JP3015662B2 - Reformer - Google Patents

Reformer

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JP3015662B2
JP3015662B2 JP6092766A JP9276694A JP3015662B2 JP 3015662 B2 JP3015662 B2 JP 3015662B2 JP 6092766 A JP6092766 A JP 6092766A JP 9276694 A JP9276694 A JP 9276694A JP 3015662 B2 JP3015662 B2 JP 3015662B2
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tube
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淳浩 船橋
滋 坂本
勝行 槇原
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • H01M8/0625Combination 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
    • H01M8/0631Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は、改質装置に関し、詳しくはその
触媒押さえに関する。
[0001] The present invention relates to a reformer, and more particularly to a catalyst holder for the reformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、水素リッチガスと空気中の
酸素とを用いて発電を行なうものであり、この水素リッ
チガスは改質装置において、天然ガスやメタノール等の
原料ガスを水蒸気改質することにより生成される。図4
には、従来の改質装置の要部断面概略図が示されてい
る。図中にしめされるように改質装置は、仕切円筒10
1とその内外に同心円状に配された内筒102と外筒1
03を有しており、この内筒102の下端と外筒103
の下端とは、内筒102と仕切円筒101によって形成
される空間104と、外筒103と仕切円筒101によ
って形成される空間105とが連通するように接続され
ている。さらに、内筒102の上端の開口部は燃焼室天
板106によって覆閉られている。また外筒103及び
仕切円筒101は内筒102の上端よりも上方に延設さ
れており、この外筒103及び仕切円筒101の上端開
口部は改質器天板107によって覆閉されている。この
仕切円筒101と内筒102によって形成される空間1
04には、触媒層108が設けられている。当該触媒層
108の上面は天板106より下方に設けられ、また触
媒層の下端側には、触媒を保持するための触媒止め10
9が仕切円筒101下端から内筒102に渡って設けら
れている。また、この触媒層108上にはドーナツ型の
触媒押さえ板110が設けられている。
2. Description of the Related Art A fuel cell uses a hydrogen-rich gas and oxygen in the air to generate electric power. The hydrogen-rich gas is used in a reforming apparatus to reform a raw material gas such as natural gas or methanol by steam. Generated by FIG.
1 shows a schematic cross-sectional view of a main part of a conventional reformer. As shown in the figure, the reforming apparatus has a partitioning cylinder 10
1 and an inner cylinder 102 and an outer cylinder 1 concentrically arranged inside and outside thereof.
03, the lower end of the inner cylinder 102 and the outer cylinder 103
Is connected to a space 104 formed by the inner cylinder 102 and the partition cylinder 101 and a space 105 formed by the outer cylinder 103 and the partition cylinder 101. Further, an opening at the upper end of the inner cylinder 102 is closed by a combustion chamber top plate 106. The outer cylinder 103 and the partition cylinder 101 extend above the upper end of the inner cylinder 102, and the upper ends of the outer cylinder 103 and the partition cylinder 101 are closed by a reformer top plate 107. Space 1 formed by partition cylinder 101 and inner cylinder 102
In 04, a catalyst layer 108 is provided. The upper surface of the catalyst layer 108 is provided below the top plate 106, and a catalyst stopper 10 for holding the catalyst is provided at the lower end of the catalyst layer.
9 is provided from the lower end of the partition cylinder 101 to the inner cylinder 102. A donut-shaped catalyst holding plate 110 is provided on the catalyst layer 108.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の改
質装置では、以下のような問題を有していた。改質装置
に充填されている触媒は、運搬等の際に改質装置に振動
があたえられたりすることや、熱サイクルにより内筒1
02と仕切円筒101が膨張収縮を繰り返すことで、触
媒が動き触媒がより密につまったり、触媒の粒子同士が
ぶつかり合ったり、或いは、触媒と接触している部材の
壁面とが擦れあったりして粉化する。このように振動や
熱サイクルによる触媒の充填密度の増加や粉化により触
媒層108の上面108aが下方にさがる。
However, the conventional reforming apparatus has the following problems. The catalyst filled in the reformer may be subjected to vibrations during transportation, etc.
02 and the partitioning cylinder 101 repeat expansion and contraction, the catalyst moves, the catalyst becomes more densely packed, the particles of the catalyst collide with each other, or the wall surface of the member in contact with the catalyst rubs. Powder. In this way, the upper surface 108a of the catalyst layer 108 falls downward due to the increase in the packing density of the catalyst or the powdering due to the vibration or heat cycle.

