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JPH0798642B2 - 熱交換改質方法及び反応器 - Google Patents
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JPH0798642B2 - 熱交換改質方法及び反応器 - Google Patents

熱交換改質方法及び反応器

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JPH0798642B2
JPH0798642B2 JP61063846A JP6384686A JPH0798642B2 JP H0798642 B2 JPH0798642 B2 JP H0798642B2 JP 61063846 A JP61063846 A JP 61063846A JP 6384686 A JP6384686 A JP 6384686A JP H0798642 B2 JPH0798642 B2 JP H0798642B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、触媒の存在下での炭化水素の蒸気改質（stea
m reforming of hydrocarbons）のための方法、及びこ
の方法を実施するための反応器に関するものである。特
に、本発明は、改質されたガスの生成流からの熱を生成
流と処理ガスとの間の間接熱交換によって処理ガスに生
じる吸熱改質反応に必要な熱の一部に供給する方法に関
するものである。
〔従来の技術・発明が解決しようとする問題点〕
蒸気炭化水素改質のための方法により生じる吸熱反応
は、以下の反応式によって記述することができる。
（１） CH4＋H2OCO＋3H2 （−ΔＨ゜298＝−49.3kcal/mole） （２） CH4＋2H2OCO2＋4H2 （−ΔＨ゜298＝−39.4kcal/mole） 対応する反応式は、メタンよりも高級な炭化水素の蒸気
改質のために確立することができる。これらの蒸気改質
反応は、蒸気改質条件下において蒸気改質触媒を通過す
る蒸気と炭化水素とからなる処理ガスに生じる。吸熱反
応に必要な熱は通常は輻射炉室内の燃焼によって供給さ
れる。その輻射炉室内において炉質を貫通する垂直管内
に触媒が入れられている。
改質ガスの生成流の熱を熱の部分的供給源として利用す
ることは周知である。そのような方法は米国特許第4,07
9,017号公報に記載されている。この公報に記載の方法
によれば、処理ガスの第一部分は通常の輻射室内で蒸気
炭化水素改質を受けるが、処理ガスの第二部分は生成流
との間接熱交換によって蒸気改質を受ける。その後、処
理ガスの二つの部分は合流し、空気の存在下での二次改
質処理による別の蒸気炭化水素改質を受け、処理ガスの
内燃焼による熱を供給する。二次改質処理からの生成流
は処理ガスの第二部分を加熱するための熱交換媒質とし
て作用する。
本発明の目的は、バーナ内の燃焼によって発生する熱煙
道ガスからの熱と共に生成流からの熱をより経済的に利
用する蒸気炭化水素改質方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、前記方法を実施するための反応器
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
従って、本発明は、炭化水素供給と蒸気とからなる供給
流を形成し、供給流を水素に富む生成流に転換するため
に、供給流を処理ガスとして蒸気改質条件下で所定量の
蒸気改質触媒に通過させることによって実施される蒸気
炭化水素改質方法に関する。本発明の方法によれば処理
ガスに生じる吸熱反応と処理ガスの加熱とに必要な熱
は、以下に示す二つの異なる手段で供給される。
（ａ） 処理ガスが触媒の総量の25％〜75％を構成する
蒸気改質触媒の第一部分を通過する間に、以下に記載さ
れている如く和熱煙道ガス（moderately hot flue ga
s）と生成流とから熱が部分的に供給される。
（ｂ） 処理ガスが続いて触媒の総量の残部分を構成す
る蒸気改質触媒の最終部分を通過する間に、流体燃料の
燃焼によって発生した熱煙道ガスから熱が供給され、そ
