JP2002128503A - 触媒反応器 - Google Patents
触媒反応器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒担持体を直接加熱又は冷却できるように
して、触媒を適正な温度範囲に管理する。 【解決手段】 反応器容器１の左右の側壁１ａ，１ｂ間
に、伝熱プレート１１と触媒を担持させた触媒担持体９
Ａとを交互に積層して配置する。伝熱プレート１１と触
媒担持体９Ａの積層方向に、反応流体４の流れ方向に間
隔を置いて媒体流路管３を貫通させて設け、伝熱プレー
ト１１と媒体流路管３を接合する。媒体流路管３に温度
調整媒体５を流し、媒体流路管３及び伝熱プレート１１
により触媒担持体９Ａを直接冷却し、触媒の温度を制御
する。
して、触媒を適正な温度範囲に管理する。 【解決手段】 反応器容器１の左右の側壁１ａ，１ｂ間
に、伝熱プレート１１と触媒を担持させた触媒担持体９
Ａとを交互に積層して配置する。伝熱プレート１１と触
媒担持体９Ａの積層方向に、反応流体４の流れ方向に間
隔を置いて媒体流路管３を貫通させて設け、伝熱プレー
ト１１と媒体流路管３を接合する。媒体流路管３に温度
調整媒体５を流し、媒体流路管３及び伝熱プレート１１
により触媒担持体９Ａを直接冷却し、触媒の温度を制御
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池発電システ
ムにおいて燃料電池のアノード側へ供給する燃料ガスを
改質原料から改質する改質器等として用いる触媒反応器
に関するものである。
ムにおいて燃料電池のアノード側へ供給する燃料ガスを
改質原料から改質する改質器等として用いる触媒反応器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】触媒による発熱反応又は吸熱反応を利用
して反応流体を加熱又は冷却する触媒反応器は従来より
広く知られており、かかる触媒反応器では、主として、
粒子状セラミックス、セラミックスハニカム構造体、金
属ハニカム構造体等が触媒を担持させる触媒担持体とし
て用いられている。
して反応流体を加熱又は冷却する触媒反応器は従来より
広く知られており、かかる触媒反応器では、主として、
粒子状セラミックス、セラミックスハニカム構造体、金
属ハニカム構造体等が触媒を担持させる触媒担持体とし
て用いられている。
【０００３】今、反応流体を加熱する触媒反応器につい
て示すと、図９（イ）（ロ）にその一例の概略を示す如
く、容器１の左右の側壁１ａ，１ｂ間に、外壁部に多数
の小型の伝熱フィン２を取り付けた媒体流路管３を、反
応流体４の流れ方向と直交するように流れ方向に所要間
隔を隔てて複数段貫通設置して、該各媒体流路管３内に
温度調整媒体５を流すことにより反応流体４を冷却する
ようにした冷却区間６を形成し、且つ上記容器１内の各
冷却区間６の間の位置をそれぞれ反応区間７として、該
各反応区間７に、図１０に拡大して示す如く、触媒８を
担持させた触媒担持体９を配置した構成としてある。
て示すと、図９（イ）（ロ）にその一例の概略を示す如
く、容器１の左右の側壁１ａ，１ｂ間に、外壁部に多数
の小型の伝熱フィン２を取り付けた媒体流路管３を、反
応流体４の流れ方向と直交するように流れ方向に所要間
隔を隔てて複数段貫通設置して、該各媒体流路管３内に
温度調整媒体５を流すことにより反応流体４を冷却する
ようにした冷却区間６を形成し、且つ上記容器１内の各
冷却区間６の間の位置をそれぞれ反応区間７として、該
各反応区間７に、図１０に拡大して示す如く、触媒８を
担持させた触媒担持体９を配置した構成としてある。
【０００４】上記触媒反応器では、反応流体４が供給さ
れると、触媒８で反応が生じるが、そのときの反応熱量
により触媒８に温度変化が生じないようにするために、
媒体流路管３内に温度調整媒体５を循環流動させ、伝熱
フィン２を介して触媒担持体９を冷却して、触媒８を適
正温度範囲に保つようにしている。
れると、触媒８で反応が生じるが、そのときの反応熱量
により触媒８に温度変化が生じないようにするために、
媒体流路管３内に温度調整媒体５を循環流動させ、伝熱
フィン２を介して触媒担持体９を冷却して、触媒８を適
正温度範囲に保つようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、反応流体４
は、図９（ロ）に示す如く、冷却区間６を通過すること
で温度は低下するが、反応区間７を通過するときには反
応熱により高温となった触媒８により加熱されて温度が
