JP2003306305A - Autothermal reforming method and its apparatus - Google Patents

Autothermal reforming method and its apparatus

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JP2003306305A JP2002106622A JP2002106622A JP2003306305A JP 2003306305 A JP2003306305 A JP 2003306305A JP 2002106622 A JP2002106622 A JP 2002106622A JP 2002106622 A JP2002106622 A JP 2002106622A JP 2003306305 A JP2003306305 A JP 2003306305A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smooth the temperature distribution in a catalyst bed by controlling the temperature rise at the catalyst bed inlet side and the temperature fall at the outlet side in an autothermal reforming method (ATR). <P>SOLUTION: When the cross section area and length of the catalyst bed in which a reforming material, an oxygen containing gas and steam are fed are denoted respectively as S (cm<SP>2</SP>) and L (cm) in the ATR method to produce a hydrogen-containing reformed gas, L/S=2-30 (cm<SP>-1</SP>) at 0.25<C/H≤0.40, L/S=1-20 (cm<SP>-1</SP>) at 0.40<C/H≤0.42, L/S=0.5-15 (cm<SP>-1</SP>) at 0.42<C/H≤0.47 and L/S=0.5-10 (cm<SP>-1</SP>) at 0.47<C/H≤0.58. C/H exhibits the atom ratio of carbon to hydrogen in the reforming material. L/S is optimized and variable in the ATR apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、炭化水素類をオー
トサーマルリフォーミング反応によって一酸化炭素およ
び水素を含む混合ガスに変換するオートサーマルリフォ
ーミング改質器に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an autothermal reforming reformer for converting hydrocarbons into a mixed gas containing carbon monoxide and hydrogen by an autothermal reforming reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭化水素などの改質原料を改質して合成
ガスや水素に転換する技術としてはスチームリフォーミ
ング(SR)、オートサーマルリフォーミング(AT
R)、部分酸化(POX)など多彩な方法が開発されて
いる。
2. Description of the Related Art Steam reforming (SR) and auto thermal reforming (AT) are used as techniques for reforming reforming raw materials such as hydrocarbons into synthesis gas and hydrogen.
Various methods such as R) and partial oxidation (POX) have been developed.

【0003】このうち、SRは既に多くの技術が実用化
されているが、比較的大きな吸熱を伴う反応であるた
め、熱交換器など熱の供給システムの負荷が大きく、起
動に時間がかかる等の点で劣る。
Of these, many technologies have already been put to practical use for SR, but since it is a reaction involving a relatively large amount of heat absorption, the load on the heat supply system such as a heat exchanger is large and it takes time to start. Is inferior in terms of.

【0004】一方、POXはSRと逆に、起動時間は非
常に短いが、酸化に伴う発熱が大きいためその制御が難
しく、また、すすの発生抑制などの課題を有している。
On the other hand, contrary to SR, POX has a very short start-up time, but it is difficult to control because of large heat generation due to oxidation, and there are problems such as suppression of soot generation.

【0005】これらに対し、ATRは、炭化水素などの
改質原料と、空気等の酸素含有ガスと、水蒸気とを触媒
層を備えた改質器に供給し、原料の一部を酸化しなが
ら、この時発生する熱でSRを進行させることで反応熱
のバランスを取る技術であり、比較的立ち上げ時間も短
く制御も容易であるため、特に、近年燃料電池用の水素
製造方法として注目されている。
On the other hand, the ATR supplies a reforming raw material such as hydrocarbon, an oxygen-containing gas such as air, and steam to a reformer equipped with a catalyst layer to oxidize a part of the raw material. , Which is a technology for balancing reaction heat by advancing SR by the heat generated at this time, and because it has a relatively short start-up time and is easy to control, has recently attracted attention as a hydrogen production method for fuel cells. ing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】酸化反応は改質反応に
比べ反応速度が速い。このため、ATRにおいて、改質
器の入口付近など、酸素含有ガスが触媒層に供給される
部分の付近が高温になり、いわゆるホットスポットが発
生する。この高温によって、触媒の劣化が速くなった
り、高温に耐えるために反応管に高価な材料を用いる必
要が生じたりする。一方、触媒層の改質器出口側におい
ては、酸化反応は実質的に終了しており、SR反応が支
配的となるため、温度が低下し、原料が未反応のまま排
出される原料スリップが発生したり、副生成物が排出し
たり、化学平衡上水素濃度の比較的低い(比較的メタン
濃度が高い)改質ガスが生成したりする。
The oxidation reaction has a higher reaction rate than the reforming reaction. Therefore, in the ATR, the temperature near the portion where the oxygen-containing gas is supplied to the catalyst layer, such as near the inlet of the reformer, becomes high and a so-called hot spot occurs. This high temperature may cause the catalyst to deteriorate faster or require the use of expensive materials in the reaction tube to withstand the high temperatures. On the other hand, on the reformer outlet side of the catalyst layer, the oxidation reaction is substantially completed, and the SR reaction becomes dominant, so that the temperature drops and the raw material slip that is discharged without the raw material reacts. It is generated, a by-product is discharged, and a reformed gas having a relatively low hydrogen concentration (relatively high methane concentration) is generated due to chemical equilibrium.

