JP3322933B2 - 燃料改質器 - Google Patents
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- 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
- B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/062—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
-
- 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
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00654—Controlling the process by measures relating to the particulate material
- B01J2208/0069—Attrition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00823—Mixing elements
- B01J2208/00831—Stationary elements
- B01J2208/0084—Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は炭化水素ガスに水蒸気を
混合したガス(以下、原料ガスという)を燃焼ガスによ
って加熱し、触媒を用いた改質反応により水素を主成分
とするガス(以下、改質ガスという)を生成する燃料改
質器に係り、特に、燃料電池発電システムに使用するの
に適した改質反応管(以下、反応管という)を有する燃
料改質器に関する。
混合したガス(以下、原料ガスという)を燃焼ガスによ
って加熱し、触媒を用いた改質反応により水素を主成分
とするガス(以下、改質ガスという)を生成する燃料改
質器に係り、特に、燃料電池発電システムに使用するの
に適した改質反応管(以下、反応管という)を有する燃
料改質器に関する。
【0002】
【従来の技術】燃料電池発電システムは、一般に、燃料
電池本体と上記燃料改質器と電力変換装置、制御装置お
よび多くの熱交換器類によって構成されており、非常に
複雑なシステムである。
電池本体と上記燃料改質器と電力変換装置、制御装置お
よび多くの熱交換器類によって構成されており、非常に
複雑なシステムである。
【0003】本発明の対象である燃料改質器について、
一般に用いられている二重管式反応管を具備する燃料改
質器の一例を図2および図3に示す。以下、図2および
図3を参照しその構成および機能を説明する。
一般に用いられている二重管式反応管を具備する燃料改
質器の一例を図2および図3に示す。以下、図2および
図3を参照しその構成および機能を説明する。
【0004】内面に適当な厚さの断熱材2を施した収納
容器4内に反応管6が立設され、当該収納容器4の上端
にはバーナ空気入口8、バーナ燃料入口10を付属する
バーナ12が設けられている。反応管6は外管14と内
管16からなる二重管構造となっており、さらに、内管
16の内部にはプラグ管15が設けられてリターンパス
17が形成されている。また、外管14と内管16との
間には粒状の触媒が上目皿20の直下まで充填されて触
媒層18が形成され、触媒層18は上目皿20および下
目皿19によって保持されている。反応管6の上部には
保護キャップ7が被せられていて、保護キャップ7の下
端の高さは、上目皿20の位置よりも長さlだけ低くな
っている。
容器4内に反応管6が立設され、当該収納容器4の上端
にはバーナ空気入口8、バーナ燃料入口10を付属する
バーナ12が設けられている。反応管6は外管14と内
管16からなる二重管構造となっており、さらに、内管
16の内部にはプラグ管15が設けられてリターンパス
17が形成されている。また、外管14と内管16との
間には粒状の触媒が上目皿20の直下まで充填されて触
媒層18が形成され、触媒層18は上目皿20および下
目皿19によって保持されている。反応管6の上部には
保護キャップ7が被せられていて、保護キャップ7の下
端の高さは、上目皿20の位置よりも長さlだけ低くな
っている。
【0005】また、収納容器4の下端には容器壁を貫通
して原料ガス入口22、改質ガス出口24および排ガス
出口28が設けられており、原料ガス入口22に通じる