上昇し、又、このとき、触媒８の温度は反応流体４より
も高くなっているので、触媒８内部の温度は後流ほど高
くなり、適正温度範囲１０を超えることがある。
は、図９（ロ）に示す如く、冷却区間６を通過すること
で温度は低下するが、反応区間７を通過するときには反
応熱により高温となった触媒８により加熱されて温度が
上昇し、又、このとき、触媒８の温度は反応流体４より
も高くなっているので、触媒８内部の温度は後流ほど高
くなり、適正温度範囲１０を超えることがある。
【０００６】触媒８の最高温度を抑制するためには、冷
却区間６で反応流体４の温度を充分に下げるようにした
り、反応区間７を短くしたりする等の方法がある。しか
し、反応流体４の温度を下げるようにすると、触媒８の
反応率の低下を招いたり、副生成物を生じさせてしま
い、反応率の低下は、触媒反応器全体としての触媒使用
量を増大させ、副生成物の発生は、反応生成物の質を低
下させることになる。一方、反応区間７を短くすると、
容器１内での冷却区間６の占める割合が大きくなって、
反応器全体が大型化する、という弊害が生じてしまう。
却区間６で反応流体４の温度を充分に下げるようにした
り、反応区間７を短くしたりする等の方法がある。しか
し、反応流体４の温度を下げるようにすると、触媒８の
反応率の低下を招いたり、副生成物を生じさせてしま
い、反応率の低下は、触媒反応器全体としての触媒使用
量を増大させ、副生成物の発生は、反応生成物の質を低
下させることになる。一方、反応区間７を短くすると、
容器１内での冷却区間６の占める割合が大きくなって、
反応器全体が大型化する、という弊害が生じてしまう。
【０００７】又、冷却管やフィンチューブ等を容器１の
周囲に配置して、反応流体４の温度を間接的に調整する
ことが一部で行われているが、触媒８の温度は、反応に
より生じる熱量であって反応流体４の温度とは異なって
おり、間接的な温度制御では、触媒の温度を適正な適正
温度範囲１０に確実に維持することは困難である。
周囲に配置して、反応流体４の温度を間接的に調整する
ことが一部で行われているが、触媒８の温度は、反応に
より生じる熱量であって反応流体４の温度とは異なって
おり、間接的な温度制御では、触媒の温度を適正な適正
温度範囲１０に確実に維持することは困難である。
【０００８】そこで、本発明は、触媒担持体を直接加熱
又は冷却できるようにして、触媒を適正な温度範囲に管
理することができるようにしようとするものである。
又は冷却できるようにして、触媒を適正な温度範囲に管
理することができるようにしようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、容器の側壁間に、複数枚の伝熱プレート
と触媒を担持させた触媒担持体とを交互に積層状態にし
て配置し、且つ上記伝熱プレートと触媒担持体の積層方
向に、媒体流路管を貫通させて設けて、該媒体流路管に
伝熱プレートを接合し、媒体流路管内に流す温度調整媒
体の熱を、媒体流路管と伝熱プレートを介して触媒担持
体に伝えて触媒の温度を制御できるようにした構成とす
る。
決するために、容器の側壁間に、複数枚の伝熱プレート
と触媒を担持させた触媒担持体とを交互に積層状態にし
て配置し、且つ上記伝熱プレートと触媒担持体の積層方
向に、媒体流路管を貫通させて設けて、該媒体流路管に
伝熱プレートを接合し、媒体流路管内に流す温度調整媒
体の熱を、媒体流路管と伝熱プレートを介して触媒担持
体に伝えて触媒の温度を制御できるようにした構成とす
る。
【００１０】媒体流路管内に温度調整媒体を流すと、媒
体流路管と伝熱プレートにより触媒担持体を直接加熱又
は冷却できるので、触媒の温度管理を容易に行うことが
できる。
体流路管と伝熱プレートにより触媒担持体を直接加熱又
は冷却できるので、触媒の温度管理を容易に行うことが
できる。
【００１１】又、媒体流路管を、容器内に流す反応流体
の流れ方向に所要間隔を隔てて複数本配置した構成とす
ることにより、反応流体の流れ方向で連続的に反応と加
熱又は冷却が行われるため、反応流体と触媒の温度変化
が少なくなり、触媒を適正温度範囲で使用することがで
きる。
の流れ方向に所要間隔を隔てて複数本配置した構成とす
ることにより、反応流体の流れ方向で連続的に反応と加
熱又は冷却が行われるため、反応流体と触媒の温度変化
が少なくなり、触媒を適正温度範囲で使用することがで
きる。
【００１２】更に、触媒担持体を複数分割構造として、
媒体流路管の周りに組み合わせた構成とすることによ
