JP4797241B2 - Reformer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の液体原料から水素ガスを生成する改質装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水素原子を含有する種々の化合物、例えば、ガソリンや、メタノール等のアルコール、エーテル、アルデヒド等の炭化水素系化合物から改質反応によって水素ガスを生成する改質装置が提案されている。
【0003】
図5は、改質装置の改質器を示す説明図である。改質装置の改質器は、例えば、改質原料としてメタノールを用いた場合、Cu−Zn系の卑金属触媒を担持した円筒形のハニカム構造のユニット(以下、触媒担持ハニカムと呼ぶ)142の周囲を、アルミナマット152を緩衝材として、金属製のケース144で覆う構造を採っている。改質装置には、改質部をガスが水平方向に流れるように設置するもの(図5(a))や、垂直に流れるように設置するもの(図5(b))がある。一般に、燃料電池車両に搭載するための改質装置としては、車両搭載性上、高さ方向の制限があるため、水平設置型のものが採用される。
【0004】
改質器には、気化したメタノールおよび水が供給され、次式(1)に示す水蒸気改質反応によって水素ガスが生成される。
【0005】
CH3OH+H2O → CO2+3H2−49.5(kJ/mol) …(1)
【0006】
なお、式(1)の水蒸気改質反応は、次式(2)、(3)に示す2つの反応の結果であると考えることができる。
【0007】
CH3OH → CO+2H2−90.0(kJ/mol) …(2)
CO+H2O → CO2+H2+40.5(kJ/mol) …(3)
【0008】
式(1)の水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、空気(酸素)を導入して次式(4)に示す部分酸化反応の発熱作用によって生じる熱を用いて改質器の運転温度を維持することも行われる。
【0009】
CH3OH+(1/2)O2 → CO2+2H2+189(kJ/mol)…(4)
【0010】
改質装置の起動時には、この部分酸化反応の発熱作用と次式(5)に示す反応の発熱作用とによって生じる熱が、改質器の昇温に利用される。
【0011】
2+(1/2)O2 → H2O+240(kJ/mol) …(5)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、改質装置の暖機運転の初期段階では、改質器の温度が低いため気化させたメタノールが凝縮してしまう。この凝縮液は、アルミナマット152に染み込むことがある。そうすると、式(4)、(5)に示した熱エネルギがアルミナマット152に染み込んだ凝縮液を再蒸発させるために消費され、改質装置の起動時間(改質器の昇温時間)を長引かせる。
【0013】
また、アルミナマット152に染み込んだ凝縮液が、触媒担持ハニカム142の昇温とともに再蒸発するようになると、改質部のメタノール濃度が高くなり、一部のメタノールは未改質のまま改質器の下流側に流れる。この未改質のメタノールは、腐食性があるため後工程に悪影響を及ぼす。メタノール以外の液体原料を改質原料として用いる場合であっても、未改質ガスが後工程に悪影響を及ぼす場合がある。
【0014】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、液体原料を用いた改質装置の起動時間を効率的に短縮する技術を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の改質装置は、
所定の液体原料から水素ガスを生成する改質装置であって、
前記液体原料を蒸発させる蒸発部と、
前記蒸発した原料から改質反応により水素ガスを生成する改質部と、
少なくとも前記原料が前記改質部で凝縮した凝縮液を除去する凝縮液除去手段と、
を備えることを要旨とする。
【0016】
本発明の改質装置では、所定の液体原料から改質反応によって水素ガスを生成する。所定の液体原料としては、水素原子を含有する種々の化合物、例えば、ガソリンや、メタノール等のアルコール、エーテル、アルデヒド等の炭化水素系化合物を用いることができる。本発明では、気化した原料ガスが凝縮しても、凝縮液除去手段により凝縮液を速やかに除去することができる。これによって、凝縮液の気化に消費される熱エネルギのロスを低減し、効率的に改質部を昇温することができる。この結果、改質部の昇温時間、即ち、改質装置の起動時間を効率的に短縮することができる。
【0017】
また、本発明では、凝縮液を除去するので、原料ガスが未改質のまま改質器の下流側への流出することを抑制することができる。この結果、未改質ガスの改質器の後工程への悪影響を抑制することもできる。
【0018】
本発明の改質装置において、凝縮液除去手段は、改質部をガスの流れ方向を軸として高速回転させ、遠心力によって凝縮液を除去したり、改質部を傾斜させて、重力によって除去する手段とすることも可能ではあるが、
前記凝縮液除去手段は、前記凝縮液を弾く手段であるものとすることができる。
