JPS6227033A - 反応装置 - Google Patents
反応装置Info
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- JPS6227033A JPS6227033A JP16651685A JP16651685A JPS6227033A JP S6227033 A JPS6227033 A JP S6227033A JP 16651685 A JP16651685 A JP 16651685A JP 16651685 A JP16651685 A JP 16651685A JP S6227033 A JPS6227033 A JP S6227033A
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- transfer promoting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は外管と内管とから成る二重管構造を有し、上
記外管と内管との間に形成されろ環状空間部に触媒が充
填された触媒層を有し、上記外管のガス流と内管のガス
流とは一方の端部で連通している反応管を備えた反応装
置に関するものである。
記外管と内管との間に形成されろ環状空間部に触媒が充
填された触媒層を有し、上記外管のガス流と内管のガス
流とは一方の端部で連通している反応管を備えた反応装
置に関するものである。
従来装置として例えば特開昭５８−１２４５３４号公報
に示されたものがあり、その概要を第６図に示す。
に示されたものがあり、その概要を第６図に示す。
図において、（１）は反応管、（２）は外管であり。
一端側にエンドキャップ（４）が接続されている。
（５）は原料ガスを外管（２）内に導入する導入管。
（６）は外管（２）内に外管（２）と間怠円状に配置さ
れた内管であり、内管（６）のガス流と外管（２）のガ
ス流とは一方の端部で連通している。即ちエンドキャッ
プ（４）部で連通している。（７）は外管（２）と内管
（６）との間に形成される環状空間部に触媒（３）が充
填されて形成された触媒層、（８）は触媒（３）を支持
する受は皿、（９）は内管（６）の他方の端部に接続さ
れ、内管（６）内を流れる反応ガスを反応管（１）外に
導出する導出管であり、これら（２）〜（９）により二
重管構造の反応管（１）が構成されている。
れた内管であり、内管（６）のガス流と外管（２）のガ
ス流とは一方の端部で連通している。即ちエンドキャッ
プ（４）部で連通している。（７）は外管（２）と内管
（６）との間に形成される環状空間部に触媒（３）が充
填されて形成された触媒層、（８）は触媒（３）を支持
する受は皿、（９）は内管（６）の他方の端部に接続さ
れ、内管（６）内を流れる反応ガスを反応管（１）外に
導出する導出管であり、これら（２）〜（９）により二
重管構造の反応管（１）が構成されている。
次に動作について説明する。説明の便宜上２例丸ば水蒸
気改質反応装置を例に説明する。原料ガスである炭化水
素とスチームは２例えば４５０℃程度に予熱された後、
導入管（５）より外管（２）内に導入され、外管（２）
と内管（６）との間に形成された触媒層（７）内の触媒
（３）と接触する。ここで。
気改質反応装置を例に説明する。原料ガスである炭化水
素とスチームは２例えば４５０℃程度に予熱された後、
導入管（５）より外管（２）内に導入され、外管（２）
と内管（６）との間に形成された触媒層（７）内の触媒
（３）と接触する。ここで。
原料ガスは水蒸気改質反応を生じ、 Ｈ、ＣＯ，ＣＯ。
等の混合ガス（改質ガス）となる。水蒸気改質反応は吸
熱反応であり、この熱量を補償するため。
熱反応であり、この熱量を補償するため。
燃焼ガスによって外管（２）の外部を加熱する。又。
水蒸気改質反応は高温程水素ガス成分が多くなるため２
通常の水素製造プラントでは、触媒層（７）出口の改質
ガス温度（反応温度）として２例えば８００℃程度が採
用されている。燃焼ガスの加熱は。
通常の水素製造プラントでは、触媒層（７）出口の改質
ガス温度（反応温度）として２例えば８００℃程度が採
用されている。燃焼ガスの加熱は。
この改質ガス温度の上昇にも使用されている。反応の終
了した高温の改質ガスは、受は皿（８）の複数個の小孔
（図示せず）を通過し、エンドキャップ（４）にて流れ
を反転し、内管（６）を通って高温のまま導出管（９）
から反応管（１）の外に、即ち。
了した高温の改質ガスは、受は皿（８）の複数個の小孔
（図示せず）を通過し、エンドキャップ（４）にて流れ
を反転し、内管（６）を通って高温のまま導出管（９）
から反応管（１）の外に、即ち。
系外に導出される。
従来の反応装置は以上のように構成されており。
内管（６）内の改質ガスと内管（６）の管壁との熱伝達
率を向上させるため、内管（６）を小口径として改質ガ
スの流速を上げろと伝熱面積が少なくなり。
率を向上させるため、内管（６）を小口径として改質ガ
スの流速を上げろと伝熱面積が少なくなり。
逆に、伝熱面積を大きくすると内管（６）内の改質ガス
の流速が低下し熱伝達率が低下する。従って。
の流速が低下し熱伝達率が低下する。従って。
エンドキャップ（４）部での８００℃程度の改質ガスが
、高温のまま系外に排出されるという熱的な無駄がある
という問題点があった。
、高温のまま系外に排出されるという熱的な無駄がある
という問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、熱的な無駄を除去することができる反応
