JP2014028346A - Desulfurizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば燃料電池発電システムで用いられる燃料ガスなどの所望のガスの脱硫処理を行なうのに用いられる脱硫器に関する。 The present invention relates to a desulfurizer used for performing a desulfurization treatment of a desired gas such as a fuel gas used in a fuel cell power generation system.
この種の脱硫器としては、特許文献1に記載のものがある。同文献に記載された脱硫器を、簡略して図7に示す。
同図(a)に示す脱硫器B1は、脱硫対象ガス用の導入口80および流出口81が形成された容器8内に、脱硫剤7が収容された構成を有している。脱硫剤7を有効に利用し、脱硫処理能力を高めるには、脱硫対象ガスが脱硫剤充填領域の一部分に偏って通過することを回避することが望まれる。このための手段として、容器8内の下部には、多孔板90を設けるとともに、この多孔板90と導入口80との間には、導入口80を通過した脱硫対象ガスを多孔板90の多数の孔90aに均一に進行させるためのガス拡散領域82を設けている。
一方、同図(b)に示す脱硫器B2においては、前記した多孔板90に代えて、外周が多孔状に形成された筒状突起91を有する仕切板92を容器8内に設けている。仕切板92の下方には、やはりガス拡散領域82が設けられている。
このような構成によれば、多孔板90または筒状突起91の各孔90a,91aから脱硫剤充填領域に向けて脱硫対象ガスを進行させることができる。
As this type of desulfurizer, there is one described in
The desulfurizer B1 shown in FIG. 1A has a configuration in which a desulfurizing
On the other hand, in the desulfurizer B2 shown in FIG. 5B, a
According to such a configuration, the desulfurization target gas can be advanced from the
しかしながら、前記従来技術においては、次のような不具合があった。
すなわち、脱硫器B1,B2のいずれにおいても、容器8内の下部には、適当な高さH1を有するガス拡散領域82を設ける必要がある。したがって、その分だけ、全体が嵩張ったものとなり、全体の小型化を図る上で、未だ改善の余地がある。また、多孔板90、あるいは筒状突起91を有する仕切板92を用いているために、これらの部品コストが嵩み、製造コストも高くなる。
なお、脱硫器B2においては、筒状突起91の外周の孔91aから、容器8の半径方向に脱硫対象ガスが噴出される。ところが、このような噴出の仕方では、脱硫剤充填領域の全体に対して脱硫対象ガスを均一に進行させることは難しい。
However, the prior art has the following problems.
That is, in any of the desulfurizers B1 and B2, it is necessary to provide a
In the desulfurizer B <b> 2, the desulfurization target gas is ejected from the outer
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、全体の小型化などを図りつつ、脱硫剤に対して脱硫対象ガスを偏りの少ない状態で適切に作用させることが可能な脱硫器を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and it is possible to appropriately cause the desulfurization target gas to act on the desulfurization agent in a state of less bias while reducing the overall size and the like. The challenge is to provide a possible desulfurizer.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供される脱硫器は、内部に脱硫剤が充填された容器を備えており、この容器内に導入された脱硫対象ガスが、脱硫剤充填領域を進行してから前記容器に設けられている流出口に到達するように構成されている、脱硫器であって、脱硫対象ガスを前記容器内に導入するためのガス導入管が、前記容器の外部から内部に進入して設けられており
、前記ガス導入管には、前記脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向に対して交差する方向に長さをもち、かつ前記脱硫剤充填領域に位置するヘッダ管体部が設けられ、このヘッダ管体部には、脱硫対象ガス用の複数の噴出口が、前記ヘッダ管体部の長手方向に間隔を隔てて設けられていることを特徴としている。
The desulfurizer provided by the present invention includes a container filled with a desulfurizing agent, and the desulfurization target gas introduced into the container is provided in the container after proceeding through the desulfurizing agent filling region. The desulfurizer is configured to reach an outlet having a gas introduction pipe for introducing a desulfurization target gas into the container, and is provided to enter the interior from the outside of the container. The gas introduction pipe is provided with a header tube portion having a length in a direction intersecting a traveling direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region and located in the desulfurization agent filling region; The header pipe part is provided with a plurality of jet holes for desulfurization target gas at intervals in the longitudinal direction of the header pipe part.