【0019】
凝縮液を弾く手段とは、例えば、凝縮液を弾く材質を用いるようにしてもよいし、凝縮液を弾く表面処理を施すようにしてもよい。こうすることによって、動力が不用であったり、省スペース化が図れる、などの利点がある。
【0020】
また、本発明の改質装置において、凝縮液が留まりやすい箇所に凝縮液除去手段を設けることが効果的である。
例えば、改質部が、改質触媒を担持したユニットと、該ユニットを覆うケースと、前記ユニットと前記ケースとの間に設けられた緩衝材とを備える場合は、
前記凝縮液除去手段は、少なくとも前記緩衝材から前記凝縮液を除去する手段であるものとすることができる。
【0021】
改質触媒を担持したユニットとケースとのクッションとなる緩衝材の部分では、凝縮液はそのまま染み込んでしまい、改質部の昇温の妨げとなりやすい。この緩衝材から凝縮液を除去する手段を備えることにより、凝縮液の気化に消費される熱エネルギのロスを低減し、効率的に改質部を昇温することができる。
【0022】
本発明の改質装置において、
更に、前記除去された凝縮液を回収する回収手段を備えるようにしてもよい。
【0023】
凝縮液を回収することによって、改質原料として再利用することができる。この結果、原料の利用効率を向上することができる。
【0024】
なお、上記改質装置において、
前記回収手段は、前記改質部の上流側に設けられているものとすることが好ましい。
【0025】
凝縮は改質部の上流側で生じやすい。従って、回収手段を改質ガスの上流側に設けることによって、凝縮液を効果的に回収することができる。なお、改質部の上流側とは、例えば、改質部にガスを供給するための配管であってもよいし、改質部自体の上流部、例えば、ガスの入口近傍などであってもよい。
【0026】
また、本発明の改質装置において、
前記改質部は、水平にガスが流れるように設置されているものとすることができる。
【0027】
燃料電池車両等に搭載するための改質装置としては、車両搭載性上、高さ方向の制限があるため、水平設置型のものが採用される。この水平設置型の改質装置では、重力によっては凝縮液が流れ出ないので、凝縮液が改質部に留まりやすい。水平設置型の改質装置に本発明を適用することによって、凝縮液を速やかに除去することができるので、改質装置の起動時間を効率的に短縮することができる。なお、「水平」とは、厳密に水平でなくてもよく、重力によっては凝縮液が流れ出ない程度の水平を意味している。
【0028】
本発明は、上述の改質装置としての構成の他、改質装置を備える燃料電池システム、これを搭載した車両の発明として構成することもできる。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
A.改質装置:
B.凝縮液の除去および回収:
C.第2実施例:
D.変形例:
【0030】
A.改質装置:
図1は、本発明の第1実施例としての改質装置の構成を示す説明図である。改質装置100は、メタノールを貯蔵する原料タンク10と、水を貯蔵する水タンク20と、原料タンク10および水タンク20から供給されたメタノールおよび水を蒸発させる蒸発部30と、気化したメタノールを改質反応によって改質する改質部40と、CO酸化部60とを備えている。CO酸化部60は、改質反応によって二酸化炭素に変換されずに改質部40を通過した一酸化炭素を二酸化炭素に酸化するためのものである。
【0031】
改質部40の触媒担持ハニカム42でのメタノールの改質反応は、約300℃で行う。本実施例の改質装置100では、起動時の改質部40の昇温に図示しないヒータからの加熱に加えて、先に示した式(4)、(5)の反応の発熱作用が用いられている。改質装置100の暖機運転の初期段階では、改質部40の温度が低いため、蒸発部30で気化したメタノールおよび水が凝縮する。この凝縮液は、改質部40の昇温の妨げとなる。改質部40には、凝縮液を除去するために凝縮液除去手段が設けられている。また、改質部40の上流側には、凝縮液を回収する回収手段も設けられている。凝縮液除去手段および回収手段については後述する。
【0032】
B.凝縮液の除去および回収:
図2は、凝縮液の除去手段および回収手段を示す説明図である。また、図3は、図2において楕円を記したA部の詳細を示す説明図である。本実施例の改質装置100は、図示するように、改質部40においてガスが水平に流れる水平設置型の装置である。改質部40は、Cu−Zn系の卑金属触媒を担持した円筒形の触媒担持ハニカム42の周囲を、アルミナマット52を緩衝材として、金属製のケース144で覆う構造を採っている。アルミナマット52の表面には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ディスパージョンがコーティングされている(以下、このコーティングをPTFEコーティングと呼ぶ)。PTFEコーティング53は、耐熱性を有するとともに凝縮液を弾く性質を有しており、凝縮液除去手段として機能する。これによってアルミナマット52に凝縮液が染み込むのを防止することができる。なお、PTFEコーティング53は、アルミナマット52の全面に施されている必要はなく、一部のみに施されていてもよい。