系の上流側には図示しない原料ガス予熱器が備えられて
いる。なお、図2では反応管6が収納容器4内に1本し
か図示されていないが、反応管6を複数本収容した場合
でもその全体的な構成は同じである。以上が従来技術の
構成であり、以下にその機能を説明する。
して原料ガス入口22、改質ガス出口24および排ガス
出口28が設けられており、原料ガス入口22に通じる
系の上流側には図示しない原料ガス予熱器が備えられて
いる。なお、図2では反応管6が収納容器4内に1本し
か図示されていないが、反応管6を複数本収容した場合
でもその全体的な構成は同じである。以上が従来技術の
構成であり、以下にその機能を説明する。
【0006】バーナ空気入口8およびバーナ燃料入口1
0から供給されたバーナ空気およびバーナ燃料は、バー
ナ12で燃焼して1000℃を越える高温の燃焼ガス26と
なり、収納容器4内に導入される。この燃焼ガス26は
反応管6の周囲を長さ方向に沿って流下しながら外管1
4の壁面を通して反応管6の内部を流れる原料ガス30
と熱交換し、徐々に温度が降下する。温度が下がった燃
焼ガス26は排ガス出口28から器外に流出する。一
方、炭化水素ガスに水蒸気を混合した原料ガス30は、
原料ガス予熱器によって約 450℃に予熱され、原料ガス
入口22より反応管6の下端に流入する。
0から供給されたバーナ空気およびバーナ燃料は、バー
ナ12で燃焼して1000℃を越える高温の燃焼ガス26と
なり、収納容器4内に導入される。この燃焼ガス26は
反応管6の周囲を長さ方向に沿って流下しながら外管1
4の壁面を通して反応管6の内部を流れる原料ガス30
と熱交換し、徐々に温度が降下する。温度が下がった燃
焼ガス26は排ガス出口28から器外に流出する。一
方、炭化水素ガスに水蒸気を混合した原料ガス30は、
原料ガス予熱器によって約 450℃に予熱され、原料ガス
入口22より反応管6の下端に流入する。
【0007】次に、原料ガス30は触媒層18内を反応
管6の長さ方向に沿って上向きに流れる。その際、原料
ガス30は反応管6の外部を流れる高温の燃焼ガス26
と外管14を介して熱交換して熱せられ、徐々に温度が
上昇し、触媒層18の上端に達するまでに約 800℃とな
る。この間に、触媒作用によって改質反応が起こり、水
素に富む組成を有する改質ガス32へと変化する。
管6の長さ方向に沿って上向きに流れる。その際、原料
ガス30は反応管6の外部を流れる高温の燃焼ガス26
と外管14を介して熱交換して熱せられ、徐々に温度が
上昇し、触媒層18の上端に達するまでに約 800℃とな
る。この間に、触媒作用によって改質反応が起こり、水
素に富む組成を有する改質ガス32へと変化する。
【0008】さらに、改質ガス32は反応管6の上端で
反転し、内管16とプラグ管15によって形成されるリ
ターンパス17内を下向きに流れる。ここで改質ガス3
2は自身の保有する顕熱により内管16を介して触媒層
18内を流動する原料ガス30を加熱する。なお、この
作用は再生機能と呼ばれ、高温の改質ガス32の熱量を
有効に利用するものである。
反転し、内管16とプラグ管15によって形成されるリ
ターンパス17内を下向きに流れる。ここで改質ガス3
2は自身の保有する顕熱により内管16を介して触媒層
18内を流動する原料ガス30を加熱する。なお、この
作用は再生機能と呼ばれ、高温の改質ガス32の熱量を
有効に利用するものである。
【0009】そして、約 550℃に温度降下した改質ガス
32は、改質ガス出口24より器外に排出され、図示し
ない種々の機器を経由して図示しない燃料電池本体に導
かれる。
32は、改質ガス出口24より器外に排出され、図示し
ない種々の機器を経由して図示しない燃料電池本体に導
かれる。
【0010】なお、運転中、反応管6の上部における金
属の温度は、燃焼ガス26と改質ガス32の温度の中間
に保たれる。この温度は吸熱化学反応であるところの改
質反応によって促進される燃焼ガス26と原料ガス32
との熱伝達によって決定付けられるものである。
属の温度は、燃焼ガス26と改質ガス32の温度の中間
に保たれる。この温度は吸熱化学反応であるところの改
質反応によって促進される燃焼ガス26と原料ガス32
との熱伝達によって決定付けられるものである。
【0011】したがって、触媒が沈下して触媒が充填さ
れていない空間が反応管6の上端部に形成されると、改
質反応による吸熱がほとんどなくなることから、金属面
が高温の燃焼ガス26によって過熱される懸念が生ず
る。また、製作時、触媒は上目皿20の高さまで完全に