【0007】本発明の目的は、ATRにおいて、触媒層
の酸素含有ガス供給側における温度上昇と、出口側にお
ける温度低下とを抑制し、触媒層内の温度分布を緩やか
なものとすることである。これにより、触媒劣化を抑
え、原料スリップの発生や、副生成物の排出を抑え、反
応管に比較的安価な材料を用いることを可能とするとと
もに、水素濃度が高い改質ガスを得ることを可能とす
る。
An object of the present invention is to suppress a temperature increase on the oxygen-containing gas supply side of the catalyst layer and a temperature decrease on the outlet side in the ATR, and to make the temperature distribution in the catalyst layer gentle. . This suppresses catalyst deterioration, suppresses the occurrence of raw material slips and the discharge of by-products, makes it possible to use a relatively inexpensive material for the reaction tube, and to obtain a reformed gas with a high hydrogen concentration. It is possible.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明により、改質原
料、酸素含有ガスおよび水蒸気を触媒層で酸化反応およ
び水蒸気改質反応させて水素を含有する改質ガスを製造
するオートサーマルリフォーミング方法において、改質
原料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供給される触媒層の
断面積および長さをそれぞれS(cm2)およびL(c
m)とし、該改質原料の炭素と水素の原子比をC/Hと
したとき、C/Hが0.25を超え0.40以下の場合
にL/S=2〜30(cm-1)、C/Hが0.40を超
え0.42以下の場合にL/S=1〜20(cm-1)、
C/Hが0.42を超え0.47以下の場合にL/S=
0.5〜15(cm-1)、C/Hが0.47を超え0.
58以下の場合にL/S=0.5〜10(cm-1)とす
ることを特徴とするオートサーマルリフォーミング方法
が提供される。
According to the present invention, an autothermal reforming method for producing a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction in a catalyst layer. In, the cross-sectional area and the length of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam are supplied are S (cm 2 ) and L (c
m) and the atomic ratio of carbon and hydrogen of the reforming raw material is C / H, L / S = 2 to 30 (cm −1 ) when C / H is more than 0.25 and 0.40 or less. ), L / S = 1 to 20 (cm −1 ) when C / H is more than 0.40 and 0.42 or less,
When C / H exceeds 0.42 and is 0.47 or less, L / S =
0.5 to 15 (cm −1 ), C / H exceeds 0.47, and is 0.1.
An automatic thermal reforming method is provided, wherein L / S is 0.5 to 10 (cm −1 ) in the case of 58 or less.

【0009】本発明により、改質原料、酸素含有ガスお
よび水蒸気を触媒層で酸化反応および水蒸気改質反応さ
せて水素を含有する改質ガスを製造するオートサーマル
リフォーミング方法において、改質原料、酸素含有ガス
および水蒸気が供給される触媒層の断面積および長さを
それぞれS(cm2)およびL(cm)としたとき、該
改質原料がメタノール、エタノールおよびジメチルエー
テルから選ばれる少なくとも一種の場合に、L/S=
0.5〜10(cm-1)とし、該改質原料が都市ガスの
場合に、L/S=2〜30(cm-1)とし、該改質原料
がLPGの場合に、L/S=1〜20(cm-1)とし、
該改質原料がガソリンの場合に、L/S=0.5〜15
(cm-1)とし、該改質原料が灯油の場合に、L/S=
0.5〜10(cm-1)とすることを特徴とするオート
サーマルリフォーミング方法も提供される。
According to the present invention, in an autothermal reforming method for producing a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction in a catalyst layer, the reforming raw material, When the cross-sectional area and the length of the catalyst layer to which the oxygen-containing gas and steam are supplied are S (cm 2 ) and L (cm), respectively, the reforming raw material is at least one selected from methanol, ethanol and dimethyl ether. And L / S =
0.5 to 10 (cm −1 ), L / S = 2 to 30 (cm −1 ) when the reforming raw material is city gas, and L / S when the reforming raw material is LPG = 1 to 20 (cm -1 ),
When the reforming raw material is gasoline, L / S = 0.5 to 15
(Cm −1 ), and when the reforming raw material is kerosene, L / S =
There is also provided an autothermal reforming method, which is characterized in that it is 0.5 to 10 (cm -1 ).

【0010】また本発明により、改質原料、酸素含有ガ
スおよび水蒸気を酸化反応および水蒸気改質反応させて
水素を含有する改質ガスを得るための触媒層を備えるオ
ートサーマルリフォーミング装置において、改質原料が
ガソリンであって、該改質原料、酸素含有ガスおよび水
蒸気が供給される触媒層の断面積および長さをそれぞれ
S(cm2)およびL(cm)としたとき、L/S=
0.5〜15(cm-1)であることを特徴とするオート
サーマルリフォーミング装置が提供される。
Further, according to the present invention, an auto thermal reforming apparatus equipped with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction, When the quality raw material is gasoline and the cross-sectional area and the length of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and steam are supplied are S (cm 2 ) and L (cm), respectively, L / S =
There is provided an automatic thermal reforming device characterized by being 0.5 to 15 (cm -1 ).

【0011】本発明により、改質原料、酸素含有ガスお
よび水蒸気を酸化反応および水蒸気改質反応させて水素
を含有する改質ガスを得るための触媒層を備えるオート
サーマルリフォーミング装置において、改質原料が灯油
であって、該改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供
給される触媒層の断面積および長さをそれぞれS(cm
2)およびL(cm)としたとき、L/S=0.5〜1
0(cm-1)であることを特徴とするオートサーマルリ
フォーミング装置も提供される。
According to the present invention, in the auto thermal reforming apparatus provided with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction, The raw material is kerosene, and the cross-sectional area and the length of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam are supplied are S (cm).
2 ) and L (cm), L / S = 0.5 to 1
There is also provided an auto-thermal reforming device characterized by being 0 (cm -1 ).

【0012】さらに本発明により、改質原料、酸素含有
ガスおよび水蒸気を酸化反応および水蒸気改質反応させ
て水素を含有する改質ガスを得るための触媒層を備える
オートサーマルリフォーミング装置において、それぞれ
触媒層を備える複数の反応管を並列に有し、それぞれの
反応管への改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気の供給
を遮断可能なガス遮断手段を備えることを特徴とするオ
ートサーマルリフォーミング装置が提供される。
Further, according to the present invention, in an auto thermal reforming apparatus equipped with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction, respectively, An automatic thermal reforming apparatus having a plurality of reaction tubes provided with a catalyst layer in parallel, and a gas blocking means capable of blocking the supply of the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam to the respective reaction tubes. Will be provided.

【0013】本発明により、改質原料、酸素含有ガスお
よび水蒸気を酸化反応および水蒸気改質反応させて水素
を含有する改質ガスを得るための触媒層を備えるオート
サーマルリフォーミング装置において、ハニカム型触媒
を有し、該ハニカム型触媒のそれぞれの流路への改質原
料、酸素含有ガスおよび水蒸気の供給を遮断可能なガス
遮断手段を備えることを特徴とするオートサーマルリフ
ォーミング装置も提供される。
According to the present invention, a honeycomb type auto thermal reforming apparatus is provided which is provided with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction. There is also provided an auto-thermal reforming device having a catalyst, which is provided with a gas blocking means capable of blocking the supply of the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam to the respective channels of the honeycomb type catalyst. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】改質原料としては、分子中に炭素
と水素を有する化合物を含み、酸素含有ガスによる酸化
反応と水蒸気による水蒸気改質反応を起こしうるもので
あれば使用できる。例えば炭化水素類、アルコール類、
エーテル類を使用することができ、工業用あるいは民生
用に安価に入手できる好ましい例として、メタノール、
エタノール、ジメチルエーテル、都市ガス、LPG(液
化石油ガス)、ガソリン、灯油などを挙げることができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a reforming raw material, any material can be used as long as it contains a compound having carbon and hydrogen in the molecule and can cause an oxidation reaction by an oxygen-containing gas and a steam reforming reaction by steam. For example, hydrocarbons, alcohols,
Ethers can be used, and as a preferable example that can be inexpensively obtained for industrial or consumer use, methanol,
Examples thereof include ethanol, dimethyl ether, city gas, LPG (liquefied petroleum gas), gasoline, and kerosene.