【0033】
凝縮は改質部40の上流側で生じやすい。そして、PTFEコーティング53によって弾かれた凝縮液は、重力によって下方に移動しA部から染み出す。改質部40の上流側の配管には、凝縮液を回収する回収手段としてのドレーン54が設けられている。ドレーン54から回収した凝縮液は、改質原料として再利用することができる。なお、改質部40は、上流側が下流側よりも低くなるように傾斜して設置していてもよい。こうすることによって、改質部40で生じた凝縮液が上流側のドレーン54に流れやすくすることができる。
【0034】
このように第1実施例によれば、触媒担持ハニカム42とケース44との緩衝材であるアルミナマット52に凝縮液を弾くPTFEディスパージョンをコーティングしているので、凝縮液を速やかに除去することができる。これによって、凝縮液の気化に消費される熱エネルギのロスを低減し、効率的に改質部を昇温することができる。この結果、改質装置100の起動時間を短縮することができる。また、未改質のメタノールガスが改質部40の下流側に流れるのを抑制することができるので、後工程に及ぼす悪影響を抑制することもできる。
【0035】
C.第2実施例:
第1実施例では、凝縮液除去手段としてアルミナマット52に施したPTFEコーティング53を用いた。第2実施例では、この代わりにPTFE製のマットを緩衝材として用いる。これ以外の構成は、第1実施例と同じである。
【0036】
第2実施例によれば、緩衝材としてPTFEマット52Aを用いているので、凝縮液を弾き、速やかに除去することができる。この結果、改質装置100の起動時間を短縮することができる。また、未改質のメタノールガスが改質部40の下流側に流れるのを抑制することができるので、後工程に及ぼす悪影響を抑制することができる。
【0037】
D.変形例:
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【0038】
D1.変形例1:
上記実施例では、凝縮液除去手段として改質部に凝縮液を弾く性質を有する緩衝材(表面処理も含む)を用いたが、これに限定されるものではない。一般に、本発明は、改質部で生じる凝縮液を除去するものであるので、例えば、改質部をガスの流れ方向を軸として高速回転させ、遠心力によって凝縮液を除去してもよい。
【0039】
D2.変形例2:
上記実施例では、凝縮液除去手段に耐熱性および凝縮液を弾く性質を有するポリテトラフルオロエチレンを用いたが、要求される耐熱温度に応じて他の材料を用いてもよい。
【0040】
D3.変形例3:
上記実施例では、改質部40の上流側の配管に凝縮液を回収するためのドレーン54を設けたが、改質部40自体の上流部に設けるようにしてもよい。図4は、変形例としての改質装置の凝縮液の除去手段および回収手段を示す説明図である。この変形例では、緩衝材として、上流部にはリング状のPTFEマット52Aa〜52Aeを隙間ができるように配置しており、下流部にはPTFEマット52Afを配置している。そして、ケース44AにはPTFEマット52Aa〜52Afの各隙間と一致する位置にドレーン54a〜54eを設けている。この他は、上記実施例と同じである。こうすることによって、改質部40で生じた凝縮液は、PTFEマット52Aa〜52Afの隙間からも除去することができ、また、ドレーン54a〜54eから回収することができる。なお、この変形例では、PTFEマット52Aa〜52Afの隙間から凝縮液を除去するようにしているが、例えば、隙間の代わりに貫通孔を有するPTFEマットを用いて、貫通孔から凝縮液を除去するようにしてもよい。
【0041】
D4.変形例4:
上記実施例では、凝縮液除去手段を備える水平設置型の改質装置について示したが、垂直設置型の改質装置に凝縮液除去手段を備えるようにしてもよい。
【0042】
D5.変形例5:
上記実施例では、改質装置について示したが、本発明の改質装置を備える燃料電池システムとして構成することもできる。また、これを搭載した車両の発明として構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としての改質装置の構成を示す説明図である。
【図2】凝縮液の除去手段および回収手段を示す説明図である。
【図3】図2において楕円を記したA部の詳細を示す説明図である。
【図4】変形例としての改質装置の凝縮液の除去手段および回収手段を示す説明図である。
【図5】改質装置の改質器を示す説明図である。
【符号の説明】
10…原料タンク
20…水タンク
30…蒸発部
40…改質部
42…触媒担持ハニカム
44、44A…ケース
52A、52Aa〜52Af…PTFEマット
54、54a〜54e…ドレーン
100…改質装置
142…触媒担持ハニカム
144…ケース
152…アルミナマット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reformer that generates hydrogen gas from a predetermined liquid raw material.