り、反応流体の流れを偏らないようにすることができ
る。
媒体流路管の周りに組み合わせた構成とすることによ
り、反応流体の流れを偏らないようにすることができ
る。
【００１３】更に又、容器の側壁間に、温度調整媒体を
流通させる媒体流路管を貫通させて設け、且つ該媒体流
路管の周りに、伝熱プレートと触媒を担持させた触媒担
持体とを重ね合わせた状態として巻き付けて、該伝熱プ
レートの巻き付け始端を媒体流路管に接合した構成とす
ることによって、冷却効率をより向上させることができ
る。
流通させる媒体流路管を貫通させて設け、且つ該媒体流
路管の周りに、伝熱プレートと触媒を担持させた触媒担
持体とを重ね合わせた状態として巻き付けて、該伝熱プ
レートの巻き付け始端を媒体流路管に接合した構成とす
ることによって、冷却効率をより向上させることができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１５】図１（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態
を示すもので、触媒による発熱反応で反応流体を加熱す
る触媒反応器について示す。すなわち、容器１の左右の
側壁１ａ，１ｂ間に、平板状に形成した複数枚の伝熱プ
レート１１と、触媒８を担持させたハニカム構造体から
なる平盤ブロック状の複数の触媒担持体９Ａとを、横方
向に交互に積層状態にして配置し、且つ上記伝熱プレー
ト１１と触媒担持体９Ａの積層方向に、複数本の媒体流
路管３を貫通させて設けると共に、反応流体４を流す方
向に所要間隔を隔てて配置して、該媒体流路管３に伝熱
プレート１１を接合又は圧接し、媒体流路管３内に温度
調整媒体５を流すことによって、媒体流路管３及び伝熱
プレート１１により触媒担持体９Ａを直接冷却して、触
媒担持体９Ａに担持されている触媒８の温度を適正温度
範囲１０に制御できるようにする。なお、触媒担持体９
Ａは、必要な熱伝導率が得られるものであれば、金属や
セラミックス以外のものであってもよい。又、各媒体流
路管３の端部は互いに順次連通接続して、温度調整媒体
５を循環供給させ得るようにしてある。
を示すもので、触媒による発熱反応で反応流体を加熱す
る触媒反応器について示す。すなわち、容器１の左右の
側壁１ａ，１ｂ間に、平板状に形成した複数枚の伝熱プ
レート１１と、触媒８を担持させたハニカム構造体から
なる平盤ブロック状の複数の触媒担持体９Ａとを、横方
向に交互に積層状態にして配置し、且つ上記伝熱プレー
ト１１と触媒担持体９Ａの積層方向に、複数本の媒体流
路管３を貫通させて設けると共に、反応流体４を流す方
向に所要間隔を隔てて配置して、該媒体流路管３に伝熱
プレート１１を接合又は圧接し、媒体流路管３内に温度
調整媒体５を流すことによって、媒体流路管３及び伝熱
プレート１１により触媒担持体９Ａを直接冷却して、触
媒担持体９Ａに担持されている触媒８の温度を適正温度
範囲１０に制御できるようにする。なお、触媒担持体９
Ａは、必要な熱伝導率が得られるものであれば、金属や
セラミックス以外のものであってもよい。又、各媒体流
路管３の端部は互いに順次連通接続して、温度調整媒体
５を循環供給させ得るようにしてある。
【００１６】上記媒体流路管３、伝熱プレート１１、触
媒担持体９Ａの組み立て方としては、図２に一例を示す
如く、伝熱プレート１１と触媒担持体９Ａとを同一形状
に製作して、それぞれ同一位置に孔１２と１３を穿設し
ておき、伝熱プレート１１と触媒担持体９Ａを交互に並
べて重ねた後、媒体流路管３を、一直線上に並んでいる
孔１２，１３に通すようにする。この際、媒体流路管３
の外径よりも伝熱プレート１１の孔１２の直径を僅かに
大きくしておいて、図３（イ）に示す如く、孔１２に媒
体流路管３を挿通させた後、媒体流路管３内に拡径用マ
ンドレル１４を圧入して、該マンドレル１４の引き又は
押し動作により媒体流路管３を拡径して伝熱プレート１
１に接合するようにしたり、あるいは、媒体流路管３の
外径よりも伝熱プレート１１の孔１２の直径を僅かに小
さくしておいて、図３（ロ）に示す如く、孔１２に媒体
流路管３を圧入することにより、媒体流路管３に伝熱プ
レート１１を密着固定するようにする。
媒担持体９Ａの組み立て方としては、図２に一例を示す
如く、伝熱プレート１１と触媒担持体９Ａとを同一形状
に製作して、それぞれ同一位置に孔１２と１３を穿設し
ておき、伝熱プレート１１と触媒担持体９Ａを交互に並
べて重ねた後、媒体流路管３を、一直線上に並んでいる
孔１２，１３に通すようにする。この際、媒体流路管３