このような構成によれば、ガス導入管のヘッダ管体部に設けられた脱硫対象ガス用の噴出口を、脱硫対象ガスの進行方向に対して交差する方向において、広い面積にわたって分散した配置に設けることができる。したがって、脱硫剤充填領域の全体に対して、脱硫対象ガスを偏りの少ない状態で流れさせ、脱硫剤を有効に利用することが可能となる。
加えて、本発明によれば、前記従来技術とは異なり、容器のガス導入側の位置にガス拡散領域を設ける必要はない。したがって、脱硫器全体の小型化を図ることができる。さらに、前記従来技術においてガスの拡散に利用されていた多孔板または筒状突起を有する仕切板を用いる必要がないために、脱硫器の製造コストを低減することも可能となる。
According to such a configuration, the desulfurization target gas jets provided in the header pipe body portion of the gas introduction pipe are distributed over a wide area in a direction intersecting the traveling direction of the desulfurization target gas. Can be provided. Therefore, the desulfurization target gas can be caused to flow in a state with little bias with respect to the entire desulfurization agent filling region, and the desulfurization agent can be used effectively.
In addition, according to the present invention, unlike the prior art, it is not necessary to provide a gas diffusion region at a position on the gas introduction side of the container. Therefore, the overall size of the desulfurizer can be reduced. Furthermore, since it is not necessary to use a perforated plate or a partition plate having a cylindrical projection that has been used for gas diffusion in the prior art, it is possible to reduce the manufacturing cost of the desulfurizer.
本発明において、好ましくは、前記ガス導入管は、前記容器を貫通して前記脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向に延びる非ヘッダ管体部を有し、この非ヘッダ管体部の先端部に、前記ヘッダ管体部が繋がっている。 In the present invention, it is preferable that the gas introduction pipe has a non-header pipe part that extends through the container in a traveling direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region, and a tip of the non-header pipe part. The header tube part is connected to the part.
このような構成によれば、非ヘッダ管体部の長さを変更することによって、ヘッダ管体部の位置を変更することができ、非ヘッダ管体部の長さ設定によってヘッダ管体部を所望の位置に配置することが容易となる。ガス導入管の非ヘッダ管体部は、脱硫対象ガスの進行方向に延びた方向であるために、この非ヘッダ管体部が脱硫対象ガスの流れに対する大きな抵抗になるといった不具合もない。 According to such a configuration, the position of the header tube part can be changed by changing the length of the non-header tube part, and the header tube part can be changed by setting the length of the non-header tube part. It becomes easy to arrange at a desired position. Since the non-header pipe body portion of the gas introduction pipe extends in the traveling direction of the desulfurization target gas, there is no problem that the non-header pipe body portion has a large resistance to the flow of the desulfurization target gas.
本発明において、好ましくは、前記ヘッダ管体部および前記非ヘッダ管体部は、前記ガス導入管に曲げ加工が施されていることによって一体的に形成されている。 In the present invention, preferably, the header pipe part and the non-header pipe part are integrally formed by bending the gas introduction pipe.
このような構成によれば、ガス導入管の製造コストを廉価にすることができる。 According to such a configuration, the manufacturing cost of the gas introduction pipe can be reduced.
本発明において、好ましくは、前記容器は、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞した筒状の容器本体と、この容器本体の一端側開口を塞ぐ蓋体とを組み合わせて構成され、前記蓋体には、前記流出口およびこの流出口とは別の孔部が設けられ、前記ガス導入管は、前記蓋体の前記孔部を介して前記容器の外部から内部に進入している。 In the present invention, preferably, the container is configured by combining a cylindrical container body that is open at one end and closed at the other end, and a lid that closes the opening at the one end of the container body. Is provided with a hole different from the outlet and the outlet, and the gas introduction pipe enters the inside of the container from the outside through the hole of the lid.
このような構成によれば、脱硫対象ガスの流出口、およびガス導入管を容器内に進入させるための孔部が、蓋体に纏めて設けられており、脱硫器の配管接続を一方向から容易に行なうことができる。また、容器本体の他端側には、孔部などをとくに設ける必要はなく、容器本体の構造を簡素にすることもできる。 According to such a configuration, the outlet for the desulfurization target gas and the hole for allowing the gas introduction pipe to enter the vessel are provided together in the lid, and the pipe connection of the desulfurizer is connected from one direction. It can be done easily. Further, it is not necessary to provide a hole or the like on the other end side of the container body, and the structure of the container body can be simplified.