[0002]
[Prior art]
A reformer that generates hydrogen gas by a reforming reaction from various compounds containing hydrogen atoms, for example, hydrocarbons such as gasoline, alcohols such as methanol, ethers, and aldehydes has been proposed.
[0003]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a reformer of the reformer. The reformer of the reformer, for example, when methanol is used as the reforming raw material, is around a cylindrical honeycomb unit 142 (hereinafter referred to as catalyst-supporting honeycomb) 142 supporting a Cu—Zn base metal catalyst. Is covered with a metal case 144 using the alumina mat 152 as a buffer material. Some reforming apparatuses are installed so that the gas flows in the horizontal direction in the reforming section (FIG. 5A) and those installed so that the gas flows vertically (FIG. 5B). Generally, as a reformer for mounting on a fuel cell vehicle, a horizontal installation type is adopted because of the limitation in the height direction in terms of vehicle mountability.
[0004]
Vaporized methanol and water are supplied to the reformer, and hydrogen gas is generated by a steam reforming reaction represented by the following formula (1).
[0005]
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 3H 2 −49.5 (kJ / mol) (1)
[0006]
In addition, it can be considered that the steam reforming reaction of the formula (1) is the result of two reactions shown in the following formulas (2) and (3).
[0007]
CH 3 OH → CO + 2H 2 -90.0 (kJ / mol) (2)
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 +40.5 (kJ / mol) (3)
[0008]
Since the steam reforming reaction of the formula (1) is an endothermic reaction, the operating temperature of the reformer is set using heat generated by the exothermic action of the partial oxidation reaction shown in the following formula (4) by introducing air (oxygen). It is also maintained.
[0009]
CH 3 OH + (1/2) O 2 → CO 2 + 2H 2 +189 (kJ / mol) (4)
[0010]
When the reformer is started, the heat generated by the exothermic action of the partial oxidation reaction and the exothermic action of the reaction shown in the following equation (5) is used for raising the temperature of the reformer.
[0011]
H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O + 240 (kJ / mol) (5)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the initial stage of the warm-up operation of the reformer, the vaporized methanol is condensed because the temperature of the reformer is low. The condensate may soak into the alumina mat 152. If it does so, the thermal energy shown to Formula (4) and (5) will be consumed in order to re-evaporate the condensate which soaked in the alumina mat | matte 152, and the starting time of a reformer (temperature raising time of a reformer) is prolonged. Make it.
[0013]
Further, when the condensate soaked in the alumina mat 152 comes to re-evaporate as the catalyst supporting honeycomb 142 rises in temperature, the methanol concentration in the reforming portion becomes high, and a part of the methanol remains unmodified and the reformer It flows downstream. This unmodified methanol is corrosive and therefore adversely affects subsequent processes. Even when a liquid raw material other than methanol is used as the reforming raw material, the unreformed gas may adversely affect the subsequent process.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique for efficiently shortening the start-up time of a reformer using a liquid raw material.
[0015]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of the above-described problems, the present invention employs the following configuration.