【0015】改質原料中の硫黄は改質触媒を不活性化さ
せる作用があるためなるべく低濃度であることが望まし
く、好ましくは50質量ppm以下、より好ましくは2
0質量ppm以下とする。このため、必要であれば前も
って原料を脱硫することができる。脱硫工程に供する原
料中の硫黄濃度には特に制限はなく脱硫工程において上
記硫黄濃度に転換できる程度の硫黄濃度の原料であれば
使用することができる。
Since the sulfur in the reforming raw material has an effect of deactivating the reforming catalyst, it is desirable that the concentration is as low as possible, preferably 50 mass ppm or less, more preferably 2 ppm.
It is 0 mass ppm or less. Therefore, if necessary, the raw material can be desulfurized in advance. The sulfur concentration in the raw material to be subjected to the desulfurization step is not particularly limited, and any raw material having a sulfur concentration such that it can be converted to the above sulfur concentration in the desulfurization step can be used.

【0016】脱硫の方法にも特に制限はないが、適当な
触媒と水素の存在下水素化脱硫を行い生成した硫化水素
を酸化亜鉛などに吸収させる方法を例としてあげること
ができる。この場合用いることができる触媒の例として
はニッケル−モリブデン、コバルト−モリブデンなどを
成分とする触媒を挙げることができる。一方、適当な収
着剤の存在下必要であれば水素の共存下硫黄分を収着さ
せる方法も採用できる。この場合用いることができる収
着剤としては特許第2654515号公報、特許第26
88749号公報などに示されたような銅−亜鉛を主成
分とする収着剤あるいはニッケル−亜鉛を主成分とする
収着剤などを例示できる。
The desulfurization method is also not particularly limited, but an example is a method in which hydrodesulfurization is carried out in the presence of a suitable catalyst and hydrogen, and the produced hydrogen sulfide is absorbed in zinc oxide or the like. In this case, examples of catalysts that can be used include catalysts containing nickel-molybdenum, cobalt-molybdenum, or the like. On the other hand, if necessary, a method of sorbing a sulfur content in the presence of hydrogen in the presence of an appropriate sorbent can also be adopted. As sorbents that can be used in this case, Japanese Patent Nos. 2654515 and 26
Examples thereof include a sorbent containing copper-zinc as a main component or a sorbent containing nickel-zinc as a main component as disclosed in Japanese Patent No. 88749.

【0017】脱硫工程の実施方法にも特に制限はなく、
本発明に係るオートサーマルリフォーミング装置の直前
に設置した脱硫プロセスにより実施しても良いし、独立
の脱硫プロセスにおいて処理を行った原料を使用しても
良い。
There is no particular limitation on the method for carrying out the desulfurization step,
It may be carried out by a desulfurization process installed immediately before the automatic thermal reforming device according to the present invention, or a raw material treated in an independent desulfurization process may be used.

【0018】酸素含有ガスとしては、酸素、空気、酸素
富化空気を挙げることができる。これらは、水蒸気、二
酸化炭素、一酸化炭素、アルゴン、窒素など他のガスを
含んでいても良い。
Examples of the oxygen-containing gas include oxygen, air, and oxygen-enriched air. These may include other gases such as water vapor, carbon dioxide, carbon monoxide, argon, nitrogen.

【0019】酸素含有ガスを触媒層に供給する方法は特
に制限はないが、反応容器に改質原料と同時に導入して
も良いし、酸素含有ガスと改質原料とを反応容器の別々
の位置から供給しても良く、あるいは酸素含有ガスを何
回かに分けて一部ずつ導入しても良い。
The method of supplying the oxygen-containing gas to the catalyst layer is not particularly limited, but it may be introduced into the reaction vessel at the same time as the reforming raw material, or the oxygen-containing gas and the reforming raw material may be provided at different positions in the reaction vessel. It is also possible to supply the oxygen-containing gas in several times and to introduce the oxygen-containing gas in portions.

【0020】酸素含有ガスの供給量は、触媒層に供給さ
れる改質原料に含まれる炭素原子モル数に対する触媒層
に供給される酸素分子モル数の比(酸素/カーボン比、
2/C)として好ましくは0.05〜1、より好まし
くは0.1〜0.75、さらに好ましくは0.2〜0.
6である。酸素/カーボン比が上記範囲より小さい場合
発熱が少ないため外部から多量の熱供給が必要となり、
SRと実質的に変わらない状況に近づくという点で不利
である。一方、酸素/カーボン比が上記範囲より大きい
場合には発熱が大きくなるため熱バランスが取り難く、
酸素により水素や一酸化炭素が燃焼して消費され変性ガ
ス得率が減少するという点で不利である。
The amount of the oxygen-containing gas supplied is the ratio of the number of moles of oxygen molecules supplied to the catalyst layer to the number of moles of carbon atoms contained in the reforming raw material supplied to the catalyst layer (oxygen / carbon ratio,
O 2 / C) is preferably 0.05 to 1, more preferably 0.1 to 0.75, still more preferably 0.2 to 0.
It is 6. When the oxygen / carbon ratio is smaller than the above range, less heat is generated, so a large amount of heat needs to be supplied from the outside.
It has the disadvantage of approaching a situation that is virtually the same as SR. On the other hand, when the oxygen / carbon ratio is larger than the above range, heat generation becomes large and it is difficult to balance the heat.
This is disadvantageous in that hydrogen and carbon monoxide are burned and consumed by oxygen and the modified gas yield is reduced.

