[发明专利]反应器

说明书

该反应器通过原料流体与热介质之间的热交换，使原料流体发生反应，而生成生成物者，具备：主反应器核心，具有供原料流体流通的主反应流路和使热介质沿主反应流路内的原料流体的流动方向流通的主调温流路；前反应器核心，具有出口侧与主反应流路的入口侧连通而供原料流体流通的前反应流路、及入口侧与主反应流路的出口侧连通而供作为热介质的生成物沿前反应流路内的原料流体的流动方向流通的前调温流路。

技术领域

本发明涉及通过原料流体(反应流体)与热介质之间的热交换来使原料流体发生反应，而生成生成物(反应生成物)的反应器。

背景技术

例如，氢制造制程中使用的反应器具备反应器核心。反应器核心具备使包含甲烷气体与水蒸气的原料流体流通的反应流路、及使燃烧气体等热介质流通的调温流路(加热流路)。上述构成中，通过向反应器核心供给原料流体及热介质，原料流体会流通于反应流路内，热介质会流通于调温流路内。这样，在原料流体与热介质之间会进行热交换，使原料流体发生反应(吸热反应)，便能生成包含氢与一氧化碳的生成物(参照非专利文献1)。有关上述反应器，公开于专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2006-505387号公报

非专利文献

非专利文献1：「石油精制制程」石油学会编，日本讲谈社股份有限公司，第314～318页，1998年5月20日发行

发明内容

不过，生成物的温度非常高，基于例如减短生成物的温度处于金属尘化的温度域(400～700℃左右)的滞留时间等理由，必须在反应器的外侧将生成物P予以急速冷却。为此，通过配置于反应器的外侧的淬火滚筒(热回收锅炉)内的水(制冷剂)与生成物之间的热交换，一面附带地生成作为原料流体的一部分的蒸气，一面回收生成物的热。另一方面，若淬火滚筒所致的生成物热回收量，换言之若反应器的外侧的生成物热回收量增加，则供给至反应器侧的热介质的热能(投入能量)会增大，又会让蒸气过剩地生成，而有设备全体的能量效率降低这样的问题。

另外，不仅是氢制造制程中使用的反应器，其他的反应器中也有发生和上述同样的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种有利于提高设备整体的能量效率的反应器。

用于解决课题的技术方案

本发明的一方案的反应器，通过原料流体(反应流体)与热介质之间的热交换，使原料流体发生反应，而生成生成物(反应生成物)，具备：主反应器核心，具有使原料流体流通的主反应流路、及使热介质沿主反应流路内的原料流体的流动方向流通的主调温流路(加热通路)；前反应器核心，具有出口侧与主反应流路的入口侧连通而使原料流体流通的前反应流路、及入口侧与主反应流路的出口侧连通而使作为热介质的生成物沿前反应流路内的原料流体的流动方向流通的前调温流路(预热通路)。

另外，所谓“入口侧”，是指原料流体、生成物、或热介质的流动方向的入口侧，所谓“出口侧”，是指原料流体、生成物、或热介质的流动方向的出口侧。

根据本发明的构成，通过对前反应器核心供给原料流体，原料流体会经由前反应流路内而在主反应流路内流通。此外，通过向主反应器核心供给热介质，热介质在主调温流路内沿主反应流路内的原料流体的流动方向(例如，朝向逆方向或同方向)流通。这样，在原料流体与热介质之间进行热交换，使原料流体升温至反应温度而发生反应，便能生成生成物。

另一方面，如上述，被供给至前反应器核心的原料流体在前反应流路内连通。此外，从主反应流路被导出的生成物，在前调温流路内沿前反应流路内的原料流体的流动方向(例如，朝向逆方向或同方向)流通。这样，作为热介质的生成物便与原料流体之间进行热交换，能够在前反应器核心内将原料流体预热，且冷却生成物。