れによって熱煙道ガス（hot flue gas）が冷却されて上
記（ａ）で述べたように和熱煙道ガスを形成する。
本発明の方法の本質的な特徴は、吸熱反応に必要な熱の
供給に関する。熱煙道ガスからの熱と共に生成流からの
熱の利用下での間接熱交換によって前記吸熱反応に必要
な熱を供給するためのより経済的な方法を見出した。こ
の方法によれば、熱交換は本発明の方法を実施すること
によって達成される。本発明の方法とは、上述の段階
（ａ）で熱を処理ガスに供給する和熱煙道ガス及び生成
流は、段階（ａ）の時に処理ガスと間接熱交換接触状態
で別々にかつ逆方向に通過するが、上記段階（ｂ）で熱
を処理ガスに供給する熱煙道ガスは、段階（ｂ）の時に
処理ガスと間接熱交換接触状態で同方向に通過して生成
流を形成するものである。本発明の方法を以下により詳
細に記載することにする。しかしながら、本発明に関連
する問題をよく理解するための根拠を提供するために、
本発明の方法の他の特徴をまず簡潔に説明する。これら
の他の特徴は蒸気改質条件に関するものである。蒸気改
質条件は一般に本発明の方法及び通常の蒸気改質方法で
は陳腐なものである。これらの陳腐な蒸気改質条件を以
下に記載する。
本発明の方法のための供給流を形成する炭化水素供給
は、蒸気炭化水素改質のための供給として一般に使用さ
れる炭化水素、炭化水素分留物、または炭化水素混合物
のいずれかであってよい。典型的な供給は天然ガス、製
油所オフガス（refinery off−gases）、液化石油ガ
ス、及び軽い石油蒸留物のような種々のナフサ分留物で
ある。蒸気改質のための供給として適したものにするた
めに、炭化水素供給を脱硫しなければならない。その脱
硫の間に炭化水素の硫黄の総含有量は1wt.ppm.以下に減
少される。
処理ガスとして供給流が蒸気改質触媒と接触する時に、
炭素の形成を防止するのに充分に大きい供給流の蒸気と
炭素との比を提供するように、蒸気が炭化水素供給に一
定量だけ付加される。以下、蒸気と炭素との比を炭素原
子当たりの蒸気分子数として表わすことにする。通常、
蒸気と炭素との比の最小値は1.1である。しかしなが
ら、炭化水素の水素と一酸化炭素とへの確実な転換を得
るには、蒸気と炭素との比は一般には1.5〜7.0、好まし
くは2.0〜4.5である。場合によっては、二酸化炭素を蒸
気と共に付加してもよい。その場合には、蒸気と炭素と
の比は二酸化炭素の存在をも考慮して調節されることに
なる。
本発明の方法のための蒸気改質触媒は、通常の蒸気改質
方法に使用されるいくつかの普通の蒸気改質触媒であっ
てもよい。そのような触媒的活性成分は典型的に金属ニ
ッケルである。ニッケルはセラミックキャリア材料に沈
澱させられる。キャリア材料の典型的なものはアルミ
ナ、尖晶石、マグネシア、アルミナ・シリカ、並びに多
数の他の酸化耐火物及び酸化耐火物の混合物または結合
物である。特定の目的のための改善された特性を得るた
めに、助触媒を改質触媒に付加することは周知である。
そのような助触媒としては、アルカリ及びアルカリ土類
金属酸化物がある。
処理ガスに生じる蒸気改質反応は、蒸気改質触媒と接触
状態において、350℃以上の温度で開始する。触媒の入
口における供給流の温度は一般に350〜550℃、好ましく
は400〜475℃である。特定の状況の下では、供給流を触
媒の入口における約600℃まで加熱することが好まし
い。しかしながら、炭化水素の水素と一酸化炭素への転
換の所望の度合を得るためには、処理ガスが触媒を通過
する間に、処理ガスの温度を徐々に上昇させなければな
らない。通常は、処理ガスは750〜950℃、好ましくは80
0〜900℃で生成流として触媒を離れる。従って、吸熱反
応と、処理ガスの温度を供給流の350〜600℃の入口にお
ける温度から生成流の750〜950℃の出口における温度ま
で上昇させることとに、熱の供給が部分的に必要とされ
る。この目的のために、蒸気改質触媒を複数の隔室内に
入れなければならない。これらの隔室は隔室の壁を通じ
ての熱伝達により必要な熱を受けるのに適したものであ
る。
蒸気改質方法に必要な触媒の量は通常は以下の二つの基
準に従って決定される。（１）触媒量は所望の転換に必
要な処理ガスの滞留時間を確保するのに十分な量でなけ
ればならない。（２）触媒量は吸熱反応と処理ガスの加