【0004】このとき、触媒層108上にある触媒押さ
え板110は、ドーナッツ状で肉厚であり、且つ仕切円
筒101及び内筒102の壁面と接触しているため、接
触部分が多く、空間104内で引っ掛かり易い。従っ
て、触媒層108の上面108aが下がるのに伴って空
間104内を下方に移動することができず、図5に示す
ように押さえ板110と、触媒層108上面108aに
隙間Sが生じる。このように触媒押さえ板110と触媒
層108の上面108aとの間に隙間Sが生じた状態
で、改質装置が傾斜すると、触媒層108の上面108
aに図6に示すように傾斜が生じる。
At this time, the catalyst holding plate 110 on the catalyst layer 108 is donut-shaped and thick, and is in contact with the wall surfaces of the partitioning cylinder 101 and the inner cylinder 102, so that the contact portion is large and the space 104 Easy to get caught inside. Therefore, as the upper surface 108a of the catalyst layer 108 is lowered, it cannot move downward in the space 104, and a gap S is generated between the pressing plate 110 and the upper surface 108a of the catalyst layer 108 as shown in FIG. When the reformer is tilted in a state where the gap S is formed between the catalyst holding plate 110 and the upper surface 108a of the catalyst layer 108, the upper surface 108 of the catalyst layer 108
As shown in FIG.

【0005】たとえば、このように触媒層108上面に
傾斜が生じた状態で、水蒸気と原料ガスとからなる燃料
ガスを触媒上方から供給した場合、上端が低くなった部
分と高くなった部分とを比べると、供給される燃料ガス
の圧力損失の関係により、上端が低い部分側に燃料ガス
が流入し易く、より多くの燃料ガスが流入し、吸熱反応
に偏りができ、触媒層内の温度分布に不均一が生じる。
[0005] For example, when a fuel gas composed of water vapor and a raw material gas is supplied from above the catalyst in a state where the upper surface of the catalyst layer 108 is inclined as described above, a portion having a lower upper end and a portion having a higher upper end are separated. In comparison, due to the pressure loss of the supplied fuel gas, the fuel gas easily flows into the lower end side, more fuel gas flows in, the endothermic reaction is biased, and the temperature distribution in the catalyst layer is increased. Is uneven.

【0006】さらに、図6に示すように、同じ高さhに
位置するA点とB点の触媒部分でも、その上面108a
からの位置は異なっているので、反応の進み具合いが異
なり、これによっても触媒層内の温度分布の不均一が生
じる。また、このように触媒上端に傾斜が生じた状態
で、燃料ガスを下方から入れた場合も、圧力損失の関係
から、上端が低い部分側に燃料ガスが流入しやすく、よ
り多くの燃料ガスが流入し、吸熱反応に偏りができ、触
媒層の温度分布が不均一となる。
Further, as shown in FIG. 6, even at the catalyst portions at points A and B located at the same height h, the upper surface 108a
Are different from each other, the progress of the reaction is different, which also causes non-uniform temperature distribution in the catalyst layer. Also, when fuel gas is introduced from below with the catalyst upper end inclined as described above, due to the pressure loss, the fuel gas easily flows into the lower upper end side, and more fuel gas is supplied. Inflow, the endothermic reaction is biased, and the temperature distribution of the catalyst layer becomes uneven.

【0007】本発明は、前記問題点に鑑み行なわれたも
のであり、改質装置の傾斜等により起こる触媒層上面の
傾斜を防止し、触媒層の温度分布の差を軽減することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to prevent the upper surface of the catalyst layer from being inclined due to the inclination of the reformer or the like and to reduce the difference in the temperature distribution of the catalyst layer. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、第一の筒と、前記第一の筒の
外周に第一の筒と所定の間隔をおいて設けられた第二の
筒と、第一の筒の上端開口部を塞ぐ天板と、前記天板と
第一の筒とにより囲繞された加熱空間とを有し前記天板
位置より第二の筒の上端が上方に延設され、前記第一の
筒と第二の筒との間には改質反応に用いられる燃料ガス
が通過する触媒層が設けられており、当該触媒層の上面
が前記天板よりも下方にある改質管において、前記触媒
層の上に積層された状態で伝熱粒子層が設けられてお
り、当該伝熱粒子の層の上面が天板より上方に位置し、
さらに前記伝熱粒子層上には触媒押さえ板が弾撥付勢さ
れていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first cylinder is provided on a periphery of the first cylinder at a predetermined distance from the first cylinder. A second cylinder, a top plate closing an upper end opening of the first tube, and a heating space surrounded by the top plate and the first tube. The upper end is extended upward, a catalyst layer through which fuel gas used for the reforming reaction passes is provided between the first cylinder and the second cylinder, and the upper surface of the catalyst layer is In the reforming tube below the top plate, a heat transfer particle layer is provided in a state of being stacked on the catalyst layer, the upper surface of the layer of the heat transfer particles is located above the top plate,
Further, a catalyst pressing plate is elastically urged on the heat transfer particle layer.

