JP2644922B2 - モジュール等温反応器 - Google Patents

モジュール等温反応器

Info

Publication number
JP2644922B2
JP2644922B2 JP4508417A JP50841792A JP2644922B2 JP 2644922 B2 JP2644922 B2 JP 2644922B2 JP 4508417 A JP4508417 A JP 4508417A JP 50841792 A JP50841792 A JP 50841792A JP 2644922 B2 JP2644922 B2 JP 2644922B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
fluid flow
heat transfer
fluid
plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4508417A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06507145A (ja
Inventor
エス． ワトキンズ，デビッド
ジー． パウ，エリック
エー． ラインズ，ドナルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BARAADO PAWAA SHISUTEMUZU Inc
Original Assignee
BARAADO PAWAA SHISUTEMUZU Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BARAADO PAWAA SHISUTEMUZU Inc filed Critical BARAADO PAWAA SHISUTEMUZU Inc
Publication of JPH06507145A publication Critical patent/JPH06507145A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2644922B2 publication Critical patent/JP2644922B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/323—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00018—Construction aspects
    • B01J2219/0002—Plants assembled from modules joined together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00783—Laminate assemblies, i.e. the reactor comprising a stack of plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00835—Comprising catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00873—Heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00889—Mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00891—Feeding or evacuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、供給原料を発電装置で使用するのに適した
燃料に変えるのに有用な等温反応器に関する。
発明の背景 本発明の一つの典型的な応用において、反応器はスチ
ーム及びメタノールといったような反応物を、電気化学
燃料電池で使用することができる水素に富んだ燃料に変
えるための改質装置として働く。改質あるいは水蒸気改
質（スチームリフォーミング）と呼ばれる反応プロセス
は、次の式により表すことができる。
CH3OH＋H2O＋熱→3H2＋CO2 典型的な工業的改質装置は、おおよそ一定の処理量で
連続運転するために設計された大きな固定式の装置であ
る。反応容器は典型的に、伝統的な多管式（shell−and
−tube）の設計を使用し、この設計においては、反応物
は触媒の入った管内を通り抜け、同時にそれらの管の外
側に対して、通常は外殻（シェル）内に入れられる高温
ガスの形でもって、加熱が行われる。
移動式用途やコンパクトな設計を要求するそのほかの
用途のために小さな改質装置を製作しようとする今日ま
での大抵の場合には、工業的な多管式の概念を改変した
ものを利用してきた。例えば、米国特許第4737161号明
細書は、炭化水素供給原料を改質して移動式燃料電池発
電所で使用するのに適した水素ガスにするのに使用する
ための改質装置を開示している。この改質装置は、円筒
型のハウジング、このハウジング内の円筒型のフレーム
管、及び改質反応を促進するための触媒の入ったら旋管
を含んでなる。ら旋管は、フレーム管と改質装置ハウジ
ングの間の環状の空間に位置する。高温ガスが必要な反
応の熱を供給する。この設計の不都合は、通常の多管式
改質装置よりはコンパクトな改質装置になるかもしれな
いとい言うものの、プレート−アンド−フレーム設計の
改質装置のコンパクトさを達成することはなおできない
ことである。
プレート−アンド−フレーム型の改質装置は、従来の
技術において知られている。例えば、米国特許第493324
2号明細書は、交互に差し込まれた燃料電池エレメント
とセパレータ−プレートを含む電池積重体（cell stac
k）を含んでなる燃料電池部を含む発電装置を開示して
いる。この発電装置はまた、プレート型の改質装置アセ
ンブリーを含み、これは上記の電池積重体の当該改質装
置アセンブリーの内部に達するガス流路を有する。この
設計の不都合は、反応物が比較的ゆっくりした線速度で
プレートを通過することである。よりゆっくりした線速
度では、反応器の壁に沿ってより厚い境界層が生じ、こ
れはプレートの加熱される側から反応器側への熱の効率
的な移動を妨げる。
従って、上述の難点を軽減することが本願の目的であ
る。
発明の概要 本発明の一つの態様によれば、（ａ）シールプレー
ト、（ｂ）このシールプレートに関して間隔をあけて向
かい合う関係で位置する邪魔板、（ｃ）この邪魔板の片
側にあって上記のシールプレートに向かって延びる複数
の伝熱部材、（ｄ）上記のシールプレートと上記の邪魔
板の間に挿入されていて、上記の伝熱部材の周囲を実質
的に囲む内表面を有するハウジングであって、これによ
り上記のシールプレート、邪魔板、伝熱部材、及び当該
ハウジング内表面が一緒になって、固体触媒が入り、且
つ供給原料と燃料がそこを流れるようにするための流路
を画定しているハウジング、そして（ｅ）上記の邪魔板
の他方の側に隣接した流体流動プレートを含んでなり、
この流体流動プレートと上記の邪魔板とがそれらの間に
伝熱流体（thermal fluid）を通過させるための流体流
動路を画定していて、この流体流動路が上記の流路から
ん独立している、供給原料を発電装置で使用することの
できる燃料に接触転化するためのモジュール等温反応器
が提供される。
上記の流路は曲がりくねった又は入り組んだ構成を有
することができる。比較的長くて且つ狭く、断面積が最
小限の反応物流路を与えることによって、本発明の設計
は所定の空間速度について反応物の線速度を増大させ
る。結果として、反応物流路の壁に沿う境界層の厚さが
減少して、壁から反応物への熱の移動を増進し、これが
反応物の反応正生物への転化を増進する。
好ましい態様では、伝熱部材は邪魔板上の複数の同心
円状の弓形の壁の形をしている。
好ましくは、伝熱流体のための流動路は、その流動路
を通過する流体が一方の方向に流れそして次には実質的
に反対の方向へと交互に流れるように、複数の実質的に
平行の区画を含む。
反応器は好ましくは、シールプレートに隣接する第二
の流体流動プレートを、組み立てられた反応器において
この第二の流体流動プレートとシールプレートとの共働
