JPH0594236U - 小型改質炉 - Google Patents
小型改質炉Info
- Publication number
- JPH0594236U JPH0594236U JP8400892U JP8400892U JPH0594236U JP H0594236 U JPH0594236 U JP H0594236U JP 8400892 U JP8400892 U JP 8400892U JP 8400892 U JP8400892 U JP 8400892U JP H0594236 U JPH0594236 U JP H0594236U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reforming
- furnace
- tube
- small
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】バーナ数が少なくて燃焼管理及び維持管理が容
易であるとともに、炉の大きさがコンパクトで、しかも
高温の改質ガスのマニホールドの構造が簡単でその維持
管理が容易である小型改質炉を提供することを目的とす
る。 【構成】炭化水素を原料にして改質管内に充填された触
媒の存在下で水蒸気改質反応により合成ガスを製造する
改質炉に於いて、下降流の改質管列を直交する2本の直
線上に点対称的に4管群として配設し、4個のダウンフ
ァイヤ式バーナを炉の天井部で且つ改質管列の等分角線
と前記改質管群の中間点を通る垂直線との交点付近にそ
れぞれ1個づつ配設し、改質管の出口をコネクタを介し
て改質炉の直下で改質管列の等分角線上に水平に設けら
れる一本の直管状のマニホールドに接続したことを特徴
とする小型改質炉。
易であるとともに、炉の大きさがコンパクトで、しかも
高温の改質ガスのマニホールドの構造が簡単でその維持
管理が容易である小型改質炉を提供することを目的とす
る。 【構成】炭化水素を原料にして改質管内に充填された触
媒の存在下で水蒸気改質反応により合成ガスを製造する
改質炉に於いて、下降流の改質管列を直交する2本の直
線上に点対称的に4管群として配設し、4個のダウンフ
ァイヤ式バーナを炉の天井部で且つ改質管列の等分角線
と前記改質管群の中間点を通る垂直線との交点付近にそ
れぞれ1個づつ配設し、改質管の出口をコネクタを介し
て改質炉の直下で改質管列の等分角線上に水平に設けら
れる一本の直管状のマニホールドに接続したことを特徴
とする小型改質炉。
Description
【0001】
本考案は炭化水素を原料にして合成ガスを製造する水蒸気改質装置に使用する小 型改質炉に関する。
【0002】
炭化水素例えば天然ガス,LPG及びナフサ等を原料にして700〜850℃の 高温下,触媒の存在下でいわゆる水蒸気改質反応により改質し水素,一酸化炭素 ,炭酸ガス,メタン等の混合ガスを生成し、次いで精製工程により精製し目的の 合成ガスを得るガスの製造装置は種々実施されている。特に重油脱硫用の水素ガ ス製造装置,都市ガス製造装置,アンモニア製造用の合成ガス製造装置等の大容 量装置は数多く建設され、従ってそれに用いられている大型改質炉の技術も完成 されていると言える。
【0003】 これに対して、炭化水素を原料にして水蒸気改質法により例えば小容量の水素ガ スを製造する装置等に用いる小型改質炉については、未だ満足すべき構造のもの が提案されていないのが実状である。小容量の水素ガス製造装置は各種有機化合 物の水素添加用,半導体製造用,金属酸化物の還元等多方面に利用されつつある のでより小容量に適した小型改質炉の開発が望まれている。
【0004】 水蒸気改質炉は一般に次の特性を有している。すなわち反応管(以下改質管とい う)内の反応条件は苛酷であり、温度としては700〜850℃の高温域でしか も圧力も5〜30気圧と高圧である。このため改質管の管肉厚は厚くなるがさら に水蒸気改質反応は強い吸熱反応であるためヒートフラックスも大きく、これに 起因する改質管壁内での温度勾配も相当大きく、この結果として改質管の管表面 温度も高くなる。この高温,高圧に耐える材質としては高級クロム−ニッケル鋼 が使用されるが高価であるため、設計温度を支配する管表面温度をできるだけ下 げて管肉厚が薄くなる様、加熱するバーナの配置等の面で考慮が必要である。
【0005】 改質炉の設計上の特徴として、改質管の径は製造上の理由(遠心鋳造)から4〜 5インチに固定して、装置容量には改質管の本数及び長さを増減して対応してい る。従って本考案で対象とする小型改質炉とは、改質管の本数が10本前後のも のを意味するものとする。
【0006】 さらに小型改質炉にとって重要なことは、改質管を加熱するバーナ数が少なくて その燃焼管理及び維持管理が容易なこと、さらには反応後の高温の混合ガスが流 れる管寄せ部であるマニホールドの構造が簡単でその維持管理が容易なことであ る。
【0007】 従来の提案されている改質炉の中で、小型改質炉に利用可能な構造のものとして は、米国特許第2660519 号公報及び米国誌Chemical Engineering Progress,1956 年3 月号で開示された米国のChemical Construction 社が開発した改質炉がある 。この改質炉は、円筒形の炉本体の中に改質管列を十字形に配設しているため、 炉本体はコンパクトに成っているが、バーナ数が非常に多いという問題を有して いる。例えば、上記米国特許公報の実施例では改質管20本に対し、バーナ数も20 個と同数である。これはこの炉では、改質管内の反応ガスの流れが下降流に対し 、バーナは炉床に設置される上向き炊き、即ちアップファイヤ式であり、両者は 伝熱的に向流関係になっており、改質管を出る反応ガスの温度は、バーナの燃焼 量により強く影響されるため、小容量のバーナを数多く設置して燃焼量の微細制 御が必要なためである。またこの改質炉では、高温の改質ガスの管寄せであるマ ニホールドが4本に分割され、しかも炉頂の高所に設置されるため、その維持管 理が容易でないという問題がある。
【0008】 また別の改良された改質炉としては、特公昭45-3647 号で開示されたものがある 。この炉は、円筒形の炉体に改質管列を放射状に配設し、この管列の間にバーナ を放射状に配設している。この炉では、炉の中央部に改質ガス用の環状の出口マ ニホールドと円筒の炉筒を設置しているため、中央部には改質管を配設すること ができず、それだけ炉体が大きくなるという問題がある。
