JP2646101B2 - Fuel reformer - Google Patents
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- JP2646101B2 JP2646101B2 JP63004533A JP453388A JP2646101B2 JP 2646101 B2 JP2646101 B2 JP 2646101B2 JP 63004533 A JP63004533 A JP 63004533A JP 453388 A JP453388 A JP 453388A JP 2646101 B2 JP2646101 B2 JP 2646101B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコール類や炭化水素系燃料を水蒸気改
質して水素を生成する燃料改質装置に係わり、特に、燃
料電池システム及び水素製造装置に好適な燃料改質装置
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel reformer for producing hydrogen by steam reforming an alcohol or a hydrocarbon fuel, and more particularly to a fuel cell system and hydrogen production. The present invention relates to a fuel reformer suitable for a device.
従来の燃料改質装置は、特開60−264302号に示される
如く、反応部には円筒状の反応管を使用し、改質触媒
は、反応管内部に充填されていた。さらに、改質触媒を
効率良く加熱するために、反応管内部にはスペーサが設
けられ、環状触媒層とすることで伝熱特性の改善を図っ
ていた。また、反応管を加熱するための伝熱部では、熱
源となる燃焼ガスを発生するバーナ燃焼室と燃焼ガスか
らの熱伝達を促進するため、燃焼ガス流路に伝熱粒子が
充填された伝熱層とすることや、燃焼ガスの温度低下に
合わせて流路を狭くすることにより伝熱効率の向上を図
っていた。As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-264302, a conventional fuel reformer uses a cylindrical reaction tube in a reaction section, and a reforming catalyst is filled inside the reaction tube. Further, in order to efficiently heat the reforming catalyst, a spacer is provided inside the reaction tube, and a heat transfer characteristic is improved by forming an annular catalyst layer. In the heat transfer section for heating the reaction tube, a burner combustion chamber that generates a combustion gas serving as a heat source and a heat transfer section filled with heat transfer particles in the combustion gas flow path to promote heat transfer from the combustion gas. The heat transfer efficiency has been improved by forming a heat layer and narrowing the flow path in accordance with a decrease in the temperature of the combustion gas.
また、特開昭59−217605号に示される如く、中央部に
CO転化触媒層が新しく設けている従来例も存在する。Also, as shown in JP-A-59-217605,
There is also a conventional example in which a CO conversion catalyst layer is newly provided.
上記従来技術による反応管タイプの改質装置では、構
造が比較的簡単であり、改質効率もある程度確保出来る
ため、小型化を指向する燃料電池等に使用されている。
しかし、高効率化を図るうえで、構造が複雑になる等の
問題点がある為、あまり改善がなされておらず、現在以
上の小型・コンパクト化への対応は困難であった。The reaction tube type reforming apparatus according to the prior art has a relatively simple structure and a certain level of reforming efficiency, so that it is used in fuel cells and the like that are aimed at miniaturization.
However, in order to achieve high efficiency, there are problems such as a complicated structure. Therefore, the improvement has not been made so much, and it has been difficult to cope with a smaller and more compact device than the current one.
本発明の目的は、改質反応の高効率化が可能で、さら
に小型・コンパクトな燃料改質装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a small and compact fuel reformer capable of increasing the efficiency of a reforming reaction.
上記目的を達成するために本発明は、改質触媒が充填
されてなる第１のガス流通路と、該通路に原料ガスを供
給する原料ガス供給手段と、前記第１のガス流通路内の
原料ガスに熱量を付与する伝熱手段と、前記第１のガス
流通路内の原料ガスが改質された改質ガスを取り出す取
り出し手段とを備えてなる燃料改質装置において、前記
第１のガス流通路に隣接されて設けられ、内部にCO転化
触媒が充填されてなる第２のガス流通路と、前記第１の
ガス流通路から出たガスを当該第２のガス流通路に導く
ための改質ガス導入部とが設けられていると共に、前記
第２のガス流通路の前記改質ガス導入部側先端部に、伝
熱粒子が充填されてなることを特徴とする燃料改質装置
である。In order to achieve the above object, the present invention provides a first gas flow passage filled with a reforming catalyst, a raw material gas supply means for supplying a raw material gas to the passage, and a first gas flow passage in the first gas flow passage. In a fuel reforming apparatus comprising: a heat transfer unit that imparts heat to a source gas; and a takeout unit that takes out a reformed gas obtained by reforming the source gas in the first gas flow passage. A second gas flow passage which is provided adjacent to the gas flow passage and is filled with a CO conversion catalyst therein, and a gas which flows from the first gas flow passage to the second gas flow passage. And a heat transfer particle is filled in a tip of the second gas flow passage on the reformed gas introducing portion side. It is.