きする面が伝熱流体を通すための通路である第二の流体
流動路を形成するように、含んでなる。
好ましくは、反応器積重体（reactor stack）の各端
部にエンドプレートがある。これらのエンドプレート
は、平たい、平らな構成要素として作製することができ
るが、好ましくはより薄い壁の材料の使用を可能にする
ようにフランジをつけられあるいは皿型にされる。これ
らのエンドプレートは好ましくは、タイロッドを挿入す
ることができるポートを有する。タイロッドは一方のエ
ンドプレートから他方に達し、そしてボルトで取付ける
ことができ、このようにして反応器積重体を単一の単位
アセンブリーにまとめる。
反応器が電気化学燃料電池で使用するのに適した水素
に富む燃料に変えられるべきスチームとメタノールであ
る場合には、触媒床室内に入れられる触媒は、好ましく
は銅−亜鉛酸化物触媒である。
エンドプレートとハウジングは、好ましくはステンレ
ズ鋼から製作される。シールプレート、流体流動プレー
ト、邪魔板、及び伝熱面は、好ましくは銅で製作される
が、アルミニウムで製作することもできる。
本発明のもう一つの態様によれば、（ａ）シールプレ
ート、（ｂ）このシールプレートに関して間隔をあけて
向かい合う関係で位置し、その片側から上記のシールプ
レートの方向に延びる熱伝導性のピンを有している邪魔
板、（ｃ）固体触媒を入れそして供給原料と燃料がそこ
を流れるようにするための、上記のシールプレートと上
記の邪魔板との間に挿入された触媒収容容器、（ｄ）こ
の触媒収容容器の周りを実質的に囲む内表面を有するハ
ウジング、（ｅ）上記の邪魔板の他方の側に隣接した流
体流動プレートを含んでなり、この流体流動プレートと
上記の邪魔板とがそれらの間に伝熱流体を通過させるた
めの流体流動路を画定している、供給原料を発電装置で
使用することができる燃料に転化するためのモジュール
等温反応器が提供される。
本発明の更に別の態様によれば、（ａ）第一のシール
プレート、（ｂ）この第一のシールプレートに関して間
隔をあけて向かい合う関係の第二のシールプレート、
（ｃ）上記の第一のシールプレートと第二のシールプレ
ートとの間に挿入されていて、固体触媒を入れ且つそこ
を供給原料と燃料とが流れるようにしている触媒収容容
器、（ｄ）この触媒収容容器の周りを実質的に囲む内表
面を有するハウジング、そして（ｅ）上記の触媒収容容
器内に延びている、少なくとも一対の、間隔をあけて折
曲げられたプレートであって、伝熱流体が当該対のプレ
ートの間を流れることができる通路を画定している少な
くとも一対のプレートを含んでなる、供給原料を発電装
置で使用することのできる燃料に転化するためのモジュ
ール等温反応器が提供される。折曲げられたプレートは
好ましくは、これらの折曲げられたプレートが触媒床室
内に置かれたときにこれらの折曲げられたプレートが、
供給原料がそこを流れることができる“A"字形の流路を
その触媒床室内に形成するように、アコーデオン様の形
状に折曲げられる。
好ましい態様では、反応器は更に、伝熱流体と流路又
は触媒収容容器に入る前の供給原料との間で熱移動を行
うための熱交換区画を含み、この熱交換区画は、（ａ）
シールプレート、（ｂ）このシールプレートに隣接した
第一の流体流動プレートであって、この第一の流体流動
プレートと上記のシールプレートとでそれらの間に伝熱
流体がそこを流れることができる流体流動路を画定して
いるもの、（ｃ）この第一の流体粒状プレートに隣接し
た第二の流体流動プレートであって、これらの第一及び
第二の流体流動プレートで供給原料がそこを流れること
ができる流体流動路を画定しているものを含んでなり、
それによって伝熱流体と供給原料との間を熱が移動する
ものである。
図面の簡単な説明 次に、例として添付の図面を参照して本発明を説明す
る。これらの図面において、 第１図は本発明のモジュール等温反応器の概略図であ
って、モジュール熱回収装置、供給原料貯蔵装置、水貯
蔵装置、及び伝熱流体貯蔵／加熱装置も示しており、 第２図は本発明の一態様によるモジュール等温反応器
の反応部の分解側面図であり、 第３図は第２図のモジュール等温反応器の反応区画の
上面図であって、反応触媒が入りそしてそこで反応が起
こる曲がりくねった又は入り組んだ通路と、伝熱流体が
そこを流れる流体流動流路とを示しており、 第４図は伝熱流体を通すために形成された流路を有す
る第２図の反応器の流体流動プレートの上面図であり、 第4A図は第４図の矢印4A−4Aの方向に見た伝熱流体口
の側面断面図であり、 第５図はモジュール等温反応器の第二の態様の反応部
の分解側面図であって、熱を触媒床に分配するために使
用される熱伝導性のピンを示しており、 第６図は第５図の反応部のうちの一部分の上面図であ
り、 第７図はモジュール等温反応器の第三の態様の触媒床
室の側面図であって、伝熱流体がそこを通って触媒床内
を流れるアコーデオン形の伝熱流体分配流路を示してい
る。
図面の詳しい説明 図面のうちの図１を参照すると、モジュール等温反応
器10が、供給原料貯蔵装置20、水貯蔵装置22、モジュー
ル熱回収装置25、伝熱流体リザーバー28、加熱器30及び
供給原料バーナー31とともに模式的に図示されている。
これらの装置は、図示の如く導管により相互に接続され
ていて、それらのうちで導管ライン99は代表例である。
導管ラインが交差して見えるところ（例えばＡ点）で
は、これらの導管の間での連絡はなく、従って流れの混
合はない。１本の導管ラインが別の導管ラインの途中の
点で終えているところ（例えばＢ点）では、これら二つ
の導管は連絡しており、流れの混合がある。
モジュール等温反応器10はプレート−アンド−フレー
ムの設計を基にしており、エンドプレート18の間に挿入
された熱交換区画11と反応区画12を含んでなる。熱交換
区画11は、複数の伝熱流体流動路17、少なくとも一つの
供給原料蒸発器流路13、少なくとも一つの水蒸発器流路
14、及び少なくとも一つのトリム蒸発過熱器15を含む。
反応区画12は、複数の伝熱流体粒路17及び少なくとも一
つの反応室16を含む。
第１図に例示された態様においては、熱交換区画11は
四つの伝熱流体流動路17、一つの供給原料蒸発器流路1
3、一つの水蒸発器流路14、そして一つのトリム蒸発過
熱器15を含んでいる。反応区画12は、一つの伝熱流体流
動路17と一つの反応室16を含んでいる。とは言うもの
の、既に述べたように、伝熱流体流動路、供給原料蒸発
器流路、水蒸発器粒路、トリム蒸発過熱器、及び反応室
の実際の数はいろいろでよく、本発明の範囲内になおと
どまることができる。各流路は、下記において一層詳し
く説明するように、隣合うプレートの共働する面によっ
て少なくとも部分的に画定される。
改質反応の場合には、この系は、供給原料貯蔵装置20
に貯蔵された例えばメタノールのような改質装置供給原
料と、水貯蔵装置22に貯蔵された水を、それぞれポンプ
23と24でモジュール熱回収装置25に送ることから始動す
る。モジュール熱回収装置25は、エンドプレート19の間
に挿入された複数のリフォーメート流路32、少なくとも
一つの供給原料粒旅33、及び少なくとも一つの水流路35
を含む。モジュール熱回収装置25では、改質装置供給原
料と水が、モジュール等温反応器10の反応室16から出て
くる高温の改質装置生成物（「リフォーメート」）によ
り予熱される。モジュール熱回収装置25の供給原料流路
33から出てくる予熱された供給原料は、モジュール等温
反応器10の供給原料蒸発器流路13に導かれて、そこで伝
熱流体流動路17を通り抜ける伝熱流体により加熱されて
蒸発する。モジュール熱回収装置25の水流路35から出て
くる予熱された水は、モジュール等温反応器10の水蒸発
器流路14に導かれて、そこでやはり伝熱流体流動路17を
通り抜ける伝熱流体により加熱されて蒸発する。
加熱又は伝熱流体はリザーバー28からやってくる。伝
熱流体はポンプ27によりリザーバー28から伝熱流体加熱
器30に送られて、そこで供給原料バーナー31で燃焼され
た供給原料により加熱される。送風機29が供給原料バー
ナー31に空気を供給し、バーナー排気が排気導管34を通
って出てゆく。伝熱流体は、リザーバー28から加熱器30
を通ってモジュール等温反応器10に至り、そしてリザー