装置を得ることを目的とする。
たものであり、熱的な無駄を除去することができる反応
装置を得ることを目的とする。
この発明に係る反応装置は、内管内にその長手方向に複
数個所定の位置関係で略半円形状又は略半ドーナツ形状
から成る伝熱促進部材を配置したものである。
数個所定の位置関係で略半円形状又は略半ドーナツ形状
から成る伝熱促進部材を配置したものである。
この発明におけろ反応装置は、内管内を通る高温のガス
顕熱を伝熱促進部材によって吸収し、この伝熱促進部材
によって吸収した高温のガス顕熱を内管の管壁を通して
触媒層内のガスに熱伝達する。
顕熱を伝熱促進部材によって吸収し、この伝熱促進部材
によって吸収した高温のガス顕熱を内管の管壁を通して
触媒層内のガスに熱伝達する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図乃至第３図において、（１）は反応管。
図乃至第３図において、（１）は反応管。
（２）は外管、（３）は触媒、（４）はエンドキャップ
。
。
（６）は内管てあり、従来のものよりやや大きい］コ径
としている。（７）は触媒層、（８）は受は皿であり、
複数個の小孔（８ａ）が設けられている。（１０）は内
管（６）内にその長手方向に複数個所定の位置関係で配
置され２例えば半ドーナツ形状から成る伝熱促進部材で
あり２図は一例として隣接する伝熱促進部材（１０）は
伝熱促進部材（１０ａ ｌ、 （１０ｂ ｌ。
としている。（７）は触媒層、（８）は受は皿であり、
複数個の小孔（８ａ）が設けられている。（１０）は内
管（６）内にその長手方向に複数個所定の位置関係で配
置され２例えば半ドーナツ形状から成る伝熱促進部材で
あり２図は一例として隣接する伝熱促進部材（１０）は
伝熱促進部材（１０ａ ｌ、 （１０ｂ ｌ。
（１０ｃ）にて示すように １８０度反転した相対する
位置関係に配置した場合を示している。（１１）は伝熱
促進部材（１０ｎ Ｌ （１０ｂ ）、 （１０ｃ ）
にそれぞれ設けられた複数個の小孔である。
位置関係に配置した場合を示している。（１１）は伝熱
促進部材（１０ｎ Ｌ （１０ｂ ）、 （１０ｃ ）
にそれぞれ設けられた複数個の小孔である。
次に動作について説明する。原料ガスである炭化水素と
スチームは２例えば４５０℃程度に予熱された後、従来
と同様に導入管（５）より外管（２）内に導入され、触
媒層（７）内で触媒（３）と接触し。
スチームは２例えば４５０℃程度に予熱された後、従来
と同様に導入管（５）より外管（２）内に導入され、触
媒層（７）内で触媒（３）と接触し。
水蒸気改質反応を生じろ。反応の終了した高温の改質ガ
スは、受は皿（８）の複数個の小孔（８ａ）を通過し、
エンドキャップ（４）にて流れを反転し。
スは、受は皿（８）の複数個の小孔（８ａ）を通過し、
エンドキャップ（４）にて流れを反転し。
内管（６）を通って導出管（９）から系外に排出される
。高温の改質ガスの顕熱は、内管（６）を通る過程で複
数の伝熱促進部材（１０ａ ）、 （１０ｂ ）、 （
１０ｃ ）によって吸収され、複数の伝熱促進部材（Ｉ
ｏｎ）。
。高温の改質ガスの顕熱は、内管（６）を通る過程で複
数の伝熱促進部材（１０ａ ）、 （１０ｂ ）、 （
１０ｃ ）によって吸収され、複数の伝熱促進部材（Ｉ
ｏｎ）。
（１０ｂ ）、 （１０ｃ ）によって吸収した高温の
改質ガスの顕熱は、内管（６）の管壁を通して触媒層（
７）内を流れる原料ガス若しくは改質ガスに熱伝達され
ろ。このように内管（６）を通る高温の改質ガスの顕熱
を複数の伝熱促進部材（１０ａ ）、 （１０ｂ ）、
（１０Ｃ）によって有効に吸収し、複数の伝熱促進
部材（Ｉｏｎ ）、 （１０ｂ ）、 （１０ｃ ）に
よって有効に吸収した高温の改質ガスの顕熱を内管（６
）の管壁を通して触媒層（７）内を流れる原料ガス若し
くは改質ガスに熱伝達することができ、触媒層（７）内
における原料ガスと触媒（３）との水蒸気改質反応の反
応効率を向上させることができろ。
改質ガスの顕熱は、内管（６）の管壁を通して触媒層（
７）内を流れる原料ガス若しくは改質ガスに熱伝達され
ろ。このように内管（６）を通る高温の改質ガスの顕熱
を複数の伝熱促進部材（１０ａ ）、 （１０ｂ ）、
（１０Ｃ）によって有効に吸収し、複数の伝熱促進
部材（Ｉｏｎ ）、 （１０ｂ ）、 （１０ｃ ）に
よって有効に吸収した高温の改質ガスの顕熱を内管（６
）の管壁を通して触媒層（７）内を流れる原料ガス若し
くは改質ガスに熱伝達することができ、触媒層（７）内
における原料ガスと触媒（３）との水蒸気改質反応の反
応効率を向上させることができろ。
又、第２図に示すように、複数の伝熱促進部材（１０ａ
）、 （１０ｂ ）、 （１０ｃ ）に設けた複数個
の小孔（１１）からの吹き出しガス流れによる境界層剥
離効果。
）、 （１０ｂ ）、 （１０ｃ ）に設けた複数個
の小孔（１１）からの吹き出しガス流れによる境界層剥
離効果。
あるいは伝熱促進部材（１０ａ ）、 （１０ｂ ）、
（１０ｃ ｌの内方向側を経由したガス流れの内管（
６）の内壁へのガス流れの再付着による境界層の破壊効
果等により、さらに伝熱促進効果が得られる。
（１０ｃ ｌの内方向側を経由したガス流れの内管（
６）の内壁へのガス流れの再付着による境界層の破壊効
果等により、さらに伝熱促進効果が得られる。
又、伝熱促進部材の開孔率（伝熱促進部材中の小孔の全
面８！／伝熱促進部材の面積）を５〜６０％にすること
により、適切な条件で有効な効果を得ることができる。