上記本発明によれば、改質触媒が充填された第１のガ
ス流通路と、CO転化触媒が充填された第２のガス流通路
とが隣接されて設けられていると共に、前記第２のガス
流通路の前記改質ガス導入部側先端部に、伝熱粒子が充
填されてなるため、CO転化反応により発生する熱を第１
の通路内に充填された改質触媒層の改質反応熱として利
用することが出来る。According to the present invention, the first gas flow path filled with the reforming catalyst and the second gas flow path filled with the CO conversion catalyst are provided adjacent to each other, and Since the heat transfer particles are filled at the end of the gas flow passage on the side of the reformed gas introduction section, the heat generated by the CO conversion reaction is
Can be used as heat of the reforming reaction of the reforming catalyst layer filled in the passage.
改質反応は次式により示される。 The reforming reaction is represented by the following equation.
CH4＋2H2O→CO2＋4H2（吸熱反応） 但し、800℃に於ける平衡反応では約15％のCOが発生
する。CH 4 + 2H 2 O → CO 2 + 4H 2 (Endothermic reaction) However, about 15% CO is generated in the equilibrium reaction at 800 ° C.
次に、CO転化反応は次式により示される。 Next, the CO conversion reaction is represented by the following equation.
CO＋H2O→CO2＋H2（発熱反応） CO転化触媒層を流れる改質ガスは徐々に反応を進めな
がら発熱及び顕熱を改質触媒層に与えており、かつ、改
質触媒層は、充填層となっているため、より熱伝達が促
進され、伝熱面積の縮減が可能となり高効率で小型・コ
ンパクトな燃料改質装置を提供出来る。CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (exothermic reaction) The reformed gas flowing through the CO conversion catalyst layer gives heat and sensible heat to the reforming catalyst layer while gradually proceeding the reaction. Because of the packed bed, heat transfer is further promoted, the heat transfer area can be reduced, and a highly efficient, compact and compact fuel reformer can be provided.
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の一実施例の構成を示した縦断面図で
ある。第１図において、外管１と内管３とからなる２重
管が複数配置されている。外管１と内管３の間に環状部
には、改質触媒２が充填されて、改質触媒層14が構成さ
れている。前記内管３の内側にはCO転化触媒４が充填さ
れたCO転化触媒層15が設けられている。燃焼ガス流路と
なる前記外管１と胴５の内側には、断熱材６が設けられ
ている。この断熱材６と前記外管１との間には伝熱促進
を図るため耐熱性のアルミナ球を利用した伝熱粒子13が
充填された加熱層16が設けられ、伝熱効率を高めてい
る。熱源として必要な熱量を発生させるため、下部に燃
焼装置12が備えられている。燃焼装置としては、一般的
にはバーナが用いられているが、燃焼触媒を持ちた触媒
燃焼方式としても良い。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a plurality of double pipes including an outer pipe 1 and an inner pipe 3 are arranged. The annular portion between the outer tube 1 and the inner tube 3 is filled with the reforming catalyst 2 to form a reforming catalyst layer 14. A CO conversion catalyst layer 15 filled with the CO conversion catalyst 4 is provided inside the inner pipe 3. A heat insulating material 6 is provided inside the outer tube 1 and the body 5 serving as a combustion gas flow path. A heating layer 16 filled with heat transfer particles 13 using heat-resistant alumina spheres is provided between the heat insulating material 6 and the outer tube 1 to promote heat transfer, thereby increasing heat transfer efficiency. In order to generate a necessary amount of heat as a heat source, a combustion device 12 is provided below. Although a burner is generally used as the combustion device, a catalytic combustion system having a combustion catalyst may be used.
