Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0135690B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0135690B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0135690B2
JPH0135690B2 JP58247925A JP24792583A JPH0135690B2 JP H0135690 B2 JPH0135690 B2 JP H0135690B2 JP 58247925 A JP58247925 A JP 58247925A JP 24792583 A JP24792583 A JP 24792583A JP H0135690 B2 JPH0135690 B2 JP H0135690B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
reaction
adsorbent
adsorption
gas
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.)
Expired
Application number
JP58247925A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60137431A (en
Inventor
Morihisa Hidaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Engineering Corp filed Critical Toyo Engineering Corp
Priority to JP58247925A priority Critical patent/JPS60137431A/en
Publication of JPS60137431A publication Critical patent/JPS60137431A/en
Publication of JPH0135690B2 publication Critical patent/JPH0135690B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical 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
    • B01J8/0207Chemical 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 the fluid flow within the bed being predominantly horizontal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は固定触媒あるいは吸着剤を使用し、
ガス状転化反応または吸着を起させる反応または
吸着装置の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention uses a fixed catalyst or adsorbent,
This invention relates to improvements in reaction or adsorption devices that cause gaseous conversion reactions or adsorption.

なおこの明細書においては、ガス状原料と接触
する“触媒あるいは吸着剤”を単に“触媒”、生
起せしめられた“反応または吸着”を単に“反
応”、および“多孔管または多孔板または高空間
率充填物”を単に“多孔管”とこのあと呼ぶこと
にする。(吸着では通常、吸着剤と被吸着物質の
間に化学反応は起らないのであるが。) 堅型円筒容器に触媒を充填した反応装置の形式
としては、ガスの流れ方向により、軸流と半径流
の大別される。
In this specification, the term ``catalyst or adsorbent'' that comes into contact with the gaseous raw material is simply referred to as ``catalyst'', the resulting ``reaction or adsorption'' is simply referred to as ``reaction'', and ``perforated pipe, perforated plate, or high space'' is used. Hereinafter, the "porous packing" will simply be referred to as the "perforated tube." (Normally, in adsorption, no chemical reaction occurs between the adsorbent and the adsorbed substance.) The reactor type, in which a rigid cylindrical container is filled with a catalyst, can be divided into axial flow and axial flow depending on the direction of gas flow. It is broadly classified into radial flow.

軸流は棚の上に触媒を充填した最も普通に使用
されているものであり、ガスは中心軸方向(下向
きの場合が多い)に流れる。第1図aに示す。
Axial flow is the most commonly used with catalyst packed on shelves, where the gas flows in a central axial direction (often downward). It is shown in Figure 1a.

半径流は容器の中心軸と同軸に設けられた内側
と外側のバスケツトの間を半径方向に流れる。触
媒層の上下は仕切り板によつて閉ぢられているの
が普通である−第1図bに示す。中には上部の仕
切り板の一部を省略して、ガスの一部分を軸流で
流す方式のものもある。第1図cに示す。
Radial flow flows radially between inner and outer baskets that are coaxial with the central axis of the container. The top and bottom of the catalyst layer are usually closed off by partition plates - as shown in Figure 1b. Some models omit part of the upper partition plate and allow part of the gas to flow axially. It is shown in Figure 1c.

軸流は構造簡単であるが、ガス流量が多くな
り、また触媒量が多くなると圧力降下の上昇を防
ぐため水平断面を大きくせねばならず、径の大き
い容器が必要となる。
Axial flow has a simple structure, but as the gas flow rate increases and the amount of catalyst increases, the horizontal cross section must be increased to prevent pressure drop from increasing, and a container with a large diameter is required.

これに比し半径流では通路断面積を大きくと
れ、また通路長さが短くなるので、圧力降下が非
常に低下する。ガス流量が大きく、触媒量が多い
場合は最も好ましい装置の形式である。
In contrast, with radial flow, the cross-sectional area of the passage can be increased and the length of the passage can be shortened, resulting in a very low pressure drop. This is the most preferred type of device when the gas flow rate is large and the amount of catalyst is large.

しかしながら内外のバスケツトおよび上下の仕
切り板等構造がやや複雑になり、コストが高くな
る欠点がある。特に反応熱などにより、運転温度
が高くなつたり、また温度変動のあるものなどで
は、触媒層の伸縮に対応するためバスケツトの強
度を増す必要があり、かなりのコスト高を免かれ
ない。
However, the structure of the inner and outer baskets, the upper and lower partition plates, etc. is somewhat complicated, and the cost is high. Particularly in cases where the operating temperature is high due to reaction heat, or there is temperature fluctuation, it is necessary to increase the strength of the basket to accommodate the expansion and contraction of the catalyst layer, resulting in a considerable increase in cost.

第1図cのものは、上部仕切り板の一部を省略
して流路面積をさらに大きくし、かつコスト減を
はかつたものであるが、しかしbとの差はそれ程
大きくはない。
In the case of Fig. 1c, a part of the upper partition plate is omitted to further increase the flow passage area and to reduce the cost, but the difference from Fig. 1c is not so large.