面８！／伝熱促進部材の面積）を５〜６０％にすること
により、適切な条件で有効な効果を得ることができる。
尚、上記実施例では伝熱促進部材が半ドーナツ形状の場
合について述べてが、第４図に示すように略半ドーナツ
形状の伝熱促進部材としてもよく。
合について述べてが、第４図に示すように略半ドーナツ
形状の伝熱促進部材としてもよく。
又、第５図に示すように略半円形状の伝熱促進部材とし
てもよく、その他これら形状に類似した形状も含むもの
であり、上記実施例と同様の効果を奏する。
てもよく、その他これら形状に類似した形状も含むもの
であり、上記実施例と同様の効果を奏する。
又、上記実施例では互いに隣接する伝熱促進部材が１８
０度反転した相対する位置関係に配置した場合について
述べたが、互いに隣接する伝熱促進部材が４５度あるい
は９０度等少しずつ角度を相互にずらして螺旋状とした
位置関係に配置するようにしてもよく、上記実施例と同
様の効果が期待てきる。
０度反転した相対する位置関係に配置した場合について
述べたが、互いに隣接する伝熱促進部材が４５度あるい
は９０度等少しずつ角度を相互にずらして螺旋状とした
位置関係に配置するようにしてもよく、上記実施例と同
様の効果が期待てきる。
又、上記実施例では伝熱促進部材の外周全面が内管の内
壁面に接触する場合について述べたが。
壁面に接触する場合について述べたが。
伝熱促進部材の外周部に凹凸、即ち２いわゆる歯車形状
とし、伝熱促進部材の外周面と内管の内壁面の接触は熱
伝達効率に支障のない程度とし、伝熱促進部材の外周面
と内管の内壁面との間に空間部を設け、この空間部から
のガスの吹き出し流れを利用することも可能である。
とし、伝熱促進部材の外周面と内管の内壁面の接触は熱
伝達効率に支障のない程度とし、伝熱促進部材の外周面
と内管の内壁面との間に空間部を設け、この空間部から
のガスの吹き出し流れを利用することも可能である。
尚、上記実施例では伝熱促進部材に複数個の小孔を設け
た場合について述べたが、伝熱促進部材に複数個の小孔
を設けなくとも所期の目的は達成ずろことができろ。
た場合について述べたが、伝熱促進部材に複数個の小孔
を設けなくとも所期の目的は達成ずろことができろ。
ところで、上記説明では水蒸気改質反応装置の場合につ
いて述へたが、これに限らず他の反応装置にも適用し得
ることができ、上記実施例と同様の効果を奏する。
いて述へたが、これに限らず他の反応装置にも適用し得
ることができ、上記実施例と同様の効果を奏する。
この発明は以上説明した通り、内管内にその長手方向に
複数個所定の位置関係で略半円形状又は略半ドーナツ形
状から成る伝熱促進部材を配置し。
複数個所定の位置関係で略半円形状又は略半ドーナツ形
状から成る伝熱促進部材を配置し。
内管内を通る高温のガス顕熱を伝熱促進部材によって吸
収し、この伝熱促進部材によって吸収した高温のガス顕
熱を内管の管壁を通して触媒層内のガスに熱伝達するよ
うにしたので、高温のガス顕熱を有効に利用して触媒層
内の反応効率を向上させることができ、熱的な無駄を除
去できろ効果がある。
収し、この伝熱促進部材によって吸収した高温のガス顕
熱を内管の管壁を通して触媒層内のガスに熱伝達するよ
うにしたので、高温のガス顕熱を有効に利用して触媒層
内の反応効率を向上させることができ、熱的な無駄を除
去できろ効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による反応装置を示す要部
縦断面図、第２図はこの発明に係る伝熱促進部材の配置
状態を示す要部縦断面図、第３図はこの発明に係る伝熱
促進部材の形状を示す要部横断面図、第４図、第５図は
この発明に係る伝熱促進部材のそれぞれ他の実施例を示
す要部横断面図、第６図１よ従来の反応装置を示す縦断
面図である。 図において、（１）は反応管、（２）は外管、（３）は
触媒、（６）は内管、（７）は触媒層、 （ｉｏ）は伝
熱促進部材である。 尚２図中同一行号は同−又（よ相当部分を示す。
縦断面図、第２図はこの発明に係る伝熱促進部材の配置
状態を示す要部縦断面図、第３図はこの発明に係る伝熱
促進部材の形状を示す要部横断面図、第４図、第５図は
この発明に係る伝熱促進部材のそれぞれ他の実施例を示
す要部横断面図、第６図１よ従来の反応装置を示す縦断
面図である。 図において、（１）は反応管、（２）は外管、（３）は
触媒、（６）は内管、（７）は触媒層、 （ｉｏ）は伝
熱促進部材である。 尚２図中同一行号は同−又（よ相当部分を示す。
Claims (5)
- （１）外管と内管とから成る二重管構造を有し、上記外
管と内管との間に形成される環状空間部に触媒が充填さ
れた触媒層を有し、上記外管のガス流と内管のガス流と
は一方の端部で連通している反応管を備えた反応装置に
おいて、上記内管内にその長手方向に複数個所定の位置
関係で配置され、略半円形状又は略半ドーナツ形状から
成る伝熱促進部材備えたことを特徴とする反応装置。 - （２）伝熱促進部材は複数個の小孔が設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反応装置。 - （３）伝熱促進部材の位置関係は隣接する伝熱促進部材
が１８０度反転した相対する位置関係であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の反応装置
。 - （４）伝熱促進部材は長手方向に螺旋状に配置されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
