(57)【要約】充填床逆流反応器で分解反応を実施する方法に関する。逆流反応器の温度を維持するために、分解される化合物を含む可燃性ガスに化学量論的に少ない量の酸素が付加される。２つの充填床の間に酸素が供給される混合室が配置される。周期的に異なった役割を果たす３つの床の間に混合室を備える好ましい実施例も含まれる。【選択図】図１
2004523342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填床逆流反応器で分解反応を実行する方法であって、可燃性ガスの一部を燃焼させることによって逆流反応器の温度を維持するために、分解される化合物を含む前記可燃性ガスに化学量論的に少ない量の酸素を付加する方法において、
２つの充填床の間に混合室を設け、前記混合室に酸素を供給して前記可燃性ガスと混合させることを特徴とする。
【請求項２】
３つの床の間に混合室を配置し、
分解される化合物を含む可燃性ガスを第１の床を介して混合室に供給し、
分解される化合物が消耗した可燃性ガスを第２の床を介して導き出し、
パージガスを第３の床に供給し、第３の床に沿って分解される化合物を含む可燃性ガスが供給されることになる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ガスの流れを逆にするために、
第１の床を第２の床として使用し、
第２の床を第３の床として使用し、
第３の床を第１の床として使用する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
パージガスとして、分解される化合物が消耗した可燃性ガスをパージガスとして使用することを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性ガスの一部を燃焼させることによって逆流反応器の温度を維持するために、分解される化合物を含む可燃性ガスに化学量論的に少ない量の酸素を付加する、充填床逆流反応器で分解反応を実行する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、例えばUS2,700,600によって知られている。この方法によると、「ゴム形成（gum-forming）」成分が分解される。熱を保存する充填床が使用され、また反応器の流れ方向が周期的に逆にされるために、逆流反応器内の大部分の熱が保存される。反応器壁を介して発生する回避できない熱損失と充填床での不完全な熱交換とを取り戻し、分解反応に必要な熱エネルギーを供給するために酸素が追加供給される。酸素は可燃性ガスの可燃性成分と反応して熱を発生する。
【０００３】
上記の方法にはいくつかの欠点がある。熱分解、すなわち触媒が存在しない分解では、接触分解の場合よりも高い温度にする必要がある。このために、かなりの部分の可燃性ガスを燃焼させる必要があり、これによって、分解される化合物が消耗した可燃性ガスの有効量が減少する。しかし、熱分解の場合は触媒がないために、接触分解の場合に比較して方法が比較的確実に実行できるという利点がある。第１に、可燃性ガスに存在し、酸素によって害を及ぼす塩素及び／又は硫黄等の成分によって触媒が害されることがない（特にニッケル触媒が敏感である）。さらに、非常に高価な触媒を購入して定期的に交換する必要がない。接触分解の利点は分解反応が低い温度で実行できる点にあるが、前述の欠点を伴う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は上記の欠点を少なくとも１つは取り除き、分解反応に対するより良好な制御（及び反応器に対するより良好な制御）を行う方法を提供する。このことは、被処理可燃性ガスが可変の成分を有し、高温の充填床で加熱される可燃性ガスがさまざまな温度となる逆流反応器の場合は特に重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために発明による方法は、２つの充填床の間に混合室を設け、この混合室に酸素を供給して可燃性ガスと混合させることを特徴とする。
【０００６】
反応器の一番熱い部分又はその近辺に配置される混合室に酸素を供給して、酸素と可燃性ガスの間で完全な混合を達成させる。これは、しばしば敏感な触媒材料が反応性酸素にさらされることが少なく、触媒材料の温度変化が大幅に減少することを意味する。接触方式及び非接触方式の両方式にとって、酸素と可燃性ガスの反応の結果生じる温度勾配の側面の、すなわち、必要な温度を得るために温度上昇が寄与する個所でないところの熱発生は避けられる。したがって、要求があれば、発明による方法は、混合室を含まない従来の方法で運転される比較反応器の場合に比べ高い温度に達することが可能となる。
【０００７】
好ましい実施例によれば、混合室は３つの床の間に配置し、
分解される化合物からなる可燃性ガスを第１の床を介して混合室に供給し、
分解される化合物が消耗した可燃性ガスを第２の床を介して導き出し、
パージガスを第３の床に供給し、第３の床に沿って分解される化合物を含む可燃性ガスが供給されることになる。
【０００８】
この方法では、（すなわち、反応器が１方向で運転されている限り）第３の床の長期のフラッシングを減少した低い流速で行うことができる。１つには、この方法で連続運転が可能となることを意味する。また、高い流速でフラッシングをするために必要なエネルギーコスト（及びボイド部分の多い容積に必要なニーズ）が少なくなる。熱損失も少なくなる。
【０００９】
ガスの流れを逆にするために、
第１の床を第２の床として使用し、
共通の第２の床を第３の床として使用し、
第３の床を第１の床として使用する。
【００１０】
