JP2000159501A - Hydrogen-containing gas-producing apparatus - Google Patents

Hydrogen-containing gas-producing apparatus

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JP2000159501A
JP2000159501A JP10330975A JP33097598A JP2000159501A JP 2000159501 A JP2000159501 A JP 2000159501A JP 10330975 A JP10330975 A JP 10330975A JP 33097598 A JP33097598 A JP 33097598A JP 2000159501 A JP2000159501 A JP 2000159501A
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JP
Japan
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gas
section
reforming
hydrogen
combustion
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JP10330975A
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Japanese (ja)
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Norihisa Kamiya
規寿 神家
Kazuhiro Hirai
一裕 平井
Seisaku Azumaguchi
誠作 東口
Masashi Tatsumori
正史 立森
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen-containing gas-producing apparatus enabling miniaturization, capable of making the apparatus inexpensive and reducing hydrogen-containing gas production cost. SOLUTION: This hydrogen-containing gas producing apparatus is obtained by integrally forming, in unit state, a steam-generating part 2 for evaporating water by heating, a reforming treatment part 3 for carrying out reforming reaction of steam generated in the steam generating part 2 with a hydrocarbon- based raw fuel gas and producing a gas containing hydrogen gas and a heating part H for heating the reforming treatment part 3 and the steam generating part 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系の原燃
料ガスと水蒸気とを改質反応させて、水素ガスを含有す
るガスを生成する水素含有ガス生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen-containing gas generator for producing a gas containing hydrogen gas by subjecting a hydrocarbon-based fuel gas and steam to a reforming reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかる水素含有ガス生成装置において
は、水蒸気と炭化水素系の原燃料ガスとが供給されて、
それらを改質反応させて水素ガスを含有する水素含有ガ
スを生成する改質処理部を設けるが、その改質処理部に
おける水蒸気と原燃料ガスとの改質反応は吸熱反応であ
るため、その反応熱を与えるべく、改質処理部を加熱す
る加熱部を設けてある。そして、従来は、改質反応用の
水蒸気を生成する水蒸気生成装置を、改質処理部及び加
熱部とは別体で備え、その水蒸気生成装置から改質処理
部へ水蒸気を供給すべく、水蒸気生成装置と改質処理部
とを水蒸気供給用の管路にて接続していた。
2. Description of the Related Art In such a hydrogen-containing gas generator, steam and a hydrocarbon-based raw fuel gas are supplied.
A reforming unit is provided to generate a hydrogen-containing gas containing hydrogen gas by performing a reforming reaction. However, since the reforming reaction between steam and the raw fuel gas in the reforming unit is an endothermic reaction, A heating section for heating the reforming section is provided to give reaction heat. Conventionally, a steam generator for generating steam for the reforming reaction is provided separately from the reforming section and the heating section, and steam is supplied from the steam generating apparatus to the reforming section. The generator and the reforming section were connected by a steam supply pipeline.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、水蒸気生成装置を改質処理部及び加熱部とは別体に
備えていることに起因して、下記の如き種々の問題があ
った。即ち、外形形状が大きくなるという問題があっ
た。又、水素含有ガス生成装置の製造工程が複雑になる
ため、装置価格が高くなるという問題があった。又、表
面積が大きいことから放熱損失が大きくなるため、加熱
部に対する投入エネルギー量を多くする必要があり、水
素含有ガス製造コストが高くなるという問題もあった。
However, conventionally, there have been the following various problems due to the fact that the steam generator is provided separately from the reforming section and the heating section. That is, there is a problem that the external shape becomes large. In addition, the manufacturing process of the hydrogen-containing gas generator becomes complicated, so that there is a problem that the price of the device increases. In addition, since the heat loss is increased due to the large surface area, it is necessary to increase the amount of energy input to the heating unit, and there has been a problem that the cost of producing a hydrogen-containing gas increases.

【0004】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、小型化並びに低価格化し得ると
共に、水素含有ガス製造コストを低減し得る水素含有ガ
ス生成装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydrogen-containing gas generating apparatus which can be reduced in size and cost and can reduce the cost of producing the hydrogen-containing gas. is there.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の特徴構
成によれば、水を加熱により蒸発させる水蒸気生成部
と、その水蒸気生成部にて生成される水蒸気と炭化水素
系の原燃料ガスとが供給されて、それらを改質反応させ
て水素含有ガスを生成する改質処理部と、改質処理部及
び水蒸気生成部を加熱する加熱部とが、ユニット状に一
体的に形成されている。そして、水蒸気生成部において
は、加熱部による加熱により水が蒸発して水蒸気が生成
され、改質処理部においては、原燃料ガスと水蒸気生成
部で生成された水蒸気とが供給されて、それらが加熱部
による加熱によって改質反応を起こして水素含有ガスが
生成される。つまり、水素含有ガス生成装置を、改質反
応に用いる水蒸気を生成する機能と、水蒸気と原燃料ガ
スとを改質反応させて水素含有ガスを生成する機能とを
備えた状態で、ユニット状に一体的に形成して、そのよ
うにユニット状に一体的に形成した水素含有ガス生成装
置に、水と原燃料ガスを供給することにより、水素含有
ガスが生成されるようにしてある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a steam generator for evaporating water by heating, and a steam and hydrocarbon-based raw fuel gas generated in the steam generator. Is supplied, a reforming section for generating a hydrogen-containing gas by reforming them, and a heating section for heating the reforming section and the steam generating section are integrally formed as a unit. I have. Then, in the steam generating section, water is evaporated by heating by the heating section to generate steam, and in the reforming section, the raw fuel gas and the steam generated in the steam generating section are supplied. The heating by the heating unit causes a reforming reaction to generate a hydrogen-containing gas. In other words, the hydrogen-containing gas generator is unitized in a state in which it has a function of generating steam used for the reforming reaction and a function of generating a hydrogen-containing gas by performing a reforming reaction between the steam and the raw fuel gas. The hydrogen-containing gas is generated by supplying water and the raw fuel gas to the hydrogen-containing gas generator integrally formed in such a unit shape.

【0006】従って、水素含有ガス生成装置をユニット
状に一体的に形成することにより、水素含有ガス生成装
置の外形形状を従来に比べて小型化することができるよ
うになった。又、水素含有ガス生成装置の製造工程が簡
略化されるため、装置価格を従来に比べて低減すること
ができる。又、従来に比べて表面積が小さくなることか
ら放熱損失を抑制することができ、その分、加熱部に対
する投入エネルギー量を少なくすることができるため、
水素含有ガス製造コストを低減することができる。
Therefore, by integrally forming the hydrogen-containing gas generator in a unit shape, the outer shape of the hydrogen-containing gas generator can be made smaller than before. In addition, since the manufacturing process of the hydrogen-containing gas generator is simplified, the cost of the apparatus can be reduced as compared with the related art. Also, since the surface area is smaller than before, heat radiation loss can be suppressed, and the amount of energy input to the heating unit can be reduced accordingly,
The cost of producing a hydrogen-containing gas can be reduced.

【0007】請求項2に記載の特徴構成によれば、改質
処理部に供給される原燃料ガスを脱硫処理する脱硫部を
加えた状態で、一体化されている。つまり、原燃料ガス
に硫黄分が含まれていて、その硫黄分を除去する必要が
ある場合は、脱硫部を備える。従来では、脱硫部を、改
質処理部及び水蒸気生成装置とは別体で備えていた。こ
れに対して、請求項2に記載の特徴構成によれば、原燃
料ガスを脱硫する脱硫部を備えた水素含有ガス生成装置
において、その脱硫部も備えた状態で一体化することが
できるので、小型化を一層促進させることができる。
又、水素含有ガス生成装置の製造工程が更に簡略化され
るため、装置価格の低価格化を一層促進させることがで
きる。又、表面積を更に小さくして、放熱損失を更に抑
制することができるので、水素含有ガス製造コストの低
減を一層促進させることができる。
According to the characteristic structure of the second aspect, the raw fuel gas supplied to the reforming processing unit is integrated with a desulfurizing unit for desulfurizing the raw fuel gas. That is, if the raw fuel gas contains sulfur and it is necessary to remove the sulfur, a desulfurization unit is provided. Conventionally, the desulfurization unit was provided separately from the reforming unit and the steam generator. On the other hand, according to the characteristic configuration of the second aspect, in the hydrogen-containing gas generator having the desulfurization unit for desulfurizing the raw fuel gas, the hydrogen-containing gas generator can be integrated with the desulfurization unit also provided. In addition, miniaturization can be further promoted.
Further, since the manufacturing process of the hydrogen-containing gas generator is further simplified, the cost of the apparatus can be further reduced. Further, since the heat dissipation loss can be further suppressed by further reducing the surface area, the reduction of the hydrogen-containing gas production cost can be further promoted.

【0008】請求項3に記載の特徴構成によれば、原燃
料ガスを脱硫部に導く原燃料ガス通流部と、脱硫部から
排出される脱硫処理ガスを改質処理部に導く脱硫処理ガ
ス通流部と、その脱硫処理ガス通流部を加熱するように
設けられて、改質処理部から排出される改質処理ガスを
導く上流側改質処理ガス通流部と、原燃料ガス通流部を
加熱するように設けられて、上流側改質処理ガス通流部
を通流後の改質処理ガスが通流する下流側改質処理ガス
通流部とを加えた状態で、一体的に形成されている。つ
まり、水素含有ガスを生成する際の熱効率を向上させる
ため、改質処理後の高温の改質処理ガスにより、脱硫処
理後で改質処理対象となる脱硫処理ガスを加熱する脱硫
処理ガス用熱交換器、並びに、その脱硫処理ガス用熱交
換器を通過した改質処理ガスにより、脱硫処理対象とな
る原燃料ガスを加熱する原燃料ガス用熱交換器を備える
場合がある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a raw fuel gas passage for guiding the raw fuel gas to the desulfurizing section, and a desulfurizing gas for guiding the desulfurizing gas discharged from the desulfurizing section to the reforming section. A flow section, an upstream reforming gas flow section provided to heat the desulfurization processing gas flow section and guiding the reforming gas discharged from the reforming section; The upstream reforming gas flow section is provided so as to heat the flow section, and the downstream reforming gas flow section through which the reforming gas flows after flowing through the upstream reforming gas flow section is integrated. Is formed. In other words, in order to improve the thermal efficiency when generating the hydrogen-containing gas, the heat for the desulfurization treatment gas is used to heat the desulfurization treatment gas to be reformed after the desulfurization treatment with the high-temperature reforming treatment gas after the reforming treatment. There is a case where a heat exchanger for raw fuel gas that heats a raw fuel gas to be desulfurized by a reforming gas passed through the heat exchanger for gas desulfurization is provided.