バー28に循環して戻る。ポンプ27により、伝熱流体の循
環速度は熱負荷の需要の偏向に合わせることができる。
リザーバー27は、反応器の熱負荷需要に従うように温度
制御される加熱のキャパシタンスを提供する。
供給原料と水は、供給原料蒸発器流路13と水蒸発器流
路14で蒸発させられてから、メタノール原料の場合には
水２モルに対して約１モルの比率で混合され、次いで、
モジュール等10のトリム蒸発過熱器15に供給される。こ
こでは、混合に由来するいずれの凝縮物も、約225℃で
あると予想される、ほぼ最適な改質温度まで過熱され
る。プロセスのこの段階のための熱は、伝熱流体流路17
を通って蒸発過熱器15の両方の側を循環する伝熱流体に
より供給される。
次いで、過熱された供給原料／水混合物は、吸熱の改
質反応が適当な触媒を使用して促進されるモジュール等
温反応器10の反応区画12へ供給される。吸と混合された
メタノール供給原料の改質のためには銅−亜鉛酸化物触
媒が好ましい。
反応の吸熱は、伝熱流体流動路17を通って反応室16の
両方の側を循環する伝熱流体により供給される。出てゆ
くリフォーメートはモジュール熱回収装置25に進み、こ
こでリフォーメートを燃料電池に供給するのに適当な温
度に、典型的には100℃未満に、冷却するため、入って
くる供給原料及び水と熱交換を行う。
第２図は、40として一般的に指示される、モジュール
等温反応器の反応区画12の分解側面図である。時には改
質装置アセンブリー40と呼ばれる。反応区画40は、ブラ
インドエンドプレート41、シールプレート48、第一の流
体流動プレート44、ハウジング46、邪魔板45、第二の流
体流動プレート43、及び接続口付きのエンドプレート42
を含んでなる。シールプレート48はブラインドエンドプ
レート41に隣接している。第二の流体流動プレート43
は、流体流路プレートとも呼ばれ、シールプレート48の
隣にあって、そのためこれらの隣合う面が伝熱流体がそ
こを通って循環することができる流体流動路49を画定し
ている。邪魔板45は第一の流体流路プレート44と第二の
流体粒路プレート43の間に挿入される。伝熱面47は、第
二の流体流路プレート43に向かう方向に邪魔板45の表面
から実質的に垂直に延びている。
ハウジング46は、改質装置セルハウジングとも呼ば
れ、邪魔板45と第一の流体粒路プレート43の間に挿入さ
れる。ハウジング46の面、邪魔板45の面、及び第二の流
体流路プレート43の面が、改質反応を促進するための触
媒62（第３図に示される）が入りそしてそこを改質装置
供給原料／水混合物が通過する触媒床室を画定する。
第２図に示した態様において、ハウジング46は、組み
込まれた相対するポートブロック59及び69を有する円筒
リング66と、上部フランジ67及び下部フランジ68を含
む。ポートブロック59は二つの穴あけした空間を含み、
第２図にはそのうちの一つだけが71で指示されている。
ポートブロック69も二つの穴あけした空間を含み、第２
図にはそのうちの一つだけが70で指示されている。隔壁
シールプレート65が、ポートブロック59からポートブロ
ック69に達している。シールプレート65は、ポートブロ
ック59及び69から実質的に等距離に位置する複数の孔58
を有する。
第一の流体流動プレート44は、邪魔板45に隣接し、そ
して邪魔板45と接続口付きのエンドプレート42の間に挿
入される。第一の流体流動プレート44と邪魔板45の隣合
う面は、伝熱流体がそこを通って循環する流体流動流路
50を画定する。
改質装置アセンブリー40内の種々の位置に、プレート
間のシーケンスを程すためガスケットが挿入される。第
２図に示すように、ブラインドエンドプレート41とシー
ルプレート48の間にはガスケット51が挿入される。シー
ルプレート48と第二の流体流路プレート43の間にはガス
ケット52が挿入される。第二の流体流路プレート43とハ
ウジング46の間にはガスケット53が挿入される。ハウジ
ング46と邪魔板45の間にはガスケット54が挿入される。
邪魔板45と第一の流体流路プレート44の間にはガスケッ
ト55が挿入され、そして第一の流体流路プレート44と接
続口付きのエンドプレート42の間にはガスケット56が挿
入される。
ブラインドエンドプレート41は、シールプレート48を
収容するための凹部61を有する。同様に、接続口付きの
エンドプレート42は、第一の流体流路プレート44を収容
するための凹部60を有する。タイロッド21は、第２図に
はそのうちの一つだけが示されているが、ブラインドエ
ンドプレート41のポート63と接続口付きのエンドプレー
ト42のポート73を通して挿入されると、改質装置構成要
素を押さえつけて集成された改質装置アセンブリーにす
る。
エンドプレート41と42は、より薄い壁の材料の使用を
可能にするよう好ましくはフランジ付きにし皿形にされ
るが、それらは第２図に示したように平らであることも
できる。
エンドプレート41、42とハウジング46のための好まし
い材料はステンレス鋼である。グラファイト、又は窒化
ケイ素等のセラミックスのような他の材料を使用しても
よい。シールプレート48、流体流動プレート43、44、及
び邪魔板45は、好ましくは銅で作製されるが、アルミニ
ウムも使用することができよう。伝熱面47は、次に掲げ
る表から選ばれた材料から構成することができるが、銅
がより好ましい。
ガスケット51、52、53、54、55及び56のための材料
は、必要とされる特定の性質に従って、シリコーンゴ
ム、アスベスト、グラファイト、炭素繊維、又は充填
（filled）のこ歯状／波形金属から選ぶことができる。
タイロッド21は好ましくはステンレス鋼である。
第３図は、モジュール等温反応器の反応区画40の上面
図であって、ブラインドエンドプレート41、シールプレ
ート48、第二の流体粒路プレート43、及び邪魔板45を、
部分的に見せている。第３図に示すように、電熱面47は
触媒床室内に入り組んだ通路72を形成している。触媒床
室には触媒ペレット62が詰められ、第３図にはそのうち
の代表的な試料だけが示されている。
既に述べたように、伝熱面47は邪魔板45の表面から触
媒床の中へと延びる。伝熱面47は、邪魔板45の表面積の
ほかに、邪魔板45の片側を循環している伝熱流体から触
媒床へ熱が移動するための表面積を提供する。伝熱面4
7、邪魔板45、第二の流体流路プレート43、およびハウ
ジング46が、半円形の形状を有する入り組んだ通路72を
画定する。断面積が最小限の比較的長くて狭い反応物の
通路を提供することによって、この半円形の構成は所定
の空間速度に対して反応物の線速度を増大させる。結果
として、反応物の進路の壁に沿って境界層の厚さが低下
して、それにより熱移動を増進させ、結局は反応物の生
成物への転化を増進させる。
線速度は、反応器を通る流体を所定の「プラグ」の速
度を指すものであり、ft/hrで表すことができる。空間
速度（Ｓ）は、所定の時間当たりの所定の容積内での反
応物「プラグ」の変化の数を表すもので、次のように計
算することができる。
Ｓ＝（反応物の流量,ft3/hr）／（反応器容積,ft3） 空間速度の単位は時間の逆数、例えばhr-1である。
本発明の反応器はプログフロー型の反応器である。理
想的には、プラグフロー反応器では半径方向で流体の完
全な混合がなされ、流動方向では拡散がない（すなわち
逆混合（back mixing）がない）。本発明の反応器はま
た、一定温度の、あるいは等温の条件下で運転するよう
に設計される。
第３図はまた、反応器の構成要素を押さえつけて集成
されたアセンブリーにするために使用される12のタイロ
ッド21のうちの三つを示している。ブラインドエンドプ
レート41のタイロッドポード63と接続口付きのエンドプ
レート42のタイロッドがポート73が、タイロッド21を受
け入れる。
操作中は、供給原料／水混合物が入口36に入り、そし
て触媒反応が起こる入り組んだ通路72を流れる。反応生
成物（リフォーメート）は出口37から出てゆく。反応の
ための熱は、触媒床室の両方の側の流路を循環している
伝熱流体により供給される。第３図は、49として指示さ
れている、そのような流路の一つを示している。伝熱流