本発明において、好ましくは、前記複数の噴出口は、前記脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向とは反対方向に脱硫対象ガスを噴出するように設けられている。 In the present invention, preferably, the plurality of jet outlets are provided so as to eject the desulfurization target gas in a direction opposite to a traveling direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region.
このような構成によれば、脱硫対象ガスを各噴出口から脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向と同一方向に噴出させる場合と比較すると、各噴出口から噴出された後の脱硫対象ガスの拡散度合いを大きくすることができる。したがって、脱硫対象ガスを脱硫剤充填領域の全体に満遍なく均一に進行させる上で、より好ましいものとなる。 According to such a configuration, the desulfurization target gas after being ejected from each outlet is compared with the case where the desulfurization target gas is ejected from each outlet in the same direction as the direction of travel of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region. The degree of diffusion can be increased. Therefore, it is more preferable for the desulfurization target gas to travel evenly and uniformly throughout the entire desulfurization agent filling region.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示す脱硫器Aは、脱硫剤1を収容した容器2、およびガス導入管3を具備している。
A desulfurizer A shown in FIG. 1 includes a
容器2は、上部が開口した有底円筒状の容器本体20と、この容器本体20の上部開口を塞ぐ蓋体21とを組み合わせて構成されている。蓋体21には、ガス導入管3を挿通させるための孔部23と、脱硫対象ガスの流出口22が設けられている。脱硫剤1は、たとえば金属担持型ゼオライトなどのゼオライト系であり、粒状(ペレット状を含む)である。もちろん、これとは異なる種類の脱硫剤を用いることができる。脱硫剤1は、容器2内の底壁部20a上に堆積するようにして容器2内のうち、上部寄りの位置を除く略全域に充填されている。脱硫剤充填領域S1の上側には、フィルタ24が設けられている。
The
ガス導入管3は、ヘッダ管体部30と、これに繋がった非ヘッダ管体部31とを有している。これらヘッダ管体部30および非ヘッダ管体部31は、ガス導入管3に曲げ加工を施すことによって一体的に繋がった状態に形成されている。非ヘッダ管体部31は、容器2の孔部23を挿通していることにより、容器2の外部から内部に進入しており、容器2の上下高さ方向に延びる直管状である。この非ヘッダ管体部31の上端部31aは、ガス配管接続部であり、脱硫対象ガスは、上端部31aに接続されたガス管からガス導入管3内に供給される。
The
ヘッダ管体部30は、脱硫対象ガスを脱硫剤充填領域S1に拡散させて流出させるための部分であり、水平方向に長さをもつ(管の中心軸が略水平であることと同意)管体部である。ここで、本実施形態では、本発明の「脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向」に相当する方向は、矢印N1で示す上向きである。水平方向は、脱硫対象ガスの進行に対して交差する方向に相当する。図1(b)および図2によく表われているように、ヘッダ管体部30は、平面視において一部切欠き円形ループ状の主要部30aと、この主要部30aを非ヘッダ管体部31の下部と繋ぐ補助部30bとを有している。補助部30bは、容器2の半径方向に延びている。
The
図1(a)によく表われているように、ヘッダ管体部30は、容器2の底壁部20aに接近して設けられている。ヘッダ管体部30には、脱硫対象ガス用の複数の噴出口32が、このヘッダ管体部30の長手方向に適当な間隔を隔てて設けられている。ただし、各噴出口32は、ヘッダ管体部30の上面側ではなく、下面側に設けられている。また、図1(c)に示すように、噴出口32は、斜め下方に向けて脱硫対象ガスを噴出するように、容器2の上下高さ方向に対して適当な角度αだけ傾いた向きとされて2列に設けられている。各噴出口32からは、容器2の底壁部20aに向けて脱硫対象ガスが噴出することと
なる。
As clearly shown in FIG. 1A, the header
次に、前記した脱硫器Aの作用について説明する。 Next, the operation of the desulfurizer A will be described.