充填されるが、反応管6との触媒の熱膨張差により運転
中は触媒層18の高さは上目皿20に対して相対的に沈
下する。また、長時間運転すると、触媒は相互の摩擦に
よって粉化したり、改質管の熱膨張・熱収縮に際して締
め付けられ、破砕したりする。これらも触媒層18の沈
下の原因となる。このために、保護キャップ7を上目皿
20に対してlだけ低くなるような位置まで被せた構成
とし、触媒の沈下が生じた場合でも反応管6の過熱が生
じるのを防止している。
れていない空間が反応管6の上端部に形成されると、改
質反応による吸熱がほとんどなくなることから、金属面
が高温の燃焼ガス26によって過熱される懸念が生ず
る。また、製作時、触媒は上目皿20の高さまで完全に
充填されるが、反応管6との触媒の熱膨張差により運転
中は触媒層18の高さは上目皿20に対して相対的に沈
下する。また、長時間運転すると、触媒は相互の摩擦に
よって粉化したり、改質管の熱膨張・熱収縮に際して締
め付けられ、破砕したりする。これらも触媒層18の沈
下の原因となる。このために、保護キャップ7を上目皿
20に対してlだけ低くなるような位置まで被せた構成
とし、触媒の沈下が生じた場合でも反応管6の過熱が生
じるのを防止している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上のような構成およ
び機能を有する従来の燃料改質器を備えた燃料電池発電
システムにおいては、多くの機器の中で燃料改質器が最
も大きな機器であり、したがってシステム全体に占める
スペースやコストの割合も大きくなっている。このため
過去においても、構造上の様々な工夫や改質性能の向
上、およびシステムの改良によって少しでも小型にする
ような努力が払われてきたが、最近のコンパクト化に対
する要求は一層強いものがある。
び機能を有する従来の燃料改質器を備えた燃料電池発電
システムにおいては、多くの機器の中で燃料改質器が最
も大きな機器であり、したがってシステム全体に占める
スペースやコストの割合も大きくなっている。このため
過去においても、構造上の様々な工夫や改質性能の向
上、およびシステムの改良によって少しでも小型にする
ような努力が払われてきたが、最近のコンパクト化に対
する要求は一層強いものがある。
【0013】ところで、燃料改質器の改質性能は、触媒
層18の熱伝達性能に大きく依存し、性能向上によるコ
ンパクト化のためには触媒層18を流れる原料ガス30
の流速をできるだけ高くするのが望ましい。
層18の熱伝達性能に大きく依存し、性能向上によるコ
ンパクト化のためには触媒層18を流れる原料ガス30
の流速をできるだけ高くするのが望ましい。
【0014】しかし、従来の構造では原料ガス30の触
媒層18内での流れの方向が上向きであるため、流速を
ある限度以上高くすることができない。つまり、上向き
の流体力が触媒の重量を越えると、触媒が浮き上がって
流動現象が発生し、触媒の破損や粉化が著しく促進され
るためである。触媒の破損や粉化が起こると、破片や粉
によって触媒層18の圧力損失が増大してプラントの運
転に悪影響を及ぼすことになる。また、反応管6が多数
収納される燃料改質器でこのような現象が生じ、破砕や
粉化の度合いが反応管6相互間で異なる場合には反応管
6相互間で流量不均一が生じ、規定の性能が得られなく
なる可能性がある。
媒層18内での流れの方向が上向きであるため、流速を
ある限度以上高くすることができない。つまり、上向き
の流体力が触媒の重量を越えると、触媒が浮き上がって
流動現象が発生し、触媒の破損や粉化が著しく促進され
るためである。触媒の破損や粉化が起こると、破片や粉
によって触媒層18の圧力損失が増大してプラントの運
転に悪影響を及ぼすことになる。また、反応管6が多数
収納される燃料改質器でこのような現象が生じ、破砕や
粉化の度合いが反応管6相互間で異なる場合には反応管
6相互間で流量不均一が生じ、規定の性能が得られなく
なる可能性がある。
【0015】さらに、触媒の粉化等によって触媒層18
の沈下が極端に進行し、この沈下量が保護キャップ7の
下端を越えると、その部分では吸熱反応が起こらなくな
るため、高温の燃焼ガス26により反応管6が局部的に
過熱する問題が発生し、著しい場合には反応管6の耐熱
温度を越え、反応管6の溶融等の重大事故につながる可
能性がある。
の沈下が極端に進行し、この沈下量が保護キャップ7の
下端を越えると、その部分では吸熱反応が起こらなくな