この発明は半径流の反応装置において、半径流
の最大の特徴である圧力降下が小さいという特徴
を保持しつつ、コストの安い装置を提供するもの
である。
The present invention provides a radial flow reactor that maintains the most important feature of radial flow, which is a small pressure drop, and that is inexpensive.

この発明の基本的な考え方は、コストの中で大
きい割合を占める外側のバスケツトの代りに、多
孔管を容器の内壁上に等間隔に鉛直に設けること
である。
The basic idea of the invention is to provide perforated tubes vertically and equidistantly on the inner wall of the container, instead of an outer basket which accounts for a large proportion of the cost.

この多孔管の上端は触媒層の上部空間に開口し
ており、下端は触媒層の下端に達し、周囲には触
媒が充填されている。ガスはこの上部開口部から
流入し、多孔管の孔から触媒層内に流出する。多
孔管の寸法および孔の径と数を適当に選択するこ
とにより、ガスを略均等に触媒層を半径方向に流
動させることができる。また多孔管の数は、全体
のガス量、触媒層の寸法等を考慮の上均等に流れ
るように設計できる。この多孔管の孔の部分、お
よび内側バスケツトの流入部分に多少抵抗をつけ
ることにより、流量が均一になるように調節する
ことができる。なおこの多孔管の外側は触媒が孔
を詰めたりしないように、金網等で巻くのが望ま
しい。
The upper end of this porous tube opens into the upper space of the catalyst layer, the lower end reaches the lower end of the catalyst layer, and the surrounding area is filled with catalyst. Gas enters through this upper opening and flows out through the pores of the perforated tube into the catalyst layer. By appropriately selecting the dimensions of the porous tube and the diameter and number of holes, it is possible to cause the gas to flow approximately uniformly in the radial direction of the catalyst layer. Further, the number of porous tubes can be designed so that the gas flows evenly, taking into account the total gas amount, the size of the catalyst layer, etc. The flow rate can be adjusted to be uniform by adding some resistance to the hole in the porous pipe and the inlet part of the inner basket. Note that it is desirable to wrap the outside of this porous tube with a wire mesh or the like to prevent the catalyst from clogging the pores.

また多孔管は触媒層に深く埋つているので、特
別に固定する必要はないのであるが、据付時のこ
ともあるので、内壁から上下を保持するようにす
るのがよい。多孔管がフリーに伸び得るように保
持されるのが望ましい。
Also, since the porous tube is deeply buried in the catalyst layer, it is not necessary to fix it in any particular way, but since it may be used during installation, it is better to hold it from the top and bottom from the inner wall. Preferably, the perforated tube is held so that it can extend freely.

多孔管は単に埋つているだけで、荷重等ほとん
ど受けないので特別な規格、材料のものは必要と
せず、通常の鋼管に孔をあけたものでよい。仮に
水素脆化等によつてクラツク等を生じたとして
も、特に問題とするような事態にはならない。
A perforated pipe is simply buried and receives almost no load, so it does not require any special specifications or materials; it can be a regular steel pipe with holes drilled in it. Even if a crack or the like were to occur due to hydrogen embrittlement or the like, it would not pose any particular problem.

この多孔管としては円形管の使用が通常である
が、それ以外の異形管でも使用できる。例を第2
図に示す。
Although a circular tube is normally used as this perforated tube, other irregularly shaped tubes can also be used. Example 2
As shown in the figure.

aは普通の円形管、b,cは型鋼を加工したも
の、dは半割円形管を加工したもの、eは円形管
に突起パイプをつけ、ガスの分散を良くしたもの
である。
A is a normal circular tube, b and c are made from shaped steel, d is a half-split circular tube, and e is a circular tube with a protruding pipe attached to improve gas dispersion.

またこの“多孔管”は周囲が閉じている、所謂
“管”でなくてもよい。即ち多孔板あるいは高空
間率充填物であつても良い。第2図f,gに示す
ように反応容器の器壁との間に原料ガスが流入す
る空間を作るものであれば良いのである。図によ
つてわかるように、この多孔板を反応容器の壁面
に密接に取りつけ、触媒を充填すればこの多孔板
は器壁に押しつけられ、好適なガス通路となるの
である。第2図b,c,dにおいても、背中の蓋
は触媒がこの中に入らぬようにできれば、必ずし
も必要ではない。
Moreover, this "porous tube" does not have to be a so-called "tube" whose periphery is closed. That is, it may be a porous plate or a high porosity filler. As shown in FIGS. 2(f) and 2(g), it is sufficient to create a space between the reactor and the wall of the reaction vessel through which the raw material gas flows. As can be seen in the figure, if this perforated plate is closely attached to the wall of the reaction vessel and filled with catalyst, this perforated plate will be pressed against the vessel wall and will become a suitable gas passage. In FIGS. 2b, c, and d, the back cover is not necessarily necessary as long as the catalyst can be prevented from entering the back cover.