【0009】従来では、脱硫処理ガス用熱交換器及び原
燃料ガス用熱交換器を、改質処理部、水蒸気生成装置及
び脱硫部とは別体で備え、それら改質処理部、脱硫部、
脱硫処理ガス用熱交換器及び原燃料ガス用熱交換器を、
所定の経路で処理対象ガスを通流させるように管路で接
続していた。これに対して、請求項3に記載の特徴構成
によれば、水素含有ガス生成装置を、原燃料ガス通流
部、脱硫処理ガス通流部、上流側改質処理ガス通流部及
び下流側改質処理ガス通流部を備えた状態で、一体化す
ると共に、それら各ガス通流部を利用して脱硫処理ガス
用熱交換器及び原燃料ガス用熱交換器を形成するように
してある。
Conventionally, a heat exchanger for a desulfurization gas and a heat exchanger for a raw fuel gas are provided separately from a reforming section, a steam generator and a desulfurizing section.
Heat exchanger for desulfurization gas and heat exchanger for raw fuel gas,
The pipes are connected so that the gas to be treated flows through a predetermined path. On the other hand, according to the characteristic configuration of the third aspect, the hydrogen-containing gas generator is provided with a raw fuel gas passage, a desulfurization treatment gas passage, an upstream reforming gas passage, and a downstream side. With the reforming gas flow passage provided, they are integrated, and the respective gas flow passages are used to form a desulfurization treatment gas heat exchanger and a raw fuel gas heat exchanger. .

【0010】従って、改質処理ガスにより脱硫処理ガス
や原燃料ガスを予熱する機能を備えた水素含有ガス生成
装置において、改質処理ガスにより脱硫処理ガスや原燃
料ガスを予熱する機能も備えた状態で一体化することが
できるので、小型化を一層促進させることができる。
又、水素含有ガス生成装置の製造工程が更に簡略化され
るため、装置価格の低価格化を一層促進させることがで
きる。又、表面積を更に小さくして、放熱損失を更に抑
制することができるので、水素含有ガス製造コストの低
減を一層促進させることができる。
Therefore, in a hydrogen-containing gas generator having a function of preheating a desulfurization gas or raw fuel gas by a reforming gas, a function of preheating a desulfurization gas or raw fuel gas by a reforming gas is also provided. Since they can be integrated in a state, size reduction can be further promoted.
Further, since the manufacturing process of the hydrogen-containing gas generator is further simplified, the cost of the apparatus can be further reduced. Further, since the heat dissipation loss can be further suppressed by further reducing the surface area, the reduction of the hydrogen-containing gas production cost can be further promoted.

【0011】請求項4に記載の特徴構成によれば、加熱
部が、改質処理部を加熱するように設けられて、燃焼用
ガスを燃焼させる燃焼部と、水蒸気生成部を加熱するよ
うに設けられて、燃焼部からの燃焼排ガスが通流する加
熱用排ガス通流部とから構成されている。つまり、水
は、原燃料ガスと水蒸気とが改質反応する温度よりも低
い温度で蒸発することを利用して、燃焼用ガスを燃焼さ
せる燃焼部を一つだけ設け、その燃焼部により、高温加
熱が必要な改質処理部を加熱し、燃焼部からの燃焼排ガ
スが通流する加熱用排ガス通流部により、水蒸気生成部
を加熱するようにしてある。従って、例えば、改質処理
部及び水蒸気生成部夫々に対して燃焼部を設ける場合に
比べて、小型化並びに低価格化を図ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the heating section is provided to heat the reforming section, and heats the combustion section for burning the combustion gas and the steam generation section. A heating exhaust gas flowing portion through which the combustion exhaust gas from the combustion portion flows. In other words, water evaporates at a temperature lower than the temperature at which the raw fuel gas and water vapor undergo a reforming reaction, and only one combustion unit for burning the combustion gas is provided. The reforming section that requires heating is heated, and the steam generation section is heated by the heating exhaust gas flow section through which the combustion exhaust gas from the combustion section flows. Therefore, for example, it is possible to reduce the size and cost as compared with a case where a combustion section is provided for each of the reforming section and the steam generation section.

【0012】請求項5に記載の特徴構成によれば、改質
処理部から排出される改質処理ガス中の一酸化炭素ガス
を二酸化炭素ガスに変成処理する変成処理部と、その変
成処理部を冷却するように設けられて、加熱用排ガス通
流部を通流後で温度が下がった燃焼排ガスが通流する上
流側冷却用排ガス通流部とを加えた状態で、一体的に形
成されている。つまり、改質処理部から排出される改質
処理ガス中には、水素ガス以外に一酸化炭素ガスが含ま
れている。一方、かかる水素含有ガス生成装置を燃料電
池発電設備で用いる場合がある。燃料電池発電設備で
は、水素含有ガスと酸素含有ガスを供給して、水素含有
ガス中の水素と酸素含有ガス中の酸素との電気化学反応
により発電するように構成してある。そして、燃料電池
発電設備には、一酸化炭素ガスにより被毒する電極触媒
を用いる場合があるが、その場合は、発電反応用として
供給する水素含有ガス中の一酸化炭素含有量をできるだ
け少なくする必要があり、改質処理ガス中の一酸化炭素
ガスを二酸化炭素ガスに変成処理する変成処理部を設け
る。又、その変成反応は発熱反応であることから、変成
処理部を冷却する冷却機能も備えさせる。
According to a fifth aspect of the present invention, a shift processing section for shifting carbon monoxide gas in a reforming gas discharged from the reforming section to carbon dioxide gas, and the shift processing section The cooling exhaust gas flowing through the heating exhaust gas flowing portion is provided, and the cooled exhaust gas flows through the exhaust gas flowing through the heating exhaust gas flowing portion. ing. That is, the reforming gas discharged from the reforming section contains carbon monoxide gas in addition to hydrogen gas. On the other hand, such a hydrogen-containing gas generator may be used in a fuel cell power generation facility. The fuel cell power generation equipment is configured to supply a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas and generate power by an electrochemical reaction between hydrogen in the hydrogen-containing gas and oxygen in the oxygen-containing gas. In some cases, an electrode catalyst poisoned by carbon monoxide gas is used in the fuel cell power generation equipment. In this case, the carbon monoxide content in the hydrogen-containing gas supplied for the power generation reaction is reduced as much as possible. It is necessary to provide a shift processing unit that shifts carbon monoxide gas in the reforming process gas to carbon dioxide gas. Further, since the metamorphic reaction is an exothermic reaction, a cooling function for cooling the metamorphic treatment section is provided.

【0013】従来では、変成処理部及びそれを冷却する
冷却手段を、改質処理部及び水蒸気生成装置とは別体で
備えていた。これに対して、請求項5に記載の特徴構成
によれば、変成処理部を備えた水素含有ガス生成装置に
おいて、変成処理部及びそれを冷却する機能も備えた状
態で、一体化することができるので、小型化を一層促進
させることができる。又、水素含有ガス生成装置の製造
工程が更に簡略化されるため、装置価格の低価格化を一
層促進させることができる。又、変成処理部を冷却する
冷却媒体として、燃焼部から排出される燃焼排ガスを用
いるようにしてあるので、前記冷却媒体として専用のも
のを用いる場合に比べて、水素含有ガス製造コストの低
減を図ることができる。
Conventionally, the metamorphic treatment section and the cooling means for cooling the same have been provided separately from the reforming treatment section and the steam generator. On the other hand, according to the characteristic configuration of the fifth aspect, in the hydrogen-containing gas generation device including the shift processing unit, the hydrogen conversion gas generating unit can be integrated with the shift processing unit and the function of cooling the same. Therefore, miniaturization can be further promoted. Further, since the manufacturing process of the hydrogen-containing gas generator is further simplified, the cost of the apparatus can be further reduced. Further, since the combustion exhaust gas discharged from the combustion section is used as the cooling medium for cooling the shift conversion section, the cost of producing hydrogen-containing gas can be reduced as compared with the case where a dedicated cooling medium is used. Can be planned.

【0014】請求項6に記載の特徴構成によれば、変成
処理部から排出される変成処理ガス中の一酸化炭素ガス
を酸化する選択酸化部と、その選択酸化部を冷却するよ
うに設けられて、上流側冷却用排ガス通流部を通流後の
燃焼排ガスが通流する下流側冷却用排ガス通流部とを加
えた状態で、一体的に形成されている。つまり、変成処
理部から排出される変成処理ガス中には、変成処理され
なかった一酸化炭素ガスが残留している。一方、かかる
水素含有ガス生成装置を燃料電池発電設備で用いる場合
においては、電極触媒の被毒の影響を可及的に少なくす
るために、変成処理部から排出される変成処理ガス中の
残留一酸化炭素ガスを酸化する選択酸化部を設ける場合
がある。又、その酸化反応は発熱反応であることから、
選択酸化部を冷却する機能も備えさせる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a selective oxidizing section for oxidizing carbon monoxide gas in the shift processing gas discharged from the shift converting section, and cooling the selective oxidizing section. In addition, it is formed integrally with the downstream cooling exhaust gas flow portion through which the combustion exhaust gas flowing through the upstream cooling exhaust gas flow portion flows. That is, the carbon monoxide gas that has not been subjected to the metamorphic treatment remains in the metamorphic treatment gas discharged from the metamorphic treatment section. On the other hand, when such a hydrogen-containing gas generator is used in a fuel cell power generation facility, in order to minimize the effect of poisoning of the electrode catalyst, the residual gas in the metamorphic processing gas discharged from the metamorphic processing section is reduced. In some cases, a selective oxidation unit for oxidizing carbon oxide gas is provided. Also, since the oxidation reaction is exothermic,
A function of cooling the selective oxidation unit is also provided.

【0015】従来では、選択酸化部及びその選択酸化部
を冷却する冷却手段を、改質処理部、水蒸気生成装置及
び変成処理部とは別体で備えていた。これに対して、請
求項6に記載の特徴構成によれば、選択酸化部を備えた
水素含有ガス生成装置において、選択酸化部及びそれを
冷却する機能も備えた状態で、一体化することができる
ので、小型化を一層促進させることができる。又、水素
含有ガス生成装置の製造工程が更に簡略化されるため、
装置価格の低価格化を一層促進させることができる。
又、選択酸化部を冷却する冷却媒体として、燃焼部から
排出される燃焼排ガスを用いるようにしてあるので、前
記冷却媒体として専用のものを用いる場合に比べて、水
素含有ガス製造コストの低減を図ることができる。
Conventionally, a selective oxidizing section and a cooling means for cooling the selective oxidizing section are provided separately from the reforming section, the steam generator and the shift processing section. On the other hand, according to the characteristic configuration of the sixth aspect, in the hydrogen-containing gas generating apparatus including the selective oxidizing section, the hydrogen-containing gas generating apparatus can be integrated with the selective oxidizing section and the function of cooling the selective oxidizing section. Therefore, miniaturization can be further promoted. In addition, since the manufacturing process of the hydrogen-containing gas generator is further simplified,
It is possible to further promote a reduction in the price of the device.
Further, since the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit is used as a cooling medium for cooling the selective oxidation unit, the cost of producing a hydrogen-containing gas can be reduced as compared with the case where a dedicated cooling medium is used. Can be planned.