【0009】請求項2の発明では、仕切筒と、前記仕切
筒の内側に設けられた内筒と、前記仕切筒の外側に設け
られた外筒と、を有する改質装置であって、前記内筒は
天板を有し、前記内筒と天板とで加熱空間が形成されて
おり、前記仕切筒と前記内筒とで囲まれる空間には、前
記天板位置に到らない位置まで触媒が充填されており、
さらに触媒上部には、天板位置より上方まで伝熱粒子が
充填されており、前記のように充填された伝熱粒子の上
部には押さえ板が押圧手段により弾性押圧されているこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the reformer having a partition tube, an inner tube provided inside the partition tube, and an outer tube provided outside the partition tube. The inner cylinder has a top plate, and a heating space is formed by the inner cylinder and the top plate.In a space surrounded by the partitioning cylinder and the inner cylinder, up to a position not reaching the top plate position. Filled with catalyst,
Further, the upper portion of the catalyst is filled with heat transfer particles up to the position above the top plate, and the pressing plate is elastically pressed by pressing means on the upper portion of the filled heat transfer particles as described above. I do.

【0010】請求項3の発明では、請求項2の発明にお
いて、前記弾性押圧手段が金属性のバネであることを特
徴とする。請求項4の発明では、請求項2の発明におい
て、前記伝熱粒子が、シリカ、セラミックス、及び、金
属から選択された少なくとも一種類であることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the elastic pressing means is a metal spring. According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the heat transfer particles are at least one selected from silica, ceramics, and metal.

【0011】[0011]

【作用】前記請求項1、2のように構成することによ
り、以下のように作用する。触媒の粉化等により、触媒
が充填当初より密につまり、触媒層の上面が下方に下が
ったとしても、触媒層上に設けられた伝熱粒子層の伝熱
粒子は流動性があるので、触媒層上面の動きに伴ってス
ムーズに下方に下がる。従って、触媒層と、触媒層を押
さえている伝熱粒子層との間に空間が生じることはな
い。また、伝熱粒子層上の押さえ板は弾性体によって弾
発付勢されているので、触媒層は、常に伝熱粒子層と押
さえ板によって押さえられた状態になっている。
According to the first and second aspects of the present invention, the following functions are provided. Due to the powdering of the catalyst, etc., the catalyst is denser than at the beginning of filling, even if the upper surface of the catalyst layer is lowered, since the heat transfer particles of the heat transfer particle layer provided on the catalyst layer have fluidity, It goes down smoothly with the movement of the upper surface of the catalyst layer. Therefore, there is no space between the catalyst layer and the heat transfer particle layer holding the catalyst layer. Further, since the pressing plate on the heat transfer particle layer is elastically urged by the elastic body, the catalyst layer is always held by the heat transfer particle layer and the pressing plate.

【0012】更に、伝熱粒子層は加熱空間から得られる
熱によって昇温されているので、触媒層上方は伝熱粒子
層により保温された状態となり、触媒層の温度分布の不
均一を軽減する。加えて、改質反応のための燃料ガスが
触媒層の上方から供給される場合、燃料ガスは伝熱粒子
層中を通過して触媒に供給される。伝熱粒子層の伝熱粒
子は、加熱空間からの熱により加熱されているので、燃
料ガスが通過する際に、燃料ガスに熱を与える。これに
より、燃料ガスは昇温された状態で、触媒層中に供給さ
れることになり、触媒層上方の温度低下を防ぐ。
Further, since the temperature of the heat transfer particle layer is increased by the heat obtained from the heating space, the upper portion of the catalyst layer is kept warm by the heat transfer particle layer, thereby reducing the non-uniform temperature distribution of the catalyst layer. . In addition, when the fuel gas for the reforming reaction is supplied from above the catalyst layer, the fuel gas passes through the heat transfer particle layer and is supplied to the catalyst. Since the heat transfer particles of the heat transfer particle layer are heated by the heat from the heating space, the heat transfer particles apply heat to the fuel gas when the fuel gas passes. As a result, the fuel gas is supplied into the catalyst layer in a state where the temperature has been raised, thereby preventing a temperature drop above the catalyst layer.