熱とに必要な全ての熱の伝達に要求される十分な外面積
を有する触媒隔室を充填する量でなければならない。ほ
とんどの蒸気改室触媒は高活性を有するため、基準
（２）は通常は触媒量の選定のために決定される。触媒
量と触媒を通過する処理ガス量との関係は、通常は時間
当たりの触媒量m3当たりのC1炭化水素Nm3に関する空間
速度として表わされる。ここに、C1炭化水素はメタンの
当量として表わされるいくつかの高級炭化水素を加えた
メタンを意味する。蒸気改質方法では、空間速度は典型
的には100〜4000、好ましくは200〜2000である。しかし
ながら、他の考慮すべき事項が高または低空間速度を示
唆している。経済的な理由から、蒸気改質方法は典型的
に２〜45barのような高圧で行われる。この範囲内で
は、生成流が利用されるかまたはさらに処理を受ける時
の圧力、たとえば15〜30barの圧力に従って操作圧力を
選定することができる。
前述したように、本発明の方法の本質的な特徴は熱の供
給に関する。この熱は、処理ガスが蒸気改質触媒を通過
する間に生じる吸熱反応にまず使用される。さらに、処
理ガスを触媒の入口における供給流の温度から触媒の出
口における生成流の温度まで加熱するために、ある程度
の熱が使用される。この熱を供給するための新規な方法
を以下に詳細に記載する。
必要な熱の一部は流体燃料の燃焼によって得られ、別部
は生成流から得られる。本発明の方法によれば、これら
二つの供給源からの熱の合同によって、より経済的な利
用を達成することができる。
本発明はさらに蒸気炭化水素改質方法を実施するための
反応器を提供するものである。この反応器は、吸熱反応
に熱を供給する方法を利用し、本発明の方法により提供
される処理ガスを加熱するのに適している。
従って、本発明は、炭化水素供給と蒸気とからなる供給
流を形成し、この供給流を水素に富む生成流に転換する
ために、供給流を処理ガスとして蒸気改質条件下で蒸気
改質触媒に通過させることにより実施される蒸気炭化水
素改質方法のための反応器を提供するものである。本発
明のこの反応器は、後述する如く取外し可能なふた、入
口及び出口を設けた圧力胴からなり、次の品目を具備し
ている。
（ａ） 所定量の蒸気改質触媒を保持するための触媒隔
室であって、処理ガスの加熱と、処理ガスの隔室の通過
時に処理ガスに生じる吸熱反応とに必要な熱を、間接熱
交換によって隔室壁を通じて受けるのに適した触媒隔
室。
（ｂ） 供給流を、圧力胴を貫通する入口から触媒隔室
まで通過させ、処理ガスとして触媒の総量の25〜75％を
構成する第一部分に通過させ、さらに触媒の総量の残部
を構成する最終部分に通過させるための流路。
（ｃ） 生成流からの熱を隔室を通過する処理ガスに供
給するために、生成流を触媒の第一部分を保持する隔室
と間接熱交換接触状態で触媒の最終部分から前記隔室ま
で通過させ、さらに生成流を圧力胴を貫通する出口まで
通過させるための流路。
（ｄ） 燃焼によって熱煙道ガスを発生するためのバー
ナ。
（ｅ） 前記熱煙道ガスからの熱を隔室を通過する処理
ガスに供給することにより、熱煙道ガスを冷却して和熱
煙道ガスを形成するために、バーナからの熱煙道ガス
を、触媒の最終部分を保持する隔室の部分を通過する処
理ガスと同方向に、間接熱交換接触状態で通過させるた
めの流路。
（ｆ） 前記和熱煙道ガスからの熱を隔室を通過する処
理ガスに供給することにより、和熱煙道ガスを冷却して
冷却煙道ガス（cooled flue gas）を形成するために、
和熱煙道ガスを、触媒の第一部分を保持する隔室を通過
する処理ガス流と逆方向に、間接熱交換接触状態で通過
させるための流路。
（ｇ） 冷却煙道ガスを圧力胴を貫通する出口まで通過
させるための流路。
反応器の好ましい実施例では、第一触媒隔室を通過する
処理ガスと間接熱交換接触状態で第二触媒隔室からの生
成流を通過させるための流路は、生成流を第一触媒隔室
を通過する処理ガスと逆方向に流すように適合かつ位置
決めされている。これにより、生成ガスが反応器を離れ
る前に、可能な限りの多量の熱が生成流から処理ガスに
伝達される。
反応器の同様の好ましい実施例では、まず第二触媒隔室
内の処理ガス流とさらに第一触媒隔室内の処理ガス流と
間接熱交換接触状態で煙道ガス（flue fas）を通過させ