るため、高温の燃焼ガス26により反応管6が局部的に
過熱する問題が発生し、著しい場合には反応管6の耐熱
温度を越え、反応管6の溶融等の重大事故につながる可
能性がある。
【0016】ところで、原料ガス30の流速は触媒層1
8内を上昇するに伴って増加する。この理由は原料ガス
30の温度が上昇し、かつ反応が進んでガスの容積が増
えるためである。したがって、触媒を浮き上がらせよう
とする流体力は触媒層18の上端部で最大となる。
8内を上昇するに伴って増加する。この理由は原料ガス
30の温度が上昇し、かつ反応が進んでガスの容積が増
えるためである。したがって、触媒を浮き上がらせよう
とする流体力は触媒層18の上端部で最大となる。
【0017】このことから、外管14および内管16の
外径は、触媒層18の上端部の原料ガス30の流速を基
準にして反応管6の上端部で触媒流動が発生しないよう
に、余裕を持って大きく決められるのが普通である。
外径は、触媒層18の上端部の原料ガス30の流速を基
準にして反応管6の上端部で触媒流動が発生しないよう
に、余裕を持って大きく決められるのが普通である。
【0018】このことから、外管14および内管16に
直管を使用する従来の形式では外管14の伝熱面積やシ
ステム上の圧力損失に設計上の余裕がある場合でも、触
媒層18の上端部における原料ガス30の流速の制約の
ため、反応管6をコンパクトにできないことが往々にし
てあった。
直管を使用する従来の形式では外管14の伝熱面積やシ
ステム上の圧力損失に設計上の余裕がある場合でも、触
媒層18の上端部における原料ガス30の流速の制約の
ため、反応管6をコンパクトにできないことが往々にし
てあった。
【0019】また、保護キャップ7が触媒層に被さって
いる部分(長さl)は、燃焼ガス27からの熱伝達が遮
断されるために性能上は無効部分となっており、これも
コンパクト化を阻害する一要因になっていた。
いる部分(長さl)は、燃焼ガス27からの熱伝達が遮
断されるために性能上は無効部分となっており、これも
コンパクト化を阻害する一要因になっていた。
【0020】そこで、本発明の目的は反応管内で触媒流
動が発生するのを効果的に抑制し、反応管をコンパクト
に保って簡素な燃料電池発電プラントを構成できるよう
にした燃料改質器を提供することにある。
動が発生するのを効果的に抑制し、反応管をコンパクト
に保って簡素な燃料電池発電プラントを構成できるよう
にした燃料改質器を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の燃料改質器は、外管と、前記外管と同心状に
配置された円錐状の内管と、前記外管と前記内管との間
に配設された触媒層と、前記触媒層を通過した原料ガス
を前記内管に導くための前記外管の先端に被嵌された保
護キャップとを備え、前記円錐状の内管内に環状の原料
ガス流路を形成させる円錐状のプラグ管を有することを
特徴とするものである。
に本発明の燃料改質器は、外管と、前記外管と同心状に
配置された円錐状の内管と、前記外管と前記内管との間
に配設された触媒層と、前記触媒層を通過した原料ガス
を前記内管に導くための前記外管の先端に被嵌された保
護キャップとを備え、前記円錐状の内管内に環状の原料
ガス流路を形成させる円錐状のプラグ管を有することを
特徴とするものである。
【0022】
【作用】本発明においては、触媒層の大きさが原料ガス
流動方向に沿って漸増するように構成されるので、触媒
層の上部における減量ガスの流速が流動開始点での流速
以下となり、触媒流動を防止することが容易に可能とな
る。これにより、触媒流動に伴う触媒の破損、粉化等が
なくなり、したがって触媒層の沈下量を最小にすること
ができる。
流動方向に沿って漸増するように構成されるので、触媒
層の上部における減量ガスの流速が流動開始点での流速
以下となり、触媒流動を防止することが容易に可能とな
る。これにより、触媒流動に伴う触媒の破損、粉化等が
なくなり、したがって触媒層の沈下量を最小にすること
ができる。
【0023】加えて、触媒層の大きさが上端において大
きいため、外管と内管とを直管で構成した場合に比べ
て、触媒の減量に対する沈下高さを相対的に小さくする
ことが可能になる。
きいため、外管と内管とを直管で構成した場合に比べ
て、触媒の減量に対する沈下高さを相対的に小さくする
ことが可能になる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明を適用した燃料改質器の反応管の詳
細を示している。