体は入口38を通って入り、流体流動通路49を流れ、そし
て出口39を通って出てゆく。
この配置では、入口36、38と出口37、39は邪魔板45の
周辺の近く、タイロッド21の近くに位置している。入口
と出口をプレートの中央近くでなくタイロッドの近くに
配置することは、入口及び出口の周囲のより良好なシー
ルを保証し、望まれない漏れを防ぐ。
第４図は、第二の流体流動路プレート43の上面図であ
って、それに形成された流体流動路49を示している。こ
の特定の態様において、流体流動路49は、第二の流体流
動路プレート43に一般に対象のパターンで配列された一
連の真っ直ぐな平行セグメントを含む。操作中は、伝熱
流体は入口38から流体流動路49に入り、そして流体出口
39から出てゆく。第4A図は、流体流動路49と出口39とが
どのように相互につながれるかを示している。
モジュール等温反応器40は、従来技術の構造を上回る
多数の利点を提供する。第一に、反応物流動路の入り組
んだあるいは曲がりくねった形状と組み合わされたプレ
ート−アンド−フレーム設計は、反応器容積に対する伝
熱表面積を比率を大きくすることにより、そして所定の
空間速度について反応器を通る反応物の線速度を増大さ
せることにより、伝熱流体から反応物への熱の移動を増
加させる。触媒床の容積に対する伝熱面積の比率の大き
いことは、熱移動が起こるためのより大きな表面積を提
供する。反応物流動路を通る反応物の線速度が大きいこ
とは、境界層の厚さを低下させ、このことは反応物流動
路の壁から反応物への熱の移動を増進させる。また、拡
張した伝熱面を使用することは、反応物のガスの乱れを
増大させて、その結果供給原料のリフォーメート燃料へ
の転化がより多くなる。
第二に、プレート−アンド−フレーム設計は、通常の
多管式の設計よりももっとコンパクトな全体装置を提供
する。例えば、熱交換区画は、通常の多管式熱交換器の
約五分の一容積及び重量のみを必要とする。
第三に、プレート−アンド−フレームの設計はモジュ
ール性を高くすることになる。特に、改質装置の容量が
より多く必要な場合には、積み重ねた集成装置に追加の
プレートとフレームのユニットをつなげることができ
る。
最後に、反応器に熱を供給するために燃焼ガスに代え
てポンプで送ることのできる伝熱流体を使用すること
は、温度の制御を向上させる。伝熱流体の熱容量が大き
いため、所定の時間により多くの熱を反応器に供給する
ことができる。伝熱流体において固有のものである熱移
動の速度が大きいことと熱量（thermal mass）が可変で
あることから、始動時間がより速くなる。同じように、
伝熱流体の利用は、伝熱流体の高い熱容量のために、有
利な負荷追随特性を提供する。外部の加熱器で加熱され
る、ポンプ送り可能な伝熱流体を用いることは、リザー
バーの熱容量（thermal capacitance）を、燃料電池負
荷の変化により必要とされる熱供給の変化を可能にする
意義あるものにする。
モジュール等温反応器の第二の態様を第５図及び第６
図に示す。第５図を参照すれば、反応器アセンブリー80
は、ブラインドエンドプレート87、絶縁プレート74、第
一の流体流動プレート76、ハウジング88、第二の流体流
動プレート83、接続口付きの絶縁プレート85、及び接続
口付きのエンドプレート86を含んでなる。絶縁プレート
74はプラインドエンドプレート87に隣接している。第一
の流体流動プレート76は絶縁プレート74と、これらの第
一の流体流動プレート76と絶縁プレート74の隣合う面が
伝熱流体がそこを通って循環することのできる通路89を
形成するように、隣合っている。第二の流体流動プレー
ト83は接続口付きの絶縁プレート85と、これらの第二の
流体流動プレート83と接続口付きの絶縁プレート85の隣
合う面が伝熱流体がそこを通って循環することのできる
通路90を形成するよに、隣合っている。
ハウジング88は、第一の流体流動プレート76と第二の
流体流動プレート83の間に挿入される。触媒収容容器79
がハウジング88の内部にある。第一の流体流動プレート
76からは、熱伝導性のピン78が触媒床の中へ延びてい
る。第二の流体流動プレート83からは、熱伝導性のピン
81が触媒床の中へ延びている。熱伝導性のピン78と81
は、触媒床の全体にわたる熱の一様な分布を容易にする
ため食違いにされる。
この態様では、伝熱流体からの熱は流体流動プレート
に流れ、そして次に熱伝導性のピンに流れる。次いで、
これらのピンから供給原料／水混合物に熱が伝えられ
て、改質反応のための反応の吸熱を供給する。
必要とされるシールを提供するために、反応器アセン
ブリー80の全体にわたっていろいろなところにガスケッ
ト75、77、82及び84が挿入される。具体的に言えば、ガ
スケット75は絶縁プレート74と第一の流体流動プレート
76の間に挿入される。ガスケット77は、第一の流体流動
プレート77は、第一の流体流動プレート76と円筒形のハ
ウジング88の間に挿入される。ガスケット82は、円筒形
ハウジング88と第二の流体流動プレート83の間に挿入さ
れる。ガスケット84は、第二の流体流動プレート83と接
続口付き絶縁プレート85の間に挿入される。
操作中は、触媒収容容器79内に詰められた触媒を供給
原料／水混合物が通過する。通路89と90を通って循環す
る伝熱流体によって熱が供給される。熱伝導性のピン78
と81が、流体流動プレート76及び83から触媒床へ熱を伝
える。
第６図は、第５図の反応器アセンブリー80の一部分の
上面図を示している。第６図には、第一の流体流動プレ
ート76が、触媒収容容器79とハウジング88を見せるため
破断図で示されている。触媒収容容器79の底部の孔108
は、第二の流体流動プレート83から触媒床の中に達する
熱伝導性のピン81（第５図に示される）を受け入れる。
第６図の示したように、触媒収容容器79の二つの側面
にある孔98は、供給原料／スチーム分配流路92に通じて
いて、供給原料とスチームの混合物を反応が起こる触媒
収容容器79に入らせる。触媒収容容器79の残りの二つの
側面にある孔91は、生成物収集流路93に通じていて、触
媒収容容器79から生成物を出させる。
操作中は、供給原料／スチーム混合物は供給ヘッダー
96を通って分配流路92へ流れる。分配流路92から、供給
原料／スチーム混合物は孔98を通って、反応が起こる触
媒収容容器79へ進む。次に、反応生成物が孔91を通って
生成物収集流路93へ流れ、それから生成物出口ヘッダー
97を経て反応器の外へ流れる。伝熱流体は、伝熱流体ヘ
ッダー94と95でもって、触媒収容容器79の両方の側を循
環しそして集合する。
モジュール等温反応器の第三の態様の触媒床を第７図
に示す。この態様では、プレート100と101が、キャビテ
ィを形成するようにして折曲げられている。プレート10
0と101は、分配／収集ヘッダー102及び103の孔の列の両
方の側で終えている。ヘッダー102と103の孔は、伝熱流
体がプレートキャビティ107に流れ込みそして外へ流れ
出るのを可能にする。触媒収容容器106はハウジング
（第７図には示されていない）の内部に位置する。
操作中は、折曲げられたプレート100と101の間に形成
されたキャビティ内の触媒床を通って伝熱流体が流れ
る。反応物のガスは折曲げられたプレート100と101の両
方の側を流れる。一つの構成においては、反応物ガス
は、折曲げられたプレート100と101により形成されたＡ
字形の室104により画定される平行な進路を通り触媒床
を横切って実質的に一つの方向に流れる。第二の構成に
おいては、隣合うＡ字形の室内の反応物ガスが実質的に
反対方向に流れ、これらのＡ字形の室は単一の連続路を
形成している。
もちろんながら、前述の教示に鑑みて、当業者は本発
明のたくさんの改変や他の態様を認めるであろう。従っ
て、本発明は記載されているそのままの構成と作用に限
定されるものではなく、いずれの適当な改変も請求の範
囲に記載された範囲内に含められるものである。それゆ
えに、このような請求の範囲は、先行技術を越えてなさ
れる進歩について、範囲において完全に同じである同等
のものの有効範囲と一致するものである。