の外径よりも伝熱プレート１１の孔１２の直径を僅かに
大きくしておいて、図３（イ）に示す如く、孔１２に媒
体流路管３を挿通させた後、媒体流路管３内に拡径用マ
ンドレル１４を圧入して、該マンドレル１４の引き又は
押し動作により媒体流路管３を拡径して伝熱プレート１
１に接合するようにしたり、あるいは、媒体流路管３の
外径よりも伝熱プレート１１の孔１２の直径を僅かに小
さくしておいて、図３（ロ）に示す如く、孔１２に媒体
流路管３を圧入することにより、媒体流路管３に伝熱プ
レート１１を密着固定するようにする。
【００１７】又、伝熱プレート１１と触媒担持体９Ａと
の組立て方としては、図４（イ）に示す如く、触媒担持
体９Ａの外側を伝熱プレート１１に固定し一体型として
製作したり、図４（ロ）に示す如く、伝熱プレート１１
に加圧力Ｐを掛けて触媒担持体９Ａに加圧密着させるよ
うにしたり、又、接触熱伝達を向上させるため、図４
（ハ）に示す如く、加圧密着時に、伝熱プレート１１と
触媒担持体９Ａとの間にシート状の伝熱促進材１５を挿
入しておくようにする。
の組立て方としては、図４（イ）に示す如く、触媒担持
体９Ａの外側を伝熱プレート１１に固定し一体型として
製作したり、図４（ロ）に示す如く、伝熱プレート１１
に加圧力Ｐを掛けて触媒担持体９Ａに加圧密着させるよ
うにしたり、又、接触熱伝達を向上させるため、図４
（ハ）に示す如く、加圧密着時に、伝熱プレート１１と
触媒担持体９Ａとの間にシート状の伝熱促進材１５を挿
入しておくようにする。
【００１８】上記構成としてある本発明の触媒反応器で
は、反応部となる触媒担持体９Ａを伝熱プレート１１で
挟持しているため、媒体流路管３内に温度調整媒体５を
流すと、媒体流路管３と伝熱プレート１１で触媒担持体
９Ａを直接冷却することができる。したがって、温度調
整媒体５の供給を制御することにより触媒８の温度を容
易に管理することができる。又、伝熱プレート１１と触
媒担持体９Ａとが反応流体４の流れ方向に連続してい
て、反応流体４の流れ方向で連続的に反応と冷却が行わ
れるため、反応流体４と触媒８の温度変化が少なくな
り、図１（ロ）に示す如く、触媒８を適正温度範囲１０
で使用することができる。
は、反応部となる触媒担持体９Ａを伝熱プレート１１で
挟持しているため、媒体流路管３内に温度調整媒体５を
流すと、媒体流路管３と伝熱プレート１１で触媒担持体
９Ａを直接冷却することができる。したがって、温度調
整媒体５の供給を制御することにより触媒８の温度を容
易に管理することができる。又、伝熱プレート１１と触
媒担持体９Ａとが反応流体４の流れ方向に連続してい
て、反応流体４の流れ方向で連続的に反応と冷却が行わ
れるため、反応流体４と触媒８の温度変化が少なくな
り、図１（ロ）に示す如く、触媒８を適正温度範囲１０
で使用することができる。
【００１９】このように、触媒８の温度を適正に保つこ
とができることにより、反応率の低下を招くことがなく
て、必要な触媒量を最小にすることができるので、触媒
反応器の小型化を図ることができる。又、触媒８を適正
温度範囲で使用できることから、副生成物の発生がな
く、反応生成物の質を向上させることができる。
とができることにより、反応率の低下を招くことがなく
て、必要な触媒量を最小にすることができるので、触媒
反応器の小型化を図ることができる。又、触媒８を適正
温度範囲で使用できることから、副生成物の発生がな
く、反応生成物の質を向上させることができる。
【００２０】次に、図５（イ）（ロ）は本発明の実施の
他の形態を示すもので、図１（イ）に示す実施の形態と
同様な構成において、触媒担持体９Ａを、反応流体４の
流れ方向に適宜複数分割して分割担持体９ａとし、各分
割担持体９ａを媒体流路管３の周りに組み合わせて配置
するようにしたものである。
他の形態を示すもので、図１（イ）に示す実施の形態と
同様な構成において、触媒担持体９Ａを、反応流体４の
流れ方向に適宜複数分割して分割担持体９ａとし、各分
割担持体９ａを媒体流路管３の周りに組み合わせて配置
するようにしたものである。
【００２１】図５（イ）（ロ）に示すように構成する
と、各分割担持体９ａ毎に、たとえば、メッシュサイズ
を変えたり、あるいは、隣接する分割担持体９ａの間に
所要の隙間を形成することにより、反応流体４の流れを
偏らないようにすることができて、反応効率をより向上
することができる。
と、各分割担持体９ａ毎に、たとえば、メッシュサイズ
を変えたり、あるいは、隣接する分割担持体９ａの間に
所要の隙間を形成することにより、反応流体４の流れを