あるいは高空間率充填物、例えばラツシヒリン
グのような充填物を器壁にそつて充填してもよ
い。規則正しく充填することにより、好適なガス
の通路となる。
Alternatively, a high porosity packing, such as a Luschig ring, may be filled along the vessel wall. Regular filling provides a suitable gas passage.

このようにこの“多孔管”は種々の変形が可能
である。コストのかかる外側バスケツトの代り
に、このように簡単でコストの安い多孔管を使用
することによつて、半径流の長所を全く損なうこ
となく、コストの安い反応装置が実現できるので
ある。
In this way, this "perforated tube" can be modified in various ways. By using such a simple and inexpensive perforated tube instead of a costly outer basket, a less expensive reactor can be realized without sacrificing any of the advantages of radial flow.

なおガスの流れは外側から内側へでも、その反
対に内側から外側へでも、どちらでも可能であ
る。また場合によつては、例えば吸着剤の場合、
吸着時には外から内へ、脱着時には内から外へ、
あるいはこの逆に、ガスの流れの方向を変えるよ
うな場合でも使用可能である。
Note that the gas can flow either from the outside to the inside or vice versa. Also in some cases, e.g. in the case of adsorbents,
From outside to inside when adsorbing, from inside to outside when desorbing,
Or, conversely, it can also be used in cases where the direction of gas flow is changed.

次に図面により説明する。 Next, it will be explained with reference to the drawings.

第3図はこの発明を適用した1例である。 FIG. 3 shows an example to which this invention is applied.

図において、1.反応容器、2.上部鏡板、
3.下部鏡板、4.多孔管、5.内側バスケツ
ト、6.触媒、7.断熱剤である。
In the figure, 1. reaction vessel, 2. upper mirror plate,
3. Lower mirror plate, 4. Porous tube, 5. Inner basket, 6. catalyst, 7. It is an insulating agent.

原料ガスは入口9から流入し、大部分は多孔管
4に上から入り、管の孔から流出、触媒層を通過
して内側バスケツト5に入り、ガス出口10から
流出する。
The raw material gas enters through the inlet 9, most of which enters the perforated tube 4 from above, flows out through the holes in the tube, passes through the catalyst layer, enters the inner basket 5, and exits through the gas outlet 10.

多孔管は触媒層の上から下に至るまで埋つてお
り、触媒層の上部空間に開口している。そして反
応容器の内壁にそつて等間隔に鉛直に置かれてい
る。触媒層を通過するガス量はできる限り均等で
偏りがないようにしなければならない。このため
には各多孔管から流出するガス量が等しく、また
1本の多孔管をとつても、その管の部位によつて
偏りがないことが望ましい。内側バスケツトにつ
いても同様のことが言える。
The porous tube is buried from the top to the bottom of the catalyst layer and opens into the space above the catalyst layer. They are placed vertically at equal intervals along the inner wall of the reaction vessel. The amount of gas passing through the catalyst layer must be as uniform and unbiased as possible. For this purpose, it is desirable that the amount of gas flowing out from each porous tube be equal, and even in one porous tube, there should be no bias depending on the location of the tube. The same can be said for the inner basket.

このように流量を均一に偏りをなくする、最も
簡単な方法は、各部の寸法を同じ寸法とし、かつ
この多孔管および内側バスケツトの通過抵抗を、
触媒層の通過抵抗より大き目に取ることである。
特に内側バスケツトに流入するガス量の分布を充
分にコントロールすることが重要である。前者と
後者の比率が大きくなればなる程その均一性はよ
くなる。しかしあまり大きくすると、その割には
均一性が良くならず、また半径流反応装置の利点
である圧力降下が小さいという利点も失はれるの
で、適当な値になるよう設計するのが重要であ
る。
The simplest way to make the flow rate uniform and unbalanced is to make the dimensions of each part the same, and to reduce the passage resistance of the perforated pipe and inner basket.
The resistance should be greater than the passage resistance of the catalyst layer.
In particular, it is important to sufficiently control the distribution of the amount of gas flowing into the inner basket. The greater the ratio between the former and the latter, the better the uniformity. However, if it is made too large, the uniformity will not be as good and the advantage of the radial flow reactor, which is the small pressure drop, will also be lost, so it is important to design it to an appropriate value. .

