132 refers to a fuel tube for the burners, and reference 132 'refers to a number of burners which are in the form of pipe nozzles. Reference 133 refers to a raw material gas feed pipe to be reformed, reference 134 refers to a raw material gas steam mixer, and reference 138 refers to a gas mixture feed pipe consisting of raw material gas and steam. Reference numeral 135 refers to a water supply line for the heater, reference numeral 136 refers to a water supply line for the same, and reference numeral 137 refers to a steam line for the fuel to be reformed. Reference 139 refers to a reaction product gas line, reference 140 refers to a heat exchanger, reference 141 refers to a CO shift converter feed line, and reference 124 refers to the CO shift-30 converter. Further, reference numeral 134 refers to a combustion air compressor A, reference numeral 144 refers to a combustion air line, reference number 145 refers to a combustion air chamber, and reference number 146 refers to a power plant.

Vervolgens zal de werking van de brandstof-reformer zoals opgebouwd op de hierboven beschreven wijze, hieronder worden beschreven.Next, the operation of the fuel reformer as constructed in the manner described above will be described below.

8302824 -27-8302824 -27-

Brands tof die is gemengd roet onder druk staande lucht komt via de pijp 144 tot verbranding roet behulp van de branders 132', zodat een gefluidiseerder verwarmd bed 122 wordt gevormd in een onder druk staande 5 toestand, waardoor het fluidiserende materiaal tot fluidisa-tie wordt gebracht. Het aldus opgebouwde gefluidiseerde bed 122 verwarmd een aantal dubbelwandige, met katalysator gevulde buizen die gevormd worden door zowel een buitenste alsoeern binnenste buis 124,125, dat een uniforme, voorafbe-10 paalde temperatuur, waarbij het gasmengsel van ruw roateriaal-gas en stoom toegevoerd wordt via een leiding 138, die wordt gereformeerd terwijl hij geleid wordt door de laag van katalysator die is aangebracht binnen de dubbelwandige buizen, totdat het gereformeerde gas dat waterstof en kooldioxide 15 bevat als belangrijkste componenten is geproduceerd. Na het voltooien van de reformreaktie wordt het produktgas uit het reformsysteem verwijderd via de leiding 139. Het reaktiegas betreedt een warmtewisselaar 140, waarin het wordt afgekoeld tot een voorafbepaalde temperatuur door middel van een warmte-20 uitwisseling en wordt daarna af geleverd aan een CO shift-omzetter 142 met kooldioxide wordt gereformeerd tot waterstof overeenkomstig de chemische formule (CO + H20 —^ C02 + H2) zodat waterstofrijk gas H wordt verkregen.Fire that is mixed carbon black under pressure air comes through the pipe 144 to burn carbon black using the burners 132 ', so that a fluidized heated bed 122 is formed in a pressurized state, causing the fluidizing material to fluidize brought. The fluidized bed 122 thus constructed heats a number of double-walled, catalyst-filled tubes formed by both an outer and inner tube 124,125, which has a uniform, predetermined temperature, the gas mixture of raw material gas and steam being supplied via a conduit 138, which is reformed as it passes through the layer of catalyst disposed within the double-walled tubes, until the reformed gas containing hydrogen and carbon dioxide as major components is produced. After completion of the reforming reaction, the product gas is removed from the reforming system via line 139. The reaction gas enters a heat exchanger 140, in which it is cooled to a predetermined temperature by means of a heat exchange and is then delivered to a CO shift carbon dioxide converter 142 is reformed to hydrogen according to the chemical formula (CO + H 2 O - CO 2 + H 2) to yield hydrogen-rich gas H.

Het afgas dat geproduceerd wordt tijdens de 25 verbranding in het gefluidiseerde bed betreedt de 'gasturbine 127 via de holle ruimte 123 die gelegen is boven het gefluidiseerde bed en de verbrandingsgasleiding 126. De gasturbine 127 is werkzaam verbonden met de compressor 134 en de elektriciteitscentrale 146, zodat verbrandingslucht wordt 30 gecomprimeerd tot de gewenste druk en het vervolgens wordt afgeleverd aan het gefluidiseerde bed via de verbrandings-luchtleiding 124 en de verbrandingsluchtkamer 145.The waste gas produced during combustion in the fluidized bed enters the gas turbine 127 through the cavity 123 located above the fluidized bed and the combustion gas pipe 126. The gas turbine 127 is operatively connected to the compressor 134 and the power plant 146, so that combustion air is compressed to the desired pressure and then delivered to the fluidized bed through combustion air conduit 124 and combustion air chamber 145.