【0021】触媒層に導入する水蒸気の量は、触媒層に
供給される改質原料に含まれる炭素原子モル数に対する
触媒層に供給される水分子モル数の比(スチーム/カー
ボン比、S/C)として規定され、この値は好ましくは
0.3〜10、より好ましくは0.5〜5、さらに好ま
しくは1〜3とする。この値が上記範囲より小さい場合
には触媒上にコークが析出しやすくなる傾向があり、ま
た得られる水素分率が低下する傾向があるという点で不
利であり、一方大きい場合には改質反応は進むがスチー
ム発生設備、スチーム回収設備の肥大化を招く恐れがあ
るという点で不利である。
The amount of water vapor introduced into the catalyst layer is the ratio of the number of moles of water molecules supplied to the catalyst layer to the number of moles of carbon atoms contained in the reforming raw material supplied to the catalyst layer (steam / carbon ratio, S / C), and this value is preferably 0.3 to 10, more preferably 0.5 to 5, and still more preferably 1 to 3. If this value is smaller than the above range, coke tends to precipitate on the catalyst, and the hydrogen content obtained tends to decrease, while it is disadvantageous if the value is larger. However, it is disadvantageous in that it may lead to enlargement of steam generation equipment and steam recovery equipment.

【0022】スチームを触媒層に供給する方法は特に制
限はないが、反応容器に改質原料と同時に導入しても良
いし、反応容器の別々の位置からあるいは何回かに分け
て一部ずつ導入しても良い。
The method of supplying steam to the catalyst layer is not particularly limited, but it may be introduced into the reaction vessel at the same time as the reforming raw material, or it may be introduced from different positions in the reaction vessel or divided into several portions. May be introduced.

【0023】触媒層に供給される改質原料、酸素含有ガ
スおよび水蒸気を含むガスの空間速度は、好ましくはG
HSV(15℃、1気圧(0.101MPa)換算)が
500〜1,000,000h-1の範囲、より好ましく
は1,000〜800,000h-1の範囲、さらに好ま
しくは1,500〜500,000h-1の範囲におい
て、適宜設定される。
The space velocity of the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the gas containing water vapor supplied to the catalyst layer is preferably G
HSV (15 ℃, 1 atm (0.101 MPa) equivalent) in the range of 500~1,000,000h -1, more preferably in the range of 1,000~800,000h -1, more preferably 1,500~500 It is appropriately set in the range of 1,000 h -1 .

【0024】触媒層に用いる触媒としては、オートサー
マルリフォーミング用として使用できるもの、すなわち
酸化活性と水蒸気改質活性とを備えるものであれば使用
できる。例えば、特開2000−84410号公報、特
開2001−80907号公報、「2000 Annu
al Progress Reports(Offic
e of Transportation Techn
ologies)」、米国特許5,929,286号公
報などに記載されるようにニッケルおよび白金、ロジウ
ム、ルテニウムなどの貴金属等がこれら活性を持つこと
が知られている。触媒形状としては、ペレット状、ハニ
カム状、その他従来公知の形状を適宜採用することがで
きる。
As the catalyst used in the catalyst layer, any catalyst that can be used for autothermal reforming, that is, one that has an oxidizing activity and a steam reforming activity can be used. For example, JP 2000-84410 A, JP 2001-80907 A, “2000 Annu”.
al Progress Reports (Official
e of Transportation Techn
It is known that nickel and precious metals such as platinum, rhodium and ruthenium have these activities, as described in U.S. Pat. No. 5,929,286. As the catalyst shape, a pellet shape, a honeycomb shape, and other conventionally known shapes can be appropriately adopted.

【0025】触媒層の温度は、200〜1000℃の範
囲内にあることが好ましく、300〜900℃の範囲内
にあることがより好ましく、500〜800℃の範囲内
にあることがさらに好ましい。
The temperature of the catalyst layer is preferably in the range of 200 to 1000 ° C., more preferably in the range of 300 to 900 ° C., and further preferably in the range of 500 to 800 ° C.

【0026】オートサーマルリフォーミング反応の圧力
は、特に限定されないが、好ましくは大気圧〜20MP
a、より好ましくは大気圧〜5MPa、さらに好ましく
は大気圧〜1MPaの範囲で実施される。
The pressure for the autothermal reforming reaction is not particularly limited, but is preferably atmospheric pressure to 20 MP.
a, more preferably from atmospheric pressure to 5 MPa, still more preferably from atmospheric pressure to 1 MPa.

【0027】本発明においては、改質原料の性状等によ
って、改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供給され
る触媒層の断面積Sと長さLの比を変え、改質原料の燃
焼反応による発熱と改質反応による吸熱をバランスさせ
ることにより、触媒層内の温度分布を緩やかなものにす
ることができる。
In the present invention, the combustion reaction of the reforming raw material is performed by changing the ratio of the cross-sectional area S and the length L of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam are supplied, depending on the properties of the reforming raw material. The temperature distribution in the catalyst layer can be made gentle by balancing the heat generation by the heat absorption by the reforming reaction and the heat absorption by the reforming reaction.

【0028】例えば、改質原料、酸素含有ガスおよび水
蒸気が供給される触媒層の断面積および長さをそれぞれ
S(cm2)およびL(cm)とし、該改質原料の炭素
と水素の原子比をC/Hとしたとき、C/Hが0.25
を超え0.40以下の場合にL/S=2〜30(c
-1)、C/Hが0.40を超え0.42以下の場合に
L/S=1〜20(cm-1)、C/Hが0.42を超え
0.47以下の場合にL/S=0.5〜15(c
-1)、C/Hが0.47を超え0.58以下の場合に
L/S=0.5〜10(cm-1)とすることができる。
For example, the cross-sectional area and the length of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam are supplied are S (cm 2 ) and L (cm), respectively, and the carbon and hydrogen atoms of the reforming raw material are When the ratio is C / H, C / H is 0.25
L / S = 2 to 30 (c
m −1 ), C / H is more than 0.40 and 0.42 or less, L / S = 1 to 20 (cm −1 ), and C / H is more than 0.42 and 0.47 or less. L / S = 0.5 to 15 (c
If m / -1 ) and C / H are more than 0.47 and 0.58 or less, L / S can be set to 0.5 to 10 (cm- 1 ).

【0029】これは、改質原料のC/Hによって反応速
度、特に燃焼速度と改質速度が異なることに注目し、そ
れに応じてL/Sを使い分けるものであり、これによっ
て触媒層内の温度分布を緩やかなものとすることができ
る。C/HはASTM D5291−96により測定さ
れる。
This is to note that the reaction rate, in particular, the combustion rate and the reforming rate differ depending on the C / H of the reforming raw material, and L / S is used accordingly, whereby the temperature in the catalyst layer is changed. The distribution can be moderate. C / H is measured according to ASTM D5291-96.