るための流路は、熱煙道ガスを第二触媒隔室を通過する
処理ガス流と同方向に流すように、かつ和熱煙道ガスを
第一触媒隔室を通過する処理ガス流と逆方向に流すよう
に適合かつ位置決めされている。これにより、煙道ガス
が反応器を離れる前に、可能な限りの多量の熱が煙道ガ
スから処理ガスに伝達される。逆方向流の熱交換だけで
は、困難な制御、不均一な温度分布、及び許容不可能な
高材料温度のため適切でないばかりでなく、同方向流の
熱交換だけでも、経済的な観点から許容不可能な高煙道
ガス温度を生じるため適切でない。
本発明の熱交換改質方法及び反応器は、比較的少量の水
素の生成に適している。一つの実例は辺鄙な天然ガス産
地での特有の利用である。別の実例は、たとえば燃料電
池またはいくつかの他の電力装置によって電力を発生す
るために、水素の付随的な必要性を満足するものであ
る。上気適用例は、エネルギー消費を制限すること及び
外部付属装置を通じての熱交換の要求を減じることを可
能にする。
さらにまた、本発明の方法及び反応器を、水素の種々の
消費に対応するために個々の場所で多数使用してもよ
く、いずれにせよ、本発明の方法及び反応器は発電や化
学産業に使用されるべきものである。これらの全ての適
用では、小型かつ付与されるべきエネルギーが少量なの
で始動が容易であり、この容易な始動により、本発明の
反応器はたとえば発電のために水素が即時に必要になっ
た場合でもすぐに始動することができる。
本発明の方法の好ましい実施例の原理を、第１図の線図
に基づいて簡潔に記載する。
供給流10は処理ガス11として触媒の第一部分40を通過
し、さらに触媒の第二部分42を通過する。処理ガス11は
生成流12として触媒の第二部分42を離れる。バーナから
の熱煙道ガス13は、触媒の第二部分42を通過する処理ガ
ス11と同方向に、かつ処理ガス11と間接熱交換接触状態
61で触媒の第二部分42に沿って通過する。この間接熱交
換と共にその間冷却されることにより、熱煙道ガス13は
触媒の第二部分42を通過する処理ガス11に生じる吸熱反
応と、処理ガス11を生成流12の温度まで加熱することに
必要な熱を供給する。それによって熱煙道ガス13が冷却
され、和熱煙道ガス14を形成する。
和熱煙道ガス14は、触媒の第二部分42に熱を供給した後
に、触媒の第一部分40を通過する処理ガス11と逆方向に
かつ処理ガス11と間接熱交換触媒状態62で触媒の第一部
分40に沿って通過する。この間接熱交換と共にその間さ
らに冷却されることにより、和熱煙道ガス14は触媒の第
一部分40を通過する処理ガス11に生じる吸熱反応と、処
理ガス11を触媒の第一部分40の出口の温度まで加熱する
ことに必要な熱の一部を供給する。それによって和熱煙
道ガス14が冷却され、冷却煙道ガス15を形成する。必要
な熱の残部は生成流12から供給され、生成流12は、和熱
煙道ガス14と同様に、処理ガス11と逆方向にかつ処理ガ
ス11と間接熱交換接触状態63で触媒の第一部分40に沿っ
て通過する。
処理ガスが触媒を通過する間に生じる吸熱反応に熱を供
給する上気の新規な方法は、既知の方法とは全く異なる
ものである。しかしながら、本発明の方法のために蒸気
改質条件を維持することは、外部加熱に基づく周知の蒸
気改質方法に適用される範囲と同じ範囲であり、かつそ
の範囲内に含まれる。これらの蒸気改質条件は上述した
とおりである。
さらに、本発明の反応器の特定の実施例を図面に示す。
第２図は反応器のその垂直軸方向における縦断面図であ
る。第３図は反応器の水平横断面図である。反応器は以
下に記載されている如く、圧力ふた21、入口及び出口を
設けた圧力胴20からなる。圧力胴20内には触媒バスケッ
ト22とバーナ23が収容されている。
圧力胴20及びふた21の内部には断熱材24が施されてい
る。ふた21を取り外すと、圧力胴20はその上端において
触媒バスケット22の取り付けと取り外しを容易にする十
分な内径の開口を有する。圧力胴20の底部はバーナ23の
ための小口を有する。
バーナ23はその小口に取り付けられ、圧力胴20に固定さ
れ、圧力が漏れないように圧力胴20と係合している。バ
ーナ23は燃焼ヘッド25と燃焼室27を形成するセラミック
管26とからなる。セラミック管26は触媒バスケット22と