【0013】さらに、改質反応の熱によって触媒層が設
けられている筒の壁が膨張収縮し、触媒層の上面が上下
に移動しても、これにともなって伝熱粒子層及び押さえ
板が上下に移動し、弾性体は伸縮するので筒の膨張収縮
にも対応して触媒を押さえることができる。
Further, even if the wall of the cylinder on which the catalyst layer is provided expands and contracts due to the heat of the reforming reaction, and the upper surface of the catalyst layer moves up and down, the heat transfer particle layer and the holding plate are accordingly moved. Since the elastic body moves up and down and expands and contracts, the catalyst can be suppressed in response to expansion and contraction of the cylinder.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の一例にかかる改質装置について以下
に図面を参照しながら説明を行なう。図1には、本実施
例の改質装置の要部断面概略図が示されている。図中に
示されるように改質装置は、仕切円筒1とその内外に同
心円状に配された内筒2と外筒3とを有しており、この
内筒2の下端と外筒3の下端とは、内筒2と仕切円筒1
によって形成される空間4と、外筒3と仕切円筒1によ
って形成される空間5とが連通するように接続されてい
る。さらに、内筒2上端の開口部は燃焼室天板6によっ
て覆閉されている。また外筒3及び仕切円筒1は内筒2
の上端よりも上方に延設されており、この外筒3及び仕
切円筒1の上端開口部は改質器天板7によって覆閉され
ている。この改質器天板7の中央部には、改質反応に用
いられる水蒸気と、天然ガスやメタノール等の原料ガス
とからなる燃料ガスの取り入れ口8が設けられている。
また、外筒3の側壁上部には後述する触媒層10中の反
応により生成した改質ガスの取り出し口9が設けられて
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A reforming apparatus according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a reforming apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the reforming apparatus has a partition cylinder 1 and an inner cylinder 2 and an outer cylinder 3 arranged concentrically inside and outside thereof. The lower end is the inner cylinder 2 and partition cylinder 1
The space 4 formed by the outer cylinder 3 and the space 5 formed by the outer cylinder 3 and the partition cylinder 1 are connected to communicate with each other. Further, the opening at the upper end of the inner cylinder 2 is closed by a combustion chamber top plate 6. The outer cylinder 3 and the partition cylinder 1 are the inner cylinder 2
The upper ends of the outer cylinder 3 and the partitioning cylinder 1 are closed by a reformer top plate 7. At the center of the reformer top plate 7, there is provided a fuel gas inlet 8 composed of steam used for the reforming reaction and a raw material gas such as natural gas or methanol.
An outlet 9 for a reformed gas generated by a reaction in a catalyst layer 10 described later is provided in an upper portion of a side wall of the outer cylinder 3.