改質用の原料は、原料入口７を通って前記改質触媒層
14に供給される。前記改質触媒層14に供給された原料
は、改質反応を始め徐々に水素富化ガスに改質される。
改質反応は吸熱反応であるため、前記CO転化触媒層15を
流れる改質ガス及び前記加熱層16を流れる燃焼ガスより
吸熱が行なわれる。次に、改質反応の終了した改質ガス
は、前記CO転化触媒層15へ供給され、徐々にCO転化反応
を行い、改質ガス出口８より導き出される。改質ガス
は、改質反応中のガスである反応ガスより常に温度が高
く、また、CO転化反応は発熱反応であり、より多くの熱
を前記改質触媒層14へ供給できる。この時、改質ガスか
ら反応ガスへ移動する熱量をＱとすれば Ｑ＝KAΔＴ ……（１） K:熱通過率 A:伝熱面積 ΔT:温度差 で表わされる。ここでＡを一定と考えれば、CO転化反応
により改質ガス温度が高くなるのでΔT,Kが共に大きく
なり、従ってＱが大きくなる。従来のCO転化触媒の設け
られていない改質装置に対する本発明の燃料改質装置の
Ｑは約1.2倍となり、燃焼量を減らすことが出来、高効
率化を達成出来る。また、Ｑを一定と考えればＡを小さ
くすることが出来る。従来技術の反応管長さに対する本
発明の反応管長さは約0.9倍となり改質装置の小型化が
達成される。従って、小型・コンパクト化に合った改質
装置の選択が可能となる。The raw material for reforming passes through the raw material inlet 7 to the reforming catalyst layer.
Supplied to 14. The raw material supplied to the reforming catalyst layer 14 is gradually reformed into a hydrogen-enriched gas, starting with a reforming reaction.
Since the reforming reaction is an endothermic reaction, heat is absorbed by the reformed gas flowing through the CO conversion catalyst layer 15 and the combustion gas flowing through the heating layer 16. Next, the reformed gas that has been subjected to the reforming reaction is supplied to the CO conversion catalyst layer 15, where the reformed gas is gradually subjected to the CO conversion reaction, and is led out from the reformed gas outlet 8. The temperature of the reformed gas is always higher than that of the reaction gas during the reforming reaction, and the CO conversion reaction is an exothermic reaction, so that more heat can be supplied to the reforming catalyst layer 14. At this time, assuming that the amount of heat transferred from the reformed gas to the reaction gas is Q, Q = KAΔT (1) K: heat transfer rate A: heat transfer area ΔT: temperature difference Here, if A is assumed to be constant, the temperature of the reformed gas increases due to the CO conversion reaction, so that both ΔT and K increase, and therefore Q increases. The Q of the fuel reformer of the present invention with respect to the conventional reformer having no CO conversion catalyst is about 1.2 times, the combustion amount can be reduced, and high efficiency can be achieved. Also, if Q is considered to be constant, A can be reduced. The length of the reaction tube of the present invention is about 0.9 times the length of the conventional reaction tube, so that the reformer can be downsized. Therefore, it is possible to select a reformer suitable for miniaturization and compaction.
一方、燃料は燃料入口９を通って前記燃焼装置12に供
給され、空気入口10を通って供給された空気により燃焼
する。燃焼ガスは前記加熱層16を通り、前記改質触媒層
14に熱を供給して燃焼ガス出口11より導き出される。On the other hand, fuel is supplied to the combustion device 12 through a fuel inlet 9 and burns by air supplied through an air inlet 10. The combustion gas passes through the heating layer 16 and passes through the reforming catalyst layer.
Heat is supplied to the combustion gas outlet 14 to be drawn out from the combustion gas outlet 11.
上記本実施例において、改質触媒としては、例えば、
Ni系のものが用いられる。また、CO転化触媒としては、
Fe−Cr系のものを用いることができる。In the present embodiment, as the reforming catalyst, for example,
Ni-based materials are used. Also, as a CO conversion catalyst,
Fe-Cr-based materials can be used.
上記本実施例においては、二重管構造となっており、
CO転化触媒層の回りに改質触媒層が隣接して配置されて
いるために、熱効率がさらに向上する。なお、二重管の
内管と外管との間の隔壁は、波形、フィン状であっても
良い。In the above embodiment, a double tube structure is provided,
Since the reforming catalyst layer is disposed adjacent to the CO conversion catalyst layer, the thermal efficiency is further improved. The partition wall between the inner tube and the outer tube of the double tube may be corrugated or fin-shaped.