この方法により真の連続運転が可能となる。
【００１１】
パージガスとして、好ましくは、分解される化合物が消耗した可燃性ガスが使用される。
【００１２】
この方法では、可燃性ガスが窒素などのパージガスで希釈されることが避けられる。これは、比較的高いカロリー値を有するガスが得られることを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明を実施例と図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１に供給管２と排出管３を有する装置１を示す。供給管２の第１の弁４及び排出管３の第２の弁５によって、供給管２から供給された被処理可燃性ガスが、供給管２ｂを介して逆流反応器６に導かれ排出管３ｂを介して排出されるか、供給管２ａを介して逆流反応器６に導かれ排出管３ａを介して排出されることになる。弁４，５の位置は周期的に変更される。
【００１５】
逆流反応器６には第１の床と第２の床が備わる。床７及び８の間に混合室９があり、ここに管１０を介して酸素が供給される。酸素は純粋な酸素の形で供給され、その結果、比較的高いカロリー値を持つ生成物となるか、または生成物のカロリー値を減少させる方が純粋な酸素を生成するに必要な費用よりも問題が少ない、酸素リッチな空気などの酸素含有ガスとなる。
【００１６】
運転中は一方の床７，８は熱保存床として使用され、他方の床は供給管１から供給された被処理可燃性ガスを加熱するのに使用される。反応器を通る流れ方向は、熱が保存される床の熱前面が排出管３ａ又は３ｂに達する前に逆転される。
【００１７】
図２に逆流反応器６の距離（Ｄ）に対する温度（Ｔ）の関係がプロットされ、温度プロフィールが示される。
【００１８】
実線で示される逆流反応器６の温度分布は、逆流反応器６の流れ方向を逆転させる２つの時点の中間における時点で示される。最高の温度は混合室９内であることが分かる。清浄化される可燃性ガスに酸素が付加されたときの温度（比較できる時点における従来技術のもの）を比較のために点線で示す。可燃性ガスを床側面で燃焼させることによって、本発明による方法よりも高温に達することができる。しかし、床ですでに加熱されたガスは後で追加の熱を吸収することができないので、熱交換原理を崩すものである。
【００１９】
本発明による方法では、２つの重要な利点が達成できる。
【００２０】
第１に、熱分解の場合は、より高い温度が得られる（又は、より小さい熱損失及び／又はより少ない酸素付加では同一温度が得られる）。第２に、接触分解の間は、流れ方向に交差する方向の大きな温度差が防止できる。（熱前面を追跡し及び／又は分解反応を制御するために）床にセンサを設けた場合でも、代表しない測定データを基準にして調節がされることはない。
【実施例２】
【００２１】
図３に、発明による方法を実施するのに適した装置の非常に好ましい実施例を示す。この装置には第３の床１１が含まれる。図では閉の弁は黒で、開の弁は白で示される。弁４’の図示状態では、例えば（バイオ）ガス化プラントからの可燃性ガスが、加熱される床７に導かれる。加熱された可燃性ガスは、管１０を介して酸素が供給される室９に達する。分解反応を実施するのに十分な温度に上昇させるため酸素が供給される。この方法で種々の熱損失も補償される。処理されたガスは床１１を介して装置を離れるが、床１１は高温ガスによって加熱される。初期段階で、被処理可燃性ガスが供給される床として使用された床８はパージガスＡ，好ましくは床１１からくる可燃性ガス（生成ガス）を使用して低流速で洗浄される。これで確実に、床８に残ったまだ処理される可燃性ガスが、高い（押出し）エネルギーコストを必要とせずに室９に達することになる。装置１の流れを逆にした際に、まだ処理されていない可燃性ガスがすでに処理されたガス流の中に入り込むことが、この方法で防止できる。パージガスを周期的に供給するために弁１３が使用される。
【００２２】
床７，８及び１１は触媒材料が含まれるのが望ましい。１選択肢として、供給開口から出発して、熱保存に使用される不活性材料が最初に備わり、次に触媒材料を備えた装置がある。これによって（可燃性ガスが混合室から排出されるとき）混合室９内又はその近辺で生じるような非常に高い温度に触媒が曝されることなく生成ガスの次の処理が行える。最後に、混合室９の近辺に不活性材料を備え、熱保存材料として再度使用される。この領域には、（混合室に存在していたガスが床のこの部分を介して排出される場合）まだ熱分解反応の可能性が存在する。おそらくまだ存在する酸素はそこで消費され、使用される触媒が酸素に高感度である場合は、このことは特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による方法の実施に適した装置を示す。
【図２】図１の装置の線ＩＩ−ＩＩに沿った温度プロフィールを示す（点線は従来技術の場合のプロフィールである）。
【図３】３つの床で構成される装置を示す。
【国際公開パンフレット】
2004523342.tif 000003
2004523342.tif 000004
2004523342.tif 000005
2004523342.tif 000006
2004523342.tif 000007
2004523342.tif 000008
2004523342.tif 000009
2004523342.tif 000010
2004523342.tif 000011
2004523342.tif 000012
2004523342.tif 000013
【国際調査報告】
2004523342.tif 000014
2004523342.tif 000015