【0016】請求項7に記載の特徴構成によれば、水蒸
気生成部、改質処理部、燃焼部及び加熱用排ガス通流部
が、外形形状が偏平な板状形状になるように形成され、
燃焼部における一方の板面側に、改質処理部がその板状
形状の厚さ方向を燃焼部の厚さ方向に沿わせた状態で設
けられ、燃焼部における他方の板面側に、燃焼部から離
れる方向に向けて、断熱部、加熱用排ガス通流部、水蒸
気生成部が、夫々の板状形状の厚さ方向を燃焼部の厚さ
方向に沿わせた状態で記載順に並設されている。従っ
て、小型化を一層促進させることができる。又、燃焼部
の両側を改質処理部と断熱部により挟む配置形態とする
ことにより、燃焼部で発生する熱のうちの極力多くを改
質処理部に伝熱できるようにして、高温加熱が要求され
る改質処理部を効率よく加熱すると共に、燃焼部からの
放熱を可及的に抑制することができる。従って、投入エ
ネルギー量を可及的に少なくすることができるため、水
素含有ガス製造コストを可及的に低減することができ
る。
According to the seventh aspect of the present invention, the steam generation section, the reforming section, the combustion section, and the exhaust gas flow section for heating are formed so that the outer shape becomes a flat plate shape,
On one plate surface side of the combustion unit, a reforming treatment unit is provided in a state in which the thickness direction of the plate-like shape is aligned with the thickness direction of the combustion unit, and combustion is performed on the other plate surface side of the combustion unit. In the direction away from the section, the heat insulating section, the exhaust gas flow section for heating, and the steam generating section are arranged side by side in the stated order with the thickness direction of each plate-like shape being along the thickness direction of the combustion section. ing. Therefore, miniaturization can be further promoted. Further, by arranging the both sides of the combustion section between the reforming section and the heat insulating section, most of the heat generated in the combustion section can be transferred to the reforming section as much as possible, so that high-temperature heating can be achieved. The required reforming treatment section can be efficiently heated, and heat radiation from the combustion section can be suppressed as much as possible. Therefore, the input energy amount can be reduced as much as possible, so that the cost of producing the hydrogen-containing gas can be reduced as much as possible.

【0017】ちなみに、脱硫部を備える場合において、
それを偏平な板状形状になるように形成して、板状形状
の厚さ方向を燃焼部の厚さ方向に沿わせた状態で設ける
と、小型化を一層促進させることができる。又、上流側
改質処理ガス通流部、下流側改質処理ガス通流部、原燃
料ガス通流部及び脱硫処理ガス通流部を備える構成にお
いて、それらを偏平な板状形状になるように形成すると
共に、夫々の板状形状の厚さ方向を燃焼部の厚さ方向に
沿わせた状態で設けると、小型化を一層促進させること
ができる。又、変成処理部及び上流側冷却用排ガス通流
部を備える構成において、それらを偏平な板状形状にな
るように形成すると共に、夫々の板状形状の厚さ方向を
燃焼部の厚さ方向に沿わせた状態で設けると、小型化を
一層促進させることができる。又、選択酸化部及び下流
側冷却用排ガス通流部を備える構成において、それらを
偏平な板状形状になるように形成すると共に、夫々の板
状形状の厚さ方向を燃焼部の厚さ方向に沿わせた状態で
設けると、小型化を一層促進させることができる。
Incidentally, when a desulfurization unit is provided,
Forming it in a flat plate shape and providing the plate shape in a state where the thickness direction of the plate shape is in line with the thickness direction of the combustion part can further promote downsizing. Further, in the configuration including the upstream-side reforming gas passage, the downstream-side reforming gas passage, the raw fuel gas passage, and the desulfurization treatment gas passage, they are formed into a flat plate shape. In addition to the above, when the plate-like shapes are provided in a state where the thickness direction of each plate-like shape is aligned with the thickness direction of the combustion part, the miniaturization can be further promoted. Further, in the configuration including the metamorphic treatment section and the upstream-side exhaust gas passage section for cooling, while forming them into a flat plate shape, the thickness direction of each plate shape is set to the thickness direction of the combustion section. If the device is provided along the direction, size reduction can be further promoted. In the configuration including the selective oxidizing section and the downstream-side exhaust gas passage section for cooling, they are formed so as to have a flat plate shape, and the thickness direction of each plate shape is set in the thickness direction of the combustion section. If the device is provided along the direction, size reduction can be further promoted.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕以下、図1ない
し図5、図9及び図10に基づいて、本発明の第1の実
施の形態を説明する。図1及び図9に示すように、水素
含有ガス生成装置Pは、天然ガス等の原燃料ガスを脱硫
処理する脱硫部1と、供給される水を加熱して水蒸気を
生成する水蒸気生成部2と、その脱硫部1で脱硫処理さ
れた原燃料ガスと水蒸気生成部2で生成された水蒸気と
の混合ガスを被改質ガスとして改質処理して、水素ガス
及び一酸化炭素ガスを含有する改質処理ガスを生成する
改質処理部3と、その改質処理部3及び水蒸気生成部2
を加熱する加熱部Hと、改質処理部3から排出される改
質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気と変成反応させ
て、二酸化炭素ガスに変成処理する変成処理部5と、そ
の変成処理部5から排出される変成処理ガス中に残って
いる一酸化炭素ガスを酸化する選択酸化部6等を備えて
構成してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5, FIG. 9 and FIG. As shown in FIGS. 1 and 9, the hydrogen-containing gas generator P includes a desulfurization unit 1 for desulfurizing a raw fuel gas such as natural gas, and a steam generation unit 2 for heating supplied water to generate steam. And a reforming process using a mixed gas of the raw fuel gas desulfurized in the desulfurization unit 1 and the steam generated in the steam generation unit 2 as a gas to be reformed, and contains hydrogen gas and carbon monoxide gas. A reforming section 3 for generating a reforming gas, the reforming section 3 and the steam generating section 2
A heating section H for heating the gas, a conversion processing section 5 for performing a conversion reaction of carbon monoxide gas in the reforming processing gas discharged from the reforming processing section 3 with water vapor to convert the carbon monoxide gas into carbon dioxide gas, The apparatus is provided with a selective oxidizing unit 6 for oxidizing carbon monoxide gas remaining in the shift processing gas discharged from the processing unit 5.

【0019】加熱部Hは、改質処理部3を加熱するよう
に設けて、燃焼用ガスを燃焼させる燃焼部4と、水蒸気
生成部2を加熱するように設けて、燃焼部4からの燃焼
排ガスが通流する加熱用排ガス通流部12とから構成し
てある。
The heating section H is provided so as to heat the reforming section 3 and to burn a combustion gas, and the heating section H is provided so as to heat the steam generating section 2. And a heating exhaust gas passage 12 through which exhaust gas flows.

【0020】更に、水素含有ガス生成装置Pには、原燃
料ガスを脱硫部1に供給するための原燃料ガス通流路
7、脱硫部1にて脱硫された脱硫原燃料ガスと水蒸気生
成部2で生成された水蒸気とを混合する水蒸気混合部
8、その水蒸気混合部8にて混合された混合ガスを被改
質ガスとして改質処理部3に供給するための被改質ガス
通流路(脱硫処理ガス通流部に相当する)9、被改質ガ
ス通流路9を加熱するように設けて、改質処理部3から
排出される改質処理ガスを導く上流側改質処理ガス通流
路10f、原燃料ガス通流路7を加熱するように設け
て、上流側改質処理ガス通流路10fを通流後の改質処
理ガスを変成処理部5に導く下流側改質処理ガス通流路
10b、変成処理部5から排出される変成処理ガスに、
選択酸化のために少量の空気を混合する空気混合部1
1、変成処理部5を冷却するように設けて、加熱用排ガ
ス通流路12を通流後の燃焼排ガスが通流する上流側冷
却用排ガス通流路13f、及び、選択酸化部6を冷却す
るように設けて、上流側冷却用排ガス通流路13fを通
流後の燃焼排ガスが通流する下流側冷却用排ガス通流路
13bを備えてある。更に、水素含有ガス生成装置Pに
は、燃焼部4から外部への放熱を抑制する断熱部16を
備えてある。
The hydrogen-containing gas generator P further includes a raw fuel gas passage 7 for supplying the raw fuel gas to the desulfurization unit 1, a desulfurized raw fuel gas desulfurized in the desulfurization unit 1, and a steam generation unit. A steam mixing section 8 for mixing the steam generated in Step 2 with the steam generated in Step 2, and a reformed gas passage for supplying the mixed gas mixed in the steam mixing section 8 to the reforming section 3 as a gas to be reformed. (Corresponding to a desulfurization process gas passage) 9, an upstream reforming process gas provided to heat the reformed gas passage 9 to guide the reforming gas discharged from the reforming unit 3 The downstream reforming is provided so as to heat the flow passage 10f and the raw fuel gas flow passage 7, and guides the reforming gas after flowing through the upstream reforming gas flow passage 10f to the shift processing unit 5. The conversion gas discharged from the processing gas passage 10b and the conversion unit 5
Air mixing unit 1 for mixing a small amount of air for selective oxidation
1. The metamorphic treatment section 5 is provided so as to cool, and cools the upstream-side cooling exhaust gas passage 13f through which the combustion exhaust gas flows after flowing through the heating exhaust gas passage 12, and the selective oxidation section 6. And a downstream cooling exhaust gas passage 13b through which the combustion exhaust gas flowing through the upstream cooling exhaust gas passage 13f flows. Further, the hydrogen-containing gas generator P is provided with a heat insulating section 16 for suppressing heat radiation from the combustion section 4 to the outside.

【0021】図1及び図2に示すように、本発明におい
ては、水素含有ガス生成装置Pは、脱硫部1、水蒸気生
成部2、改質処理部3、燃焼部4、変成処理部5、選択
酸化部6、原燃料ガス通流路7、水蒸気混合部8、被改
質ガス通流路9、上流側改質処理ガス通流路10f、下
流側改質処理ガス通流路10b、空気混合部11、加熱
用排ガス通流路12、上流側冷却用排ガス通流路13
f、下流側冷却用排ガス通流路13b及び断熱部16
を、ユニット状に一体的に形成して、単体として形成し
てある。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present invention, the hydrogen-containing gas generator P includes a desulfurization section 1, a steam generation section 2, a reforming section 3, a combustion section 4, a shift processing section 5, Selective oxidation unit 6, raw fuel gas passage 7, steam mixing unit 8, gas to be reformed 9, passage 10f for upstream reforming gas, passage 10b for downstream reforming gas, air Mixing part 11, exhaust gas passage for heating 12, exhaust gas passage for upstream cooling 13
f, Downstream cooling exhaust gas passage 13b and heat insulating portion 16
Are integrally formed in a unit shape, and formed as a single body.

【0022】更に、脱硫部1、水蒸気生成部2、改質処
理部3、燃焼部4、変成処理部5、選択酸化部6、原燃
料ガス通流路7、被改質ガス通流路9、上流側改質処理
ガス通流路10f、下流側改質処理ガス通流路10b、
加熱用排ガス通流路12、上流側冷却用排ガス通流路1
3f、下流側冷却用排ガス通流路13b及び断熱部16
夫々を偏平状に形成すると共に、偏平状の各部及び各通
流路を厚さ方向に並設して、全体としてコンパクトに形
成してある。
Furthermore, a desulfurization section 1, a steam generation section 2, a reforming section 3, a combustion section 4, a shift processing section 5, a selective oxidizing section 6, a raw fuel gas flow path 7, a reformed gas flow path 9 An upstream reforming gas passage 10f, a downstream reforming gas passage 10b,
Exhaust gas passage 12 for heating, exhaust gas passage 1 for upstream cooling
3f, downstream exhaust gas passage 13b for cooling, and heat insulating portion 16
Each of them is formed in a flat shape, and each of the flat portions and each of the flow paths are juxtaposed in the thickness direction to form a compact as a whole.