偏らないようにすることができて、反応効率をより向上
することができる。
【００２２】図６（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他
の形態を示すもので、シート状に形成した触媒担持体９
Ｂを、反応流体４の流れ方向に沿うよう配置して左右方
向へジグザグ状に折り曲げて積層し、且つ該ジグザグ状
に折り曲げた触媒担持体９Ｂの内外側面にＵ字状に湾曲
形成した伝熱プレート１１を重ね合わせて、伝熱プレー
ト１１に触媒担持体９Ｂを挟持させるようにし、更に、
該伝熱プレート１１及び触媒担持体９Ｂの所要個所に、
媒体流路管３を左右方向に貫通させて、該媒体流路管３
の外壁に伝熱プレート１１を固定するようにしたもので
ある。
の形態を示すもので、シート状に形成した触媒担持体９
Ｂを、反応流体４の流れ方向に沿うよう配置して左右方
向へジグザグ状に折り曲げて積層し、且つ該ジグザグ状
に折り曲げた触媒担持体９Ｂの内外側面にＵ字状に湾曲
形成した伝熱プレート１１を重ね合わせて、伝熱プレー
ト１１に触媒担持体９Ｂを挟持させるようにし、更に、
該伝熱プレート１１及び触媒担持体９Ｂの所要個所に、
媒体流路管３を左右方向に貫通させて、該媒体流路管３
の外壁に伝熱プレート１１を固定するようにしたもので
ある。
【００２３】又、図７（イ）（ロ）は本発明の実施の更
に別の形態を示すもので、図１（イ）に示したものと同
様な構成において、伝熱プレート１１の間に平盤ブロッ
ク状の触媒担持体９Ａを配置することに代えて、順次径
の異なる円筒状の触媒担持体９Ｃを、媒体流路管３の周
りに層状に巻き付けたものである。９´は隙間充填用触
媒担持体を示す。なお、図７（イ）（ロ）に示す触媒担
持体９Ｃには複数の孔が設けてあり、反応流体４が触媒
担持体９Ｃを媒体流路管３に直交して通過できるように
してある。
に別の形態を示すもので、図１（イ）に示したものと同
様な構成において、伝熱プレート１１の間に平盤ブロッ
ク状の触媒担持体９Ａを配置することに代えて、順次径
の異なる円筒状の触媒担持体９Ｃを、媒体流路管３の周
りに層状に巻き付けたものである。９´は隙間充填用触
媒担持体を示す。なお、図７（イ）（ロ）に示す触媒担
持体９Ｃには複数の孔が設けてあり、反応流体４が触媒
担持体９Ｃを媒体流路管３に直交して通過できるように
してある。
【００２４】上記図６（イ）（ロ）、図７（イ）（ロ）
に示すように構成しても、触媒担持体９Ｂ，９Ｃを媒体
流路管３及び伝熱プレート１１により直接的に冷却する
ことができて、触媒の温度を適正温度範囲に管理するこ
とができる。なお、触媒担持体９Ｂ，９Ｃは、図５
（イ）（ロ）に示したものと同じように分割構造として
もよい。
に示すように構成しても、触媒担持体９Ｂ，９Ｃを媒体
流路管３及び伝熱プレート１１により直接的に冷却する
ことができて、触媒の温度を適正温度範囲に管理するこ
とができる。なお、触媒担持体９Ｂ，９Ｃは、図５
（イ）（ロ）に示したものと同じように分割構造として
もよい。
【００２５】次に、図８（イ）（ロ）は本発明の実施の
更に他の形態を示すもので、容器の側壁間に、温度調整
媒体５を流通させる媒体流路管３を貫通させて設け、一
方、伝熱プレート１１とシート状の触媒担持体９Ｄとを
重ね合わせたものを２組用意し、これらを、媒体流路管
３の周りに、１８０°対向した位置から渦巻き状に巻き
付け、且つ上記各伝熱プレート１１の巻き付け始端を媒
体流路管３に接合し、温度調整媒体５と反応流体４とを
平行に流すようにしたものである。
更に他の形態を示すもので、容器の側壁間に、温度調整
媒体５を流通させる媒体流路管３を貫通させて設け、一
方、伝熱プレート１１とシート状の触媒担持体９Ｄとを
重ね合わせたものを２組用意し、これらを、媒体流路管
３の周りに、１８０°対向した位置から渦巻き状に巻き
付け、且つ上記各伝熱プレート１１の巻き付け始端を媒
体流路管３に接合し、温度調整媒体５と反応流体４とを
平行に流すようにしたものである。
【００２６】図８（イ）（ロ）に示すような構成として
も、上記実施の場合と同様な作用効果が奏し得られ、更
に、伝熱プレート１１を渦巻き状にして広い伝熱面積が
得られるようにしたことから、より効率のよい冷却効果
を得ることができる。
も、上記実施の場合と同様な作用効果が奏し得られ、更
に、伝熱プレート１１を渦巻き状にして広い伝熱面積が
得られるようにしたことから、より効率のよい冷却効果
を得ることができる。
【００２７】なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定