フロントページの続き (72)発明者 パウ，エリック ジー. カナダ国，ブリティッシュ コロンビア ブイ６エル ２ティー３，バンクーバ ー，トラッチ ストリート 3283 (72)発明者 ラインズ，ドナルド エー. カナダ国，ブリティッシュ コロンビア ブイ５エル ４ジェイ７，バンクーバ ー，セムリン ドライブ 951

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】a.シールプレート、 b.このシールプレートに関して間隔をあけて向かい合う
    関係でもって位置する邪魔板、 c.この邪魔板の片側にあって上記のシールプレートに向
    かって延びる複数の伝熱部材、 d.上記のシールプレートと上記の邪魔板の間に挿入され
    ていて、上記の伝熱部材の周囲を実質的に囲む内表面を
    有するハウジングであって、これにより上記のシールプ
    レート、邪魔板、伝熱部材、及び当該ハウジング内表面
    が一緒になって、固体触媒が入り、且つ供給原料と燃料
    がそこを流れるようにするための流路を画定しているハ
    ウジング、 e.上記の邪魔板の他方の側に隣接した流体流動プレー
    ト、 を含んでなり、この流体流動プレートと上記の邪魔板と
    がそれらの間に伝熱流体を通過させるための流体流動路
    を画定していて、この流体流動路が上記の粒路から独立
    している、供給原料を発電装置で使用することができる
    燃料に接触転化するためのモジュール等温反応器。
  2. 【請求項２】前記流路が曲がりくねった形状を有する、
    請求の範囲第１項記載の反応器。
  3. 【請求項３】前記流路が供給原料入口と燃料出口を有
    し、これらの出入口が前記ハウジングの内表面の近くに
    あり、前記伝熱部材が前記邪魔板上にある中心を同じく
    する複数の弓形の壁の形をしている、請求の範囲第１項
    又は第２項記載の反応器。
  4. 【請求項４】前記シールプレートと隣合う第二の流体流
    動プレートを更に含み、この第二の流体流動プレートと
    当該シールプレートとがそれらの間に伝熱流体を通過さ
    せるための第二の流体流動路を画定している、請求の範
    囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の反応
    器。
  5. 【請求項５】一対のエンドプレートと、これらのエンド
    プレート、流体流動プレート、邪魔板、シールプレート
    及びハウジングを統合して単一のアセンブリーにするた
    めの手段とを更に含む、請求の範囲第４項記載の反応
    器。
  6. 【請求項６】前記エンドプレートと前記ハウジングがス
    テンレス鋼で作製され、そして前記シールプレート、前
    記第一及び第二の流体流動プレート、前記邪魔板、並び
    に前記伝熱面が銅又はアルミニウムで作製される、請求
    の範囲第５項記載の反応器。
  7. 【請求項７】前記流体流動路が、当該流動路を通過する
    流体が一方向にそして次に実質的に反対の方向に交互に
    流れるような複数の実質的に平行なセグメントを含む、
    請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載
    の反応器。
  8. 【請求項８】前記流路に銅−亜鉛酸化物触媒が入ってい
    る、請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に
    記載の反応器。
  9. 【請求項９】前記伝熱流体と前記流路に入る前の前記供
    給原料との間で熱を移動させるための熱交換区画を更に
    含み、この熱交換区画は、 a.シールプレート、 b.このシールプレートと隣合う第一の流体流動プレート
    であって、この第一の流体流動プレートと上記のシール
    プレートとでそれらの間に伝熱流体がそこを流れること
    ができる流体流動路を画定しているもの、 c.この第一の流体流動プレートと隣合う第二の流体流動
    プレートであって、これらの第一及び第二の流体流動プ
    レートで供給原料がそこを流れることができる流体流動
    路を画定しているもの、 を含んでなり、それによって当該伝熱流体と当該供給原
    料との間で熱が移動する、請求の範囲第１項から第８項
    までのいずれか１項に記載の反応器。
  10. 【請求項１０】a.シールプレート、 b.このシールプレートに関して間隔をあけて向かい合う
    関係で位置し、その片側から上記のシールプレートの方
    向に延びる熱伝導性のピンを有している邪魔板、 c.固体触媒を入れそして供給原料と燃料がそこを流れる
    ようにするための、上記のシールプレートと上記の邪魔
    板との間に挿入された触媒収容容器、 d.この触媒収容容器の周りを実質的に囲む内表面を有す
    るハウジング、 e.上記の邪魔板の他方の側に隣接した流体流動プレー
    ト、 を含んでなり、この流体流動プレートと上記の邪魔板と
    がそれらの間に伝熱流体を通過させるための流体流動路
    を画定している、供給原料を発電装置で使用することが
    できる燃料に転化するためのモジュール等温反応器。
  11. 【請求項１１】前記シールプレートと隣合う第二の流体
    流動プレートを更に含み、この第二の流体流動プレート
    と当該シールプレートとがそれらの間に伝熱流体を通過
    させるための第二の流体流動路を画定している、請求の
    範囲第10項記載の反応器。
  12. 【請求項１２】一対のエンドプレートと、これらのエン
    ドプレート、流体流動プレート、邪魔板、シールプレー
    ト及びハウジングを統合して単一のアセンブリーにする
    ための手段とを更に含む、請求の範囲第11項記載の反応
    器。
  13. 【請求項１３】前記エンドプレートと前記ハウジングが
    ステンレス鋼で作製され、そして前記シールプレート、
    前記第一及び第二の流体流動プレート、前記邪魔板、並
    びに前記伝熱面が銅又はアルミニウムで作製される、請
    求の範囲第12項記載の反応器。
  14. 【請求項１４】前記流路に銅−亜鉛酸化物触媒が入って
    いる、請求の範囲第10項から第13項までのいずれか１項
    に記載の反応器。
  15. 【請求項１５】前記伝熱流体と前記触媒収容容器に入る
    前の前記供給原料との間で熱を移動させるための熱交換
    区画を更に含み、この熱交換区画は、 a.シールプレート、 b.このシールプレートと隣合う第一の流体流動プレート
    であって、この第一の流体流動プレートと上記のシール
    プレートとでそれらの間に伝熱流体がそこを流れること
    ができる流体流動路を画定しているもの、 c.この第一の流体流動プレートと隣合う第二の流体流動
    プレートであって、これらの第一及び第二の流体流動プ
    レートで供給原料がそこを流れることができる流体流動
    路を画定しているもの、 を含んでなり、それによって当該伝熱流体と当該供給原
    料との間で熱が移動する、請求の範囲第10項から第14項
    までのいずれか１項に記載の反応器。
  16. 【請求項１６】a.第一のシールプレート、 b.この第一のシールプレートに関して間隔をあけて向か
    い合う関係の第二のシールプレート、 c.上記の第一のシールプレートと第二のシールプレート
    との間に挿入されていて、固体触媒を入れ且つそこを供
    給原料と燃料とが流れるようにしている触媒収容容器、 d.この触媒収容容器の周りを実質的に囲む内表面を有す
    るハウジング、 e.上記の触媒収容容器内に延びている、間隔をあけて折
    曲げられた少なくとも一対のプレートであって、伝熱流
    体が当該対のプレートの間を流れることができる通路を
    画定している少なくとも一対のプレート、 を含んでなる、供給原料を発電装置で使用することがで
    きる燃料に転化するためのモジュール等温反応器。
  17. 【請求項１７】前記間隔をあけて折曲げられたプレート
    が実質的にアコーデオン状に折曲げられていて、それに
    よりこれらの間隔をあけて折曲げられたプレートが前記