【0023】説明を加えると、直方体形状の箱状のケー
シング17の内部に、複数の縦仕切り壁18を、夫々の
面方向を上下方向に向けた状態で横方向に間隔を開けて
並設して、ケーシング17の内部に、複数の偏平状の空
間を夫々の偏平方向を上下方向に向けた状態で横方向に
並べて区画形成する。そして、偏平空間並び方向の中間
部の偏平空間を用いて燃焼部4を構成する燃焼室4rを
形成し、その一方の側に並ぶ偏平空間を用いて、燃焼室
4rから遠ざかる方向に向けて順に、改質処理部3を構
成する改質処理室3r、上流側改質処理ガス通流路10
f、被改質ガス通流路9、脱硫部1を構成する脱硫室1
r、原燃料ガス通流路7、下流側改質処理ガス通流路1
0b、上流側冷却用排ガス通流路13f、変成処理部5
を構成する変成処理室5r、下流側冷却用排ガス通流路
13bを形成し、端部の偏平空間を用いて、その下方側
に変成処理室5rを、上方側に選択酸化部6を構成する
選択酸化室6rを夫々形成する。又、燃焼室4rの他方
の側に並ぶ偏平空間を用いて、燃焼室4から遠ざかる方
向に向けて順に、断熱部を構成する断熱材室16r、加
熱用排ガス通流路12、水蒸気生成部2を構成する水蒸
気生成室2rを夫々形成する。
More specifically, a plurality of vertical partition walls 18 are arranged inside a rectangular parallelepiped box-shaped casing 17 at intervals in the horizontal direction with their respective planes directed up and down. Then, a plurality of flat spaces are formed in the casing 17 side by side in the horizontal direction with the flat directions of the flat spaces facing up and down. Then, a combustion chamber 4r constituting the combustion unit 4 is formed using the flat space in the middle part of the flat space arrangement direction, and the flat space arranged on one side is used to sequentially move in the direction away from the combustion chamber 4r. , A reforming processing chamber 3 r constituting the reforming processing section 3, an upstream reforming processing gas passage 10
f, gas passage 9 to be reformed, desulfurization chamber 1 constituting desulfurization unit 1
r, raw fuel gas passage 7, downstream reforming gas passage 1
0b, the upstream-side exhaust gas passage 13f for cooling, the metamorphic treatment section 5
, A downstream exhaust gas passage 13b for cooling is formed, and the flat space at the end is used to form the metamorphic processing chamber 5r below and the selective oxidation unit 6 above. The selective oxidation chambers 6r are respectively formed. In addition, using a flat space arranged on the other side of the combustion chamber 4r, a heat insulating material chamber 16r, a heating exhaust gas passage 12, a steam generation section 2, Are formed, respectively.

【0024】原燃料ガス通流路7、被改質ガス通流路
9、上流側改質処理ガス通流路10f、下流側改質処理
ガス通流路10b、加熱用排ガス通流路12、上流側冷
却用排ガス通流路13f、下流側冷却用排ガス通流部1
3bの各ガス通流路として用いる偏平空間には、複数の
丸棒体30を、夫々長手方向を横向きにした状態で、上
下方向に間隔を開けて千鳥状に並設して、各偏平空間を
ガスが蛇行しながら上下方向に沿って通流するように構
成してある。そして、各偏平空間を通流するガスの通流
経路を長くして、隣接する偏平空間の間で熱交換すると
きに、効率よく熱交換できるようにしてある。
The raw fuel gas passage 7, the reformed gas passage 9, the upstream reforming gas passage 10f, the downstream reforming gas passage 10b, the heating exhaust gas passage 12, Upstream cooling exhaust gas passage 13f, downstream cooling exhaust gas passage 1
In a flat space used as each gas passage of 3b, a plurality of round rods 30 are arranged side by side in a staggered manner at intervals in the vertical direction, with the longitudinal direction of each flat space being horizontal. The gas flows in the vertical direction while meandering. The flow path of the gas flowing through each flat space is made longer so that heat can be exchanged efficiently between adjacent flat spaces.

【0025】更に、所望の経路でガスを通流させながら
脱硫、改質等の各処理を施すように、面方向を横方向に
向けた複数の横仕切り壁19を用いて、偏平空間の上部
や下部を仕切ったり、異なる用途で用いる偏平空間同士
を上部や下部で連通接続したり、間に他の用途で用いる
偏平空間が存在する状態で離れた位置にある同用途で用
いる偏平空間同士を連通させたりしている。ガスの通流
経路に基づいて、具体的に説明すると、原燃料ガス通流
路7は、2つの偏平空間を用いて、ケーシング17の上
面に形成した原燃料ガス供給口20から一方の偏平空間
に供給された原燃料ガスが、その偏平空間を下方に通流
して、下端でUターンして隣の偏平空間に流入してその
偏平空間を上方に通流し、脱流室1rにその上部から流
入するように形成してある。
Further, the upper part of the flat space is formed by using a plurality of horizontal partition walls 19 whose surfaces are oriented in the horizontal direction so as to perform various processes such as desulfurization and reforming while allowing gas to flow in a desired route. Or flat spaces used for different applications are connected to each other at the top and bottom, and flat spaces used for the same application that are separated from each other at a position where there is a flat space used for other applications And communicate. To be more specific, based on the gas flow path, the raw fuel gas flow path 7 uses two flat spaces, and one raw space from the raw fuel gas supply port 20 formed on the upper surface of the casing 17. The raw fuel gas supplied to the flat space flows downward through the flat space, makes a U-turn at the lower end, flows into the adjacent flat space, flows upward through the flat space, and flows into the outflow chamber 1r from above. It is formed to flow in.

【0026】脱流室1rは、一つの偏平空間を用いて、
原燃料ガスが下方に通流するように形成してある。被改
質ガス通流路9は、脱流室1rにおける原燃料ガス通流
路7側とは反対側に隣接する一つの偏平空間を用いて、
その下端を脱流室1rに連通させて、被改質ガスが上方
に通流するように形成してある。尚、脱流室1rと被改
質ガス通流路9との連通箇所には、円筒状で長手方向に
沿って多数の水蒸気噴出孔を形成した水蒸気噴出管31
を、その長手方向を横向きにして偏平空間の偏平方向に
沿わせて配設し、水蒸気噴出管31に後述する水蒸気管
27を接続してある。そして、その連通過所で、脱流室
1rから流出する脱硫原燃料ガスと水蒸気噴出管31か
ら噴出する水蒸気とを混合させ、その脱硫原燃料ガスと
水蒸気との混合ガスである被改質ガスを被改質ガス通流
路9に通流させるようにしてある。従って、脱流室1r
と被改質ガス通流路9との連通箇所に水蒸気混合部8を
形成してある。
The outflow chamber 1r uses one flat space,
It is formed so that the raw fuel gas flows downward. The reformed gas passage 9 uses one flat space adjacent to the raw fuel gas passage 7 in the outflow chamber 1r,
The lower end thereof is connected to the outflow chamber 1r so that the gas to be reformed flows upward. In addition, at the communication place between the outflow chamber 1r and the gas passage 9 to be reformed, a water vapor discharge pipe 31 having a cylindrical shape and having a large number of water vapor discharge holes formed along the longitudinal direction.
Is disposed along the flattening direction of the flat space with its longitudinal direction being horizontal, and a steam pipe 27 described later is connected to the steam jetting pipe 31. Then, the desulfurization raw fuel gas flowing out of the desulfurization chamber 1r and the steam spouting from the steam jetting pipe 31 are mixed at the continuous passage, and the reformed gas which is a mixed gas of the desulfurization raw fuel gas and the steam is mixed. Is passed through the gas passage 9 to be reformed. Therefore, the outflow chamber 1r
A steam mixing section 8 is formed at a location where the gas flows through the passage 9 and the gas passage 9 to be reformed.

【0027】被改質ガス通流路9における脱流室1r側
とは反対側に隣接する二つの偏平空間は上流側改質処理
ガス通流路10fとして用い、その上流側改質処理ガス
通流路10fに用いる偏平空間に隣接する偏平空間を改
質処理室3rとして用いる。そして、被改質ガス通流路
9に用いる偏平空間の上端と改質処理室3rに用いる偏
平空間の上端とを、上流側改質処理ガス通流路10fに
用いる二つの偏平空間の上方で連通させて、被改質ガス
が改質処理室3rにその上部から流入して改質処理室3
rを下方に通流するようにしてある。
Two flat spaces adjacent to the side of the reformed gas passage 9 opposite to the outflow chamber 1r are used as the upstream reformed gas passage 10f, and the upstream reformed gas passage 10f is used as the upstream reformed gas passage 10f. A flat space adjacent to the flat space used for the flow path 10f is used as the reforming processing chamber 3r. The upper end of the flat space used for the reformed gas passage 9 and the upper end of the flat space used for the reforming chamber 3r are placed above the two flat spaces used for the upstream reforming gas passage 10f. The gas to be reformed flows into the reforming processing chamber 3r from the upper portion thereof and communicates therewith.
r is made to flow downward.

【0028】上流側改質処理ガス通流路10fは、改質
処理室3rに隣接する前記の二つの偏平空間を用いて形
成し、下流側改質処理ガス通流路10bは、原燃料ガス
通流路7における脱流室1r側とは反対側に隣接する偏
平空間を用いて形成する。つまり、改質処理室3rに隣
接する二つの偏平空間の上端同士を連通すると共に、そ
の二つの偏平空間のうちの、改質処理室3r側の偏平空
間の下端と改質処理室3rの下端とを連通して、上流側
改質処理ガス通流路10fを形成する。更に、前記二つ
の偏平空間のうちの改質処理室3r側とは反対側の偏平
空間の下端と原燃料ガス通流路7に隣接する偏平空間の
下端とを、被改質ガス通流路9、脱流室1r及び原燃料
ガス通流路7の下方にて連通させて、上流側改質処理ガ
ス通流路10fと下流側改質処理ガス通流路10bとを
連通接続してある。そして、改質処理室3rの下端から
それに隣接する偏平空間に流入した改質処理ガスが、そ
の偏平空間を上方に通流して、上端でUターンして隣の
偏平空間に流入してその偏平空間を下方に通流し、更
に、原燃料ガス通流路7に隣接する偏平空間の下端に流
入してその偏平空間を上方に通流するようにしてある。
The upstream reforming gas passage 10f is formed by using the two flat spaces adjacent to the reforming chamber 3r, and the downstream reforming gas passage 10b is formed by the raw fuel gas. It is formed using a flat space adjacent to the flow passage 7 on the side opposite to the outflow chamber 1r side. That is, the upper ends of the two flat spaces adjacent to the reforming chamber 3r communicate with each other, and the lower end of the flat space on the reforming chamber 3r side and the lower end of the reforming chamber 3r among the two flat spaces. To form an upstream reforming gas passage 10f. Further, the lower end of the flat space opposite to the reforming chamber 3r side of the two flat spaces and the lower end of the flat space adjacent to the raw fuel gas passage 7 are connected to the reformed gas passage. 9. The upstream reforming gas passage 10f and the downstream reforming gas passage 10b are connected to communicate with each other below the outflow chamber 1r and the raw fuel gas passage 7. . Then, the reforming gas flowing into the adjacent flat space from the lower end of the reforming chamber 3r flows upward through the flat space, makes a U-turn at the upper end, flows into the adjacent flat space, and the flattened space. The space flows downward, and further flows into the lower end of the flat space adjacent to the raw fuel gas flow passage 7 to flow upward through the flat space.