第２図には、第１図に示した本発明の実施例及び従来
のCO転化触媒が設けられていない改質装置の温度分布及
び反応率の分布を表すグラフを示す。比較の為、反応管
先端部の燃焼温度30、原料入口温度28及び反応平衡温度
29を同一とした。FIG. 2 is a graph showing the temperature distribution and the reaction rate distribution of the reformer in which the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the conventional CO conversion catalyst are not provided. For comparison, the combustion temperature at the tip of the reaction tube 30, the raw material inlet temperature 28, and the reaction equilibrium temperature
29 is the same.
改質触媒層14に入った原料は反応率26,27に示す様急
激に反応を始めるため、反応ガス温度22,23は急激に温
度低下を伴う。上記本発明の一実施例装置における反応
ガス温度22が従来装置の反応ガス温度23に較べて高いの
は、本発明装置胃の燃焼ガス温度20及び改質ガス温度24
が従来装置の燃焼ガス温度21及び改質ガス温度25に比較
して高く、熱伝達が良いためである。反応ガス温度22,2
3は徐々に上昇し、反応平衡温度29に達する。この場
合、本発明装置の反応管長さは従来装置の反応管長さに
対して１割短くても良い。改質反応終了後の改質ガスは
反応ガスに熱を供給するため、徐々に温度降下する。本
発明装置の改質ガス温度24は、CO転化反応による発熱の
ため従来装置の改質ガス温度25に較べ温度降下が少な
い。燃焼ガス温度の温度降下が体さいことも、CO転化反
応における発熱を有効利用していることを意味する。Since the raw material that has entered the reforming catalyst layer 14 starts reacting rapidly as indicated by the reaction rates 26 and 27, the reaction gas temperatures 22 and 23 rapidly decrease. The reason why the reaction gas temperature 22 in the apparatus of the embodiment of the present invention is higher than the reaction gas temperature 23 of the conventional apparatus is that the combustion gas temperature 20 and the reformed gas temperature 24
This is because the heat transfer is higher than the combustion gas temperature 21 and the reformed gas temperature 25 of the conventional apparatus, and the heat transfer is good. Reaction gas temperature 22,2
3 gradually rises and reaches the reaction equilibrium temperature 29. In this case, the length of the reaction tube of the apparatus of the present invention may be shorter than that of the conventional apparatus by 10%. After the reforming reaction, the temperature of the reformed gas gradually decreases to supply heat to the reaction gas. The reformed gas temperature 24 of the apparatus of the present invention has a smaller temperature drop than the reformed gas temperature 25 of the conventional apparatus due to the heat generated by the CO conversion reaction. The fact that the temperature drop of the combustion gas is so small means that the heat generated in the CO conversion reaction is effectively used.
本発明装置によれば、全体的に温度レベルが高くな
り、改質反応が促進されることとなる。さらに、前記内
管３内側に前記CO転化触媒４を充填したことにより燃料
改質装置出口改質ガスのCO濃度を下げることが出来、CO
転化装置（以下シフトコンバータと言う）内のCO転化触
媒量の削減が可能となり、シフトコンバータの小型化を
達成出来るうえ、例えば、燃料電池発電システムに利用
された場合、システム全体の小型化も可能となる。According to the apparatus of the present invention, the temperature level is increased as a whole, and the reforming reaction is promoted. Further, by filling the inside of the inner pipe 3 with the CO conversion catalyst 4, the CO concentration of the reformed gas at the outlet of the fuel reformer can be reduced,
It is possible to reduce the amount of CO conversion catalyst in a converter (hereinafter referred to as a shift converter), and to downsize the shift converter. For example, when used in a fuel cell power generation system, the entire system can be downsized. Becomes
第３図にCO転化触媒４の耐熱温度が低い場合の本発明
の他の実施例の縦断面構成図を示す。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the present invention when the heat resistance temperature of the CO conversion catalyst 4 is low.