【0030】また、例えば、燃料の種類別に、該改質原
料がメタノール、エタノールおよびジメチルエーテルか
ら選ばれる少なくとも一種の場合に、L/S=0.5〜
10(cm-1)とし、該改質原料が都市ガスの場合に、
L/S=2〜30(cm-1)とし、該改質原料がLPG
の場合に、L/S=1〜20(cm-1)とし、該改質原
料がガソリンの場合に、L/S=0.5〜15(c
-1)とし、該改質原料が灯油の場合に、L/S=0.
5〜10(cm-1)とすることができる。これは、燃料
の種類によって反応速度、特に燃焼速度と改質速度が異
なることに注目し、それに応じてL/Sを使い分けるも
のであり、これによって触媒層内の温度分布を緩やかな
ものとすることができる。
Further, for example, when the reforming raw material is at least one selected from methanol, ethanol and dimethyl ether for each type of fuel, L / S = 0.5 to
10 (cm −1 ) and when the reforming raw material is city gas,
L / S = 2 to 30 (cm −1 ) and the reforming raw material is LPG
In the case of L / S = 1 to 20 (cm −1 ), and when the reforming raw material is gasoline, L / S = 0.5 to 15 (c
m −1 ), and when the reforming raw material is kerosene, L / S = 0.
It can be 5 to 10 (cm -1 ). This focuses on the fact that the reaction rate, especially the combustion rate and the reforming rate, differ depending on the type of fuel, and uses L / S accordingly, which makes the temperature distribution in the catalyst layer gentle. be able to.

【0031】また、改質原料がガソリンの場合のオート
サーマルリフォーミング装置において、L/Sは好まし
くは0.5〜15(cm-1)、より好ましくは0.5〜
10(cm-1)とする。また、改質原料が灯油の場合の
オートサーマルリフォーミング装置において、L/Sは
好ましくは0.5〜10(cm-1)、より好ましくは
0.5〜8(cm-1)とする。それぞれの範囲とするこ
とによって、それぞれの改質原料を用いた場合に、触媒
層入り口の温度上昇、出口の温度低下を抑制し、触媒層
の温度分布を緩やかなものとすることができる。
Further, in the auto thermal reforming device in the case where the reforming raw material is gasoline, L / S is preferably 0.5 to 15 (cm -1 ), more preferably 0.5 to.
It is set to 10 (cm -1 ). Further, in the auto thermal reforming device when the reforming raw material is kerosene, L / S is preferably 0.5 to 10 (cm -1 ) and more preferably 0.5 to 8 (cm -1 ). By setting the respective ranges, it is possible to suppress the temperature increase at the catalyst layer inlet and the temperature decrease at the outlet when each reforming raw material is used, and to make the temperature distribution of the catalyst layer gentle.

【0032】オートサーマルリフォーミングでは、原料
は燃焼反応と水蒸気改質反応の競争反応となる。これら
2つの反応速度の比は、ガス線速度によって変化させる
ことができ、発熱である燃焼反応と吸熱である水蒸気改
質反応の速度をバランスさせ、触媒層全体の温度分布を
穏やかなものにすることができる。触媒層に供給される
改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を含むガスの空間
速度GHSV(15℃、1気圧(0.101MPa)換
算)が好ましくは500〜1,000,000h-1の範
囲、より好ましくは1,000〜800,000h-1
範囲、さらに好ましくは1,500〜500,000h
-1の範囲において、触媒層の長さL(cm)と断面積S
(cm2)との比L/S(cm-1)を燃料の性状、種類
に応じたものとすることによって、上記二つの反応のバ
ランスを望ましいものにすることができるのである。
In the autothermal reforming, the raw material becomes a competitive reaction of combustion reaction and steam reforming reaction. The ratio of these two reaction rates can be changed according to the gas linear velocity, and balances the rates of the combustion reaction, which is an exotherm, and the steam reforming reaction, which is an endotherm, and makes the temperature distribution of the entire catalyst layer moderate. be able to. The space velocity GHSV (converted at 15 ° C. and 1 atm (0.101 MPa)) of the reforming raw material, the oxygen-containing gas, and the steam-containing gas supplied to the catalyst layer is preferably in the range of 500 to 1,000,000 h −1 , More preferably in the range of 1,000 to 800,000 h -1 , and even more preferably 1,500 to 500,000 h.
In the range of -1 , the length L (cm) of the catalyst layer and the cross-sectional area S
By setting the ratio L / S (cm −1 ) to (cm 2 ) according to the nature and type of fuel, the balance between the above two reactions can be made desirable.

【0033】図1に、オートサーマルリフォーミング装
置の反応容器11内に円筒状の触媒層12を有する場合
の、触媒層の断面積Sと長さLを示す。触媒層形状は円
筒状に限られない。断面あるいは長さとはガス流れ方向
に対するものである。また、図1では触媒層の全体に改
質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供給される場合を
示している。後述するが、触媒層の一部にこれらのガス
が供給されない場合もあり、その場合の断面積Sはガス
が供給されている部分のみの断面積を意味する。
FIG. 1 shows the cross-sectional area S and the length L of the catalyst layer when the reaction vessel 11 of the auto thermal reforming apparatus has the cylindrical catalyst layer 12. The shape of the catalyst layer is not limited to the cylindrical shape. The cross section or length refers to the gas flow direction. Further, FIG. 1 shows the case where the reforming raw material, the oxygen-containing gas, and the steam are supplied to the entire catalyst layer. As will be described later, there are cases where these gases are not supplied to a part of the catalyst layer, and the cross-sectional area S in that case means the cross-sectional area of only the part to which the gas is supplied.