第3図におけるこの装置のもう1つの特徴は、
触媒の上部に仕切り板がなく、内側バスケツトが
触媒層内に埋つていることである。このような反
応の場合、ガスの流れる方向は特に問題ではな
く、触媒層をなるべく均一に流れさえすればよい
わけである。従つて第3図のような場合、上部に
仕切り板をつけることは意味がないことである。
ガスは触媒層を通過して、内側バスケツトに流入
しさえすれば良いのである。内側バスケツトの頂
部を触媒層内に埋めておき、その側面の全部また
は側面および頂部がガス通過可能なようにしてお
けば、この頂部の上にある触媒も同じく触媒層と
して働く。ここを通過するガス量はその部分のス
ペースベロシテイが、全体のスペースベロシテイ
と同じになるように定めればよい。このような条
件から実際の寸法は決められるわけであるが、上
部仕切り板および内側バスケツトの上部が不要と
なり、それだけコストは低減する。
Another feature of this device in FIG.
There is no partition plate above the catalyst, and the inner basket is buried within the catalyst layer. In the case of such a reaction, the direction in which the gas flows does not particularly matter, as long as it flows as uniformly as possible through the catalyst layer. Therefore, in the case shown in Figure 3, it is meaningless to attach a partition plate to the top.
The gas only needs to pass through the catalyst layer and into the inner basket. If the top of the inner basket is buried in a catalyst layer and all or the sides and the top are gas permeable, the catalyst above the top also acts as a catalyst layer. The amount of gas passing through this area may be determined so that the space velocity of that part is the same as the overall space velocity. Although the actual dimensions are determined based on these conditions, the upper partition plate and the upper part of the inner basket are no longer necessary, and the cost is reduced accordingly.

このような場合、触媒層の上部を水平に充填す
ると、上部外側の触媒の部分は、内側バスケツト
頂部からの距離が大きくなるので、ガスが通過し
にくくなる。つまりこの部分はデツドスペースと
なり、反応にはほとんど無関係となる。このよう
な無効な部分に貴重な触媒を積んでおくのは無駄
なことである。この無駄をなくするためには、内
側バスケツト頂部からの距離がほぼ等しいよう
に、上部を球形にすればよい。こうすることによ
り、球形の面から流入し、触媒層を通過し、内側
バスケツトに流入するガスの流れは略均一とな
り、触媒はすべて有効に働くことになる。
In such a case, if the upper part of the catalyst layer is filled horizontally, the part of the catalyst outside the upper part will have a greater distance from the top of the inner basket, making it difficult for gas to pass through. In other words, this part becomes a dead space and is almost unrelated to the reaction. It is wasteful to store valuable catalysts in such ineffective areas. In order to eliminate this waste, the upper part may be made spherical so that the distance from the top of the inner basket is approximately equal. By doing so, the flow of gas from the spherical surface, through the catalyst layer, and into the inner basket is substantially uniform, and the catalyst is all effective.

しかし上面をこのように球形のままにしておく
のは具合が悪い。長期の運転では山が崩れてしま
う危険が強いからである。これを防止するために
は、球形面とその頂部を通る水平面との間の空間
を、非触媒あるいは非吸着質充填物8で充填して
おけばよい。
However, it would be inconvenient to leave the top surface spherical like this. This is because there is a high risk of the mountain collapsing during long-term driving. In order to prevent this, the space between the spherical surface and the horizontal plane passing through its top may be filled with a non-catalytic or non-adsorptive packing 8.

例えばアルミナボールあるいは磁製ラツシヒリ
ングのようなものが適当である。ガスの通過が容
易な充填物を使用するのが望ましい。このような
充填物で触媒層表面を覆うことは、適当な粒子押
えともなり、特にガスが下方から上方に流れる時
有効である。
For example, alumina balls or porcelain Ratschig rings are suitable. It is desirable to use a filling through which gas can easily pass. Covering the surface of the catalyst layer with such a filler also serves as a suitable particle suppressor, and is particularly effective when gas flows from the bottom to the top.

なお内側バスケツトの上面は、球形ないし半惰
円形にするのがガスの流れが均一となり、強度の
面からも有利であり、望ましいことである。
It is desirable that the upper surface of the inner basket be spherical or semi-circular, as this will ensure uniform gas flow and is advantageous in terms of strength.

第3図に示した装置の、さらにもう1つの特徴
は、下部の触媒棚あるいは仕切り板がないことで
ある。軸流の反応装置では粒子を支持棚の上に充
填するのが通常のやり方である。半径流の装置で
も支持棚あるいは仕切り板をとりつけ、この上に
触媒を充填するのが通常のやり方である。第1図
b,c参照。
Yet another feature of the apparatus shown in FIG. 3 is the absence of a lower catalyst shelf or partition. In axial flow reactors it is common practice to pack the particles onto support shelves. Even in radial flow devices, it is common practice to install a support shelf or partition plate on which the catalyst is packed. See Figures 1b and c.

触媒支持棚あるいは仕切り板は触媒の荷重のみ
ならず、ガスが上部から下方に流れる場合は、圧
力降下に相当する分の荷重も受けるので、かなり
の荷重を支えることとなり、相当のコストとな
る。半径流反応装置の場合は、触媒を下部鏡板の
上に直接充填するようにすれば、このような棚あ
るいは板は不要となる。ガスの流れは多孔管、内
側バスケツト、下部鏡板の形状等について充分注
意深く設計をすれば問題ないようにできる。ガス
の流れの点からは下部鏡板は半球より半楕円ある
いは皿型の鏡板の方が適している。
The catalyst support shelf or partition plate bears not only the load of the catalyst but also the load corresponding to the pressure drop when gas flows downward from the top, so it supports a considerable load, resulting in considerable cost. In the case of a radial flow reactor, such a shelf or plate is not required if the catalyst is packed directly onto the lower end plate. Problems with gas flow can be avoided by carefully designing the shape of the perforated pipe, inner basket, lower end plate, etc. From the point of view of gas flow, a semi-elliptical or dish-shaped lower end plate is more suitable than a hemispherical end plate.