係合することなく上方向に延在している。
触媒バスケット22は同心に位置決めされた多数のプレー
トで構成され、多数のプレートは適切な壁、管、プレー
ト及びバッフルとにより、供給流10、処理ガス11、生成
流12、及び煙道ガス13,14,15のための環状触媒隔室と流
路を形成している。
上述の反応器は触媒の二つの部分用に調節されている。
触媒の第一部分40は外側環状触媒隔室41内に収容されて
いる。触媒の第二部分42は内側環状触媒隔室43内に収容
されている。供給流10のための入口44は圧力胴20の上端
に位置する。これらの入口を通って、供給流10が頂部ヘ
ッド45内に入り、さらに処理ガス11として外側環状触媒
隔室41を通過する。処理ガス11は外側環状触媒隔室41の
底部から多数の管46を経て、内側環状触媒隔室43をさら
に通過させるための内側環状流路47に達する。内側環状
触媒隔室43からの生成流12は、半環状空間48に集めら
れ、そこから、さらに生成流12は外側環状流路49を通過
して出口50に達する。
バーナ23からの煙動ガスのための流路は内側環状煙道ガ
スダクト51からなり、燃焼室27からの熱煙道ガス13はそ
のガスダクト51を通過して底部ヘッド52に達し、さらに
和熱煙道ガス14として外側環状煙道ガスダクト53を経
て、冷却煙道ガス15として出口54に達する。
内側環状煙道ガスダクト51は、熱煙道ガス13からの熱を
内側環状触媒隔室43内の処理ガス11に伝達するための間
接熱交換を提供するような配置されている。同様に、外
側環状煙道ガスダクト53は、和熱煙道ガス14からの熱を
外側環状触媒隔室41内の処理ガス11に伝達するための間
接熱交換を提供するように配置されている。さらに熱を
伝達するために、外側環状流路49は、生成流12からの熱
を外側環状触媒隔室41内の処理ガス11に伝達するための
間接熱交換を提供するように配置されている。
反応器の正しい機能を得るために、外側環状流路49と内
側環状流路47とを分離する環状薄板を熱が伝わるのを実
質上防止することができる設備を有する。同様に、触媒
隔室43の壁を通じて内側環状流路47内の処理ガス11から
内側環状触媒隔室43内の処理ガス11に熱が伝わるのを実
質上防止することができる設備を有している。
上述の説明により必要とされる間接熱交換を提供し、か
つ熱伝達を防止するための手段の詳細は、記載せず図面
にも示していない。しかしながら、そのような手段は従
来技術において周知である。
〔実施例〕
この実施例は、どのように本発明の方法の特定の態様を
行うことができるかを示すものである。本実施例は、適
用可能な蒸気改質触媒のための動的資料、熱伝達資料、
及び蒸気炭化水素改質の通常の方法に関連する他の資料
の情報を基準として得られた操作資料に基づいている。
本発明の方法のこの状態は、図面に示した反応器により
得られたものであり、第２図及び第３図について以下に
詳細に記載する。操作資料は表１及び表２に記載されて
いる。表１において、種々のガス流の成分、圧力、及び
温度は第２図に示したように大文字で示した種々の位置
に関係する。
この実施例には二つの蒸気改質触媒が使用されている。
両方の触媒とも市販されているハンドル・トプセー（Ha
ldor Topsφｅ）触媒である。そのうちRKNRと称される
触媒を0.54m3だけ第一部分40として外側環状触媒隔室41
内に入れ、Ｒ−67と称される触媒を0.30m3だけ第二部分
42として内側環状触媒隔室43内に入れた。
供給流10は248Nm3/hの天然ガス（95.06mole％CH4、3.06
mole％C2H6、0.46mole％C3H8、0.22mole％C4H10、0.46m
ole％N2、0.74mole％CO2）と623kg/hの蒸気とからな
る。この天然ガス量は上述において示したように256Nm3
のC1炭化水素と空気速度305に一致する。これは上述に
おいて示した如く蒸気と炭素との比3.0に一致する。供
給流10は427℃まで加熱され、5.85kg/cm2gの圧力で入口
44を通過し、処理ガス11として触媒隔室41,43内に収容
された触媒を通過する。
処理ガス11が外側環状触媒隔室41内の触媒の第一部分40
を通過する間に、処理ガス11は414,400kcal/hの総熱量