【0034】本発明のオートサーマルリフォーミング装
置の一形態を図2に示す。この改質器は、複数の反応管
21を有し、これらが原料、酸素含有ガスおよび水蒸気
の流れに対して並列に接続される。反応管21はそれぞ
れ不図示の触媒層を備える。さらに、それぞれの反応管
に原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を供給する流路に、
ガス遮断手段としてストップバルブ23が設けられてい
る。なお、必ずしも全ての流路に流路遮断手段を設ける
必要はない。
FIG. 2 shows one form of the automatic thermal reforming apparatus of the present invention. This reformer has a plurality of reaction tubes 21, which are connected in parallel to the raw material, oxygen-containing gas and steam streams. The reaction tubes 21 each include a catalyst layer (not shown). Furthermore, in the flow path for supplying the raw material, the oxygen-containing gas and the steam to each reaction tube,
A stop valve 23 is provided as a gas shutoff means. In addition, it is not always necessary to provide the flow path blocking means for all the flow paths.

【0035】ここで、各反応管の触媒層が同じサイズの
場合を考え、反応管の本数をN、各触媒層の断面積を
S’、各触媒層の長さをLとする。改質原料の種類や性
状にあわせ、ストップバルブ23の開閉を切り替えるこ
とにより、反応管に改質原料等のガスを供給したり、そ
の供給を停止したりすることができ、使用する反応管の
本数(n)を変えることができる。従って、改質原料、
酸素含有ガスおよび水蒸気が供給される触媒層の断面積
は、S=S’×nとなり、L/Sを変化させることがで
きる。
Here, considering the case where the catalyst layers of each reaction tube have the same size, the number of reaction tubes is N, the cross-sectional area of each catalyst layer is S ', and the length of each catalyst layer is L. By switching the opening / closing of the stop valve 23 in accordance with the type and properties of the reforming raw material, it is possible to supply the gas such as the reforming raw material to the reaction tube or to stop the supply thereof. The number (n) can be changed. Therefore, the reforming raw material,
The cross-sectional area of the catalyst layer to which the oxygen-containing gas and water vapor are supplied is S = S ′ × n, and L / S can be changed.

【0036】図3にはオートサーマルリフォーミング装
置の他の形態を示す。触媒層はハニカム型触媒32を有
する。ハニカム型触媒は、それぞれ独立した流路(図3
では断面を矩形として示している)がガス流に対して並
列に集合した形態である。ここで独立とは、各流路内に
おいては流路間のガスの流通がないことを意味する。可
動式スリット33は、各流路への改質原料、酸素含有ガ
スおよび水蒸気の供給を遮断可能なガス遮断手段であ
り、触媒層の入り口端面を塞ぐことができる位置に配置
される。可動式スリットを断面方向に動かすことによっ
てハニカム型触媒の各流路の入り口を開閉することがで
き、これによって各流路にガスを供給したりその供給を
停止したりすることができ、使用される流路の本数を変
えることができる。よって、図2の場合と同様、改質原
料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供給される触媒層の断
面積を変えることができ、L/Sを変化させることがで
きる。
FIG. 3 shows another form of the automatic thermal reforming device. The catalyst layer has a honeycomb type catalyst 32. The honeycomb type catalyst has independent flow paths (see FIG. 3).
In the figure, the cross section is shown as a rectangle) is a form gathered in parallel to the gas flow. Here, “independent” means that there is no gas flow between the flow paths in each flow path. The movable slit 33 is a gas blocking means capable of blocking the supply of the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam to each flow path, and is arranged at a position where the inlet end face of the catalyst layer can be blocked. By moving the movable slit in the cross-sectional direction, it is possible to open and close the inlet of each channel of the honeycomb type catalyst, which can supply or stop the supply of gas to each channel. The number of flow channels can be changed. Therefore, as in the case of FIG. 2, the cross-sectional area of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam are supplied can be changed, and L / S can be changed.

【0037】図3においては一枚の板が触媒層の断面方
向に動くことのできる形態の可動式スリットを示してあ
るが、帯状の板を複数ハニカム型触媒の端部に並べ、ガ
スの流れに対する板の角度を平行とすることでガスを流
し、垂直とすることでガスを遮断するフラップタイプの
遮断手段とすることもできる。
Although FIG. 3 shows a movable slit in which one plate can move in the cross-sectional direction of the catalyst layer, a band-shaped plate is arranged at the end of a plurality of honeycomb-type catalysts so that gas flows. It is also possible to use a flap type blocking means for blocking the gas by making the angle of the plate parallel with respect to allow the gas to flow.

【0038】図2あるいは図3に示したように、触媒層
の一部の使用/不使用を切り替えることによって、原料
の種類や性状に応じてL/Sを調節することができる。
また原料の性状は変わらなくとも、触媒を長期間使用し
た場合にその活性が変化することにより、触媒層の温度
分布が変わることがある。このような場合にもL/Sを
変えることにより、触媒層の温度分布を望ましい方向に
調節することができる。
As shown in FIG. 2 or FIG. 3, by switching the use / non-use of a part of the catalyst layer, the L / S can be adjusted according to the kind and properties of the raw material.
Even if the properties of the raw materials do not change, the temperature distribution of the catalyst layer may change due to a change in the activity of the catalyst when it is used for a long period of time. Even in such a case, the temperature distribution of the catalyst layer can be adjusted in a desired direction by changing L / S.

【0039】本発明のオートサーマルリフォーミング方
法および装置は、水素含有ガスを製造するための様々な
分野で用いることができ、例えば燃料電池用の燃料改質
に適用することができる。
The autothermal reforming method and apparatus of the present invention can be used in various fields for producing hydrogen-containing gas, and can be applied to, for example, fuel reforming for fuel cells.

【0040】[0040]

【実施例】〔実施例〕平均粒径1mmφの球状触媒12
0mlを内径4cm(直径)の円筒形反応管に充填し
た。その時の触媒層の断面積は12.5cm2、触媒層
の長さは9.6cm、L/S=0.76(cm-1)であ
った。本反応管の周囲に充分に断熱材を設けて保温し
た。
[Example] [Example] A spherical catalyst 12 having an average particle diameter of 1 mmφ
0 ml was filled in a cylindrical reaction tube having an inner diameter of 4 cm (diameter). At that time, the cross-sectional area of the catalyst layer was 12.5 cm 2 , the length of the catalyst layer was 9.6 cm, and L / S = 0.76 (cm −1 ). A sufficient heat insulating material was provided around the reaction tube to keep it warm.