発熱反応の場合は、温度によつて下部鏡板に断
熱材を敷くのが望ましい。例えば原料ガスが外側
から内側へ流れる場合、鏡板は中心に近い程温度
の高いガスと接触するようになり、鏡板の機械的
強度を損い、あるいは材料の損傷を招くことも起
り得る。
In the case of an exothermic reaction, depending on the temperature, it is desirable to place a heat insulating material on the lower end plate. For example, when the raw material gas flows from the outside to the inside, the closer the end plate is to the center, the higher the temperature of the gas comes into contact with the end plate, which may impair the mechanical strength of the end plate or cause damage to the material.

このような場合、下部鏡板の上に断熱材7を敷
いて、鏡板の温度が上り過ぎるのを防止できる。
In such a case, a heat insulating material 7 can be placed on the lower end plate to prevent the temperature of the end plate from rising too much.

このための断熱材としては板状の無機断熱材が
適当である。これを鏡板の上に敷き、この上に断
熱煉瓦等を敷きつめておけばよい。
As a heat insulating material for this purpose, a plate-shaped inorganic heat insulating material is suitable. All you have to do is spread this on top of the mirror board and then cover it with insulation bricks, etc.

温度が更に高くなれば本格的なライニングをす
る必要があるが、その場合は断熱材が鋼材に密着
するので、鋼材の表面を点検することが普通はで
きない。この発明の断熱法は鏡板に断熱材を置く
だけであるので、点検が必要な場合は断熱材を外
して容易に点検できる。
If the temperature rises even higher, full-scale lining will be necessary, but in that case the insulation adheres closely to the steel, so it is usually not possible to inspect the surface of the steel. Since the heat insulation method of this invention simply places a heat insulating material on the mirror plate, if inspection is required, the heat insulating material can be removed and inspected easily.

反応温度がそれ程高くない場合は、鏡板の保護
のための断熱にはこれで充分であり、鏡板材料の
強度は容器の胴体部分と同じと見ることができ
る。なお、この場合、鏡板の外面は鏡板の温度を
なるべく低く保つため、保温しない方がよい。
If the reaction temperature is not very high, this is sufficient for heat insulation to protect the head plate, and the strength of the head plate material can be considered to be the same as that of the body of the container. In this case, in order to keep the temperature of the end plate as low as possible, it is better not to keep it warm on the outer surface of the end plate.

ガスの出口付近は温度の高い反応ガスに接触
し、局部的に温度が上ることがあるので注意が肝
要である。断熱を施すとか、材質を変えるとかの
対策が必要な場合がある。
It is important to be careful as the area near the gas outlet will come into contact with the high temperature reaction gas and the temperature may rise locally. Measures such as providing insulation or changing the material may be necessary.

以上述べたように、第3図は特許請求の範囲第
1項から第4項までの要件をすべて含んでいる。
第1項のみの場合は第1図bにおいて外側バスケ
ツトを多孔管に代えただけであるので、図面には
示してない。
As described above, FIG. 3 includes all the requirements of claims 1 to 4.
In the case of only the first item, the outer basket in FIG. 1b is simply replaced with a perforated tube, and is therefore not shown in the drawing.

冷却熱媒体が内部を流通する冷却管で、触媒層
を冷却するのはよく行われている方法である。吸
着装置の場合はほとんど行われていないが、反応
熱の大きい反応装置には適用される場合が多い。
It is a common method to cool the catalyst layer using a cooling pipe through which a cooling heat medium flows. Although it is rarely used in adsorption equipment, it is often applied to reaction equipment that generates a large amount of heat of reaction.

この発明による装置にも、この冷却管を装備す
ることが可能である。熱媒体が水で、冷却管でボ
イラーを形成している場合が多い。ガスの流れお
よび温度分布が均一になるために、冷却管は触媒
層に垂直に、容器の中心軸と同じ中心を持つ1ま
たは複数の同心円上に、それぞれ等間隔の配列さ
れていることが望ましい。
The device according to the invention can also be equipped with this cooling pipe. In many cases, the heat medium is water and cooling tubes form a boiler. In order to ensure uniform gas flow and temperature distribution, it is desirable that the cooling pipes be arranged perpendicular to the catalyst layer on one or more concentric circles having the same center as the central axis of the container, each at equal intervals. .

この冷却管の装着方法は、この種の反応器に対
する装着法と同様であるので、詳細な説明は省略
するが、一般的に使用できるものとして、バヨネ
ツト型のボイラーを備えたものがある。
The method for installing this cooling pipe is the same as that for this type of reactor, so a detailed explanation will be omitted, but one that can be generally used is one equipped with a bayonet type boiler.