する。図1は本発明を適用した燃料改質器の反応管の詳
細を示している。
【0025】図1において、外管14と内管16との間
に形成される触媒層18の大きさは反応管6の高さ方向
に沿って徐々に変化し、反応管6の下端の原料ガス30
の導入部から上端の出口部にかけて漸増するように構成
している。この大きさを漸増させるために本実施例では
内管16の外径を反応管6の高さ方向に径を徐々に細く
し、また、この内管16に合わせてプラグ管15の形状
も反応管6の高さ方向に徐々に細くしている。そして、
内管16の内部とプラグ管15との間にリターンパス1
7が形成される。また、外管14と内管16との間には
触媒層18が形成され、触媒層18は上目皿20および
下目皿19によって保持されている。反応管6の上部に
は保護キャップ7が被せられていて、保護キャップ7の
下端の高さは、上目皿20の位置よりも長さlだけ低く
なっている。その他の構成は従来と同様である。次に、
本発明の実施例の作用について、ガスの流動に従って説
明する。なお、従来と同様の作用を有する部分はその説
明を省略する。
に形成される触媒層18の大きさは反応管6の高さ方向
に沿って徐々に変化し、反応管6の下端の原料ガス30
の導入部から上端の出口部にかけて漸増するように構成
している。この大きさを漸増させるために本実施例では
内管16の外径を反応管6の高さ方向に径を徐々に細く
し、また、この内管16に合わせてプラグ管15の形状
も反応管6の高さ方向に徐々に細くしている。そして、
内管16の内部とプラグ管15との間にリターンパス1
7が形成される。また、外管14と内管16との間には
触媒層18が形成され、触媒層18は上目皿20および
下目皿19によって保持されている。反応管6の上部に
は保護キャップ7が被せられていて、保護キャップ7の
下端の高さは、上目皿20の位置よりも長さlだけ低く
なっている。その他の構成は従来と同様である。次に、
本発明の実施例の作用について、ガスの流動に従って説
明する。なお、従来と同様の作用を有する部分はその説
明を省略する。
【0026】図1において、1000℃以上の高温の燃焼ガ
ス26は、反応管6の周囲を長さ方向に沿って下向きに
流動する。その際、燃焼ガス26は外管14を介して反
応管6の内部を流れる原料ガス30と熱交換して徐々に
温度が降下し、下端に達したところで所定の温度になっ
て排出される。
ス26は、反応管6の周囲を長さ方向に沿って下向きに
流動する。その際、燃焼ガス26は外管14を介して反
応管6の内部を流れる原料ガス30と熱交換して徐々に
温度が降下し、下端に達したところで所定の温度になっ
て排出される。
【0027】一方、炭化水素ガスに水蒸気を混合した約
400〜 450℃の原料ガス30は、反応管6の下端に流入
し、下目皿19を通過して触媒層18に導かれ、触媒層
18内を上向きに流動する。この際、原料ガス30は外
管14を介して燃焼ガス26から、そして内管16を介
して改質ガス32から熱を収受して加熱され、徐々に温
度が上昇するとともに触媒作用によって改質反応が起こ
り、触媒層18の上端に達したところでは 700〜 800℃
の水素を主成分とする改質ガス32に変化する。このと
き、原料ガス30が触媒層18を上昇して改質反応が進
むに伴い、また温度が上昇するに従い、原料ガス30の
体積流量が大きくなって流速も徐々に上昇する。しか
し、流体力は流動限界以下になるように触媒層18の大
きさも漸増しているから、流速の増大が抑えられ、触媒
層18の高さ方向すべてにわたって触媒の流動現象は発
生しない。
400〜 450℃の原料ガス30は、反応管6の下端に流入
し、下目皿19を通過して触媒層18に導かれ、触媒層
18内を上向きに流動する。この際、原料ガス30は外
管14を介して燃焼ガス26から、そして内管16を介
して改質ガス32から熱を収受して加熱され、徐々に温
度が上昇するとともに触媒作用によって改質反応が起こ
り、触媒層18の上端に達したところでは 700〜 800℃
の水素を主成分とする改質ガス32に変化する。このと
き、原料ガス30が触媒層18を上昇して改質反応が進
むに伴い、また温度が上昇するに従い、原料ガス30の
体積流量が大きくなって流速も徐々に上昇する。しか
し、流体力は流動限界以下になるように触媒層18の大
きさも漸増しているから、流速の増大が抑えられ、触媒
層18の高さ方向すべてにわたって触媒の流動現象は発
生しない。
【0028】したがって、触媒の破損や粉化が発生せ
