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公開番号2025158408
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024060916
出願日2024-04-04
発明の名称加熱装置
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 20060101AFI20251009BHJP(無機化学)
要約【課題】熱交換部において炭化水素と排気とを仕切る部材が炭化水素によって腐食することを抑制できるようにした加熱装置を提供する。
【解決手段】炭素と水素とに熱分解される炭化水素の加熱装置であって、バーナと、バーナから排出される排気と炭化水素とを仕切りつつ、排気から炭化水素へと熱を伝える熱交換部と、を備え、バーナは、空気比を1よりも小さくして燃料を燃焼させるように構成されている加熱装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭素と水素とに熱分解される炭化水素の加熱装置であって、
バーナと、
前記バーナから排出される排気と前記炭化水素とを仕切りつつ、前記排気から前記炭化水素へと熱を伝える熱交換部と、を備え、
前記バーナは、空気比を１よりも小さくして燃料を燃焼させるように構成されている加熱装置。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記バーナは、第１バーナであり、
第２バーナを備え、
前記第１バーナの排気は、前記第２バーナに燃料として供給される請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記熱交換部は、第１熱交換部であり、
前記第２バーナから排出される排気と前記炭化水素とを仕切りつつ、前記排気から前記炭化水素へと熱を伝える第２熱交換部を備え、
前記炭化水素は、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部の２つのうちのいずれか一方によって加熱された後、他方によって加熱される請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記熱交換部は、第１熱交換部であり、
前記第２バーナから排出される排気と前記炭化水素とを仕切りつつ、前記排気から前記炭化水素へと熱を伝える第２熱交換部を備え、
前記第１熱交換部によって加熱された前記炭化水素と、前記第２熱交換部によって加熱された前記炭化水素とが、反応器に並列に供給されるように構成され、
前記反応器は、前記炭化水素を炭素と水素とに熱分解するように構成されている請求項２記載の加熱装置。
【請求項５】
前記熱交換部に供給される前記炭化水素の圧力は大気圧よりも高く、
前記排気の圧力を大気圧よりも高くした請求項１記載の加熱装置。
【請求項６】
前記燃料は、水素である請求項１記載の加熱装置。
【請求項７】
前記バーナにおける空気比は、着火部と比較してそれ以外の方が小さく設定されている請求項１記載の加熱装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、触媒を用いてメタン等の炭化水素ガスを熱分解することによって、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】
炭化水素ガスを熱分解するうえでは、炭化水素ガスを加熱する必要がある。ここで、燃焼ガスを用いて炭化水素ガスを間接的に加熱する場合、燃焼ガスの熱を炭化水素ガスに伝える部材が腐蝕するおそれがある。すなわち、同部材の温度が過度に高くなると炭化水素によって同部材が腐蝕するおそれがある。
【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。
炭素と水素とに熱分解される炭化水素の加熱装置であって、バーナと、前記バーナから排出される排気と前記炭化水素とを仕切りつつ、前記排気から前記炭化水素へと熱を伝える熱交換部と、を備え、前記バーナは、空気比を１よりも小さくして燃料を燃焼させるように構成されている加熱装置である。
【０００６】
上記構成では、バーナの空気比を１よりも小さくする。これにより、空気比を１以上とする場合と比較して、排気の温度が過度に高くなることを抑制できる。そのため、熱交換部において炭化水素と排気とを仕切る部材が炭化水素によって腐食することを抑制できる。また、空気比を１以上とする場合と比較して、仕切る部材が破損することによってバーナ側の空気が炭化水素側に漏洩した場合であっても発熱反応が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態にかかる水素精製システムの構成を示す図である。
第２の実施形態にかかる水素精製システムの構成を示す図である。
第３の実施形態にかかる水素精製システムの構成を示す図である。
【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。
図１に、水素生成システム１の構成を示す。図１に示すバーナ１０には、燃料としての水素と、圧縮機１２によって加圧された空気とが供給される。なお、水素についても大気圧よりも高圧で供給されることが望ましい。
【０００９】
バーナ１０は、水素を、空気比λ１で燃焼させる。空気比λ１は、「１」よりも小さい。ただし、バーナ１０において燃料を着火させる着火部における空気比λ０は、局所的に空気比λ１よりも大きい。これは、水素を確実に燃焼させるための設定である。なお、空気比λ０は、「１」以上であってもよい。
【００１０】
バーナ１０において燃焼に供された水素と空気との混合気である排気は、熱交換器２０に供給される。ここで、熱交換器２０に供給される排気の圧力ｐｆは、大気圧よりも高い。また、排気中には、未燃燃料である水素が多量に含まれている。
（【００１１】以降は省略されています）

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