次にこの発明を適用した実施例を紹介する。 Next, an example to which this invention is applied will be introduced.

一酸化炭素高温転化反応器 原料ガス 水素、窒素、一酸化炭素、水蒸気混
合ガス 入口温度 370℃ 出口温度 440℃ 圧力 30Kg/cm2g 第3図に示したものがそのまま本例にあてはま
る。
Carbon monoxide high temperature conversion reactor Raw material gas Hydrogen, nitrogen, carbon monoxide, water vapor mixed gas Inlet temperature 370°C Outlet temperature 440°C Pressure 30Kg/cm 2 g What is shown in Figure 3 applies directly to this example.

反応によつて温度が高くなり、鏡板材料の強度
および水素脆化が問題となる。そのため下部鏡板
の上に断熱板を置き、断熱してある。
The reaction raises the temperature, which poses problems in terms of the strength of the end plate material and hydrogen embrittlement. Therefore, a heat insulating board is placed on top of the lower mirror plate to insulate it.

アンモニア合成装置 これは中間熱交換冷却式断熱反応装置で触媒層
が3層のものである。触媒層は半径流で、ガスは
外側から内側に流れる。この触媒層に本発明が適
用されている。
Ammonia synthesis equipment This is an intermediate heat exchange cooling type adiabatic reaction equipment with three catalyst layers. The catalyst bed has a radial flow, with gas flowing from the outside to the inside. The present invention is applied to this catalyst layer.

原料ガスは入口9から入り、熱交換器11のチ
ユーブ側で加熱され、大部分のガスは多孔管4を
経て外側から、一部分のガスは上部から触媒層に
流入し、アンモニア合成反応を起す。ガスは次に
熱交換器のシエル側に流入し、ここで冷却された
ガスは、次の触媒層で更に反応を起し、順次触媒
層および熱交換器のシエル側を通つた後、最後に
熱交換して出口10から流出する。
The raw material gas enters from the inlet 9 and is heated on the tube side of the heat exchanger 11, with most of the gas flowing from the outside through the perforated tube 4 and a portion of the gas flowing into the catalyst layer from the top to cause an ammonia synthesis reaction. The gas then flows into the shell side of the heat exchanger, where the cooled gas undergoes further reaction in the next catalyst layer, passes sequentially through the catalyst layer and the shell side of the heat exchanger, and finally It exchanges heat and flows out from the outlet 10.

触媒層の外側バスケツトの代りに多孔管が使用
されている。また触媒層上面には仕切り板がな
く、触媒は球形に山盛に充填されていて、非触媒
質の充填物が上面が平になるように充填されてい
る。最後の触媒層は鏡板の上に置かれた断熱材の
上に充填されている。
A perforated tube is used in place of the outer basket of the catalyst layer. Further, there is no partition plate on the upper surface of the catalyst layer, and the catalyst is packed in spherical heaps, and the non-catalytic filler is packed so that the upper surface is flat. The final catalyst layer is packed onto a heat insulating material placed on top of the end plate.

触媒層入口のガス温度は360〜380℃、触媒層出
口温度は460〜400℃程度である。
The gas temperature at the inlet of the catalyst layer is about 360-380°C, and the temperature at the outlet of the catalyst layer is about 460-400°C.

本発明を適用することにより、多段半径流反応
装置のコスト低減が可能となる。また下部の断熱
材の効果と相俟つて、容器を高温における強度に
よつて設計する、所謂“ホツトウオールデザイ
ン”が可能となる。
By applying the present invention, it is possible to reduce the cost of a multistage radial flow reactor. Combined with the effect of the insulation material at the bottom, it becomes possible to design the container based on its strength at high temperatures, a so-called "hot wall design."

現今主流となつている大型低圧のメタノール合
成装置にも、このアンモニア合成装置と同様の設
計が適用できる。
The same design as this ammonia synthesizer can be applied to large, low-pressure methanol synthesizers that are currently mainstream.

以上詳細に説明したように、本発明によつて極
めて簡単な多孔管を使用することにより、圧力降
下が非常に少い半径流反応装置を低コストで実現
することができる。
As explained in detail above, according to the present invention, by using a very simple perforated tube, a radial flow reactor with a very low pressure drop can be realized at low cost.