【0009】
本考案は、以上の従来技術の問題点を背景にしてなされたものであって、バーナ 数が少なくて、燃焼管理及び維持管理が容易であるとともに、炉の大きさがコン パクトで、しかも高温の改質ガスのマニホールドの構造が簡単でその維持管理が 容易である小型改質炉を提供することを課題とする。
【0010】
本考案の要旨とするところは、炭化水素を原料にして改質管内に充填された触媒 の存在下で水蒸気改質反応により合成ガスを製造する改質炉に於いて、下降流の 改質管列を直交する2本の直線上に点対称的に4管群として配設し、4個のダウ ンファイヤ式バーナを炉の天井部で且つ改質管列の等分角線と前記改質管群の中 間点を通る垂直線との交点付近にそれぞれ1個づつ配設し、改質管の出口をコネ クタを介して改質炉の直下で改質管列の等分角線上に水平に設けられる一本の直 管状のマニホールドに接続したことを特徴とする小型改質炉である。
【0011】
すなわち、改質管の管内流れを下降流として、改質管列を直交する十字線上に点 対称的に4管群として配設することにより、炉本体をコンパクト化するとともに 、バーナの形式をダウンファイヤ式として、炉の天井部で前記改質管列の等分角 線と改質管群の中間点を通る垂直線との交点付近に配設することにより各改質管 列を両側から加熱するようにし管表面温度の円周にそっての分布の偏りを少なく している。ダウンファイヤ式バーナを改質炉の炉頂に設置することにより、改質 管内の温度が低くて入熱量が最も必要な上部位置に輻射能の大きいフレームを対 応させて多く入熱し、管内の温度が高くなって所要入熱量が少ない下部位置に温 度が低い燃焼ガスを対応させることにより、即ち管内側の反応進行にともなう必 要入熱量の分布変化に燃焼ガス側の輻射能及び温度分布を理想的に一致させてい ると言える。この理想的な伝熱機構により、前記位置に4個という非常に少ない バーナを配設しても問題なく運転できるのである。管列は十字状の4群からなる が反応を終えた高温の改質ガスを集合するマニホールドは高級耐熱材からなるた め、製作費が安価な直管状の1本の構造とし、しかも維持管理が容易なように地 上設置とし、このために改質管出口とマニホールドを接続するコネクタの構造に は特殊の工夫が施されている。
【0012】
以下本考案の実施例について図面に基づいて説明する。図1は本考案を適用した ダウンファイヤ式小型改質炉の全体概略図、図2は図1のA−A視の平面断面図 、図3は図1のB−B視の平面断面図、図4は図3のC−C視のコネクタの外形 図である。図に於いて1は改質管であり下部で炉本体6の炉床部に支持される。 12本の改質管1は図示されるように2本の直交線上に炉中心に対して点対称的 に同じピッチで配設される。2はダウンファイヤ式の4個のバーナであり炉頂に 設置されるが、前記改質管列の2本の直交線の交角の2等分角線と改質管群の中 間点を通る垂直線との交点付近に配設される。4は改質炉本体の直下で改質管列 の2本の直交線の等分角線上に地上に水平に設置される直管状のマニホールドで ある。3は改質管1の底部出口と前記マニホールド4を接続するコネクタであり 、この部分は800℃前後の高温になるためマニホールド4とコネクタ3自身の 熱膨張対策としてU字ループ状の小径管からなっている。このため改質ガス流れ による圧損失が大きく、この圧損失が改質管の間で異なった場合には改質管負荷 の不均一の原因になるのでコネクタ3の上下水平部の合わせた長さLa+Lb( 図4)が同じになるよう寸度を決定している。
【0013】 以上の構成からなる本実施例の作用を説明すると、原料の炭化水素とスチームは 図示はされない予熱器で400℃前後に予熱された後に触媒の充填された各改質 管1の頂部入口に図示はされない入口ヘッダーを介してフィードされる。水蒸気 改質反応に必要な反応熱はダウンファイヤ式バーナ2の燃焼熱によって供給され るが、ダウンファイヤ式であるため各改質管1と各バーナ2の輻射伝熱関係はほ ぼ等しくなり、さらに改質管列の両側より加熱されるので改質管表面温度の円周 にそっての分布に偏りが少なく改質管の経済的な設計が可能である。改質反応を 終えて800℃前後になった水素,一酸化炭素等の混合ガスは改質管1の底部よ りコネクタ3を経てマニホールド4に集合するが各コネクタのU字型ループの上 下水平部の合計長さ(La+Lb)は全て等しいので各コネクタの圧損失も同じ になり改質ガスの各改質管の流量は均一になる。マニホールド4を出る高温の改 質ガスは次いで廃熱ボイラ5に入り熱回収され温度が下がった後、後段の精製工 程に移行する。
【0014】
本考案によれば、従来の小型改質炉には無い次のような顕著な効果が得られるの で本考案は産業上極めて有益である。 イ) 改質管列をダウンファイヤ式バーナで両側より加熱するので、改質管の設計 温度を支配する管表面温度分布の改質管間のばらつき及び管円周に沿っての分布 に偏りが少なく、このため高級耐熱材料よりなる改質管の経済的な設計ができる 。 ロ)改質管列を十字状にしているため炉本体がコンパクトになり炉本体の設備費 が節減できる。 ハ)バーナが少ないので、その燃焼管理及び維持管理が容易であり、運転の省力 化が可能である。
【図1】本考案を適用した小型改質炉の全体概略図
【図2】図1のA−A視の平面断面図
【図3】図1のB−B視の平面断面図
【図4】図3のC−C視のコネクタの外形図
1─改質管、2─バーナ、3─コネクタ、4─マニホー
ルド、5─廃熱ボイラ、6─炉本体。
ルド、5─廃熱ボイラ、6─炉本体。
Claims (1)
- 【請求項1】炭化水素を原料にして改質管内に充填され
た触媒の存在下で水蒸気改質反応により合成ガスを製造
する改質炉に於いて、下降流の改質管列を直交する2本
の直線上に点対称的に4管群として配設し、4個のダウ
ンファイヤ式バーナを炉の天井部で且つ改質管列の等分
角線と前記改質管群の中間点を通る垂直線との交点付近
にそれぞれ1個づつ配設し、改質管の出口をコネクタを
介して改質炉の直下で改質管列の等分角線上に水平に設
けられる一本の直管状のマニホールドに接続したことを