The reformer of the present invention comprises:
A reformer that generates hydrogen gas from a predetermined liquid raw material,
An evaporation section for evaporating the liquid material;
A reforming section for generating hydrogen gas from the evaporated raw material by a reforming reaction;
At least the condensate removing means for removing the condensate condensed in the reforming section,
It is a summary to provide.
[0016]
In the reformer of the present invention, hydrogen gas is generated from a predetermined liquid raw material by a reforming reaction. As the predetermined liquid raw material, various compounds containing hydrogen atoms, for example, hydrocarbons such as gasoline, alcohols such as methanol, ethers and aldehydes can be used. In the present invention, even if the vaporized source gas is condensed, the condensate can be quickly removed by the condensate removing means. As a result, the loss of heat energy consumed for vaporizing the condensate can be reduced, and the temperature of the reforming section can be increased efficiently. As a result, the temperature raising time of the reforming unit, that is, the start-up time of the reformer can be efficiently shortened.
[0017]
In the present invention, since the condensate is removed, it is possible to suppress the raw material gas from flowing out to the downstream side of the reformer without being reformed. As a result, the adverse effect of the unreformed gas on the subsequent process of the reformer can be suppressed.
[0018]
In the reforming apparatus of the present invention, the condensate removing means rotates the reforming section at a high speed around the gas flow direction, removes the condensate by centrifugal force, or tilts the reforming section and removes it by gravity. Although it is possible to be a means to
The condensate removing means may be means for repelling the condensate.
[0019]
As the means for repelling the condensate, for example, a material repelling the condensate may be used, or a surface treatment for repelling the condensate may be performed. By doing so, there are advantages such that power is unnecessary and space saving can be achieved.
[0020]
In the reformer of the present invention, it is effective to provide a condensate removing means at a place where the condensate tends to stay.
For example, when the reforming unit includes a unit carrying a reforming catalyst, a case covering the unit, and a cushioning material provided between the unit and the case,
The condensate removal means may be means for removing the condensate from at least the buffer material.
[0021]
In the portion of the cushioning material that serves as a cushion between the unit supporting the reforming catalyst and the case, the condensate permeates as it is, which tends to hinder the temperature rise of the reforming unit. By providing the means for removing the condensate from the buffer material, it is possible to reduce the loss of heat energy consumed for vaporizing the condensate and efficiently raise the temperature of the reforming unit.
[0022]
In the reformer of the present invention,
Furthermore, a recovery means for recovering the removed condensate may be provided.
[0023]
By recovering the condensate, it can be reused as a reforming raw material. As a result, the raw material utilization efficiency can be improved.
[0024]
In the above reformer,
The recovery means is preferably provided upstream of the reforming unit.
[0025]
Condensation is likely to occur upstream of the reforming section. Therefore, the condensate can be effectively recovered by providing the recovery means on the upstream side of the reformed gas. The upstream side of the reforming unit may be, for example, a pipe for supplying gas to the reforming unit, or may be an upstream part of the reforming unit itself, for example, near the gas inlet. Good.
[0026]
In the reformer of the present invention,
The said reforming part shall be installed so that gas may flow horizontally.
[0027]
As a reformer for mounting on a fuel cell vehicle or the like, a horizontal installation type is adopted because of the limitation in the height direction in terms of vehicle mountability. In this horizontal installation type reformer, the condensate does not flow out due to gravity, so the condensate tends to stay in the reforming section. By applying the present invention to a horizontally installed reformer, the condensate can be removed quickly, so that the start-up time of the reformer can be shortened efficiently. Note that “horizontal” does not have to be exactly horizontal, and means horizontal enough to prevent the condensate from flowing out due to gravity.
[0028]
The present invention can be configured as an invention of a fuel cell system including a reforming device and a vehicle equipped with the fuel cell system, in addition to the above-described configuration as a reforming device. In addition, in each aspect, it is possible to apply the various additional elements shown above.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Reformer:
B. Condensate removal and recovery:
C. Second embodiment:
D. Variations:
[0030]
A. Reformer:
FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of a reformer as a first embodiment of the present invention. The reformer 100 includes a raw material tank 10 for storing methanol, a water tank 20 for storing water, an evaporation unit 30 for evaporating methanol and water supplied from the raw material tank 10 and the water tank 20, and vaporized methanol. A reforming unit 40 for reforming by a reforming reaction and a CO oxidation unit 60 are provided. The CO oxidation unit 60 is for oxidizing the carbon monoxide that has passed through the reforming unit 40 without being converted into carbon dioxide by the reforming reaction into carbon dioxide.