    触媒収容容器内に供給原料がそこを流れることができる
    実質的にＡ字形の流路を形成している、請求の範囲第16
    項記載の反応器。
  18. 【請求項１８】前記第一のシールプレートと隣合う流体
    流動プレートを更に含み、この流体流動プレートと当該
    第一のシールプレートとがそれらの間に伝熱流体を通過
    させるための流動路を画定している、請求の範囲第16項
    又は第17項記載の反応器。
  19. 【請求項１９】一対のエンドプレートと、これらのエン
    ドプレート、シールプレート及びハウジングを統合して
    単一のアセンブリーにするための手段とを更に含む、請
    求の範囲第16項から第18項までのいずれか１項に記載の
    反応器。
  20. 【請求項２０】前記エンドプレートと前記ハウジングが
    ステンレス鋼で作製され、そして前記シールプレートと
    前記折曲げられたプレートが銅又はアルミニウムで作製
    される、請求の範囲第19項記載の反応器。
  21. 【請求項２１】前記流路に銅−亜鉛酸化物触媒が入って
    いる、請求の範囲第16項から第20項までのいずれか１項
    に記載の反応器。
  22. 【請求項２２】前記伝熱流体と前記触媒収容容器に入る
    前の前記供給原料との間で圧を移動させるための熱交換
    区画を更に含み、この熱交換区画は、 a.シールプレート、 b.このシールプレートと隣合う第一の流体流動プレート
    であって、この第一の流体流動プレートと上記のシール
    プレートとでそれらの間に伝熱流体がそこを流れること
    ができる流体流動路を画定しているもの、 c.この第一の流体流動プレートと隣合う第二の流体流動
    プレートであって、これらの第一及び第二の流体流動プ
    レートで供給原料がそこを流れることができる流体流動
    路を画定しているもの、 を含んでなり、それによって当該伝熱流体と当該供給原
    料との間で熱が移動する、請求の範囲第16項から第21項
    までのいずれか１項に記載の反応器。
JP4508417A 1991-05-10 1992-05-11 モジュール等温反応器 Expired - Fee Related JP2644922B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US698,666 1991-05-10
US07/698,666 US5209906A (en) 1991-05-10 1991-05-10 Modular isothermal reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06507145A JPH06507145A (ja) 1994-08-11
JP2644922B2 true JP2644922B2 (ja) 1997-08-25

Family

ID=24806196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4508417A Expired - Fee Related JP2644922B2 (ja) 1991-05-10 1992-05-11 モジュール等温反応器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5209906A (ja)
EP (1) EP0584107B1 (ja)
JP (1) JP2644922B2 (ja)
AU (1) AU648893B2 (ja)
CA (1) CA2109216C (ja)
DE (1) DE69203720T2 (ja)
WO (1) WO1992020617A1 (ja)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3512186B2 (ja) * 1993-03-19 2004-03-29 イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 化学処理及び製造のための一体構造及び方法、並びにその使用方法及び製造方法
US5534328A (en) * 1993-12-02 1996-07-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Integrated chemical processing apparatus and processes for the preparation thereof
US5421405A (en) * 1993-12-07 1995-06-06 Avecor Cardiovascular, Inc. Heat exchanger
US6129973A (en) 1994-07-29 2000-10-10 Battelle Memorial Institute Microchannel laminated mass exchanger and method of making
US5811062A (en) * 1994-07-29 1998-09-22 Battelle Memorial Institute Microcomponent chemical process sheet architecture
US5540899A (en) * 1994-12-22 1996-07-30 Uop BI-directional control of temperatures in reactant channels
US5658537A (en) 1995-07-18 1997-08-19 Basf Corporation Plate-type chemical reactor
JP3129670B2 (ja) * 1997-02-28 2001-01-31 三菱電機株式会社 燃料改質装置
US5993750A (en) * 1997-04-11 1999-11-30 Eastman Kodak Company Integrated ceramic micro-chemical plant
US6036927A (en) * 1997-07-22 2000-03-14 Eastman Kodak Company Micro-ceramic chemical plant having catalytic reaction chamber
DE19754012C2 (de) * 1997-12-05 1999-11-11 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Anlage zur Wasserdampfreformierung eines Kohlenwasserstoffs
US6494614B1 (en) 1998-07-27 2002-12-17 Battelle Memorial Institute Laminated microchannel devices, mixing units and method of making same
US6749814B1 (en) * 1999-03-03 2004-06-15 Symyx Technologies, Inc. Chemical processing microsystems comprising parallel flow microreactors and methods for using same
DE19944185A1 (de) * 1999-09-15 2001-03-29 Xcellsis Gmbh Vorrichtung zur Durchführung einer heterogen katalysierten Reaktion und Verfahren zu deren Herstellung
DE19944186A1 (de) * 1999-09-15 2001-03-29 Xcellsis Gmbh Vorrichtung zum Erwärmen und/oder Umsetzen wenigstens eines Mediums