【0029】上流側改質処理ガス通流路10fと被改質
ガス通流路9とを隣接配置すると共に、それらを仕切る
縦仕切り壁18を伝熱板として機能させて、上流側改質
処理ガス通流路10fを通流する改質処理ガスの熱を被
改質ガス通流路9を通流する被改質ガスに与えて、被改
質ガスを予熱するようにしてある。もって、上流側改質
処理ガス通流路10fと被改質ガス通流路9とにより、
被改質ガス用熱交換部14を構成してある。又、下流側
改質処理ガス通流路10bと原燃料ガス通流路7とを隣
接配置すると共に、それらを仕切る縦仕切り壁18を伝
熱板として機能させて、下流側改質処理ガス通流路10
bを通流する改質処理ガスの熱を原燃料ガス通流路7を
通流する原燃料ガスに与えて、原燃料ガスを予熱するよ
うにしてある。もって、下流側改質処理ガス通流路10
bと原燃料ガス通流路7とにより、原燃料ガス用熱交換
部15を構成してある。
The upstream reforming gas passage 10f and the gas passage 9 to be reformed are arranged adjacent to each other, and the vertical partition wall 18 separating them serves as a heat transfer plate. The heat of the reforming gas flowing through the gas passage 10f is given to the gas to be reformed flowing through the gas passage 9 to preheat the gas to be reformed. Thus, the upstream reforming gas passage 10f and the reformed gas passage 9 provide
A heat exchange unit 14 for the gas to be reformed is configured. In addition, the downstream reforming gas passage 10b and the raw fuel gas passage 7 are arranged adjacent to each other, and the vertical partition wall 18 separating them functions as a heat transfer plate, so that the downstream reforming gas passage is formed. Channel 10
The heat of the reforming gas flowing through b is given to the raw fuel gas flowing through the raw fuel gas passage 7 to preheat the raw fuel gas. Therefore, the downstream reforming gas passage 10
b and the raw fuel gas passage 7 constitute a raw fuel gas heat exchange section 15.

【0030】上流側冷却用排ガス通流路13fに用いる
偏平空間は上下を閉塞し、下流側改質処理ガス通流路1
0bに用いる偏平空間の上端と変成処理室5rとして用
いる偏平空間の上端とを上流側冷却用排ガス通流路13
fの上方にて連通させてある。又、下流側冷却用排ガス
通流路13bに用いる偏平空間の下端は閉塞し、上端は
ケーシング17の上面に開口させて、排ガス排出口23
を形成してある。又、変成処理室5rとして用いる偏平
空間の下端同士を下流側冷却用排ガス通流路13bの下
方にて連通させてある。下方の変成処理室5rと上方の
選択酸化室6rとの間には、空間を形成し、その空間
に、円筒状で長手方向に沿って多数の噴出孔を形成した
空気噴出管21を、その長手方向を横向きにして偏平空
間の偏平方向に沿わせて配設してある。そして、その空
気噴出管21から前記空間に空気を噴出するようにし
て、その空間に空気混合部11を形成してある。
The flat space used for the upstream cooling exhaust gas passage 13f is closed at the top and bottom, and the downstream reforming gas passage 1f is closed.
0b and the upper end of the flat space used as the shift treatment chamber 5r are connected to the upstream cooling exhaust gas passage 13
It is communicated above f. Further, the lower end of the flat space used for the downstream side exhaust gas passage 13b for cooling is closed, and the upper end is opened on the upper surface of the casing 17, so that the exhaust gas outlet 23 is formed.
Is formed. Further, the lower ends of the flat spaces used as the shift processing chamber 5r communicate with each other below the downstream cooling exhaust gas passage 13b. A space is formed between the lower metamorphic treatment chamber 5r and the upper selective oxidation chamber 6r, and an air ejection tube 21 having a cylindrical shape and a large number of ejection holes formed along the longitudinal direction is formed in the space. It is disposed along the flat direction of the flat space with the longitudinal direction being horizontal. The air mixing section 11 is formed in the space so that air is blown from the air blowing pipe 21 into the space.

【0031】そして、下流側改質処理ガス通流路10b
の上端から変成処理室5rに流入した改質処理ガスが、
変成処理室5rを下方に通流し、その下端からもう一方
の変成処理室5rに流入して、その変成処理室5rを上
方に通流して、その通流過程で変成処理されて、空気混
合部11に流出するようにしてある。そして、変成処理
ガスは、空気混合部11において、空気噴出管21から
噴出される少量の空気と混合されて、選択酸化室6rの
下端に流入し、選択酸化室6rを上方に通流して選択酸
化処理される。選択酸化室6rにて選択酸化処理された
ガスは、選択酸化室6rの上方に配設した燃料ガス排出
管22から装置外部に導き出される。
The downstream reforming gas passage 10b
Reforming gas flowing into the metamorphic processing chamber 5r from the upper end of the
It flows downward through the metamorphic processing chamber 5r, flows into the other metamorphic processing chamber 5r from the lower end thereof, flows through the metamorphic processing chamber 5r upward, is subjected to the metamorphic processing in the flow process, and has an air mixing unit. 11 to flow out. Then, the shift gas is mixed with a small amount of air jetted from the air jet pipe 21 in the air mixing section 11, flows into the lower end of the selective oxidation chamber 6r, and flows upward through the selective oxidation chamber 6r to be selected. It is oxidized. The gas subjected to the selective oxidation treatment in the selective oxidation chamber 6r is led out of the apparatus from a fuel gas discharge pipe 22 disposed above the selective oxidation chamber 6r.

【0032】断熱部16は、断熱材室16rに断熱材1
6iを充填して構成してある。又、水蒸気生成部2は、
水蒸気生成室2r内に気体の通流を許容する状態に形成
されたステンレスウール2wを充填して構成してある。
2枚の横仕切り壁19を用いて、断熱材室16rに用い
る偏平空間の上端を仕切り、燃焼室4rに用いる偏平空
間の上端と加熱用排ガス通流路12に用いる偏平空間の
上端とを断熱材室16rの上方にて連通させ、並びに、
水蒸気生成室2rに用いる偏平空間の上端と連通する水
蒸気充満室24を形成してある。又、加熱用排ガス通流
路12に用いる偏平空間の下部に排ガス排出管32を配
設し、上流側冷却用排ガス通流路13fに用いる偏平空
間の下部に排ガス噴出管33を配設すると共に、それら
排ガス排出管32と排ガス噴出管33とを燃焼排ガス管
25にて接続してある。並びに、上流側冷却用排ガス通
流路13fに用いる偏平空間の上部に排ガス排出管34
を配設し、下流側冷却用排ガス通流路13bに用いる偏
平空間の下部に排ガス噴出管35を配設すると共に、そ
れら排ガス排出管34と排ガス噴出管35とを燃焼排ガ
ス管26にて接続してある。更に、水蒸気充満室24に
水蒸気排出管36を配設し、その水蒸気排出管36と水
蒸気混合部8の水蒸気噴出管31とを水蒸気管27にて
接続してある。
The heat insulating section 16 is provided in the heat insulating chamber 16r.
6i. In addition, the steam generation unit 2
The steam generation chamber 2r is filled with stainless wool 2w formed to allow gas flow.
Using two horizontal partition walls 19, the upper end of the flat space used for the heat insulating material chamber 16r is partitioned, and the upper end of the flat space used for the combustion chamber 4r and the upper end of the flat space used for the heating exhaust gas passage 12 are insulated. Communicating above the material chamber 16r, and
A steam filling chamber 24 communicating with the upper end of the flat space used for the steam generating chamber 2r is formed. In addition, an exhaust gas discharge pipe 32 is provided below the flat space used for the heating exhaust gas passage 12, and an exhaust gas ejection pipe 33 is provided below the flat space used for the upstream cooling exhaust gas passage 13f. The exhaust gas discharge pipe 32 and the exhaust gas ejection pipe 33 are connected by a combustion exhaust gas pipe 25. Further, an exhaust gas discharge pipe 34 is provided above the flat space used for the upstream-side cooling exhaust gas passage 13f.
The exhaust gas discharge pipe 35 is disposed below the flat space used for the downstream-side cooling exhaust gas passage 13b, and the exhaust gas discharge pipe 34 and the exhaust gas discharge pipe 35 are connected by the combustion exhaust gas pipe 26. I have. Further, a water vapor discharge pipe 36 is provided in the water vapor filling chamber 24, and the water vapor discharge pipe 36 and the water vapor discharge pipe 31 of the water vapor mixing section 8 are connected by the water vapor pipe 27.

【0033】そして、燃焼室4rにて天然ガス等の燃焼
用ガスを空気で燃焼させると、燃焼室4rから排出され
る燃焼排ガスは、加熱用排ガス通流路12、上流側冷却
用排ガス通流路13f、下流側冷却用排ガス通流路13
bを順次通流して、排ガス排出口23から排出される。
加熱用排ガス通流路12においては、そこを通流する燃
焼排ガスが保有する熱を縦仕切り壁18を通じて伝熱さ
せて水蒸気生成室2rに与えて、水蒸気生成室2rを加
熱し、各冷却用排ガス通流路13f,13bにおいて
は、変成処理室5rや選択酸化室6から発生する反応熱
を縦仕切り壁18を通じて伝熱させて燃焼排ガスに与え
て、変成処理室5rや選択酸化室6を冷却するように構
成してある。又、水蒸気生成室2rにおいては、下部の
給水口29から供給される水が蒸発して水蒸気が生成さ
れ、その水蒸気が水蒸気充満室24、水蒸気排出管3
6、水蒸気管27を通じて、水蒸気混合部8に供給され
ることになる。尚、水蒸気生成室2rにおいては、内部
に充填したステンレスウール2wの良好な伝熱作用によ
り、効率よく水蒸気が生成される。
When the combustion gas such as natural gas is burned with air in the combustion chamber 4r, the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber 4r flows through the heating exhaust gas passage 12, the upstream cooling exhaust gas passage. Path 13f, downstream side exhaust gas passage 13 for cooling
b flows sequentially and is discharged from the exhaust gas discharge port 23.
In the heating exhaust gas passage 12, the heat of the combustion exhaust gas flowing therethrough is transferred through the vertical partition wall 18 to the steam generation chamber 2r, thereby heating the steam generation chamber 2r and heating the steam generation chamber 2r. In the exhaust gas passages 13f and 13b, the reaction heat generated from the shift treatment chamber 5r and the selective oxidation chamber 6 is transmitted through the vertical partition wall 18 to the combustion exhaust gas, and the reaction shift chamber 5r and the selective oxidation chamber 6 are cooled. It is configured to cool. In the steam generation chamber 2r, water supplied from the lower water supply port 29 evaporates to generate steam, and the steam is supplied to the steam filling chamber 24 and the steam discharge pipe 3.
6. The steam is supplied to the steam mixing section 8 through the steam pipe 27. In the steam generation chamber 2r, steam is efficiently generated by the excellent heat transfer effect of the stainless wool 2w filled therein.