この発明は触媒を充填する反応装置に広く適用
できるが、特に中、大型の反応装置、吸着装置に
好適である。
The present invention can be widely applied to reaction apparatuses filled with catalysts, but is particularly suitable for medium to large-sized reaction apparatuses and adsorption apparatuses.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、従来装置の説明図。 a……軸流反応装置、b……半径流反応装置、
上下仕切り板装置、c……半径流反応装置、上仕
切り板省略。 第2図、本発明に使用可能な種々の多孔管断面
図。 a……円形管、b……山形鋼および蓋、c……
溝形鋼および蓋、d……半割円形管および蓋、e
……突起つき円形管、f,g……多孔管。 第3図、本発明を適用した反応装置断面図、第
4図、本発明を適用したアンモニア合成装置断面
図。 1……反応容器、2……上部鏡板、3……下部
鏡板、4……多孔管、5……内側バスケツト、6
……触媒、7……断熱材、8……非触媒、非吸着
質充填物、9……原料ガス入口、10……反応ガ
ス出口、11……熱交換器。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional device. a... axial flow reactor, b... radial flow reactor,
Upper and lower partition plate device, c... Radial flow reaction device, upper partition plate omitted. FIG. 2 is a sectional view of various porous tubes that can be used in the present invention. a...Circular tube, b...Angle iron and lid, c...
Channel steel and lid, d...Half-split circular pipe and lid, e
...Circular tube with protrusions, f, g...Porous tube. FIG. 3 is a cross-sectional view of a reactor to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a cross-sectional view of an ammonia synthesis apparatus to which the present invention is applied. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reaction container, 2... Upper end plate, 3... Lower end plate, 4... Porous tube, 5... Inner basket, 6
. . . Catalyst, 7 .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガス状原料を固定層固体触媒あるいは吸着剤
と接触させ、反応あるいは吸着を生起せしめる堅
型反応または吸着装置であつて、原料ガスの全部
あるいは大部分が触媒あるいは吸着剤層外側側面
から略半経方向に流れて、反応または吸着容器の
中心軸と同軸に設けられた内側バスケツトに流入
する、またはこの逆の方向に流れる、反応または
吸着装置において、 反応または吸着容器内において触媒あるいは吸
着剤層の上側に上部空間を有し、 反応または吸着容器の内壁に接して、触媒ある
いは吸着剤層上部空間から触媒あるいは吸着剤層
下端に達し、上端が触媒あるいは吸着剤層上部空
間に開いている多くの多孔管または多孔板または
高空間率充填物が、該反応または吸着容器の内壁
上に均等に鉛直に設けられていることを特徴とす
る、半径流反応または吸着装置。 2 該内側バスケツトはその側面、または側面お
よび上面が、ガスが通過可能につくられており、
その上端が触媒あるいは吸着剤層中に、該多孔管
または多孔板または高空間率充填物から該内側バ
スケツトまでの距離に略等しい深さに埋つている
ように設置されている、特許請求の範囲第1項に
記載の半径流反応または吸着装置。 3 触媒あるいは吸着剤層の上面が、該内側バス
ケツトの上端中心を中心とし、そこまでの触媒あ
るいは吸着剤層の深さを半径とする球面と略同じ
ように充填され、上部空間が触媒あるいは吸着剤
層上端中心を通る水片面と触媒あるいは吸着剤層
上面との間でガス通過抵抗の小さい非触媒あるい
は非吸着質充填物により充填されている、特許請
求の範囲第1項または第2項に記載の半径流反応
または吸着装置。 4 触媒あるいは吸着剤が反応または吸着容器該
多孔管または多孔板または高空間率充填物、およ
び該内側バスケツトの間の空間に、反応または吸
着容器下部鏡板の上に直接、あるいは下部鏡板の
上に置かれた断熱剤の上に充填されている、特許
請求の範囲第1項ないし第3項のいれかに記載の
半径流反応または吸着装置。 5 冷却熱媒体が内部を流通する多数の冷却管
が、触媒あるいは吸着剤層中にその略全長にわた
り垂直に、反応または吸着容器の中心軸と中心を
同じくする同心円上に、夫々等間隔に配列されて
いる、特許請求の範囲第1項ないし第4項に記載
の半径流反応または吸着装置。
[Scope of Claims] 1. A rigid reaction or adsorption device in which a gaseous raw material is brought into contact with a fixed bed solid catalyst or adsorbent to cause reaction or adsorption, wherein all or most of the raw material gas is in contact with a fixed bed solid catalyst or adsorbent. In a reaction or adsorption device, the flow flows from the outer side of the layer in a semi-mechanical direction and flows into an inner basket provided coaxially with the central axis of the reaction or adsorption container, or in the opposite direction. has an upper space above the catalyst or adsorbent layer, contacts the inner wall of the reaction or adsorption vessel, reaches from the upper space of the catalyst or adsorbent layer to the lower end of the catalyst or adsorbent layer, and the upper end is above the catalyst or adsorbent layer. A radial flow reaction or adsorption device, characterized in that a number of perforated tubes or perforated plates or high porosity packings open to space are provided evenly and vertically on the inner wall of the reaction or adsorption vessel. 2. The inner basket has a side surface, or a side surface and a top surface, which are formed to allow gas to pass therethrough;
The claim is that the upper end is buried in the catalyst or adsorbent layer to a depth approximately equal to the distance from the perforated tube or plate or high void ratio packing to the inner basket. Radial flow reaction or adsorption device according to paragraph 1. 3 The upper surface of the catalyst or adsorbent layer is filled in a manner similar to a spherical surface centered at the center of the upper end of the inner basket and whose radius is the depth of the catalyst or adsorbent layer up to that point, and the upper space is filled with catalyst or adsorbent. Claims 1 or 2 are filled with a non-catalyst or non-adsorbent filler having low gas passage resistance between one surface of water passing through the center of the upper end of the agent layer and the upper surface of the catalyst or adsorbent layer. A radial flow reaction or adsorption device as described. 4. The catalyst or adsorbent is placed in the space between the perforated tube or plate or high void ratio packing of the reaction or adsorption vessel, and the inner basket, directly on the lower head plate of the reaction or adsorption vessel, or directly on the lower head plate of the reaction or adsorption vessel. A radial flow reaction or adsorption device according to any one of claims 1 to 3, which is filled on top of a heat insulating material placed thereon. 5 A large number of cooling pipes through which a cooling heat transfer medium flows are arranged vertically over almost the entire length of the catalyst or adsorbent layer, and are arranged at equal intervals on concentric circles whose center is the same as the central axis of the reaction or adsorption vessel. A radial flow reaction or adsorption device according to any one of claims 1 to 4.
JP58247925A 1983-12-26 1983-12-26 Apparatus for reaction or adsorption due to radius flow Granted JPS60137431A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58247925A JPS60137431A (en) 1983-12-26 1983-12-26 Apparatus for reaction or adsorption due to radius flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58247925A JPS60137431A (en) 1983-12-26 1983-12-26 Apparatus for reaction or adsorption due to radius flow