を受ける。この総熱量は、外側環状流路49を通過する生
成流12からの158,200kcl/hの燃料と、外側環状煙道ガス
ダクト53を通過する和熱煙道ガス14からの256,200kcal/
hの熱量とに分けられる。この熱は56.34％のメタン転換
に相当する吸熱反応と、外側環状触媒隔室41の出口にお
ける654℃の温度まで処理ガスを加熱することに利用さ
れる。
内側環状触媒隔室43の入口において、処理ガス11の温度
は664℃まで上昇する。処理ガス11がさらに内側環状触
媒隔室43内の触媒の第二部分42を通過する間に、処理ガ
ス11は内側環状煙道ガスダクト51を通過する熱煙道ガス
13から312,000kcal/hの熱量をさらに受ける。この熱量
は37.01％の別のメタン転換に相当する吸熱反応と、内
側環状触媒隔室43の出口における805℃の温度まで処理
ガス11を加熱することに利用される。この処理ガス11は
93.35％の全メタン転換によって形成された水素に富
み、生成流12として外側環状流路49を通過する。外側環
状流路49では生成流12は前述したように熱を供給し、そ
れによって537℃の温度まで冷却される。
熱煙道ガス13は、736Nm3/hの空気を有する417Nm3/hの生
成ガス（水分の除去後）の燃焼によって燃焼室27内にお
いて3.46kg/cm2gの圧力で生じる。生成ガスには出口54
から回収された740Nm3/hの冷却煙道ガスが付加されてい
る。この回収は、熱煙道ガスが内側環状触媒隔室43と接
触する前に、熱煙道ガスの温度を1370℃まで下げるとい
う目的に叶っている。前述したように、1775Nm3/hの量
の熱煙道ガス13は、内側環状煙道ガスダクト51を通過
し、それによって952℃まで冷却されて和熱煙道ガス14
を形成し、さらに外側環状煙道ガスダクト53を通過する
ことにより、冷却煙道ガス15が出口54を通って反応器を
離れる時の587℃の温度まで冷却される。前述したよう
に、41.65％に相当する冷却煙道ガス15の一部がバーナ2
3に回収される。
以下の表１から明らかなように、冷却煙道ガス15及び生
成流12はそれぞれ587℃及び537℃の温度で反応器を離れ
ることになる。通常の改質炉では、煙道ガスの出口にお
ける温度は約1000℃であり、生成ガスの出口における温
度は約800℃である。従って、通常の改質炉には確実な
熱の経済性を得るために大規模な熱回収装置が必要とさ
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法の線図、第２図は本発明の反応器
の一実施例の側面における垂直軸方向に沿った縦断面
図、第３図は第２図に示した反応器の水平横断面図であ
る。 10……供給流、11……処理ガス 12……生成流、13……熱煙道ガス 14……和熱煙道ガス 15……冷却煙道ガス 20……圧力胴、21……ふた 23……バーナ、27……燃焼室 40,42……触媒 41,43……触媒隔室 44……入口、50,54……出口 45,46,47,48,49,50,51,52,53……流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−127602（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蒸気及び一つ以上の炭化水素からなる供給
    流を、処理ガスとして、蒸気改質状態でかつ熱の外部供
    給下で、所定量の蒸気改質触媒に通過させて、水素に富
    む生成流を形成する炭化水素の改質反応器内の蒸気改質
    方法であって、 （ａ） 処理ガスを触媒の総量の25〜75％を構成する蒸
    気改質触媒の第一部分に通過させて、処理ガスに生じる
    吸熱反応と処理ガスの加熱とに必要な熱を、以下の
    （ｂ）に記載されているように一部は和熱煙道ガスから
    及び一部は生成流から部分的に得る段階と、 （ｂ） 段階（ａ）で部分的に改質された処理ガスを蒸
    気改質触媒の残部分に通過させ、さらに別の吸熱反応と
    処理ガスの加熱とに必要な熱を、流体燃料の燃焼により
    発生する熱煙道ガスによって得て、これにより熱煙道ガ
    スを冷却して段階（ａ）で利用される和熱煙道ガスを形