【0041】次に硫黄分を1質量ppm以下に脱硫した
灯油を液体として720ml/h気化器に供給し、30
0℃で気化させたのち、別途気化させた水蒸気と空気に
混合し、400℃に予熱したのち反応管に供給した。空
気供給量は、空気中の酸素と灯油中の炭素との原子比が
2/C=0.4となるようにした。また水蒸気の供給
量は、S/C=2となるようにした。なお原料灯油のC
/Hは0.52であった。またGHSVは、灯油、水蒸
気および空気の混合ガスに対する空間速度として、15
℃、1気圧(0.101MPa)換算で約16,000
-1であった。
Next, kerosene desulfurized to have a sulfur content of 1 mass ppm or less was supplied as a liquid to a 720 ml / h vaporizer, and 30
After being vaporized at 0 ° C., it was mixed with steam and air which were separately vaporized, preheated to 400 ° C., and then supplied to a reaction tube. The amount of air supplied was such that the atomic ratio of oxygen in the air to carbon in kerosene was O 2 /C=0.4. Further, the supply amount of water vapor was set to S / C = 2. In addition, C of raw kerosene
/ H was 0.52. Further, GHSV is 15 as a space velocity for a mixed gas of kerosene, water vapor and air.
Approximately 16,000 at 1 ° C (0.101 MPa)
It was h -1 .

【0042】このときの触媒層温度分布を図4に示す。
最高温度は入口から約4cmの部分で720℃であっ
た。最低温度は出口部分で660℃であった。
The temperature distribution of the catalyst layer at this time is shown in FIG.
The maximum temperature was 720 ° C. in a portion about 4 cm from the inlet. The lowest temperature was 660 ° C at the outlet.

【0043】また製造された改質ガスは下記の組成(ド
ライベース)であった。 H2 ;39.9体積% CO ; 8.3体積% CO2;14.1体積% CH4; 0.9体積% 未分解灯油分;1体積ppm未満 〔比較例〕平均粒径1mmφの球状触媒120mlを内
径2cm(直径)の円筒形反応管に充填した。その時の
触媒層の断面積は3.1cm2、触媒層の長さは39.
0cm、L/S=12.2(cm-1)であった。本反応
管の周囲に充分に断熱材を設けて保温した。
The reformed gas produced had the following composition (dry base). H2; 39.9 volume% CO; 8.3 volume% CO2; 14.1 volume% CH4; 0.9 volume% undecomposed kerosene; less than 1 volume ppm [Comparative Example] 120 ml of a spherical catalyst having an average particle diameter of 1 mmφ It was filled in a cylindrical reaction tube having an inner diameter of 2 cm (diameter). At that time, the cross-sectional area of the catalyst layer was 3.1 cm 2 , and the length of the catalyst layer was 39.
It was 0 cm and L / S = 12.2 (cm- 1 ). A sufficient heat insulating material was provided around the reaction tube to keep it warm.

【0044】次に灯油を液体として720ml/h気化
器に供給し、300℃で気化させたのち、別途気化させ
た水蒸気と空気に混合し、400℃に予熱したのち反応
管に供給した。空気供給量は、空気中の酸素と灯油中の
炭素との原子比がO2/C=0.4となるようにした。
また水蒸気の供給量は、S/C=2となるようにした。
なお原料灯油のC/Hは0.52であった。またGHS
Vは、灯油、水蒸気および空気の混合ガスに対する空間
速度として、15℃、1気圧(0.101MPa)換算
で約16,000h-1であった。
Next, kerosene was supplied as a liquid to a 720 ml / h vaporizer, vaporized at 300 ° C., then mixed with steam and air separately vaporized, preheated to 400 ° C. and then fed to a reaction tube. The amount of air supplied was such that the atomic ratio of oxygen in the air to carbon in kerosene was O 2 /C=0.4.
Further, the supply amount of water vapor was set to S / C = 2.
The C / H of the raw material kerosene was 0.52. Also GHS
V was about 16,000 h −1 in terms of space velocity with respect to a mixed gas of kerosene, water vapor, and air at 15 ° C. and 1 atmospheric pressure (0.101 MPa).

【0045】触媒層の温度分布は、最高温度は入口から
約3cm入った部分で1050℃、最低温度は出口部分
で390℃であった。
Regarding the temperature distribution of the catalyst layer, the maximum temperature was 1050 ° C. at the portion about 3 cm from the inlet, and the minimum temperature was 390 ° C. at the outlet.

【0046】また製造された改質ガスは下記の組成(ド
ライベース)であった。 H2 ;34.7体積% CO ; 4.5体積% CO2;15.7体積% CH4; 4.1体積% 未分解灯油分;3100体積ppm このときの触媒層温度分布を図4に示す。
The reformed gas produced had the following composition (dry base). H2; 34.7 volume% CO; 4.5 volume% CO2; 15.7 volume% CH4; 4.1 volume% uncracked kerosene content; 3100 volume ppm The catalyst layer temperature distribution at this time is shown in FIG.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明により、酸化反応と改質反応をバ
ランスさせ、反応器入口近傍での触媒層ホットスポット
の発生を抑え、反応器の入口から出口のかけての温度を
比較的均一にできる。これにより、触媒劣化の抑制、原
料スリップの抑制、副生成物排出の抑制、より水素リッ
チなガスの生成、改質効率の向上、安価な材質による反
応器構成が可能となるオートサーマルリフォーミング方
法および装置が提供された。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the oxidation reaction and the reforming reaction are balanced, the generation of catalyst layer hot spots near the reactor inlet is suppressed, and the temperature from the inlet to the outlet of the reactor is made relatively uniform. it can. As a result, it is possible to suppress catalyst deterioration, suppress raw material slip, suppress by-product discharge, generate more hydrogen-rich gas, improve reforming efficiency, and configure a reactor using inexpensive materials in an automatic thermal reforming method. And equipment was provided.

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

【図1】本発明における触媒層の断面積と長さを説明す
るための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a cross-sectional area and a length of a catalyst layer in the present invention.

【図2】本発明のオートサーマルリフォーミング装置の
一形態を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of an auto thermal reforming device of the present invention.

【図3】本発明のオートサーマルリフォーミング装置の
他の形態における触媒層部分を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a catalyst layer portion in another embodiment of the auto thermal reforming device of the present invention.