【0034】つまり、燃焼部4における一方の板面側
に、燃焼部4から離れる方向に向けて、改質処理部3、
上流側改質処理ガス通流路10f、被改質ガス通流路
9、脱硫部1、原燃料ガス通流路7、下流側改質処理ガ
ス通流路10b、上流側冷却用排ガス通流路13f、変
成処理部5、下流側冷却用排ガス通流路13b、選択酸
化部6を、夫々の板状形状の厚さ方向を燃焼部4の厚さ
方向に沿わせた状態で記載順に並設してある。又、燃焼
部4における他方の板面側に、燃焼部4から離れる方向
に向けて、断熱部16、加熱用排ガス通流路12、水蒸
気生成部2を、夫々の板状形状の厚さ方向を燃焼部4の
厚さ方向に沿わせた状態で記載順に並設してある。
That is, the reforming unit 3 is disposed on one of the plate surfaces of the combustion unit 4 in a direction away from the combustion unit 4.
Upstream reforming gas passage 10f, reformed gas passage 9, desulfurization unit 1, raw fuel gas passage 7, downstream reforming gas passage 10b, upstream cooling exhaust gas passage The path 13f, the metamorphic treatment section 5, the downstream cooling exhaust gas passage 13b, and the selective oxidizing section 6 are arranged in the stated order in a state where the thickness direction of each plate-like shape is aligned with the thickness direction of the combustion section 4. It is set up. Further, on the other plate surface side of the combustion unit 4, the heat insulation unit 16, the exhaust gas passage for heating 12, and the steam generation unit 2 are arranged in the thickness direction of the respective plate-like shapes in a direction away from the combustion unit 4. Are arranged side by side in the order of description in a state of being arranged along the thickness direction of the combustion part 4.

【0035】つまり、水素含有ガス生成装置Pを構成す
る各構成部分を並設するに当たって、燃焼部4及び最も
高温加熱が要求される改質処理部3を並設方向の略中央
部に配置し、その両側夫々に、略温度が低くなる順に各
部分を並べ、並びに、並設方向端部には冷却が要求され
る変成処理部5や選択酸化部6を配置する配置形態とす
ることにより、放熱損失を可及的に抑制しながら、各構
成部分を適切な温度に制御できるようにして、水素含有
ガスの製造コストを低減している。
In other words, in arranging the components constituting the hydrogen-containing gas generator P side by side, the combustion section 4 and the reforming section 3 requiring the highest temperature heating are arranged at a substantially central portion in the direction of the side by side. By arranging the respective parts on both sides thereof in the order of decreasing temperature substantially, and by arranging the metamorphic processing unit 5 and the selective oxidation unit 6 which require cooling at the end in the juxtaposition direction, Each component can be controlled to an appropriate temperature while suppressing heat radiation loss as much as possible, thereby reducing the production cost of the hydrogen-containing gas.

【0036】脱硫部1は、脱硫室1r内に、脱硫触媒を
保持したセラミック製の多孔質粒状体1hの多数を充填
して構成してある。
The desulfurization section 1 is constituted by filling a large number of porous ceramic particles 1h holding a desulfurization catalyst into a desulfurization chamber 1r.

【0037】図3ないし図5に基づいて、改質処理部3
及び燃焼部4について説明を加える。改質処理部3は、
偏平な改質処理室3r内に、改質触媒としてのルテニウ
ムを保持した偏平板状の改質用ハニカム状体3hを設け
て構成してある。改質用ハニカム状体3hは、被改質ガ
ス供給口3iから改質処理ガス排出口3oへ被改質ガス
を多経路状に通流させるように構成してある。そして、
燃焼部4にて改質処理室3rを外部から加熱する状態
で、被改質ガスを被改質ガス供給口3iから改質処理ガ
ス排出口3oへ改質処理室3r内を通流させて改質処理
するように構成してある。尚、メタンガスを主成分とす
る天然ガスが原燃料ガスである場合は、メタンガスと水
蒸気とを下記の反応式にて改質反応させて、水素ガスと
一酸化炭素ガスを含む改質処理ガスを生成する。
Referring to FIGS. 3 to 5, the reforming section 3
And the combustion unit 4 will be described. The reforming processing unit 3
A flat reforming honeycomb body 3h holding ruthenium as a reforming catalyst is provided in a flat reforming chamber 3r. The reforming honeycomb body 3h is configured to allow the reformed gas to flow from the reformed gas supply port 3i to the reforming gas outlet 3o in a multi-path manner. And
In a state where the reforming chamber 3r is externally heated by the combustion unit 4, the gas to be reformed is caused to flow from the reforming gas supply port 3i to the reforming gas outlet 3o in the reforming chamber 3r. It is configured to perform a reforming process. When natural gas containing methane gas as a main component is a raw fuel gas, a reforming reaction between methane gas and water vapor is carried out according to the following reaction formula to produce a reformed gas containing hydrogen gas and carbon monoxide gas. Generate.

【0038】[0038]

【化1】CH4 +H2 O→CO+3H2 Embedded image CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2

【0039】改質用ハニカム状体3hは、断面形状がサ
イン波形の波板wの両面側を2枚の平板bにて挟持する
状態に形成して、多数の細長状の流路cが流路幅方向に
並んで形成されるようにしてある。波板wや平板bは薄
いステンレス板にて形成してある。波板wの両面、及
び、各平板bの両面に改質触媒としてのルテニウムを保
持させてある。改質用ハニカム状体3hを、細長状の流
路cの一方の開口端が被改質ガス供給口3i側に位置し
且つ他方の開口端が改質処理ガス排出口3o側に位置す
る状態で、改質処理室3r内に設けてある。
The reforming honeycomb body 3h is formed in such a manner that both sides of a corrugated sheet w having a sine waveform are sandwiched between two flat plates b so that a large number of elongated flow paths c flow. They are formed side by side in the road width direction. The corrugated plate w and the flat plate b are formed of a thin stainless steel plate. Ruthenium as a reforming catalyst is held on both sides of the corrugated sheet w and on both sides of each plate b. The reforming honeycomb body 3h is in a state where one opening end of the elongated flow path c is located on the side of the reforming target gas supply port 3i and the other opening end is located on the side of the reforming gas outlet 3o. And is provided in the reforming processing chamber 3r.

【0040】燃焼部4は、改質処理室3rに沿って設け
られる偏平状の燃焼室4rと、燃焼用ガスをその燃焼室
4r内にて燃焼させるように設けたバーナ4bを備えて
構成してある。バーナ4bは、偏平状の燃焼室4rの偏
平方向に並ぶ多数の炎口4sを備えてあり、偏平状の燃
焼室4rの偏平方向に沿って火炎を形成するように構成
してある。
The combustion section 4 includes a flat combustion chamber 4r provided along the reforming processing chamber 3r, and a burner 4b provided to burn combustion gas in the combustion chamber 4r. It is. The burner 4b has a large number of flame ports 4s arranged in the flat direction of the flat combustion chamber 4r, and is configured to form a flame along the flat direction of the flat combustion chamber 4r.

【0041】変成処理部5は、変成処理室5r内に、酸
化鉄又は銅亜鉛の変成触媒を保持したセラミック製の多
孔質粒状体5hの多数を充填して構成してある。変成処
理部5においては、改質処理ガス中の一酸化炭素ガスと
水蒸気とを下記の反応式にて変成反応させて、一酸化炭
素ガスを二酸化炭素ガスに変成処理する。
The metamorphic treatment section 5 is constituted by filling a large number of porous ceramic particles 5h holding a metamorphic catalyst of iron oxide or copper zinc in a metamorphic treatment chamber 5r. The shift processing unit 5 shifts the carbon monoxide gas to carbon dioxide gas by causing a shift reaction between carbon monoxide gas and steam in the reforming process gas according to the following reaction formula.

【0042】[0042]

【化2】CO+H2 O→CO2 +H2 ## STR2 ## CO + H 2 O → CO 2 + H 2

【0043】選択酸化部6は、選択酸化室6r内に、一
酸化炭素選択酸化触媒を保持したセラミック製の多孔質
粒状体6hの多数を充填して構成してある。
The selective oxidizing section 6 is constituted by filling a large number of porous ceramic particles 6h holding a carbon monoxide selective oxidizing catalyst in a selective oxidizing chamber 6r.

【0044】次に、図10に基づいて、上述の如き構成
の水素含有ガス生成装置Pを用いた燃料電池発電設備に
ついて説明する。燃料電池発電設備は、水素ガスを含有
する燃料ガスと酸素ガスを含有する酸素含有ガスとが供
給されて発電するように構成して燃料電池発電部Gと、
その燃料電池発電部Gに供給する燃料ガスを天然ガス等
の炭化水素系の原燃料ガスを用いて生成する水素含有ガ
ス生成装置Pと、燃料電池発電部Gに酸素含有ガスとし
て空気を供給するブロアBを備えて構成してある。水素
含有ガス生成装置Pの燃料ガス排出管22から導き出さ
れる水素含有ガスを燃料ガスとして、燃料電池発電部G
に供給するようにしてある。選択酸化部6に一酸化炭素
ガス酸化用の空気を供給すべく、ブロアBは、空気噴出
管21にも接続してある。
Next, a fuel cell power generation facility using the hydrogen-containing gas generator P having the above-described configuration will be described with reference to FIG. A fuel cell power generation unit G configured to supply a fuel gas containing hydrogen gas and an oxygen-containing gas containing oxygen gas to generate power;
A hydrogen-containing gas generator P that generates a fuel gas to be supplied to the fuel cell power generation unit G using a hydrocarbon-based raw fuel gas such as natural gas, and supplies air as an oxygen-containing gas to the fuel cell power generation unit G. It is provided with a blower B. The hydrogen-containing gas led out from the fuel gas discharge pipe 22 of the hydrogen-containing gas generator P is used as the fuel gas, and the fuel cell power generation unit G
To be supplied. The blower B is also connected to an air ejection pipe 21 so as to supply air for carbon monoxide gas oxidation to the selective oxidation section 6.

【0045】燃料電池発電部Gは説明を省略するが、電
解質層の一方の側に酸素極を、他方の側に燃料極を備え
たセルの複数を設けると共に、各セルの酸素極に酸素含
有ガスを、燃料極に燃料ガスを夫々供給するように構成
して、各セルにおいて水素と酸素による電気化学反応を
起こさせて発電するように構成してある。尚、燃料電池
発電部Gは、電解質として高分子膜を用いた高分子型で
ある。
Although the description of the fuel cell power generation section G is omitted, a plurality of cells having an oxygen electrode on one side of the electrolyte layer and a fuel electrode on the other side are provided, and an oxygen electrode is provided on the oxygen electrode of each cell. The gas is configured to supply the fuel gas to the fuel electrode, and an electrochemical reaction is caused by hydrogen and oxygen in each cell to generate power. The fuel cell power generation section G is a polymer type using a polymer membrane as an electrolyte.

【0046】〔第2実施形態〕以下、図6ないし図10
に基づいて、本発明の第2の実施の形態を説明する。本
第2実施形態においては、改質処理部3は上述の第1実
施形態と同様の構成であるが、燃焼部4は第1実施形態
と異なる構成としてある。図7及び図8に基づいて、燃
焼部4について説明する。燃焼部4は、改質処理室3r
に隣接する偏平状の燃焼室4r内に、燃焼触媒を保持
し、且つ、燃焼室4rの燃焼用ガス供給口4iから燃焼
排ガス排出口4oへ燃焼用ガスを多経路状に通流させる
ように構成された偏平な板状の燃焼用ハニカム状体4h
を備えて構成してある。
[Second Embodiment] Hereinafter, FIGS. 6 to 10
A second embodiment of the present invention will be described based on FIG. In the second embodiment, the reforming section 3 has the same configuration as the above-described first embodiment, but the combustion section 4 has a different configuration from the first embodiment. The combustion section 4 will be described with reference to FIGS. The combustion unit 4 includes the reforming processing chamber 3r
The combustion catalyst is held in a flat combustion chamber 4r adjacent to the combustion chamber 4b, and the combustion gas flows from the combustion gas supply port 4i of the combustion chamber 4r to the combustion exhaust gas discharge port 4o in a multi-path manner. Composed flat plate-shaped honeycomb honeycomb body for combustion 4h
It is provided with.