まず、ガス管(図示略)からガス導入管3内に供給されてきた脱硫対象ガスは、複数の噴出口32から下向きに噴射されるものの、最終的には、容器2内を上向きに進行して流出口22に到達し、容器2の外部に流出する。このような過程において、脱硫対象ガス中の硫黄成分は、脱硫剤1によって吸着除去される。ここで、ヘッダ管体部30は、略ループ状の主要部30aを有しており、この主要部30aに設けられた複数の噴出口32は、水平方向の広い領域にわたって分散した配置となっている。したがって、脱硫剤充填領域S1の全体に対し、脱硫対象ガスを大きな偏りが生じないように作用させることができる。
First, the desulfurization target gas that has been supplied from the gas pipe (not shown) into the
とくに、本実施形態では、脱硫対象ガスが各噴出口32から下向きに噴出されるために、この下向きに噴出された脱硫対象ガスが、その後に進行方向が変化して上向きになるまでの間において、脱硫対象ガスを広く拡散させることができる作用が得られる。したがって、脱硫対象ガスを脱硫剤充填領域S1の各所に均一に進行することがより促進される。また、脱硫剤1は、ヘッダ管体部30の下方にも存在するが、この脱硫剤1に対しても脱硫対象ガスを適切に作用させることができる。さらに、噴出口32が下向きであれば、たとえば噴出口32が上向きの場合よりも脱硫剤1が噴出口32に詰まりを生じ難くすることもできる効果が得られる。ただし、本発明はこれに限定されず、たとえば噴出口32を上向き、あるいは横向きなどに設けてもよい。
In particular, in the present embodiment, since the desulfurization target gas is ejected downward from each of the
本実施形態の脱硫器Aは、容器2内において脱硫対象ガスを拡散流入させるための手段として、ヘッダ管体部30を有するガス導入管3を使用し、かつこのガス導入管3を脱硫剤充填領域S1に配置させている。したがって、容器2のガス導入側には、脱硫対象ガス拡散用の専用スペースを設ける必要がなく、その分だけ全体の小型化を図ることが可能である。また、全体の部品点数が少ないため、製造コストも廉価にすることが可能である。
The desulfurizer A of the present embodiment uses a
図3〜図6は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。 3 to 6 show other embodiments of the present invention. In these drawings, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.
図3(a)に示す実施形態では、容器2の周壁が矩形筒状である。ガス導入管3のヘッダ管体部30は、それに対応した一部切欠きまたは非切欠きの矩形ループ状とされている。同図(b)では、ヘッダ管体部30が、蛇行した形状とされている。
In the embodiment shown in FIG. 3A, the peripheral wall of the
図4(a)に示す実施形態では、容器2の周壁が、左右方向の幅が大きく、かつ前後幅がそれに相対して小さい矩形筒状である。これに対応し、ヘッダ管体部30は、容器2の左右幅方向に直線状に延びた形状とされている。この場合、同図(b)に示すように、ガス導入管3は、側面視においてL字状に屈曲された形態に形成すればよい。
In the embodiment shown in FIG. 4A, the peripheral wall of the
図5(a),(b)に示す実施形態では、ヘッダ管体部30が平面視十文字状に形成されている。このような形態のヘッダ管体部30は、1本の管体に曲げ加工を施して形成することは困難である。本実施形態では、複数の管体を溶接するなどしてヘッダ管体部30を形成し、かつこれを非ヘッダ管体部31とさらに溶接するといった手段で採用されている。本実施形態のように、ガス導入管は、必ずしも1本の管体に曲げ加工を施すことによって形成されていなくてもよく、複数の管体を接合するなどして形成されていてもかまわない。
In the embodiment shown in FIGS. 5A and 5B, the
図6に示す実施形態では、ガス導入管3が、容器2の側壁を水平方向に貫通することに
より容器2内に進入している。本実施形態によれば、たとえばガス導入管3のヘッダ管体部30を、ガス導入管3の他の部分に対して屈曲した形態に設ける必要はない。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る脱硫器の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the desulfurizer according to the present invention can be variously modified within the intended scope of the present invention.