されるものではなく、触媒担持体９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９
Ｄの構造は、必要な反応面積又は体積をもつことができ
れば、ハニカム構造以外の構造であってもよいこと、
又、実施の形態では、触媒の発熱反応を利用して反応流
体を加熱する触媒反応器について示したが、触媒の吸熱
反応を利用して反応流体を冷却する触媒反応器に対して
も同様に実施できること、その他本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
されるものではなく、触媒担持体９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９
Ｄの構造は、必要な反応面積又は体積をもつことができ
れば、ハニカム構造以外の構造であってもよいこと、
又、実施の形態では、触媒の発熱反応を利用して反応流
体を加熱する触媒反応器について示したが、触媒の吸熱
反応を利用して反応流体を冷却する触媒反応器に対して
も同様に実施できること、その他本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の触媒反応器に
よれば、容器の側壁間に、複数枚の伝熱プレートと触媒
を担持させた触媒担持体とを交互に積層状態にして配置
し、且つ上記伝熱プレートと触媒担持体の積層方向に、
媒体流路管を貫通させて設けて、該媒体流路管に伝熱プ
レートを接合し、媒体流路管内に流す温度調整媒体の熱
を、媒体流路管と伝熱プレートを介して触媒担持体に伝
えて触媒の温度を制御できるようにした構成としてある
ので、媒体流路管と伝熱プレートにより触媒担持体を直
接加熱又は冷却することができ、触媒の温度管理を容易
に行うことができ、又、媒体流路管を、容器内に流す反
応流体の流れ方向に所要間隔を隔てて複数本配置した構
成とすることにより、反応区間と加熱又は冷却区間が反
応流体の流れ方向に連続することになり、したがって、
反応流体と触媒の温度変化を少なくすることができて、
触媒を適正温度範囲で使用することができ、これによ
り、必要な触媒量を最小にできることから反応器全体の
小型化を図ることができると共に、副生成物の発生を抑
えることができて、反応生成物の質を向上させることが
でき、更に、触媒担持体を複数分割構造として、媒体流
路管の周りに組み合わせた構成とすることにより、反応
流体の流れを偏らないようにすることができ、更に又、
容器の側壁間に、温度調整媒体を流通させる媒体流路管
を貫通させて設け、且つ該媒体流路管の周りに、伝熱プ
レートと触媒を担持させた触媒担持体とを重ね合わせた
状態として巻き付けて、該伝熱プレートの巻き付け始端
を媒体流路管に接合した構成とすることにより、伝熱プ
レートの面積を大きくすることができて、冷却効率をよ
り向上させることができる、等の優れた効果を発揮す
る。
よれば、容器の側壁間に、複数枚の伝熱プレートと触媒
を担持させた触媒担持体とを交互に積層状態にして配置
し、且つ上記伝熱プレートと触媒担持体の積層方向に、
媒体流路管を貫通させて設けて、該媒体流路管に伝熱プ
レートを接合し、媒体流路管内に流す温度調整媒体の熱
を、媒体流路管と伝熱プレートを介して触媒担持体に伝
えて触媒の温度を制御できるようにした構成としてある
ので、媒体流路管と伝熱プレートにより触媒担持体を直
接加熱又は冷却することができ、触媒の温度管理を容易
に行うことができ、又、媒体流路管を、容器内に流す反
応流体の流れ方向に所要間隔を隔てて複数本配置した構
成とすることにより、反応区間と加熱又は冷却区間が反
応流体の流れ方向に連続することになり、したがって、
反応流体と触媒の温度変化を少なくすることができて、
触媒を適正温度範囲で使用することができ、これによ
り、必要な触媒量を最小にできることから反応器全体の
小型化を図ることができると共に、副生成物の発生を抑
えることができて、反応生成物の質を向上させることが
でき、更に、触媒担持体を複数分割構造として、媒体流
路管の周りに組み合わせた構成とすることにより、反応
流体の流れを偏らないようにすることができ、更に又、
容器の側壁間に、温度調整媒体を流通させる媒体流路管
を貫通させて設け、且つ該媒体流路管の周りに、伝熱プ
レートと触媒を担持させた触媒担持体とを重ね合わせた
状態として巻き付けて、該伝熱プレートの巻き付け始端
を媒体流路管に接合した構成とすることにより、伝熱プ
レートの面積を大きくすることができて、冷却効率をよ