【0047】燃焼用ハニカム状体4hは、改質用ハニカ
ム状体3hと同様の構成であり、その燃焼用ハニカム状
体4hを形成する波板wの両面、及び、各平板bの両面
に燃焼触媒としての白金を保持させてある。燃焼用ハニ
カム状体4hを、細長状の流路cの一方の開口端が燃焼
用ガス供給口4i側に位置し且つ他方の開口端が燃焼排
ガス排出口4o側に位置する状態で、燃焼室4r内に設
けるとともに、燃焼用ガス供給口4iに、長手方向に沿
って多数の噴出孔4sを形成した燃焼用ガス噴出管4p
を、その長手方向を燃焼室4rの偏平方向に沿わせて配
設してある。そして、燃焼用ガス噴出管4pから噴出供
給される燃焼用ガスを、燃焼用ハニカム状体4hの多数
の細長状の流路cを用いて、燃焼排ガス排出口4oへ多
経路状に通流させて、その通流過程で燃焼触媒の作用で
火炎を伴わない状態で触媒燃焼させるように構成してあ
る。
The honeycomb-shaped body for combustion 4h has the same configuration as the honeycomb-shaped body for reforming 3h, and is formed on both sides of the corrugated sheet w and both sides of each flat plate b forming the honeycomb-shaped body for combustion 4h. Platinum as a catalyst is retained. The honeycomb-shaped body for combustion 4h is placed in a combustion chamber in a state where one opening end of the elongated flow path c is located on the combustion gas supply port 4i side and the other opening end is located on the combustion exhaust gas discharge port 4o side. 4r, a combustion gas supply pipe 4p having a plurality of discharge holes 4s formed in the combustion gas supply port 4i along the longitudinal direction.
Are arranged such that the longitudinal direction thereof is along the flat direction of the combustion chamber 4r. Then, the combustion gas ejected and supplied from the combustion gas ejection pipe 4p is caused to flow in a multi-path manner to the combustion exhaust gas discharge port 4o by using a plurality of elongated flow paths c of the combustion honeycomb body 4h. In the flowing process, the catalyst is burned by the action of the combustion catalyst without a flame.

【0048】燃焼部4を、上述の第1実施形態における
バーナ4bに代えて燃焼用ハニカム状体4hを用いて形
成することにより、燃焼部4の厚さを更に薄くすること
ができる。そして、このように構成した燃焼部4を用い
て、図6に示すように、上記の第1実施形態と同様に、
水素含有ガス生成装置Pを構成する。燃焼部4の厚さが
薄くなる分、水素含有ガス生成装置Pを更にコンパクト
に形成することができる。
The thickness of the combustion section 4 can be further reduced by forming the combustion section 4 using the honeycomb-shaped body for combustion 4h instead of the burner 4b in the first embodiment. Then, as shown in FIG. 6, using the thus configured combustion unit 4, as in the first embodiment,
The hydrogen-containing gas generator P is configured. Since the thickness of the combustion part 4 is reduced, the hydrogen-containing gas generator P can be formed more compact.

【0049】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 (イ) 上記の実施形態においては、水素含有ガス生成
装置Pを、水蒸気生成部2、改質処理部3及び加熱部H
に、脱硫部1、変成処理部及び選択酸化部6を加えた状
態で、ユニット状に一体的に形成する場合について例示
した。これに代えて、脱硫部1、変成処理部5及び選択
酸化部6のうちの一部又は全部を、一体状態の水蒸気生
成部2、改質処理部3及び加熱部Hとは別体で備えても
良い。変成処理部5や選択酸化部6を別体とする場合
は、それに付随する各冷却用排ガス通流部13f,13
bも、一体状態の水蒸気生成部2、改質処理部3及び加
熱部Hとは別体で備えることになる。又、別体となる各
部は互いにガスを導く管路で接続することになる。例え
ば、脱硫部1を別体とする場合は、少なくとも、被改質
ガス通流路9、上流側改質処理ガス通流路10f及び下
流側改質処理ガス通流路10bは管路で形成することに
なる。
[Another Embodiment] Next, another embodiment will be described. (A) In the above embodiment, the hydrogen-containing gas generator P is connected to the steam generator 2, the reformer 3, and the heater H
The case where the desulfurization unit 1, the shift treatment unit and the selective oxidation unit 6 are added to form a single unit is illustrated. Instead, some or all of the desulfurization unit 1, the shift conversion unit 5, and the selective oxidation unit 6 are provided separately from the integrated steam generation unit 2, the reforming unit 3, and the heating unit H. May be. When the metamorphic treatment section 5 and the selective oxidation section 6 are provided separately, the cooling exhaust gas flow sections 13f and 13
b is also provided separately from the integrated steam generator 2, reformer 3, and heater H. In addition, the separate parts are connected to each other by a conduit for guiding gas. For example, when the desulfurization unit 1 is provided separately, at least the reformed gas passage 9, the upstream reformed gas passage 10f, and the downstream reformed gas passage 10b are formed by pipes. Will do.

【0050】(ロ) 使用する水素含有ガス中に一酸化
炭素ガスが含まれていても良い場合や、一酸化炭素ガス
の含有量をあまり少なくする必要がない場合は、選択酸
化部6を省略したり、変成処理部5及び選択酸化部6の
両方を省略したりすることができる。又、二つ設けた変
成処理部5を一つにしても良い。
(B) The selective oxidizing section 6 is omitted when the hydrogen-containing gas to be used may contain carbon monoxide gas, or when it is not necessary to reduce the content of carbon monoxide gas very much. Alternatively, both the conversion unit 5 and the selective oxidation unit 6 can be omitted. Further, two metamorphic processing units 5 may be provided as one.

【0051】(ハ) 上記の実施形態のように、水素含
有ガス生成装置Pを単体として形成するに当たっては、
脱硫部1、水蒸気生成部2、改質処理部3、燃焼部4、
変成処理部5、選択酸化部6、原燃料ガス通流路7、水
蒸気混合部8、被改質ガス通流路9、各改質処理ガス通
流路10f,10b、空気混合部11、加熱用排ガス通
流路12、各冷却用排ガス通流路13f,13b、及
び、断熱部16の配置形態は適宜変更可能である。例え
ば、横方向に並べる順序を変更しても良い。又、横方向
に複数列に並べたり、横方向に部分的に複数列になるよ
うに並べても良い。又、上下方向に並べても良い。
(C) As in the above embodiment, when forming the hydrogen-containing gas generator P as a single unit,
Desulfurization section 1, steam generation section 2, reforming section 3, combustion section 4,
Metamorphic processing unit 5, selective oxidizing unit 6, raw fuel gas passage 7, steam mixing unit 8, reformed gas passage 9, respective reforming gas passages 10f, 10b, air mixing unit 11, heating The arrangement of the exhaust gas passage 12 for cooling, the exhaust gas passages 13 f and 13 b for cooling, and the heat insulating portion 16 can be changed as appropriate. For example, the order of arrangement in the horizontal direction may be changed. Further, they may be arranged in a plurality of rows in the horizontal direction, or may be arranged in a plurality of rows in the horizontal direction. Also, they may be arranged vertically.

【0052】(ニ) 上記の実施形態においては、脱硫
部1、水蒸気生成部2、改質処理部3、燃焼部4、変成
処理部5、選択酸化部6、原燃料ガス通流路7、被改質
ガス通流路9、各改質処理ガス通流路10f,10b、
加熱用排ガス通流路12、各冷却用排ガス通流路13
f,13bの各部や各ガス通流路におけるガス通流方向
を上下方向にする場合について例示したが、前記の各部
や各ガス通流路におけるガス通流方向は適宜設定変更可
能であり、例えば横方向に設定しても良い。
(D) In the above embodiment, the desulfurization section 1, the steam generation section 2, the reforming section 3, the combustion section 4, the shift processing section 5, the selective oxidation section 6, the raw fuel gas passage 7, The reformed gas passage 9, each reforming gas passage 10 f, 10 b,
Exhaust gas passage 12 for heating, exhaust gas passage 13 for each cooling
Although the case where the gas flow direction in each part and each gas flow path of f and 13b is the vertical direction has been exemplified, the gas flow direction in each part and each gas flow path can be appropriately changed. It may be set in the horizontal direction.

【0053】(ホ) 脱硫触媒を保持する脱硫触媒保持
体としては、上記の実施形態において例示した多孔質粒
状体1hに代えて、改質用ハニカム状体3hと同様に形
成したハニカム状体を適用しても良い。又、変成触媒を
保持する変成触媒保持体としては、上記の実施形態にお
いて例示した多孔質粒状体5hに代えて、改質用ハニカ
ム状体3hと同様に形成したハニカム状体を適用しても
良い。又、一酸化炭素選択酸化触媒を保持する一酸化炭
素選択酸化触媒保持体としては、上記の実施形態におい
て例示した多孔質粒状体6hに代えて、改質用ハニカム
状体3hと同様に形成したハニカム状体を適用しても良
い。尚、脱硫触媒、変成触媒、一酸化炭素選択酸化触媒
の各触媒を保持する触媒保持体として、多孔質粒状体に
代えてハニカム状体を適用すると、脱硫部1、変成処理
部5、選択酸化部7の各部を一層薄くすることができる
ので、水素含有ガス生成装置Pを更にコンパクトに形成
することができる。
(E) As the desulfurization catalyst holder for holding the desulfurization catalyst, a honeycomb-shaped body formed in the same manner as the reforming honeycomb-shaped body 3h instead of the porous granular body 1h exemplified in the above embodiment is used. May be applied. Further, as the shift catalyst holding body for holding the shift catalyst, a honeycomb-shaped body formed in the same manner as the reforming honeycomb body 3h may be applied instead of the porous granular body 5h exemplified in the above embodiment. good. Further, the carbon monoxide selective oxidation catalyst holding member for holding the carbon monoxide selective oxidation catalyst was formed in the same manner as the reforming honeycomb-shaped body 3h instead of the porous granular material 6h exemplified in the above embodiment. A honeycomb-shaped body may be applied. When a honeycomb-shaped body is used instead of the porous granular material as a catalyst holding body for holding each catalyst of the desulfurization catalyst, the shift conversion catalyst, and the carbon monoxide selective oxidation catalyst, the desulfurization section 1, the shift conversion section 5, the selective oxidation section, Since each section of the section 7 can be made thinner, the hydrogen-containing gas generator P can be formed more compactly.

【0054】(ヘ) 改質触媒を保持する改質触媒保持
体としては、上記の実施形態において例示した改質用ハ
ニカム状体3hに代えて、多孔質粒状体でも良い。
(F) As the reforming catalyst holding body for holding the reforming catalyst, a porous granular material may be used instead of the reforming honeycomb body 3h exemplified in the above embodiment.