    成する段階とを有し、 和熱煙道ガスと生成流とは、段階（ａ）において熱を供
    給するものであって、段階（ａ）を通過する処理ガスに
    対して、同時にかつ別々に、処理ガス流と逆方向に間接
    熱交換接触状態で通過し、 段階（ｂ）において処理ガスに熱を供給する煙道ガス
    は、段階（ｂ）を通過して生成流を形成する処理ガスに
    対して、処理ガス流と同方向に間接熱交換接触状態で通
    過することを特徴とする蒸気改質方法。
  2. 【請求項２】蒸気及び一つ以上の炭化水素からなる供給
    流を、処理ガスとして、蒸気改質状態でかつ熱の外部供
    給下で、所定量の蒸気改質触媒に通過させて、水素に富
    む生成流を形成する炭化水素の改質反応器内の蒸気改質
    方法であって、 （ａ） 処理ガスを触媒の総量の25〜75％を構成する蒸
    気改質触媒の第一部分に通過させて、処理ガスに生じる
    吸熱反応と処理ガスの加熱とに必要な熱を、以下の
    （ｂ）に記載されているように一部は和熱煙道ガスから
    及び一部は生成流から部分的に得る段階と、 （ｂ） 段階（ａ）で部分的に改質された処理ガスを蒸
    気改質触媒の残部分に通過させ、さらに別の吸熱反応と
    処理ガスの加熱とに必要な熱を、流体燃料の燃焼により
    発生する熱煙道ガスによって得て、これにより熱煙道ガ
    スを冷却して段階（ａ）で利用される和熱煙道ガスを形
    成する段階とを有し、 和熱煙道ガスと生成流とは、段階（ａ）において熱を供
    給するものであって、段階（ａ）を通過する処理ガスに
    対して、同時にかつ別々に、処理ガス流と逆方向に間接
    熱交換接触状態で通過し、 段階（ｂ）において処理ガスに熱を供給する煙道ガス
    は、段階（ｂ）を通過して生成流を形成する処理ガスに
    対して、処理ガス流と同方向に間接熱交換接触状態で通
    過することを特徴とする蒸気改質方法、 を実施するための反応器であって、 取り外し可能なふた（21）を有する圧力胴（20）、バー
    ナ（23）、燃焼室（27）、供給流（10）を処理ガス（1
    1）として少なくとも１つの入口（44）から改質触媒を
    経て少なくとも一つの出口（50）に通過させるための手
    段、及び間接熱交換によって熱を処理ガス（11）に伝達
    するための手段からなり、 （ｉ） 第一触媒隔室（41）及び第二触媒隔室（43）を
    有し、これらの隔室は、触媒の総量の25〜75％を構成す
    る触媒の部分と触媒の残部分を各々保持し、かつ処理ガ
    ス（11）の加熱と処理ガスの触媒の通過時に処理ガスに
    生じる吸熱反応とに必要な熱を隔室の壁を通じて受ける
    のに適したものであり、 （ii） 処理ガス（11）を入口（44）から順に第一触媒
    隔室（41）、第二触媒隔室（43）を経て出口（50）に通
    過させるための流路と、 （iii） 第一触媒隔室（41）を通過する処理ガス（1
    1）と間接熱交換接触状態で、生成流（12）を第二触媒
    隔室（43）から出口（50）まで通過させるのに適し、第
    一触媒隔室（41）を通過する処理ガス（11）と逆方向
    に、該生成流（12）を流すように適合されかつ位置決め
    されている前記（ii）の流路の一部と、 （iv） 燃焼室（27）からの煙道ガスを、まず熱煙道ガ
    ス（13）として第二触媒隔室（43）内の処理ガス（11）
    と間接熱交換接触状態で通過させ、さらに和熱煙道ガス
    （14）として第一触媒隔室（41）内の処理ガス（11）と
    間接熱交換接触状態で通過させ、最後に煙道ガスを冷却
    煙道ガス（15）として少なくとも一つの出口（54）から
    排出するための流路であって、熱煙道ガス（13）を、第
    二触媒隔室（43）を通過する処理ガス（13）と同方向に
    流すように、かつ和熱煙道ガス（14）を、第一触媒隔室
    （41）を通過する処理ガス（11）と逆方向に流すように
    適合されかつ位置決めされている流路と、 を有することを特徴とする反応器。
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