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公開番号2024162844
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078778
出願日2023-05-11
発明の名称原料ガスの加熱器、および加熱器の異常診断装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 3/26 20060101AFI20241114BHJP(無機化学)
要約【課題】ラジアントヒータの耐圧よりも加熱器内の圧力を高めることができるようにした加熱器を提供する。
【解決手段】加熱器は、原料ガスを反応器に供給するのに先立って原料ガスを加熱する。反応器は、原料ガスを用いて生成ガスを生成するように構成されている。加熱器は、ラジアントヒータ、および、さや管を備えている。ラジアントヒータは、燃料を燃焼させることによって生成される熱によって加熱器内を加熱するように構成されている。さや管は、加熱器内においてラジアントヒータを覆っている。さや管の内部の圧力は、加熱器内にあってさや管の外部の圧力よりも低く設定されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
原料ガスを反応器に供給するのに先立って前記原料ガスを加熱する加熱器であって、
前記反応器は、原料ガスを用いて生成ガスを生成するように構成され、
ラジアントヒータ、および、さや管を備え、
前記ラジアントヒータは、燃料を燃焼させることによって生成される熱によって前記加熱器内を加熱するように構成されており、
前記さや管は、前記加熱器内において前記ラジアントヒータを覆っており、
前記さや管の内部の圧力は、前記加熱器内にあって前記さや管の外部の圧力よりも低く設定されている原料ガスの加熱器。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記さや管の外周には、フィンが形成されている請求項１記載の原料ガスの加熱器。
【請求項３】
前記ラジアントヒータを複数備え、
複数の前記ラジアントヒータの出力は、下流の前記ラジアントヒータの出力が上流の前記ラジアントヒータの出力以下となる条件で、上流から下流へと進む方向における位置に応じて変更されている請求項１記載の原料ガスの加熱器。
【請求項４】
当該加熱器の流路断面積は、下流の前記流路断面積が上流の前記流路断面積以下となる条件で、上流から下流へと進む方向における位置に応じて変更されている請求項１記載の原料ガスの加熱器。
【請求項５】
請求項１記載の原料ガスの加熱器に適用され、
取得処理、および異常判定処理を実行するように構成され、
取得処理は、前記さや管と前記ラジアントヒータとの間の圧力の検出値を取得する処理であり、
前記異常判定処理は、前記検出値が上昇することに基づき前記さや管に異常が生じたと判定する処理である加熱器の異常診断装置。
【請求項６】
請求項１記載の原料ガスの加熱器に適用され、
取得処理、および異常判定処理を実行するように構成され、
取得処理は、前記さや管と前記ラジアントヒータとの間の温度の検出値を取得する処理であり、
前記異常判定処理は、前記検出値が低下することに基づき前記さや管に異常が生じたと判定する処理である加熱器の異常診断装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスの加熱器、および加熱器の異常診断装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、触媒を介してメタン等の炭化水素ガスを熱分解させることによって、水素を取り出す装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－２４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炭化水素ガスを反応器において熱分解するうえでは、炭化水素ガスを反応器に供給するのに先立って加熱することが望ましい。炭化水素ガスの加熱には、ラジアントヒータを用いることが考えられる。一方、発明者は、反応器内の圧力を高圧状態とすることを検討した。その場合、ラジアントヒータの耐圧が問題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．原料ガスを反応器に供給するのに先立って前記原料ガスを加熱する加熱器であって、前記反応器は、原料ガスを用いて生成ガスを生成するように構成され、ラジアントヒータ、および、さや管を備え、前記ラジアントヒータは、燃料を燃焼させることによって生成される熱によって前記加熱器内を加熱するように構成されており、前記さや管は、前記加熱器内において前記ラジアントヒータを覆っており、前記さや管の内部の圧力は、前記加熱器内にあって前記さや管の外部の圧力よりも低く設定されている原料ガスの加熱器。
【０００６】
上記構成では、ラジアントヒータがさや管によって覆われて且つ、さや管の内部の圧力を加熱器内におけるさや管の外部の圧力よりも低く設定した。これにより、ラジアントヒータの耐圧よりも加熱器内の圧力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示すブロック図である。
同実施形態にかかる加熱器の構成を示す断面図である。
同実施形態にかかるラジアントヒータの構成を示す断面図である。
同実施形態にかかる加熱器の構成を示す断面図である。
同実施形態にかかる加熱器内の位置に応じたラジアントヒータの出力と各種温度との関係を例示するグラフである。
同実施形態にかかる異常診断に関する処理の手順を示す流れ図である。
同実施形態にかかるさや管の技術的意義を示すグラフである。
第２の実施形態にかかる異常診断に関する処理の手順を示す流れ図である。
第３の実施形態にかかる加熱器の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
「システム構成」
図１に、本実施形態にかかる燃焼ガスの生成システムを示す。同システムは、システムに供給されるメタンから水素を生成するシステムである。
【０００９】
反応器１０は、メタンを水素と炭素とに熱分解する装置である。反応器１０には、触媒が設けられている。触媒は、一例として鉄である。触媒の状態は、たとえば、流動床の状態とされてもよい。反応器内の温度は、たとえば７００～１０００°Ｃであってもよい。また反応器１０内の圧力は、たとえば数ａｔａ～数十ａｔａであってもよい。
【００１０】
反応器１０からは、熱分解によって生じた水素と炭素と、メタンとが流出する。それら反応器１０から流出する物質は、熱交換器１２に流入する。熱交換器１２は、システムに供給されたメタンに上記反応器１０から流出した物質の熱を与えることによって、反応器１０に供給されるメタンを加熱するように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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