ず、運転中における触媒層18の沈下量は、反応管6と
触媒の熱膨張差に起因するもの、もしくは触媒相互の摩
擦による減量によるものに限定される。これらの値は事
前に予測可能であるため、合理的な触媒層18の高さや
保護キャップ7のl寸法を決定することができる。
ず、運転中における触媒層18の沈下量は、反応管6と
触媒の熱膨張差に起因するもの、もしくは触媒相互の摩
擦による減量によるものに限定される。これらの値は事
前に予測可能であるため、合理的な触媒層18の高さや
保護キャップ7のl寸法を決定することができる。
【0029】さらに、触媒層18の沈下に関して、実施
例の構成では触媒層18の大きさが反応管6の上側に行
く程大きくなっているために、従来と比較して相対的に
沈下高さが小さくなるというメリットがある。したがっ
て、保護キャップ7が触媒層に被さっている部分(長さ
l)の寸法を従来より小さくすることができ、反応管6
の長さも短くすることが可能になる。次に、改質ガスは
反応管6の上端部で反転してリターンパス17を下向き
に流れる。
例の構成では触媒層18の大きさが反応管6の上側に行
く程大きくなっているために、従来と比較して相対的に
沈下高さが小さくなるというメリットがある。したがっ
て、保護キャップ7が触媒層に被さっている部分(長さ
l)の寸法を従来より小さくすることができ、反応管6
の長さも短くすることが可能になる。次に、改質ガスは
反応管6の上端部で反転してリターンパス17を下向き
に流れる。
【0030】この際、高温の改質ガス32が保有する熱
量は、内管16を介して触媒層18内を流れる原料ガス
30に伝えられ、下端に達するまでに所定の温度まで降
下して次の機器に送られる。このように、本発明におい
ても、従来と同様の再生機能を備えており、高温の改質
ガス32の保有する熱の利用が図られている。
量は、内管16を介して触媒層18内を流れる原料ガス
30に伝えられ、下端に達するまでに所定の温度まで降
下して次の機器に送られる。このように、本発明におい
ても、従来と同様の再生機能を備えており、高温の改質
ガス32の保有する熱の利用が図られている。
【0031】以上のことから、本発明によれば、触媒層
18内の原料ガス30の体積変化に合わせてその大きさ
を漸増させて適切な流速を保つことができ、触媒層18
全体として従来よりも伝熱性能が向上し、結果的に、外
管14の外径を従来より小さくすることが可能となる。
18内の原料ガス30の体積変化に合わせてその大きさ
を漸増させて適切な流速を保つことができ、触媒層18
全体として従来よりも伝熱性能が向上し、結果的に、外
管14の外径を従来より小さくすることが可能となる。
【0032】
【0033】
【0034】なお、以上説明した実施例では、触媒層1
8の大きさを漸増させるために内管16の外径を反応管
6の高さ方向に細くしているが、外管14の外径を変化
させることによっても、または内管16と外管14の双
方を変化させても、本発明の目的に合致する効果を得る
ことができる。
8の大きさを漸増させるために内管16の外径を反応管
6の高さ方向に細くしているが、外管14の外径を変化
させることによっても、または内管16と外管14の双
方を変化させても、本発明の目的に合致する効果を得る
ことができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来の燃料改質器の優れた作用である再生機能を損なうこ
となく、反応管の上部で触媒層の大きさを増大させてい
るから原料ガスの流速を触媒流動限界以下に抑えること
ができ、触媒の破損、粉化等が生じないので、触媒の沈
下量を最小にすることができる。加えて、触媒層の大き
さを上端において増大させているから触媒の沈下量が従
来よりも少なくなり、触媒層上部の無効部分を減少する
ことが可能になる。
来の燃料改質器の優れた作用である再生機能を損なうこ
となく、反応管の上部で触媒層の大きさを増大させてい
るから原料ガスの流速を触媒流動限界以下に抑えること
ができ、触媒の破損、粉化等が生じないので、触媒の沈
下量を最小にすることができる。加えて、触媒層の大き
さを上端において増大させているから触媒の沈下量が従
来よりも少なくなり、触媒層上部の無効部分を減少する
ことが可能になる。
【0036】したがって、本発明によれば燃料電池発電
システムの燃料改質器のコンパクト化に保つことがで
き、燃料電池発電システムの簡素化を達成できるという
優れた効果を奏する。
システムの燃料改質器のコンパクト化に保つことがで
き、燃料電池発電システムの簡素化を達成できるという
優れた効果を奏する。
【図1】本発明による燃料改質器の反応管の一実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図2】従来の燃料改質器を示す断面図。
【図3】図2に示す燃料改質器の反応管の詳細を示す断
面図。
面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 外管と、前記外管と同心状に配置された
円錐状の内管と、前記外管と前記内管との間に配設され
た触媒層と、前記触媒層を通過した原料ガスを前記内管
に導くための前記外管の先端に被嵌された保護キャップ
とを備え、前記円錐状の内管内に環状の原料ガス流路を
形成させる円錐状のプラグ管を有することを特徴とする
燃料改質器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04421693A JP3322933B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 燃料改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04421693A JP3322933B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 燃料改質器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06263401A JPH06263401A (ja) | 1994-09-20 |
JP3322933B2 true JP3322933B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=12685353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04421693A Expired - Fee Related JP3322933B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 燃料改質器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3322933B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6258330B1 (en) * | 1998-11-10 | 2001-07-10 | International Fuel Cells, Llc | Inhibition of carbon deposition on fuel gas steam reformer walls |
JP4799995B2 (ja) * | 2005-10-20 | 2011-10-26 | 東京瓦斯株式会社 | 水蒸気改質器 |
BRPI0620086A2 (pt) * | 2005-12-19 | 2011-11-01 | Bp Exploration Operating | processo para produzir produto de fase condensada de um ou mais reagente(s) de fase gasosa |
JP5227706B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2013-07-03 | 本田技研工業株式会社 | 改質装置 |
JP5265277B2 (ja) | 2008-09-08 | 2013-08-14 | 本田技研工業株式会社 | 脱硫装置 |
JP6482941B2 (ja) * | 2015-04-28 | 2019-03-13 | 株式会社日本触媒 | 熱交換型反応システムおよびそれを用いた反応方法 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP04421693A patent/JP3322933B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06263401A (ja) | 1994-09-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020611 |
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