Naast het laten werken van de' compressor 134 wordt extra energie verbruikt voor het laten draaien van de 35 elektriciteitscentrale 146, zodat het daar wordt omgezet in elektriciteit. Na het verlaten van de gasturbine stroomt het afgas in de afgaswarrateterugwinverwarmer 129, waarin een warmteuitwisseling wordt teweeggebracht voor het terugwinnen 8302824 ! -28- van restwarmte en daarna wordt het afgelaten in de buitenatmosfeer via de schoorsteen 130. Water voor de afgaswarmte-terugwinverwarmer 129 wordt toegevoerd via de waterpomp 136, zodat het wordt verdampt in deze eerste en de aldus gegene-5 reerde stoom wordt gemengd met brandstof in de ruw materiaal-gas-stoommenger 134.In addition to running the compressor 134, additional energy is consumed to run the power plant 146, so that it is converted there into electricity. After leaving the gas turbine, the waste gas flows into the waste gas heat recovery heater 129, where heat exchange is effected for recovery 8302824! Of residual heat and then it is vented to the outside atmosphere through the chimney 130. Water for the off-gas heat recovery heater 129 is supplied through the water pump 136 so that it is evaporated in this first and the steam thus generated is mixed with fuel in the raw material gas steam mixer 134.

Door gebruik te maken van het gefluidiseerde bed in een onder druk staande situatie bij de inrichting, worden de volgende voordelige kenmerken bereikt.By using the fluidized bed in a pressurized situation at the device, the following advantageous features are achieved.

10 (1) De bewegingssnelheid in de lege ruimte kan worden verlaagd in vergelijking met de werking onder normale druk. Vooropgesteld, dat bewegingssnelheid in de holle ruimte op dezelfde wijze wordt bepaald als bij een werking onder normale druk, hetgeen resulteert in het feit, 15 dat de ruimte die vereist is voor het gefluidiseerde bed kan worden verminderd en daardoor kan het gehele apparaat worden geconstrueer^ met kleinere afmetingen.10 (1) The moving speed in the void space can be reduced compared to normal pressure operation. Provided that velocity of movement in the cavity is determined in the same manner as under normal pressure operation, this results in the space required for the fluidized bed being reduced and thereby the entire apparatus can be constructed. with smaller dimensions.

(2) opgesteld dat de bewegingssnelheid in de holle ruimte selectief wordt ingesteld op een lager niveau, 20 kan de korrelgrootte van het fluidiserende materiaal overeenkomstig worden verminderd. Met als resultaat dat een aantal met katalysator gevulde buizen die aangebracht zijn binnen de binnen het gefluidiseerde bed minder draagt en bovendien zeldzamer minder joverdracht plaatsvindt in de 25 holle ruimte die gelegen is boven het gefluidiseerde bed.(2) arranged that the velocity of movement in the cavity is selectively set to a lower level, the grain size of the fluidizing material can be correspondingly reduced. As a result, a number of catalyst-filled tubes located within the fluidized bed carry less, and more rarely, less transfer occurs in the cavity located above the fluidized bed.

(3) Omdat het fluidiseren wordt teweegge-. bracht in een onder druk staande situatie, verkrijgt het gefluidiseerde bed een warmtegeleidingscoefficient die hoger is dan bij een werking onder normale druk.(3) Because the fluidization is effected. placed in a pressurized situation, the fluidized bed obtains a heat conductivity coefficient higher than in normal pressure operation.

30 (4) De thermische energie die aanwezig is in het afgas bij een verhoogde temperatuur wordt teruggewonnen in de vorm van mechanische kracht, die wordt gebruikt voor het laten draaien van de gasturbine en de compressor. Naast deze extra kracht wordt gebruik gemaakt voor het laten 35 roteren van een energiecentrale. Dit maakt het mogelijk om de afgaswarmteterugwinverwarmer met kleinere afmetingen te ontwerpen in afhankelijkheid van het gebruik van de op deze wijze teruggewonnen warmte.(4) The thermal energy present in the waste gas at an elevated temperature is recovered in the form of mechanical force, which is used to run the gas turbine and compressor. In addition to this extra force, use is made for rotating a power plant. This makes it possible to design the waste gas heat recovery heater with smaller dimensions depending on the use of the heat recovered in this way.