特徴とする小型改質炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8400892U JPH0594236U (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 小型改質炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8400892U JPH0594236U (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 小型改質炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0594236U true JPH0594236U (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=13818578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8400892U Pending JPH0594236U (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 小型改質炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0594236U (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10363826B2 (en) | 2014-08-08 | 2019-07-30 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for UAV battery exchange |
US10611252B2 (en) | 2014-08-08 | 2020-04-07 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for UAV battery power backup |
US11091043B2 (en) | 2014-08-08 | 2021-08-17 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Multi-zone battery exchange system |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP8400892U patent/JPH0594236U/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10363826B2 (en) | 2014-08-08 | 2019-07-30 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for UAV battery exchange |
US10611252B2 (en) | 2014-08-08 | 2020-04-07 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for UAV battery power backup |
US11091043B2 (en) | 2014-08-08 | 2021-08-17 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Multi-zone battery exchange system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0440258B1 (en) | Heat exchange reforming process and reactor system | |
CA1282962C (en) | Production of synthesis gas using convective reforming | |
CA2165449C (en) | Endothermic reaction apparatus and method | |
US4315893A (en) | Reformer employing finned heat pipes | |
US7491250B2 (en) | Pressure swing reforming | |
CN100471788C (zh) | 轴向对流重整装置及在其中产生合成气的蒸汽重整方法 | |
US7297169B2 (en) | Apparatus and method for hydrocarbon reforming process | |
JPH0522641B2 (ja) | ||
JP7473532B2 (ja) | 炭化水素の水蒸気改質又は乾式改質 | |
US5006131A (en) | Apparatus for production of synthesis gas using convective reforming | |
JP2003525115A (ja) | 吸熱反応工程およびその装置 | |
US4959079A (en) | Steam reforming process with low fired duty | |
JP5433563B2 (ja) | 多孔性バーナを用いる新規水蒸気改質炉 | |
CN113652508A (zh) | 电磁感应加热重整炉及其使用方法 | |
JPH0594236U (ja) | 小型改質炉 | |
US2355753A (en) | Catalytic apparatus | |
US3595628A (en) | Apparatus for reforming hydrocarbons | |
JPH06263402A (ja) | 水素製造装置 | |
CA1336353C (en) | Reformer with low fired duty | |
EP3980172B1 (en) | Process of steam reforming with low carbon dioxide emissions | |
JPH06219706A (ja) | 断熱リホーマー反応器 | |
CN1012560B (zh) | 改进的等温反应炉 | |
BRPI0618102A2 (pt) | método e aparelho para geração de vapor | |
JPS6227033A (ja) | 反応装置 | |
JP3094435B2 (ja) | 断熱リホーマー装置 |