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公開番号2024055688
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2022162809
出願日2022-10-07
発明の名称生成装置及び生成方法
出願人日立造船株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類B01J 8/02 20060101AFI20240411BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】反応塔内の触媒の加熱に要する時間を短縮する技術を提供する。
【解決手段】生成装置は、触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガスを生成する反応塔と、原料ガスを加熱して反応塔へ供給する原料ガス供給部と、を備え、反応塔は、触媒が充填され、原料ガスが流入する反応槽と、反応槽の外周の一部を覆い、熱媒体が流れるジャケット部分と、反応槽の外周の他の一部を覆う断熱部材とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガスを生成する反応塔と、
前記原料ガスを加熱して前記反応塔へ供給する原料ガス供給部と、
を備え、
前記反応塔は、前記触媒が充填され、前記原料ガスが流入する反応槽と、前記反応槽の外周の一部を覆い、熱媒体が流れるジャケット部分と、前記反応槽の外周の他の一部を覆う断熱部材とを有する、
生成装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記断熱部材は、前記反応槽における前記原料ガスが流入する部分から中央部分に向かって所定部分までの外周を覆っている、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項３】
前記反応塔に前記熱媒体を送る送出ポンプを備え、
前記反応塔への前記原料ガスの供給が開始された後に、前記送出ポンプを起動して前記反応塔に前記熱媒体が送られる、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給部は、前記反応塔内の温度に基づいて、前記原料ガスの前記反応塔への供給流量を決定する、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項５】
前記原料ガス供給部は、前記反応槽における前記断熱部材によって覆われた部分の前記触媒の温度が所定温度以上である場合、前記原料ガスの前記反応塔への供給流量を徐々に増加する、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項６】
前記反応塔から送出される未反応の前記原料ガスを燃焼する燃焼部を備え、
前記反応塔へ供給される前記原料ガス及び前記ジャケット部分に流入する前記熱媒体の少なくとも一方が、未反応の前記原料ガスの燃焼熱により加熱される、
請求項１に記載の生成装置。
【請求項７】
第２触媒における前記原料ガスの発熱反応によって前記製品ガスを生成する第２反応塔と、
前記熱媒体が流れる循環経路に設けられた循環ポンプと、
を備え、
前記反応塔から送出される前記製品ガスおよび未反応の前記原料ガスの少なくとも一方が前記第２反応塔内に供給され、
前記反応塔内の温度が所定温度以上である場合、前記循環ポンプを起動して前記熱媒体を前記反応塔と前記第２反応塔との間で循環させ、
前記反応塔内の容量は、前記第２反応塔内の容量よりも小さい、
請求項１から６の何れか一項に記載の生成装置。
【請求項８】
前記原料ガス供給部による前記原料ガスの供給先を前記反応塔と前記第２反応塔との間で切り替える切り替え部を備え、
前記切り替え部は、前記原料ガス供給部による前記原料ガスの前記供給先を前記反応塔から前記第２反応塔に切り替える、
請求項７に記載の生成装置。
【請求項９】
第１触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガスを生成する反応塔と、
第２触媒における前記原料ガスの発熱反応によって前記製品ガスを生成するブースト用反応塔と、
前記原料ガスを加熱して前記ブースト用反応塔へ供給する原料ガス供給部と、
熱媒体が流れる循環経路に設けられた循環ポンプと、
を備え、
前記ブースト用反応塔は、前記第２触媒が充填され、前記原料ガスが流入する反応槽と、前記反応槽の外周の一部を覆い、前記熱媒体が流れるジャケット部分と、前記反応槽の外周の他の一部を覆う断熱部材とを有し、
前記ブースト用反応塔から送出される前記製品ガスおよび未反応の前記原料ガスの少なくとも一方が前記反応塔内に供給され、
前記ブースト用反応塔内の温度が所定温度以上である場合、前記循環ポンプを起動して前記熱媒体を前記反応塔と前記ブースト用反応塔との間で循環させ、
前記ブースト用反応塔内の容量は、前記反応塔内の容量よりも小さい、
生成装置。
【請求項１０】
触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガスを生成する反応塔を備える生成装置における製品ガスの生成方法であって、
前記原料ガスを加熱して前記反応塔へ供給する工程を含み、
前記反応塔は、前記触媒が充填され、前記原料ガスが流入する反応槽と、前記反応槽の外周の一部を覆い、熱媒体が流れるジャケット部分と、前記反応槽の外周の他の一部を覆う断熱部材とを有する、
生成方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生成装置及び生成方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、気体状態の反応物の発熱反応によって、製品ガスを生成させる生成装置及び生成方法に関する技術が開示されている。例えば、特許文献２には、メタネーション反応器に供給される原料ガスを予熱するシステムに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６９８４０９８号公報
特許第６２９９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製品ガスの生成に用いる反応塔内には触媒が充填されている。ヒーターで熱媒体を加熱して反応塔内を循環させることで、反応塔内の触媒の温度を製品ガスの生成開始に必要な温度に昇温している。熱媒体により反応塔内の触媒全体を昇温するには大規模なヒーターが必要になると共に、熱媒体の加熱に時間を要している。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、反応塔内の触媒の加熱に要する時間を短縮することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための本発明は、触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガスを生成する反応塔と、前記原料ガスを加熱して前記反応塔へ供給する原料ガス供給部と、を備え、前記反応塔は、前記触媒が充填され、前記原料ガスが流入する反応槽と、前記反応槽の外周の一部を覆い、熱媒体が流れるジャケット部分と、前記反応槽の外周の他の一部を覆う断熱部材とを有する、生成装置である。
【０００７】
上記生成装置によれば、原料ガスを加熱し、加熱した原料ガスにより反応塔内の触媒を昇温するため、加熱された原料ガスと触媒との直接的な接触により、触媒の温度が反応開始温度に達するまでの時間が短くなる。したがって、反応塔内の触媒の加熱に要する時間を短縮することができる。また、触媒が充填されている反応槽の外周の一部を断熱部材が覆うことで、反応槽の外周が断熱されている。これにより、反応塔に対する加熱した原料ガスの供給時において、反応塔内の触媒の温度が反応開始温度に達するまでの時間が短くなり、反応塔内の触媒の加熱に要する時間を短縮することができる。
【０００８】
前記断熱部材は、前記反応槽における前記原料ガスが流入する部分から中央部分に向かって所定部分までの外周を覆ってもよい。これにより、反応槽における原料ガスが流入する部分の近傍の外周が断熱される。反応槽における原料ガスが流入する部分の近傍にヒートスポットが発生している場合、ヒートスポットを覆うように断熱することで、反応塔内の触媒の昇温を効率的に行うことが可能となる。
【０００９】
上記生成装置は、前記反応塔に前記熱媒体を送る送出ポンプを備え、前記反応塔への前記原料ガスの供給が開始された後に、前記送出ポンプを起動して前記反応塔に前記熱媒体
が送られてもよい。これにより、反応塔への原料ガスの供給の開始後に、反応塔に熱媒体を送ることが可能となる。例えば、十分に加熱されていない熱媒体が反応塔のジャケット部分に流入しても、反応槽における断熱部材によって覆われた部分により触媒の温度が維持されるため、反応塔内の発熱反応を維持することが可能である。
【００１０】
前記原料ガス供給部は、前記反応塔内の温度に基づいて、前記原料ガスの前記反応塔への供給流量を決定してもよい。これにより、適切な供給流量で反応塔に原料ガスを供給することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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