8302824 -29- (5) Omdat het huis van de brandstof reformer het zwaarste element vormt kan het worden ontworpen met kleinere afmetingen, met het resultaat, dat het transport en de installatie veel gemakkelijker kan worden uitgevoerd.8302824 -29- (5) Since the housing of the fuel reformer is the heaviest element, it can be designed with smaller dimensions, with the result that transport and installation can be carried out much more easily.

5 Bovendien, indien het apparaat wordt gevormd door een aantal modules, kan het transport gemakkelijk worden uitgevoerd met behulp van een oplegger of een dergelijk voertuig.Moreover, if the device is formed by a number of modules, the transport can be easily carried out with the aid of a trailer or the like vehicle.

(6) Een gefluidiseerd bed heeft een konstante temperatuurverdeling die daarover heen uniform is. Dus door 10 het op de juiste wijze besturen van de werking van het gefluidiseerde bed kan worden verzekerd, dat een aantal met katalysator gevulde buizen die worden blootgesteld aan een extreme teraperatuurkonditie in het gefluidiseerde bed worden beschermd tegen het optreden van moeilijkheden, zoals 15 bijvoorbeeld breuken, lekkage of dergelijke. Verder kunnen andere voordelige kenmerken van het gefluidiseerde bed, zoals de operationele karakteristieken onder gedeeltelijke belasting, de uitstekende aanpassing aan een veranderende belasting bij een hoge snelheid en andere naar tevredenheid 20 worden gebruikt.(6) A fluidized bed has a constant temperature distribution that is uniform across it. Thus, by properly controlling the operation of the fluidized bed, it can be ensured that a number of catalyst-filled tubes that are exposed to an extreme teraperature condition in the fluidized bed are protected from the occurrence of difficulties, such as fractures , leakage or the like. Furthermore, other advantageous fluid bed characteristics such as the partial load operating characteristics, the excellent adaptation to a changing load at a high speed and others can be used satisfactorily.

Ondanks dat de huidige uitvinding is beschreven met betrekking tot een aantal voorkeursuitvoeringsvormen, zal duidelijk zijn, dat hij niet beperkt .wordt tot slechts deze maar dat een aantal veranderingen en wijzigingen kunnen 25 worden aangebracht op een geschikte wijze, zonder de geest en het kader van de uitvinding te verlaten.While the present invention has been described with respect to a number of preferred embodiments, it will be understood that it is not limited to only these but that a number of changes and modifications can be made in an appropriate manner, without the spirit and scope of to abandon the invention.

83028248302824

Claims

1. Fuel reformer of the type comprising a number of catalyst-filled tubes suitable for being heated to an elevated temperature by external heating to reform the fuel into gas containing hydrogen as the major component, which conducts fuel through any catalyst-filled tube, characterized in that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed.

2. Fuel reformer of the type comprising a number of catalyst-filled tubes suitable for being heated to an elevated temperature by external heating to reform the fuel into gas containing hydrogen as the major component, which conducts fuel through any catalyst-filled tube, characterized in that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed and a heat exchanger disposed in a predetermined position and wherein the heat exchange takes place between the outgoing combustion gas and the incoming combustion air.

3. Fuel reformer of the type comprising, a number of catalyst-filled tubes suitable for heating to an elevated temperature by external heating to reform the fuel into gas containing hydrogen as the major component, which fuel is passed through any catalyst-filled pipe, characterized in that the catalyst-filled pipes are arranged in a fluidized bed and are provided with a circulation passage through which a portion of a combustion gas derived from a stream is forced to recycle into the pressurized state.

Fuel reformer according to Claim 1, 25, characterized in that the catalyst-filled tubes are arranged in a fluidized bed formed by non-combustible fluid to be fluidized and a number of pipe burners are arranged above the bottom of the fluidized 8302824 -31- insulated bed.

Fuel reformer according to claim 1, characterized in that each catalyst-filled tube is constructed as a double-walled tube.

Fuel reformer according to claim 2, characterized in that each double-walled catalyst-filled tube has an annular space between the outer tube and the inner tube which can be filled with catalyst and further comprises a catalyst-bearing, porous plate fixedly attached to the outer wall surface of the inner tube, a plurality of guide baffles attached to the top end to change the direction of the gas flow and to improve heat conduction and a heat conduction promoting strip disposed within the inner tube.

Fuel reformer according to claim 1, characterized in that the fluidized bed is constructed as a pressurized fluidized bed and a gas turbine is arranged at a predetermined location driven by the combustion gas. 8302824