反応装置。 - （５）伝熱促進部材の開孔率は５〜６０％であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651685A JPS6227033A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651685A JPS6227033A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227033A true JPS6227033A (ja) | 1987-02-05 |
| JPH0252538B2 JPH0252538B2 (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=15832766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16651685A Granted JPS6227033A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6227033A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01151835U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-19 | ||
| JPH02160035A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Toyo Eng Corp | 触媒反応装置 |
| US5032365A (en) * | 1988-06-14 | 1991-07-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reaction apparatus |
| JP2005089209A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Nippon Oil Corp | 改質器および燃料電池システム |
| JP2013227161A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Miura Co Ltd | 重管型の改質器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5747610A (en) * | 1980-09-04 | 1982-03-18 | Nat Jutaku Kenzai | Method of forming chimney |
| JPS5884035A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 接触ガス改質器 |
| JPS59193825U (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-22 | 三菱電機株式会社 | 改質反応管 |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP16651685A patent/JPS6227033A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5747610A (en) * | 1980-09-04 | 1982-03-18 | Nat Jutaku Kenzai | Method of forming chimney |
| JPS5884035A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 接触ガス改質器 |
| JPS59193825U (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-22 | 三菱電機株式会社 | 改質反応管 |
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| JPH01151835U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-19 | ||
| US5032365A (en) * | 1988-06-14 | 1991-07-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reaction apparatus |
| JPH02160035A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Toyo Eng Corp | 触媒反応装置 |
| JP2005089209A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Nippon Oil Corp | 改質器および燃料電池システム |
| JP2013227161A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Miura Co Ltd | 重管型の改質器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252538B2 (ja) | 1990-11-13 |
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