り向上させることができる、等の優れた効果を発揮す
る。
【図１】本発明の触媒反応器の実施の一形態を示すもの
で、（イ）は内部構造の概略正面図、（ロ）は反応流体
と触媒の温度分布図である。
で、（イ）は内部構造の概略正面図、（ロ）は反応流体
と触媒の温度分布図である。
【図２】図１（イ）に示す触媒反応器の内部構造を示す
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図３】媒体流路管と伝熱プレートとの接合構造を示す
もので、（イ）は拡管方式の概略図、（ロ）は圧入方式
の概略図である。
もので、（イ）は拡管方式の概略図、（ロ）は圧入方式
の概略図である。
【図４】触媒担持体と伝熱プレートとの関係を示すもの
で、（イ）（ロ）（ハ）はいずれも異なる一体化方式の
説明図である。
で、（イ）（ロ）（ハ）はいずれも異なる一体化方式の
説明図である。
【図５】本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）
は内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の側面図であ
る。
は内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の側面図であ
る。
【図６】本発明の更に他の形態を示すもので、（イ）は
内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の平面図であ
る。
内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の平面図であ
る。
【図７】本発明の実施の更に別の形態を示すもので、
（イ）は内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の側面
図である。
（イ）は内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の側面
図である。
【図８】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、
（イ）は内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の側面
図である。
（イ）は内部構造の概略正面図、（ロ）は（イ）の側面
図である。
【図９】従来の触媒反応器の一例を示すもので、（イ）
は内部構造の概略切断正面図、（ロ）は反応流体と触媒
の温度分布図である。
は内部構造の概略切断正面図、（ロ）は反応流体と触媒
の温度分布図である。
【図１０】触媒担持体の部分拡大図である。
１ 容器 １ａ，１ｂ 側壁 ３ 媒体流路管 ４ 反応流体 ５ 温度調整媒体 ８ 触媒 ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 触媒担持体 １１ 伝熱プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 康朗 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Ｆターム(参考） 4G040 EA02 EA03 EB14 EB46 4G140 EA02 EA03 EB14 EB46
Claims (4)
- 【請求項１】 容器の側壁間に、複数枚の伝熱プレート
と触媒を担持させた触媒担持体とを交互に積層状態にし
て配置し、且つ上記伝熱プレートと触媒担持体の積層方
向に、媒体流路管を貫通させて設けて、該媒体流路管に
伝熱プレートを接合し、媒体流路管内に流す温度調整媒
体の熱を、媒体流路管と伝熱プレートを介して触媒担持
体に伝えて触媒の温度を制御できるようにした構成を有
することを特徴とする触媒反応器。 - 【請求項２】 媒体流路管を、容器内に流す反応流体の
流れ方向に所要間隔を隔てて複数本配置した請求項１記
載の触媒反応器。 - 【請求項３】 触媒担持体を複数分割構造として、媒体
流路管の周りに組み合わせた請求項１又は２記載の触媒
反応器。 - 【請求項４】 容器の側壁間に、温度調整媒体を流通さ
せる媒体流路管を貫通させて設け、且つ該媒体流路管の
周りに、伝熱プレートと触媒を担持させた触媒担持体と
を重ね合わせた状態として巻き付けて、該伝熱プレート
の巻き付け始端を媒体流路管に接合した構成を有するこ