【0055】(ト) 改質用ハニカム状体3h及び燃焼
用ハニカム状体4hは、ガスを多経路状に通流させるこ
とができるという条件で、上記実施形態において例示し
た以外にも種々の構成が可能である。例えば、断面形状
がサイン波形の波板wに代えて、断面形状が矩形波形や
のこぎり波形の波板wを用いても良い。又、複数の波板
wを厚さ方向に並設して、複数の細長状の流路cが波板
wの厚さ方向に並んで形成されるように構成しても良
い。又、波板wに代えて、柱形状や錐形状の多数の突起
部を散在させた状態で備えた凹凸板を用いても良い。
(G) The reforming honeycomb-shaped body 3h and the combustion honeycomb-shaped body 4h have various configurations other than those exemplified in the above embodiment, provided that the gas can flow in a multi-path manner. Is possible. For example, instead of the corrugated sheet w having a sine waveform, a corrugated sheet w having a rectangular waveform or a sawtooth waveform may be used. Alternatively, a plurality of corrugated sheets w may be arranged in the thickness direction, and a plurality of elongated flow paths c may be formed side by side in the thickness direction of the corrugated sheet w. Further, instead of the corrugated plate w, an uneven plate provided with a large number of pillar-shaped or conical-shaped protrusions scattered may be used.

【0056】(チ) 改質触媒としては、上記の実施形
態において例示したルテニウムに限定されるものではな
く、ニッケル、白金等種々のものを用いることができ
る。燃焼触媒としては、上記の第2実施形態において例
示した白金に限定されるものではなく、白金ロジウム等
種々のものを用いることができる。
(H) The reforming catalyst is not limited to the ruthenium exemplified in the above embodiment, but various catalysts such as nickel and platinum can be used. The combustion catalyst is not limited to platinum exemplified in the above-described second embodiment, and various catalysts such as platinum rhodium can be used.

【0057】(リ) 上記の実施形態にように、本発明
による水素含有ガス生成装置を燃料電池発電設備で用い
る場合は、燃焼部4において燃焼させる燃焼用ガスとし
ては,燃料電池発電部Gから排出される燃料ガスを用い
ても良い。 (ヌ) 本発明による水素含有ガス生成装置は、上記の
実施形態において例示した高分子型の燃料電池発電設備
以外に、リン酸型、固体電解質型等種々の型式の燃料電
池発電設備で用いることができる。又、燃料電池発電設
備に限定されるものではなく、種々の用途で用いること
ができる。
(I) As in the above embodiment, when the hydrogen-containing gas generator according to the present invention is used in a fuel cell power generation facility, the combustion gas to be burned in the combustion unit 4 is the fuel gas power generation unit G The discharged fuel gas may be used. (V) The hydrogen-containing gas generator according to the present invention can be used in various types of fuel cell power generation equipment such as a phosphoric acid type and a solid electrolyte type in addition to the polymer type fuel cell power generation equipment exemplified in the above embodiment. Can be. Further, the present invention is not limited to fuel cell power generation equipment, and can be used for various purposes.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る水素含有ガス生成
装置の縦断面図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hydrogen-containing gas generator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるイ−イ矢視図FIG. 2 is a view taken in the direction of the arrow II in FIG.

【図3】本発明の第1実施形態に係る改質処理部及び燃
焼部の縦断面図
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a reforming section and a combustion section according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態に係る改質処理部及び燃
焼部の横断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view of a reforming section and a combustion section according to the first embodiment of the present invention.

【図5】改質用ハニカム状体の斜視図FIG. 5 is a perspective view of a reforming honeycomb body.

【図6】本発明の第2実施形態に係る水素含有ガス生成
装置の縦断面図
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a hydrogen-containing gas generator according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施形態に係る改質処理部及び燃
焼部の縦断面図
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a reforming section and a combustion section according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態に係る改質処理部及び燃
焼部の横断面図
FIG. 8 is a cross-sectional view of a reforming section and a combustion section according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態に係る水素含有ガス生成装置
のブロック図
FIG. 9 is a block diagram of a hydrogen-containing gas generator according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態に係る燃料電池発電設備の
概略構成を示すブロック図
FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a fuel cell power generation facility according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 脱硫部 2 水蒸気生成部 3 改質処理部 4 燃焼部 5 変成処理部 6 選択酸化部 7 原燃料ガス通流部 9 脱硫処理ガス通流部 10b 下流側改質処理ガス通流部 10f 上流側改質処理ガス通流部 12 加熱用排ガス通流部 13b 下流側冷却用排ガス通流部 13f 上流側冷却用排ガス通流部 H 加熱部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Desulfurization part 2 Steam generation part 3 Reforming part 4 Combustion part 5 Metamorphosis processing part 6 Selective oxidation part 7 Raw fuel gas passage part 9 Desulfurization treatment gas passage part 10b Downstream reforming treatment gas passage part 10f Upstream side Reforming gas flow section 12 Exhaust gas flow section for heating 13b Downstream exhaust gas flow section for cooling 13f Upstream exhaust gas flow section for cooling H Heating section

フロントページの続き (72)発明者 東口 誠作 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 立森 正史 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 4G040 EA03 EA06 EB01 EB12 EB44 EC08 5H027 BA01 BA16 BA17 Continuation of the front page (72) Seisaku Higashiguchi 4-1-2, Hiranocho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Masafumi Tachimori 4-chome, Hiranocho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 2 Osaka Gas Co., Ltd. F-term (reference) 4G040 EA03 EA06 EB01 EB12 EB44 EC08 5H027 BA01 BA16 BA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水を加熱により蒸発させる水蒸気生成部
と、その水蒸気生成部にて生成される水蒸気と炭化水素
系の原燃料ガスとが供給されて、それらを改質反応させ
て水素ガスを含有するガスを生成する改質処理部と、前
記改質処理部及び前記水蒸気生成部を加熱する加熱部と
が、ユニット状に一体的に形成されている水素含有ガス
生成装置。
1. A steam generating section for evaporating water by heating, a steam generated by the steam generating section and a hydrocarbon-based raw fuel gas are supplied, and a reforming reaction is performed to convert the hydrogen gas into a hydrogen gas. A hydrogen-containing gas generator, wherein a reforming section for generating a contained gas, and a heating section for heating the reforming section and the steam generating section are integrally formed in a unit.
【請求項2】 前記改質処理部に供給される原燃料ガス
を脱硫処理する脱硫部を加えた状態で、一体化されてい
る請求項1記載の水素含有ガス生成装置。
2. The hydrogen-containing gas generation apparatus according to claim 1, wherein a desulfurization section for desulfurizing the raw fuel gas supplied to the reforming section is integrated.
【請求項3】 原燃料ガスを前記脱硫部に導く原燃料ガ
ス通流部と、前記脱硫部から排出される脱硫処理ガスを
前記改質処理部に導く脱硫処理ガス通流部と、その脱硫
処理ガス通流部を加熱するように設けられて、前記改質
処理部から排出される改質処理ガスを導く上流側改質処
理ガス通流部と、前記原燃料ガス通流部を加熱するよう
に設けられて、前記上流側改質処理ガス通流部を通流後
の改質処理ガスが通流する下流側改質処理ガス通流部と
を加えた状態で、一体的に形成されている請求項2記載
の水素含有ガス生成装置。
3. A raw fuel gas passage for guiding raw fuel gas to the desulfurization unit, a desulfurization gas passage for guiding desulfurization gas discharged from the desulfurization unit to the reforming unit, and desulfurization thereof. An upstream reforming gas flow section, which is provided to heat the processing gas flow section and guides the reforming gas discharged from the reforming section, and heats the raw fuel gas flow section. Is formed integrally with the downstream reforming gas flow portion through which the reforming gas flows after flowing through the upstream reforming gas flow portion. The hydrogen-containing gas generator according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記加熱部が、前記改質処理部を加熱す
るように設けられて、燃焼用ガスを燃焼させる燃焼部
と、前記水蒸気生成部を加熱するように設けられて、前
記燃焼部からの燃焼排ガスが通流する加熱用排ガス通流
部とから構成されている請求項1〜3のいずれか1項に
記載の水素含有ガス生成装置。
4. The combustion section, wherein the heating section is provided to heat the reforming section, and is provided to heat a combustion gas, and the steam section is provided to heat the steam generation section. The hydrogen-containing gas generating apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heating exhaust gas flowing portion through which combustion exhaust gas flows.
【請求項5】 前記改質処理部から排出される改質処理
ガス中の一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスに変成処理す
る変成処理部と、その変成処理部を冷却するように設け
られて、前記加熱用排ガス通流部を通流後の燃焼排ガス
が通流する上流側冷却用排ガス通流部とを加えた状態
で、一体的に形成されている請求項4記載の水素含有ガ
ス生成装置。
5. A shift processing unit for shifting carbon monoxide gas in the reforming gas discharged from the reforming unit to carbon dioxide gas, and provided to cool the shift unit. The hydrogen-containing gas generator according to claim 4, wherein the hydrogen-containing gas generator is integrally formed with an upstream-side cooling exhaust gas flow portion through which the combustion exhaust gas flowing through the heating exhaust gas flow portion flows. .
【請求項6】 前記変成処理部から排出される変成処理
ガス中の一酸化炭素ガスを酸化する選択酸化部と、その
選択酸化部を冷却するように設けられて、前記上流側冷
却用排ガス通流部を通流後の燃焼排ガスが通流する下流
側冷却用排ガス通流部とを加えた状態で、一体的に形成
されている請求項5記載の水素含有ガス生成装置。
6. A selective oxidizing section for oxidizing carbon monoxide gas in a shift processing gas discharged from the shift processing section, and provided to cool the selective oxidizing section, wherein the exhaust gas for upstream cooling is provided. 6. The hydrogen-containing gas generator according to claim 5, wherein the hydrogen-containing gas generator is integrally formed with a downstream-side exhaust gas flow portion for cooling, through which the combustion exhaust gas flowing through the flow portion flows.
【請求項7】 前記水蒸気生成部、前記改質処理部、前
記燃焼部及び前記加熱用排ガス通流部が、外形形状が偏
平な板状形状になるように形成され、 前記燃焼部における一方の板面側に、前記改質処理部が
その板状形状の厚さ方向を前記燃焼部の厚さ方向に沿わ
せた状態で設けられ、 前記燃焼部における他方の板面側に、前記燃焼部から離
れる方向に向けて、断熱部、前記加熱用排ガス通流部、
前記水蒸気生成部が、夫々の板状形状の厚さ方向を前記
燃焼部の厚さ方向に沿わせた状態で記載順に並設されて
いる請求項4〜6のいずれか1項に記載の水素含有ガス
生成装置。
7. The steam generation section, the reforming section, the combustion section, and the heating exhaust gas passage section are formed such that the outer shape is a flat plate-like shape, and one of the combustion sections is formed. On the plate surface side, the reforming processing unit is provided in a state where the thickness direction of the plate shape is aligned with the thickness direction of the combustion unit, and the combustion unit is provided on the other plate surface side of the combustion unit. In a direction away from the heat insulation section, the exhaust gas flow section for heating,
The hydrogen according to any one of claims 4 to 6, wherein the steam generating sections are arranged in the stated order in a state where the thickness direction of each plate-like shape is along the thickness direction of the combustion section. Included gas generator.
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