本発明では、容器やガス導入管の具体的な形状、サイズ、材質などは、とくに限定されるものではない。既述したように、脱硫剤の種類も問わない。その他、本発明でいう「脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向」は、上向きに限定されず、たとえば下向き、横向きなどの他の向きとすることもできる。 In the present invention, the specific shape, size, material and the like of the container and the gas introduction pipe are not particularly limited. As described above, the type of the desulfurizing agent is not limited. In addition, the “advancing direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region” in the present invention is not limited to the upward direction, and may be another direction such as a downward direction or a horizontal direction.
本発明に係る脱硫器は、燃料電池システムに組み付けられるなどして、燃料電池の水素源として用いられる都市ガスあるいはLPGなどの燃料ガスを処理対象とするのに適するが、その具体的な用途も限定されるものではない。 The desulfurizer according to the present invention is suitable for treating a fuel gas such as city gas or LPG used as a hydrogen source of a fuel cell by being assembled in a fuel cell system. It is not limited.
A 脱硫器
S1 脱硫剤充填領域
1 脱硫剤
2 容器
3 ガス導入管
20 容器本体
21 蓋体
22 流出口
23 孔部
30 ヘッダ管体部
31 非ヘッダ管体部
32 噴出口(脱硫対象ガスの)
A Desulfurizer S1 Desulfurizing
Claims (5)
この容器内に導入された脱硫対象ガスが、脱硫剤充填領域を進行してから前記容器に設けられている流出口に到達するように構成されている、脱硫器であって、
脱硫対象ガスを前記容器内に導入するためのガス導入管が、前記容器の外部から内部に進入して設けられており、
前記ガス導入管には、前記脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向に対して交差する方向に長さをもち、かつ前記脱硫剤充填領域に位置するヘッダ管体部が設けられ、
このヘッダ管体部には、脱硫対象ガス用の複数の噴出口が、前記ヘッダ管体部の長手方向に間隔を隔てて設けられていることを特徴とする、脱硫器。 It has a container filled with a desulfurizing agent inside,
The desulfurization target gas introduced into the vessel is configured to reach the outflow port provided in the vessel after traveling through the desulfurization agent filling region,
A gas introduction pipe for introducing the desulfurization target gas into the container is provided to enter the interior from the outside of the container,
The gas introduction pipe is provided with a header pipe portion having a length in a direction intersecting with a traveling direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region and located in the desulfurization agent filling region,
The desulfurizer according to claim 1, wherein a plurality of jets for desulfurization target gas are provided in the header pipe part at intervals in the longitudinal direction of the header pipe part.
前記ガス導入管は、前記容器を貫通して前記脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向に延びる非ヘッダ管体部を有し、
この非ヘッダ管体部の先端部に、前記ヘッダ管体部が繋がっている、脱硫器。 The desulfurizer according to claim 1,
The gas introduction pipe has a non-header pipe body portion that extends through the vessel in the traveling direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region,
A desulfurizer in which the header tube part is connected to the tip of the non-header tube part.
前記ヘッダ管体部および前記非ヘッダ管体部は、前記ガス導入管に曲げ加工が施されていることによって一体的に形成されている、脱硫器。 The desulfurizer according to claim 2, wherein
The desulfurizer, wherein the header pipe part and the non-header pipe part are integrally formed by bending the gas introduction pipe.
前記容器は、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞した筒状の容器本体と、この容器本体の一端側開口を塞ぐ蓋体とを組み合わせて構成され、
前記蓋体には、前記流出口およびこの流出口とは別の孔部が設けられ、
前記ガス導入管は、前記蓋体の前記孔部を介して前記容器の外部から内部に進入している、脱硫器。 A desulfurizer according to any one of claims 1 to 3,
The container is configured by combining a cylindrical container body that is open at one end and closed at the other end, and a lid that closes the opening at one end of the container body.
The lid is provided with a hole different from the outlet and the outlet,
The desulfurizer, wherein the gas introduction pipe enters the inside of the container from the outside through the hole of the lid.
前記複数の噴出口は、前記脱硫剤充填領域における脱硫対象ガスの進行方向とは反対方向に脱硫対象ガスを噴出するように設けられている、脱硫器。 A desulfurizer according to any one of claims 1 to 4, wherein
The plurality of jet outlets are provided with a desulfurizer provided so as to eject the desulfurization target gas in a direction opposite to a traveling direction of the desulfurization target gas in the desulfurization agent filling region.
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JP2019042653A (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | フタバ産業株式会社 | Adsorption tank |
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