原料ガス入口７から供給された原料は、改質触媒層14
に導かれ改質反応を行う。改質反応に要する熱量は加熱
層16を流れる燃焼ガス及び内管３内側を流れる改質ガス
によって与えられる。前記内管３内側の先端部には伝熱
粒子13Aが充填されており、前記伝熱粒子13Aの上にはCO
転化触媒４が充填されている。前記充填粒子13Aの充填
層高さはCO転化触媒４の耐熱温度により決まる。すなわ
ち、CO転化触媒の耐熱温度が低い場合は、伝熱粒子の充
填層高さを大きくする。現在のところ、CO転化触媒の耐
熱温度は、ほぼ600℃であり、伝熱粒子13Aが充填された
部分は、温度が高い（約800℃）ため、CO→CO2の反応が
進みにくい。このため、CO転化触媒ではなく伝熱粒子13
Aが充填されている。改質反応の終了した改質ガスは、
前記内管３内側の伝熱粒子層13Aを通りCO転化触媒４で
反応し、改質ガス出口８より導き出される。前記第１の
実施例と比較して、CO転化触媒量は少ないが、反応量は
触媒層出口温度により決められるので、本実施例のCO転
化触媒層15での発熱量も先の実施例と本質的には同じと
なる。The raw material supplied from the raw material gas inlet 7 is supplied to the reforming catalyst layer 14.
And a reforming reaction is conducted. The amount of heat required for the reforming reaction is given by the combustion gas flowing through the heating layer 16 and the reformed gas flowing inside the inner pipe 3. Heat transfer particles 13A are filled at the tip inside the inner tube 3, and CO2 is placed on the heat transfer particles 13A.
The conversion catalyst 4 is charged. The height of the packed bed of the packed particles 13A is determined by the heat-resistant temperature of the CO conversion catalyst 4. That is, when the heat resistance temperature of the CO conversion catalyst is low, the height of the packed bed of the heat transfer particles is increased. At present, the heat resistance temperature of the CO conversion catalyst is approximately 600 ° C., and the temperature of the portion filled with the heat transfer particles 13A is high (about 800 ° C.), so that the reaction of CO → CO 2 does not easily proceed. Therefore, instead of the CO conversion catalyst, the heat transfer particles 13
A is filled. The reformed gas after the reforming reaction is
The reaction passes through the heat transfer particle layer 13A inside the inner tube 3 and reacts with the CO conversion catalyst 4, and is led out from the reformed gas outlet 8. Although the amount of CO conversion catalyst is smaller than that of the first embodiment, the amount of reaction is determined by the catalyst layer outlet temperature, and thus the calorific value of the CO conversion catalyst layer 15 of this embodiment is also smaller than that of the previous embodiment. Essentially the same.
本発明の他の実施例の斜視図を第４図に示す。さら
に、第５図に本実施例装置の縦断面図、第６図にその横
断面図を示す。FIG. 4 shows a perspective view of another embodiment of the present invention. Further, FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of the apparatus of this embodiment, and FIG. 6 shows a transverse sectional view thereof.
外筒31と内筒32との間に偶数個のらせん板18を配置
し、前記外筒31、前記内筒32及び前記らせん板18により
形成されるらせん状の空間部分に改質触媒２を一空間お
きに充填し、改質触媒層14を形成する。前記改質触媒層
14の両側には、高温ガス流路となる加熱層16を隣接して
おり、この加熱層16には高温ガスから前記改質触媒層14
への伝熱促進を図るため伝熱粒子13が充填されている。
また、熱源として必要な熱量を発生させるため、前記加
熱層16の燃料・空気入口に燃焼触媒19を充填している。
前記改質触媒２、前記燃焼触媒19及び前記伝熱粒子13
は、セラミック製のハニカム状支持板により固定してい
る。前記内筒32の内側にはCO転化触媒が充填され、CO転
化触媒層15と成る。原料は原料入口７を通って前記改質
触媒層14に供給される。前記改質触媒層14に入った原料
は、前記らせん板18を介して前記加熱層16を通過する高
温ガス及び前記内筒32を介して改質ガスから熱を受け、
改質反応の進行と共に水素富化な改質ガスとなる。生成
した改質ガスは前記内筒32に集められCO転化触媒層15に
供給され、反応ガスに熱を奪われることによりCO転化反
応が促進され、COの少ない改質ガスとなり改質ガス出口
８より取り出される。一方、反応ガスの加熱源となる高
温ガスは、前記加熱層16の燃料・空気入口に充填した前
記燃焼触媒19で燃料を燃やすことにより得られる。発生
した高温燃焼ガスは、前記加熱層16を通ることにより前
記らせん板18を介して前記改質触媒層14に熱を与える。
これは、前記伝熱粒子13の存在により、対流、伝導・輻
射の伝熱係態が有効に作用して行なわれる。前記改質触
媒層14を加熱した高温ガスは温度で降下し、排ガスとし
て、排気管より排気される。本実施例ではCO転化反応に
よる発熱を有効に利用出来るので燃料の削減が可能とな
り、構造上デッドスペースが無くなり、大幅な小型化が
達成出来、体積は約1/4とすることが可能となる。ま
た、改質触媒は、らせん状に保持されるため、触媒自体
の重量による破壊を防止できる。An even number of spiral plates 18 are arranged between the outer cylinder 31 and the inner cylinder 32, and the reforming catalyst 2 is placed in a spiral space formed by the outer cylinder 31, the inner cylinder 32, and the spiral plate 18. Filling is performed every other space to form the reforming catalyst layer 14. The reforming catalyst layer
A heating layer 16 serving as a high-temperature gas flow path is adjacent to both sides of the reforming layer 14.
The heat transfer particles 13 are filled to promote the heat transfer to the heater.
Further, in order to generate a necessary amount of heat as a heat source, a fuel / air inlet of the heating layer 16 is filled with a combustion catalyst 19.
The reforming catalyst 2, the combustion catalyst 19, and the heat transfer particles 13
Are fixed by a honeycomb supporting plate made of ceramic. The inside of the inner cylinder 32 is filled with a CO conversion catalyst to form a CO conversion catalyst layer 15. The raw material is supplied to the reforming catalyst layer 14 through the raw material inlet 7. The raw material that has entered the reforming catalyst layer 14 receives heat from the high-temperature gas passing through the heating layer 16 through the spiral plate 18 and the reformed gas through the inner cylinder 32,
As the reforming reaction proceeds, a hydrogen-enriched reformed gas is obtained. The generated reformed gas is collected in the inner cylinder 32 and supplied to the CO conversion catalyst layer 15, where the reaction gas deprives the heat of the reaction, thereby promoting the CO conversion reaction, resulting in a reformed gas with less CO and a reformed gas outlet 8 Taken out. On the other hand, a high-temperature gas serving as a heating source of the reaction gas is obtained by burning fuel with the combustion catalyst 19 filled in the fuel / air inlet of the heating layer 16. The generated high-temperature combustion gas passes through the heating layer 16 to give heat to the reforming catalyst layer 14 via the spiral plate 18.
This is performed by the presence of the heat transfer particles 13 so that the heat transfer state of convection, conduction, and radiation acts effectively. The high-temperature gas that has heated the reforming catalyst layer 14 decreases in temperature and is exhausted as exhaust gas from an exhaust pipe. In this embodiment, the heat generated by the CO conversion reaction can be effectively used, so that the fuel can be reduced, the dead space is eliminated in the structure, the size can be significantly reduced, and the volume can be reduced to about 1/4. . Further, since the reforming catalyst is held in a spiral shape, destruction due to the weight of the catalyst itself can be prevented.
以上説明したように本発明によれば、改質触媒が充填
された第１のガス流通路と、CO転化触媒が充填された第
２のガス流通路とが隣接されて設けられていると共に、
前記第２のガス流通路の前記改質ガス導入部側先端部
に、伝熱粒子が充填されてなるため、温度差による伝熱
に加えて、CO→CO2転化反応による発熱を利用して改質
反応を行うことができる。したがって、熱伝達の向上に
よりその分装置の小型・コンパクト化が達成でき、か
つ、熱効率が向上し燃料の消費量を低減できる。As described above, according to the present invention, the first gas flow passage filled with the reforming catalyst and the second gas flow passage filled with the CO conversion catalyst are provided adjacent to each other,
Since the heat transfer particles are filled at the reformed gas introduction portion side tip of the second gas flow passage, in addition to the heat transfer due to the temperature difference, the heat generated by the CO → CO 2 conversion reaction is utilized. A reforming reaction can be performed. Therefore, the size and size of the device can be reduced correspondingly by improving the heat transfer, and the thermal efficiency can be improved and the fuel consumption can be reduced.
第１図は本発明の実施装置の縦断面図構成図、第２図
は、改質装置の温度分布及び反応率の比較のグラフ、第
３図または第４図は本発明の他の実施例の構成を示す一
部透視斜視図、第５図は第４図の実施例装置の縦断面構
成図、第６図は第４図の実施例装置の横断面構成図であ
る。 １……外管、２……改質触媒、３……内管、 ４……CO転化触媒、５……胴、６……原料入口、 ８……改質ガス、９……燃料入口、10……空気入口、 11……燃焼ガス出口、12……燃焼装置、 13……伝熱粒子、14……改質触媒層、 15……CO転化触媒層、16……加熱層、 17……燃料・空気入口、18……らせん板、 19……燃焼触媒、 20……本発明による燃焼ガス温度、 21……従来技術による燃焼ガス温度、 22……本発明による反応ガス温度、 23……従来技術による反応ガス温度、 24……本発明による改質ガス温度、 25……従来技術による改質ガス温度、 26……本発明による反応率、 27……従来技術による反応率、 28……原料入口温度、29……反応平衡温度、 30……燃焼温度、31……外筒、32……内筒。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the apparatus of the present invention, FIG. 2 is a graph comparing the temperature distribution and the reaction rate of the reformer, and FIG. 3 or 4 is another embodiment of the present invention. 5, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the embodiment of FIG. 4, and FIG. 6 is a transverse sectional view of the embodiment of FIG. 1 ... outer tube, 2 ... reforming catalyst, 3 ... inner tube, 4 ... CO conversion catalyst, 5 ... trunk, 6 ... raw material inlet, 8 ... reformed gas, 9 ... fuel inlet, 10 ... air inlet, 11 ... combustion gas outlet, 12 ... combustion device, 13 ... heat transfer particles, 14 ... reforming catalyst layer, 15 ... CO conversion catalyst layer, 16 ... heating layer, 17 ... ... fuel / air inlet, 18 ... helical plate, 19 ... combustion catalyst, 20 ... combustion gas temperature according to the present invention, 21 ... combustion gas temperature according to the prior art, 22 ... reactant gas temperature according to the present invention, 23 ... ... reaction gas temperature according to the prior art, 24 ... reformed gas temperature according to the present invention, 25 ... ... reformed gas temperature according to the prior art, 26 ... reaction rate according to the present invention, 27 ... reaction rate according to the prior art, 28 ... ... material inlet temperature, 29 ... reaction equilibrium temperature, 30 ... combustion temperature, 31 ... outer cylinder, 32 ... inner cylinder.
Claims (3)
路と、該通路に原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、前記第１のガス流通路内の原料ガスに熱量を付与す
る伝熱手段と、前記第１のガス流通路内の原料ガスが改
質された改質ガスを取り出す取り出し手段とを備えてな
る燃料改質装置において、前記第１のガス流通路に隣接
されて設けられ、内部にCO転化触媒が充填されてなる第
２のガス流通路と、前記第１のガス流通路から出たガス
を当該第２のガス流通路に導くための改質ガス導入部と
が設けられていると共に、前記第２のガス流通路の前記
改質ガス導入部側先端部に、伝熱粒子が充填されてなる
ことを特徴とする燃料改質装置。1. A first gas flow passage filled with a reforming catalyst, a raw material gas supply means for supplying a raw material gas to the passage, and a heat amount applied to the raw material gas in the first gas flow passage. And a take-out means for taking out a reformed gas in which the raw material gas in the first gas flow passage has been reformed, wherein the heat transfer means is provided adjacent to the first gas flow passage. A second gas flow passage, which is filled with a CO conversion catalyst therein, and a reformed gas introduction section for guiding gas discharged from the first gas flow passage to the second gas flow passage. And a heat transfer particle is filled at a tip of the second gas flow passage on the reformed gas introduction portion side.
のガス流通路と第２のガス流通路とは、二重管構造とか
ら構成され、当該二重管の内部にCO転化触媒が充填され
てなることを特徴とする燃料改質装置。2. The method according to claim 1, wherein
The fuel reformer is characterized in that the gas flow path and the second gas flow path have a double pipe structure, and the inside of the double pipe is filled with a CO conversion catalyst.
て、前記ガス流通路がらせん状に形成されてなることを
特徴とする燃料改質装置。3. The fuel reformer according to claim 1, wherein the gas flow passage is formed in a spiral shape.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63004533A JP2646101B2 (en) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Fuel reformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63004533A JP2646101B2 (en) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Fuel reformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183401A JPH01183401A (en) | 1989-07-21 |
| JP2646101B2 true JP2646101B2 (en) | 1997-08-25 |
Family
ID=11586684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63004533A Expired - Lifetime JP2646101B2 (en) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Fuel reformer |
Country Status (1)
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-
1988
- 1988-01-12 JP JP63004533A patent/JP2646101B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH01183401A (en) | 1989-07-21 |
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