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60137431A JPS60137431A (en) 1985-07-22
JPH0135690B2 true JPH0135690B2 (en) 1989-07-26

Family

ID=17170582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58247925A Granted JPS60137431A (en) 1983-12-26 1983-12-26 Apparatus for reaction or adsorption due to radius flow

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60137431A (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK155979C (en) * 1987-05-20 1989-10-30 Haldor Topsoe As DISTRIBUTION ELEMENT FOR DISTRIBUTING GAS TO A REACTOR
JP2534614B2 (en) * 1993-06-03 1996-09-18 テイサン株式会社 Gas purification equipment
FR2737975B1 (en) * 1995-08-21 1997-10-03 Air Liquide APPARATUS FOR SEPARATING GAS BY ADSORPTION
FR2750617B1 (en) * 1996-07-02 1998-09-25 Air Liquide GAS DISPENSER FOR FIXING IN A GAS TREATMENT BOTTLE AND GAS BOTTLE COMPRISING SAME
GB9800146D0 (en) * 1998-01-07 1998-03-04 Boc Group Plc Improvements in PSA systems
FR2775198B1 (en) * 1998-02-26 2000-04-14 Air Liquide METHOD AND DEVICE FOR GAS PURIFICATION BY ADSORPTION WITH FIXED HORIZONTAL BEDS
JP5765296B2 (en) * 2012-06-13 2015-08-19 トヨタ自動車株式会社 Impurity removal device
EP3219384A1 (en) * 2016-03-16 2017-09-20 Casale SA Walls for catalytic beds of radial- or axial-flow reactors
CN108295627A (en) * 2018-01-04 2018-07-20 中石化上海工程有限公司 Drying tower for gas dry
KR102562811B1 (en) * 2020-12-04 2023-08-02 이상국 Radial flow reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60137431A (en) 1985-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4374094A (en) Method and apparatus for uniform flow through radial reactor centerpipes
JPH0135690B2 (en)
RU2373471C2 (en) Process and reactor for performing heat exchange reactions
CN101773809B (en) Split-flow, vertical ammonia converter
US4921680A (en) Reformer seal plate arrangement
JPH0747106B2 (en) Container and device for purifying fluid by adsorption
AU655395B2 (en) Lined reformer tubes for high pressure reformer reactors
US20070180998A1 (en) Apparatus for optimal adsorption and desorption of gases utilizing highly porous gas storage materials
US3663179A (en) Apparatus for exothermic catalytic reactions
US3980440A (en) Catalyst tube assembly for steam-hydrocarbon reformer
CA1107038A (en) Hold-down device for vertically movable member in apparatus which contains contact material
KR20040021652A (en) Catalyst or Sorbent beds
US3224168A (en) Adsorption apparatus
US3432995A (en) Adsorption tower
CN220125845U (en) Adsorber with built-in cooling pipe
US4213938A (en) Fluid bed reactor
US3948610A (en) Catalyst beds for oxidizing ammonia to nitrogen oxides
CN211358264U (en) Cryogenic pressure vessel and its gas adsorption device
US3450507A (en) Integrated reforming of hydrocarbons
US3450506A (en) Apparatus for the production of hydrogen
JPH0271834A (en) Steam reforming device
JP2001157809A (en) Ozone adsorption / desorption tube
US20190255499A1 (en) Radial multi-tubular catalytic reactor
RU2381057C2 (en) Reaction vessel
JPH05305229A (en) Reformer