とを特徴とする触媒反応器。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000319962A JP4617557B2 (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 触媒反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000319962A JP4617557B2 (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 触媒反応器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002128503A true JP2002128503A (ja) | 2002-05-09 |
| JP4617557B2 JP4617557B2 (ja) | 2011-01-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000319962A Expired - Fee Related JP4617557B2 (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 触媒反応器 |
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| JP (1) | JP4617557B2 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148431U (ja) * | 1981-03-12 | 1982-09-17 | ||
| JPH0312302A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノール改質装置 |
| JPH03123532U (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-16 | ||
| JPH08281120A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-10-29 | Nippon Steel Corp | 電気加熱担体とその製造方法 |
| JP2000026104A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ｃｏ選択酸化器 |
| JP2000203801A (ja) * | 1998-11-02 | 2000-07-25 | Toyota Motor Corp | 熱交換可能な触媒装置 |
| JP2000218332A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Hitachi Cable Ltd | クロスフィン型熱交換器の組立法 |
-
2000
- 2000-10-19 JP JP2000319962A patent/JP4617557B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148431U (ja) * | 1981-03-12 | 1982-09-17 | ||
| JPH0312302A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノール改質装置 |
| JPH03123532U (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-16 | ||
| JPH08281120A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-10-29 | Nippon Steel Corp | 電気加熱担体とその製造方法 |
| JP2000026104A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ｃｏ選択酸化器 |
| JP2000203801A (ja) * | 1998-11-02 | 2000-07-25 | Toyota Motor Corp | 熱交換可能な触媒装置 |
| JP2000218332A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Hitachi Cable Ltd | クロスフィン型熱交換器の組立法 |
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