【図4】実施例及び比較例の触媒層内温度分布を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing temperature distributions in catalyst layers of Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 反応容器 12 触媒層 21 反応管 23 ストップバルブ 32 ハニカム型触媒 33 可動式スリット 11 Reaction vessel 12 Catalyst layer 21 Reaction tube 23 Stop valve 32 Honeycomb catalyst 33 Movable slit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を
触媒層で酸化反応および水蒸気改質反応させて水素を含
有する改質ガスを製造するオートサーマルリフォーミン
グ方法において、改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気
が供給される触媒層の断面積および長さをそれぞれS
(cm2)およびL(cm)とし、該改質原料の炭素と
水素の原子比をC/Hとしたとき、C/Hが0.25を
超え0.40以下の場合にL/S=2〜30(c
-1)、C/Hが0.40を超え0.42以下の場合に
L/S=1〜20(cm-1)、C/Hが0.42を超え
0.47以下の場合にL/S=0.5〜15(c
-1)、C/Hが0.47を超え0.58以下の場合に
L/S=0.5〜10(cm-1)とすることを特徴とす
るオートサーマルリフォーミング方法。
1. An autothermal reforming method for producing a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction in a catalyst layer, wherein the reforming raw material, oxygen-containing The cross-sectional area and length of the catalyst layer to which gas and water vapor are supplied are S and S respectively.
(Cm 2 ) and L (cm), where C / H is the atomic ratio of carbon and hydrogen of the reforming raw material, and when C / H is more than 0.25 and 0.40 or less, L / S = 2-30 (c
m −1 ), C / H is more than 0.40 and 0.42 or less, L / S = 1 to 20 (cm −1 ), and C / H is more than 0.42 and 0.47 or less. L / S = 0.5 to 15 (c
m −1 ), and C / H is more than 0.47 and 0.58 or less, L / S = 0.5 to 10 (cm −1 ), an autothermal reforming method.
【請求項2】 改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を
触媒層で酸化反応および水蒸気改質反応させて水素を含
有する改質ガスを製造するオートサーマルリフォーミン
グ方法において、改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気
が供給される触媒層の断面積および長さをそれぞれS
(cm2)およびL(cm)としたとき、該改質原料が
メタノール、エタノールおよびジメチルエーテルから選
ばれる少なくとも一種の場合に、L/S=0.5〜10
(cm-1)とし、該改質原料が都市ガスの場合に、L/
S=2〜30(cm-1)とし、該改質原料がLPGの場
合に、L/S=1〜20(cm-1)とし、該改質原料が
ガソリンの場合に、L/S=0.5〜15(cm-1)と
し、該改質原料が灯油の場合に、L/S=0.5〜10
(cm-1)とすることを特徴とするオートサーマルリフ
ォーミング方法。
2. An autothermal reforming method for producing a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction in a catalyst layer, the reforming raw material, oxygen-containing The cross-sectional area and length of the catalyst layer to which gas and water vapor are supplied are S and S respectively.
(Cm 2 ) and L (cm), L / S = 0.5 to 10 when the reforming raw material is at least one selected from methanol, ethanol and dimethyl ether.
(Cm −1 ), and when the reforming raw material is city gas, L /
S = 2 to 30 (cm −1 ), L / S = 1 to 20 (cm −1 ) when the reforming raw material is LPG, and L / S = when the reforming raw material is gasoline. 0.5 to 15 (cm −1 ), and when the reforming raw material is kerosene, L / S = 0.5 to 10
(Cm −1 ), an autothermal reforming method.
【請求項3】 改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を
酸化反応および水蒸気改質反応させて水素を含有する改
質ガスを得るための触媒層を備えるオートサーマルリフ
ォーミング装置において、改質原料がガソリンであっ
て、該改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供給され
る触媒層の断面積および長さをそれぞれS(cm2)お
よびL(cm)としたとき、L/S=0.5〜15(c
-1)であることを特徴とするオートサーマルリフォー
ミング装置。
3. An autothermal reforming apparatus provided with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reformed raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction, In the case of gasoline, when the cross-sectional area and the length of the catalyst layer to which the reforming raw material, the oxygen-containing gas and steam are supplied are S (cm 2 ) and L (cm), respectively, L / S = 0.5 ~ 15 (c
m −1 ), an automatic thermal reforming device.
【請求項4】 改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を
酸化反応および水蒸気改質反応させて水素を含有する改
質ガスを得るための触媒層を備えるオートサーマルリフ
ォーミング装置において、改質原料が灯油であって、該
改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気が供給される触媒
層の断面積および長さをそれぞれS(cm2)およびL
(cm)としたとき、L/S=0.5〜10(cm-1
であることを特徴とするオートサーマルリフォーミング
装置。
4. An autothermal reforming apparatus equipped with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reformed raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction, to obtain a reformed raw material. In the case of kerosene, the cross-sectional area and length of the catalyst layer to which the reforming raw material, oxygen-containing gas and steam are supplied are S (cm 2 ) and L, respectively.
(Cm), L / S = 0.5 to 10 (cm -1 )
An automatic thermal reforming device characterized by:
【請求項5】 改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を
酸化反応および水蒸気改質反応させて水素を含有する改
質ガスを得るための触媒層を備えるオートサーマルリフ
ォーミング装置において、それぞれ触媒層を備える複数
の反応管を並列に有し、それぞれの反応管への改質原
料、酸素含有ガスおよび水蒸気の供給を遮断可能なガス
遮断手段を備えることを特徴とするオートサーマルリフ
ォーミング装置。
5. An auto-thermal reforming apparatus equipped with a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction, respectively. An auto-thermal reforming device comprising a plurality of reaction tubes provided in parallel, and a gas blocking means capable of blocking the supply of the reforming raw material, the oxygen-containing gas and the steam to the respective reaction tubes.
【請求項6】 改質原料、酸素含有ガスおよび水蒸気を
酸化反応および水蒸気改質反応させて水素を含有する改
質ガスを得るための触媒層を備えるオートサーマルリフ
ォーミング装置において、ハニカム型触媒を有し、該ハ
ニカム型触媒のそれぞれの流路への改質原料、酸素含有
ガスおよび水蒸気の供給を遮断可能なガス遮断手段を備
えることを特徴とするオートサーマルリフォーミング装
置。
6. An autothermal reforming apparatus comprising a catalyst layer for obtaining a reformed gas containing hydrogen by subjecting a reforming raw material, an oxygen-containing gas and steam to an oxidation reaction and a steam reforming reaction to obtain a honeycomb catalyst. An auto-thermal reforming apparatus having a gas shutoff means capable of shutting off the supply of the reforming raw material, the oxygen-containing gas, and the steam to the respective channels of the honeycomb catalyst.
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