US7056477B1 (en) 2000-02-03 2006-06-06 Cellular Process Chemistry, Inc. Modular chemical production system incorporating a microreactor
US7241423B2 (en) * 2000-02-03 2007-07-10 Cellular Process Chemistry, Inc. Enhancing fluid flow in a stacked plate microreactor
US6537506B1 (en) 2000-02-03 2003-03-25 Cellular Process Chemistry, Inc. Miniaturized reaction apparatus
US7435392B2 (en) * 2000-02-03 2008-10-14 Acclavis, Llc Scalable continuous production system
US7125540B1 (en) 2000-06-06 2006-10-24 Battelle Memorial Institute Microsystem process networks
US7413714B1 (en) 2000-07-16 2008-08-19 Ymc Co. Ltd. Sequential reaction system
DE10036602A1 (de) * 2000-07-27 2002-02-14 Cpc Cellular Process Chemistry Mikroreaktor für Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten
WO2002046676A1 (en) * 2000-12-05 2002-06-13 Texaco Development Corporation Apparatus and method for heating catalyst for start-up of a compact fuel processor
US6663997B2 (en) 2000-12-22 2003-12-16 Ballard Power Systems Inc. Oxidant flow field for solid polymer electrolyte fuel cell
DE10106996C2 (de) * 2001-02-15 2003-04-24 Merck Patent Gmbh Einrichtung zur Verbindung von Mikrokomponenten
US7270688B2 (en) * 2001-04-26 2007-09-18 Texaco Inc. Compact fuel processor for producing a hydrogen rich gas
US6805846B2 (en) * 2001-06-18 2004-10-19 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Compact reactor capable of being charged with catalytic material for use in a hydrogen generation/fuel cell system
US6939632B2 (en) * 2001-08-06 2005-09-06 Massachusetts Institute Of Technology Thermally efficient micromachined device
DE10160834B4 (de) * 2001-12-11 2007-03-15 P21 - Power For The 21St Century Gmbh Vorrichtung zum Verdampfen und Überhitzen wenigstens eines Mediums sowie Brennstoffzellensystem
US8177868B2 (en) * 2002-01-04 2012-05-15 Meggitt (Uk) Limited Reforming apparatus and method
US7967878B2 (en) 2002-01-04 2011-06-28 Meggitt (Uk) Limited Reformer apparatus and method
US7101515B2 (en) * 2003-04-14 2006-09-05 Cellular Process Chemistry, Inc. System and method for determining optimal reaction parameters using continuously running process
US8821832B2 (en) 2003-06-27 2014-09-02 UltraCell, L.L.C. Fuel processor for use with portable fuel cells
US20060156627A1 (en) * 2003-06-27 2006-07-20 Ultracell Corporation Fuel processor for use with portable fuel cells
US7276096B2 (en) * 2003-06-27 2007-10-02 Ultracell Corporation Fuel processor dewar and methods
JP4742233B2 (ja) * 2005-05-13 2011-08-10 株式会社東芝 セラミックス製熱交換器
WO2010104845A2 (en) * 2009-03-09 2010-09-16 Fuelcell Energy, Inc. Internally reforming fuel cell assembly with staged fuel flow and selective catalyst loading for improved temperature uniformity and efficiency
KR20180004251A (ko) * 2015-06-08 2018-01-10 가부시키가이샤 아이에이치아이 리액터
CN106435633B (zh) * 2015-08-11 2018-11-16 林信涌 气体产生器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1691903A (en) * 1923-04-17 1928-11-13 Charles W Mortimer Process for performing chemical reactions
US2127561A (en) * 1936-04-29 1938-08-23 Du Pont Heat exchange catalytic converter
US4071935A (en) * 1975-08-07 1978-02-07 Stainless Equipment Company Method of making heat exchanger
US4504447A (en) * 1981-11-13 1985-03-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Slab reformer
US4430304A (en) * 1981-11-13 1984-02-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Slab reformer
DE3320632A1 (de) * 1983-06-08 1984-12-13 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Waermeaustauscher
SE453365B (sv) * 1984-08-23 1988-02-01 Studsvik Energiteknik Ab Reaktorbeddanordning for anvendning i en reaktor for genomforande av reversibla sorptions-desorptionsreaktioner mellan en fluid och ett fast, partikelformigt beddmaterial, speciellt en metallhydridreaktor