[0031]
The methanol reforming reaction in the catalyst-supporting honeycomb 42 of the reforming unit 40 is performed at about 300 ° C. In the reforming apparatus 100 of the present embodiment, in addition to heating from a heater (not shown) for raising the temperature of the reforming unit 40 at the time of start-up, the exothermic action of the reactions shown in equations (4) and (5) shown above is used. It has been. In the initial stage of the warm-up operation of the reforming apparatus 100, since the temperature of the reforming unit 40 is low, the methanol and water vaporized in the evaporation unit 30 are condensed. This condensate prevents the temperature of the reforming unit 40 from rising. The reformer 40 is provided with a condensate removing means for removing the condensate. In addition, a recovery means for recovering the condensate is also provided upstream of the reforming unit 40. Condensate removal means and recovery means will be described later.
[0032]
B. Condensate removal and recovery:
FIG. 2 is an explanatory view showing a condensate removing unit and a collecting unit. FIG. 3 is an explanatory diagram showing details of the A portion in which an ellipse is marked in FIG. As shown in the figure, the reforming apparatus 100 of the present embodiment is a horizontally installed apparatus in which gas flows horizontally in the reforming unit 40. The reforming unit 40 has a structure in which the periphery of a cylindrical catalyst-supporting honeycomb 42 supporting a Cu—Zn base metal catalyst is covered with a metal case 144 using the alumina mat 52 as a buffer material. The surface of the alumina mat 52 is coated with a polytetrafluoroethylene (PTFE) dispersion (hereinafter, this coating is referred to as PTFE coating). The PTFE coating 53 has heat resistance and has a property of repelling the condensate, and functions as a condensate removing means. Thereby, it is possible to prevent the condensate from penetrating into the alumina mat 52. The PTFE coating 53 does not need to be applied to the entire surface of the alumina mat 52, and may be applied to only a part thereof.
[0033]
Condensation is likely to occur upstream of the reforming unit 40. Then, the condensate repelled by the PTFE coating 53 moves downward by gravity and oozes out from the A part. On the upstream side of the reforming unit 40, a drain 54 is provided as a collecting means for collecting the condensate. The condensate recovered from the drain 54 can be reused as a reforming material. The reforming unit 40 may be installed with an inclination so that the upstream side is lower than the downstream side. By doing so, the condensate generated in the reforming unit 40 can easily flow into the drain 54 on the upstream side.
[0034]
Thus, according to the first embodiment, the PTFE dispersion that repels the condensate is coated on the alumina mat 52 that is the buffer material between the catalyst-supporting honeycomb 42 and the case 44, so that the condensate can be quickly removed. Can do. As a result, the loss of heat energy consumed for vaporizing the condensate can be reduced, and the temperature of the reforming section can be increased efficiently. As a result, the start-up time of the reformer 100 can be shortened. In addition, since unreformed methanol gas can be prevented from flowing downstream of the reforming unit 40, adverse effects on subsequent processes can also be suppressed.
[0035]
C. Second embodiment:
In the first embodiment, the PTFE coating 53 applied to the alumina mat 52 is used as the condensate removing means. In the second embodiment, a PTFE mat is used instead as a cushioning material. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0036]
According to the second embodiment, since the PTFE mat 52A is used as the buffer material, the condensate can be repelled and quickly removed. As a result, the start-up time of the reformer 100 can be shortened. In addition, since unreformed methanol gas can be prevented from flowing to the downstream side of the reforming section 40, adverse effects on subsequent processes can be suppressed.
[0037]
D. Variations:
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and implementation in various aspects is possible within the range which does not deviate from the summary. It is. For example, the following modifications are possible.
[0038]
D1. Modification 1:
In the above embodiment, the buffer material (including the surface treatment) having the property of repelling the condensate in the reforming part is used as the condensate removal means, but the present invention is not limited to this. In general, the present invention removes the condensate generated in the reforming section. For example, the reforming section may be rotated at high speed around the gas flow direction and the condensate may be removed by centrifugal force.
[0039]
D2. Modification 2:
In the above embodiment, polytetrafluoroethylene having heat resistance and a property of repelling the condensate is used for the condensate removing means, but other materials may be used depending on the required heat-resistant temperature.
[0040]
D3. Modification 3:
In the above embodiment, the drain 54 for recovering the condensate is provided in the upstream pipe of the reforming unit 40, but it may be provided in the upstream part of the reforming unit 40 itself. FIG. 4 is an explanatory view showing a condensate removing unit and a collecting unit of a reformer as a modification. In this modified example, ring-shaped PTFE mats 52Aa to 52Ae are disposed in the upstream portion as a cushioning material so as to have a gap, and the PTFE mat 52Af is disposed in the downstream portion. The case 44A is provided with drains 54a to 54e at positions corresponding to the gaps between the PTFE mats 52Aa to 52Af. The rest is the same as the above embodiment. By doing so, the condensate produced in the reforming unit 40 can be removed from the gaps between the PTFE mats 52Aa to 52Af and can be recovered from the drains 54a to 54e. In this modification, the condensate is removed from the gap between the PTFE mats 52Aa to 52Af. For example, the condensate is removed from the through hole using a PTFE mat having a through hole instead of the gap. You may do it.
[0041]
D4. Modification 4:
In the above-described embodiment, the horizontal installation type reformer including the condensate removing unit has been described. However, the vertical installation type reformer may include the condensate removing unit.
[0042]
D5. Modification 5:
Although the reforming apparatus has been described in the above embodiment, it can be configured as a fuel cell system including the reforming apparatus of the present invention. Moreover, it can also be comprised as invention of the vehicle carrying this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a reformer as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a condensate removing unit and a collecting unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing details of an A portion in which an ellipse is marked in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory view showing a condensate removal means and a recovery means of a reformer as a modification.
FIG. 5 is an explanatory view showing a reformer of the reformer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Raw material tank 20 ... Water tank 30 ... Evaporating part 40 ... Reforming part 42 ... Catalyst carrying honeycomb 44, 44A ... Case 52A, 52Aa-52Af ... PTFE mat 54, 54a-54e ... Drain 100 ... Reforming apparatus 142 ... Catalyst Supporting honeycomb 144 ... Case 152 ... Alumina mat

Claims (5)

炭化水素系化合物を含む液体原料から水素ガスを生成する改質装置であって、
前記液体原料を蒸発させる蒸発部と、
前記蒸発した原料から改質反応により水素ガスを生成する改質部と、
少なくとも前記原料が前記改質部で凝縮した凝縮液を除去する凝縮液除去手段と、
を備え、
前記改質部は、改質触媒を担持したユニットと、該ユニットを覆うケースと、前記ユニットと前記ケースとの間に設けられた緩衝材とを備え、
前記凝縮液除去手段は、少なくとも前記緩衝材から前記凝縮液を除去する手段である、
改質装置。
A reformer for generating hydrogen gas from a liquid raw material containing a hydrocarbon compound ,
An evaporation section for evaporating the liquid material;
A reforming section for generating hydrogen gas from the evaporated raw material by a reforming reaction;
At least the condensate removing means for removing the condensate condensed in the reforming section,
With
The reforming unit includes a unit carrying a reforming catalyst, a case covering the unit, and a cushioning material provided between the unit and the case,
The condensate removing means is means for removing the condensate from at least the buffer material,
Reformer.
請求項1記載の改質装置であって、
前記凝縮液除去手段は、前記凝縮液を弾く手段である、
改質装置。
The reformer according to claim 1,
The condensate removing means is means for flipping the condensate,
Reformer.
請求項1記載の改質装置であって、
更に、前記除去された凝縮液を回収する回収手段を備える、
改質装置。
The reformer according to claim 1,
Furthermore, a recovery means for recovering the removed condensate is provided.
Reformer.
請求項記載の改質装置であって、
前記回収手段は、前記改質部の上流側に設けられている、
改質装置。
The reformer according to claim 3 , wherein
The recovery means is provided on the upstream side of the reforming unit,
Reformer.
請求項1記載の改質装置であって、
前記改質部は、水平にガスが流れるように設置されている、
改質装置。
The reformer according to claim 1,
The reformer is installed so that gas flows horizontally,
Reformer.
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