【0015】また、この仕切円筒1と内筒2によって形
成される空間4には、触媒層10が設けられている。但
し、当該触媒層10の上面10aは、燃料質天板6の位
置よりも下方にあるように設けられている。また、この
触媒層10の下端側には、触媒層10を保持するため
に、触媒止め11が仕切円筒1下端から内筒2に渡って
設けられている。この触媒層10の上には、伝熱粒子層
12が積層されている。この伝熱粒子層12の上面12
aは、前記燃料質天板6よりも高く成るようになってい
る。さらに、伝熱粒子層12の上には、押さえ板13が
バネ14によって弾発付勢されており、このバネ14と
押さえ板13により、伝熱粒子層12が触媒層10方向
に押された状態となっている。尚、前記押さえ板13に
は、燃料ガス通過のための穴13aが設けられており、
さらに前記押さえ板13の外周は、外筒内を容易に上下
移動できるように外筒3の内周よりも若干小さく構成さ
れている。
A catalyst layer 10 is provided in a space 4 formed by the partition cylinder 1 and the inner cylinder 2. However, the upper surface 10a of the catalyst layer 10 is provided below the position of the fuel quality top plate 6. At the lower end of the catalyst layer 10, a catalyst stopper 11 is provided from the lower end of the partition cylinder 1 to the inner cylinder 2 in order to hold the catalyst layer 10. On this catalyst layer 10, a heat transfer particle layer 12 is laminated. Upper surface 12 of heat transfer particle layer 12
“a” is higher than the fuel quality top plate 6. Further, a press plate 13 is elastically urged on the heat transfer particle layer 12 by a spring 14, and the heat transfer particle layer 12 is pressed toward the catalyst layer 10 by the spring 14 and the press plate 13. It is in a state. The holding plate 13 is provided with a hole 13a for passing fuel gas.
Further, the outer periphery of the pressing plate 13 is configured to be slightly smaller than the inner periphery of the outer tube 3 so that the inner surface of the outer tube 3 can be easily moved up and down in the outer tube.

【0016】また仕切円筒1と外筒3とによって形成さ
れる空間5は、触媒層10中での改質反応により生成し
た改質ガスが通過する。内筒2と燃料質天板6とで囲繞
される空間15には、下方にバーナ16を有する燃焼筒
17が設けられている。このバーナ16の燃焼により生
成した燃焼ガスが燃焼筒17に沿って上昇し、燃料質天
板6によって方向を変え改質装置の内筒2の周囲及び外
筒3の周囲を通過して改質管の昇温を行なうような構成
となっている。この燃焼ガスにより、触媒層10及び伝
熱粒子層12が昇温されることになる。
A space 5 formed by the partition cylinder 1 and the outer cylinder 3 allows a reformed gas generated by a reforming reaction in the catalyst layer 10 to pass therethrough. In a space 15 surrounded by the inner cylinder 2 and the fuel quality top plate 6, a combustion cylinder 17 having a burner 16 below is provided. The combustion gas generated by the combustion of the burner 16 rises along the combustion cylinder 17, changes direction by the fuel quality top plate 6, passes around the inner cylinder 2 and the outer cylinder 3 of the reformer, and reforms. It is configured to raise the temperature of the tube. The temperature of the catalyst layer 10 and the heat transfer particle layer 12 is increased by the combustion gas.

【0017】本実施例で用いた触媒としては、粒径Φ3
球、貴金属系触媒を用い、その充填密度は1kg/リッ
トルとした。また、伝熱粒子としては、粒径Φ3球、シ
リカ系のものを用い、その充填密度は1kg/リットル
とした。尚、触媒の充填密度が1kg/リットルの場
合、伝熱粒子の充填密度は0.9〜1.1kg/リット
ルの範囲であればよい。 (実験)本実施例の改質装置、図5に示す従来の改質装
置、それぞれに傾斜が加えられた後に改質装置を作動さ
せた際の触媒内部及び触媒上端よりも上方の温度分布を
調べたので、以下にその結果を図2に示す。 (実験条件)改質装置を改質システムに組み込んだ後に
作動させ、前記温度分布を調べた。このシステム組立の
際、各改質装置は45度以上傾けられている。
The catalyst used in this embodiment has a particle size of Φ3
A sphere and a noble metal catalyst were used, and the packing density was 1 kg / liter. Further, as the heat transfer particles, silica-based particles having a diameter of 3 spheres and a packing density of 1 kg / liter were used. When the packing density of the catalyst is 1 kg / liter, the packing density of the heat transfer particles may be in the range of 0.9 to 1.1 kg / liter. (Experiment) The temperature distribution inside the catalyst and above the upper end of the catalyst when the reformer is operated after the reformer of this embodiment and the conventional reformer shown in FIG. The results are shown in FIG. 2 below. (Experimental conditions) The reformer was operated after being incorporated into the reformer system, and the temperature distribution was examined. When assembling the system, each reformer is tilted at least 45 degrees.

【0018】具体的な触媒内の温度測定位置は、図3に
示すように触媒下端から上方へH120mmの位置で、
仕切円筒1と内筒2との略真ん中に位置する触媒の温度
を筒の周方向に角度90度おきに4か所測定した(T1
〜T4 )。また触媒上端の上方の測定位置としては、改
質器天板7または天板107から下方へH2 100mm
の位置の温度を、筒の周方向に角度90度おきに4か所
測定した(T5 〜T8 )。尚、測定に用いた改質装置の
内筒、仕切円筒及び外筒の厚みは、それぞれ2mmのも
のを用いた。
As shown in FIG. 3, a specific temperature measurement position in the catalyst is a position of H 1 20 mm upward from the lower end of the catalyst.
The temperature of the catalyst located approximately in the middle of the partition cylinder 1 and the inner cylinder 2 was measured at four points at an angle of 90 degrees in the circumferential direction of the cylinder (T 1
~T 4). The measurement position above the upper end of the catalyst is H 2 100 mm downward from the reformer top plate 7 or the top plate 107.
The temperature of the location of, measured four angle 90 degree intervals in the circumferential direction of the tube (T 5 ~T 8). The thicknesses of the inner cylinder, partition cylinder and outer cylinder of the reformer used for the measurement were each 2 mm.

【0019】図2から明らかなように、本実施例の改質
装置では、触媒層の内部(T1 〜T 4 )での温度分布が
軽減されている。これは、本実施例の改質装置では、改
質装置自体が傾斜しても、触媒層の傾斜が起こらないた
めである。さらに、触媒層の上方の温度(T5 〜T8
をみてみると、本実施例の改質装置では、高温になって
おり、触媒内部との差が小さくなっている。
As apparent from FIG. 2, the reforming of this embodiment
In the device, the inside of the catalyst layer (T1~ T FourThe temperature distribution at
It has been reduced. This is because the reformer of this embodiment
The catalyst unit does not tilt even if the
It is. Furthermore, the temperature above the catalyst layer (TFive~ T8)
In the reformer of this example,
And the difference from the inside of the catalyst is small.

【0020】これにより、充填された触媒の上方の熱が
奪われにくくなり、触媒上方の温度の低下を防止する。 (その他の事項) 触媒の粒子と伝熱粒子とが交じり合わないように、
粒子径と、比重ともに近似したものを用いるのが望まし
い。 伝熱粒子としては、充填した際にガスの通路となる
隙間が形成され、熱を伝えるようなものであれば前記し
たシリカに限るものでははなく、セラミックスや金属球
等を用いることもできる。 伝熱粒子の充填量としては、天板が隠れる状態か
ら、触媒が膨張した際にバネが収縮可能な状態にある位
置まで充填を行なうことができる。 前記実施例では、改質反応に用いられる燃料ガスを
触媒層の上方から供給していたが下方から供給するよう
な構成にしてもよい。
This makes it difficult for heat above the filled catalyst to be taken away, thereby preventing a decrease in temperature above the catalyst. (Other matters) In order not to mix the catalyst particles and the heat transfer particles,
It is desirable to use particles having a similar particle diameter and specific gravity. The heat transfer particles are not limited to the above-mentioned silica, but may be ceramics or metal spheres as long as they have a gap that becomes a gas passage when filled and conduct heat. The heat transfer particles can be filled from a state where the top plate is hidden to a position where the spring can contract when the catalyst expands. In the above embodiment, the fuel gas used for the reforming reaction is supplied from above the catalyst layer, but may be supplied from below.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、触媒
層の上面が触媒の粉化等により下方に移動しても、それ
に伴って伝熱粒子層の伝熱粒子が下方に移動するので、
触媒層と伝熱粒子層との間に空間が形成されることはな
く、触媒は伝熱粒子によって常に押さえられた状態にな
っており、触媒の上端が傾斜することはない。
As described above, according to the present invention, even if the upper surface of the catalyst layer moves downward due to the powdering of the catalyst, the heat transfer particles of the heat transfer particle layer move downward. ,
No space is formed between the catalyst layer and the heat transfer particle layer, the catalyst is always held down by the heat transfer particles, and the upper end of the catalyst does not tilt.

【0022】さらに、加熱空間からの熱により昇温した
伝熱粒子層が、触媒層を保温したり、或いは、触媒に供
給される燃料ガスの昇温を行なうことにより、触媒層の
上部の温度低下が軽減され、触媒の温度分布の差を軽減
する事ができる。
Further, the heat transfer particle layer heated by the heat from the heating space keeps the temperature of the catalyst layer or increases the temperature of the fuel gas supplied to the catalyst, thereby increasing the temperature of the upper part of the catalyst layer. The decrease is reduced, and the difference in the temperature distribution of the catalyst can be reduced.

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

【図1】本発明の一例にかかる改質装置の断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of a reformer according to an example of the present invention.

【図2】改質装置の温度分布を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a temperature distribution of a reformer.

【図3】温度分布測定位置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a temperature distribution measurement position.

【図4】従来の改質装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional reformer.

【図5】従来の改質装置の問題点を説明するための図で
ある。
FIG. 5 is a diagram for explaining a problem of a conventional reformer.

【図6】従来の改質装置の問題点を説明するための図で
ある。
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem of a conventional reformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 仕切円筒 2 内筒 10 触媒層 12 伝熱粒子層 13 押さえ板 14 バネ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Partition cylinder 2 Inner cylinder 10 Catalyst layer 12 Heat transfer particle layer 13 Press plate 14 Spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槇原 勝行 守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電 機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−305229(JP,A) 特開 昭63−21202(JP,A) 特開 平6−40701(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 3/32 - 3/48 B01J 8/06 301 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Katsuyuki Makihara 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-5-305229 (JP, A) JP-A Sho 63-21202 (JP, A) JP-A-6-40701 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 3/32-3/48 B01J 8/06 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第一の筒と、 前記第一の筒の外周に第一の筒と所定の間隔をおいて設
けられた第二の筒と、 第一の筒の上端開口部を塞ぐ天板と、 前記天板と第一の筒とにより囲繞された加熱空間とを有
し前記天板位置より第二の筒の上端が上方に延設され、
前記第一の筒と第二の筒との間には改質反応に用いられ
る燃料ガスが通過する触媒層が設けられており、当該触
媒層の上面が前記天板よりも下方にある改質管におい
て、 前記触媒層の上に積層された状態で伝熱粒子層が設けら
れており、当該伝熱粒子の層の上面が天板より上方に位
置し、 さらに前記伝熱粒子層上には触媒押さえ板が弾撥付勢さ
れていることを特徴とする改質装置。
1. A first cylinder, a second cylinder provided on the outer periphery of the first cylinder at a predetermined distance from the first cylinder, and a ceiling closing an upper end opening of the first cylinder. A plate, and a heating space surrounded by the top plate and the first tube, and an upper end of the second tube extends upward from the top plate position,
A catalyst layer through which fuel gas used for the reforming reaction passes is provided between the first cylinder and the second cylinder, and the upper surface of the catalyst layer is lower than the top plate. In the tube, a heat transfer particle layer is provided in a state of being stacked on the catalyst layer, the upper surface of the heat transfer particle layer is located above the top plate, and further on the heat transfer particle layer A reformer characterized in that the catalyst holding plate is resiliently urged.
【請求項2】 仕切筒と、 前記仕切筒の内側に設けられた内筒と、 前記仕切筒の外側に設けられた外筒と、 を有する改質装置であって、 前記内筒は天板を有し、 前記内筒と天板とで加熱空間が形成されており、 前記仕切筒と前記内筒とで囲まれる空間には、前記天板
位置に到らない位置まで触媒が充填されており、 さらに触媒上部には、天板位置より上方まで伝熱粒子が
充填されており、 前記のように充填された伝熱粒子の上部には押さえ板が
弾性押圧手段により弾性押圧されていることを特徴とす
る改質装置。
2. A reformer comprising: a partition tube; an inner tube provided inside the partition tube; and an outer tube provided outside the partition tube, wherein the inner tube is a top plate. A heating space is formed by the inner cylinder and the top plate, and a space surrounded by the partition tube and the inner cylinder is filled with a catalyst to a position not reaching the top plate position. Further, the heat transfer particles are filled to the upper part of the catalyst up to the position above the top plate, and the pressing plate is elastically pressed by the elastic pressing means on the heat transfer particles filled as described above. A reformer characterized by the above.
【請求項3】 前記弾性押圧手段が金属性のバネである
ことを特徴とする請求項2記載の改質装置。
3. The reformer according to claim 2, wherein said elastic pressing means is a metallic spring.
【請求項4】 前記伝熱粒子が、シリカ、セラミック
ス、及び、金属から選択された少なくとも一種類である
ことを特徴とする請求項2記載の改質装置。
4. The reformer according to claim 2, wherein the heat transfer particles are at least one selected from silica, ceramics, and metal.
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