US4659634A (en) * 1984-12-18 1987-04-21 Struthers Ralph C Methanol hydrogen fuel cell system
US4946667A (en) * 1985-06-10 1990-08-07 Engelhard Corporation Method of steam reforming methanol to hydrogen
AU6120486A (en) * 1985-06-27 1987-01-30 Stone & Webster Engineering Corporation Production of synthesis gas using convective reforming
GB8521953D0 (en) * 1985-09-04 1985-10-09 Johnson Matthey Plc Catalytic hydrogen generator
DE3537152A1 (de) * 1985-10-18 1987-04-23 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum erzeugen eines kohlenoxide und wasserstoff enthaltenden produktgases aus methanol
US4877693A (en) * 1985-12-23 1989-10-31 Energy Research Corporation Fuel cell apparatus for internal reforming
US4812373A (en) * 1986-04-16 1989-03-14 Westinghouse Electric Corp. Fuel feed arrangement for a fuel cell generator
US4729931A (en) * 1986-11-03 1988-03-08 Westinghouse Electric Corp. Reforming of fuel inside fuel cell generator
FR2608144B1 (fr) * 1986-12-16 1989-03-24 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'hydrogene par reformage catalytique du methanol a la vapeur d'eau
US4737161A (en) * 1987-01-27 1988-04-12 International Fuel Cells Corporation Compact hydrogen generator
JPH07115841B2 (ja) * 1987-06-29 1995-12-13 日本酸素株式会社 メタノ−ルの水蒸気改質法
US4823711A (en) * 1987-08-21 1989-04-25 In-Process Technology, Inc. Thermal decomposition processor and system
US4781241A (en) * 1987-08-27 1988-11-01 International Fuel Cells Corporation Heat exchanger for fuel cell power plant reformer
JPH07109773B2 (ja) * 1989-02-28 1995-11-22 石川島播磨重工業株式会社 燃料電池を用いた発電装置
JPH085644B2 (ja) * 1989-11-27 1996-01-24 石川島播磨重工業株式会社 プレート型改質器

Also Published As

Publication number Publication date
CA2109216C (en) 1997-12-30
AU1667992A (en) 1992-12-30
DE69203720T2 (de) 1996-02-29
AU648893B2 (en) 1994-05-05
US5209906A (en) 1993-05-11
EP0584107A1 (en) 1994-03-02
DE69203720D1 (de) 1995-08-31
CA2109216A1 (en) 1992-11-11
JPH06507145A (ja) 1994-08-11
EP0584107B1 (en) 1995-07-26
WO1992020617A1 (en) 1992-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2644922B2 (ja) モジュール等温反応器
US10775107B2 (en) Nested-flow heat exchangers and chemical reactors
US5753194A (en) Two-stage reforming of methanol
CA2578622C (en) Catalytic reactor
US5516344A (en) Fuel cell power plant fuel processing apparatus
US7037472B2 (en) Single-pipe cylinder-type reformer
US6096286A (en) System for steam reformation of a hydrocarbon and operating method therefor
US6447736B1 (en) System for the water vapor reforming of a hydrocarbon
CA2612961C (en) Compact reforming reactor
US20030044331A1 (en) Annular heat exchanging reactor system
EP1193219B1 (en) Apparatus and method for hydrocarbon reforming process
CA2262185A1 (en) Thermally integrated staged methanol reformer and method
JP4842805B2 (ja) マルチチャネルモノリシック構造のチャネルに出入りするよう２つの流体を分配する方法及び装置、並びにそれらの使用
KR20210116145A (ko) 수소 생성 시스템
US7367996B2 (en) Heat transfer optimization in multi shelled reformers
WO2002074429A1 (en) Modular fuel processing system for plate reforming type units
KR20210116144A (ko) 수소 생성 시스템
JP3939347B2 (ja) 燃料電池式発電プラント用炉
KR20210116146A (ko) 수소 생성 시스템
JPH061601A (ja) 化学反応装置
JPH08287937A (ja) 固体電解質燃料電池モジュール
US5192512A (en) Apparatus for performing chemical reactions under pressure in a multi-stage reaction zone with external intermediary thermal conditioning
JP2002293509A (ja) Ｃｏ除去器
WO2001000314A1 (en) Compact fuel gas reformer assemblage with burner wall temperature control
CN118630270A (zh) 燃料重整器

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees