JPH01126202A - 水蒸気改質装置 - Google Patents
水蒸気改質装置Info
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- JPH01126202A JPH01126202A JP62283034A JP28303487A JPH01126202A JP H01126202 A JPH01126202 A JP H01126202A JP 62283034 A JP62283034 A JP 62283034A JP 28303487 A JP28303487 A JP 28303487A JP H01126202 A JPH01126202 A JP H01126202A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
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- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は炭化水素をスチーム改質し、水素を含む改質ガ
スを得るための水蒸気改質装置に関するものである。こ
のような水蒸気改質装置は、炭化水素を燃料とする燃料
電池に必要な水素ガスを得るための装置として利用され
る。
スを得るための水蒸気改質装置に関するものである。こ
のような水蒸気改質装置は、炭化水素を燃料とする燃料
電池に必要な水素ガスを得るための装置として利用され
る。
従来、加熱炉内を仕切板で原料供給室と加熱室とに仕切
るとともに、内管と外管とからなる２重管構造を有し、
両管の間隙部に水蒸気改質触媒層を有する反応管を仕切
板に支持させて加熱室に配置した水蒸気改質装置は知ら
れている（特開昭６２−２７４８９号公報）。
るとともに、内管と外管とからなる２重管構造を有し、
両管の間隙部に水蒸気改質触媒層を有する反応管を仕切
板に支持させて加熱室に配置した水蒸気改質装置は知ら
れている（特開昭６２−２７４８９号公報）。
第３図は、従来の水蒸気改質装置の説明図を示す、第３
図において、３０は加熱炉内に配設された仕切板を示し
、その上方が原料供給室及びその下方が加熱室を形成す
る。この仕切板３０には、内管１と外管２とからる２重
管構造の反応管２０が支持されている。この２重管の下
端部は連絡し、外管に流入したガスはこの下端部で内管
に流入するようになっている。内管１と外管２との間に
形成される環状空隙部には水蒸気改質触媒層Ａが形成さ
れている。
図において、３０は加熱炉内に配設された仕切板を示し
、その上方が原料供給室及びその下方が加熱室を形成す
る。この仕切板３０には、内管１と外管２とからる２重
管構造の反応管２０が支持されている。この２重管の下
端部は連絡し、外管に流入したガスはこの下端部で内管
に流入するようになっている。内管１と外管２との間に
形成される環状空隙部には水蒸気改質触媒層Ａが形成さ
れている。
第３図において、原料ガスとしての炭化水素と水蒸気と
の混合物は、導管２１から装置内の原料供給室に導入さ
れ、ここから各反応管２０の内管１と外管２との間の水
蒸気改質触媒層Ａ内に入り、ここで水蒸気改質反応を受
け、生成した改質ガスは内管１に入り、ガス捕集管２２
を通って改質ガス排出口２３から排出される。加熱室に
配置される反応管２０の加熱のための熱は、バーナ一部
２５によって与えられ、燃焼ガスは排出管２４を通って
排出される。
の混合物は、導管２１から装置内の原料供給室に導入さ
れ、ここから各反応管２０の内管１と外管２との間の水
蒸気改質触媒層Ａ内に入り、ここで水蒸気改質反応を受
け、生成した改質ガスは内管１に入り、ガス捕集管２２
を通って改質ガス排出口２３から排出される。加熱室に
配置される反応管２０の加熱のための熱は、バーナ一部
２５によって与えられ、燃焼ガスは排出管２４を通って
排出される。
ところで、このような水蒸気改質装置においては、原料
として炭化水素を用いる場合、以下の反応式で示される
改質反応が起り、水素を主成分とする改質ガスが得られ
る。
として炭化水素を用いる場合、以下の反応式で示される
改質反応が起り、水素を主成分とする改質ガスが得られ
る。
ＣｎＨｍ＋ｎＨ，Ｏ−→ｎＣ○＋（ｎ ＋ １／２−）
Ｈｚ （１）ＧＯ＋Ｈ２０；セＣｏ２＋Ｈ，（２
） ＧＯ＋３Ｈ，２ＣＨ４＋Ｈ，Ｏ（３） しかし、この水蒸気改質装置においては、触媒層の原料
ガス入口部を高温に加熱すると前記反応（１）〜（３）
の他に、次の熱分解反応も生起してカーボンの析出が起
り、装置閉塞トラブルの原因となる。
Ｈｚ （１）ＧＯ＋Ｈ２０；セＣｏ２＋Ｈ，（２
） ＧＯ＋３Ｈ，２ＣＨ４＋Ｈ，Ｏ（３） しかし、この水蒸気改質装置においては、触媒層の原料
ガス入口部を高温に加熱すると前記反応（１）〜（３）
の他に、次の熱分解反応も生起してカーボンの析出が起
り、装置閉塞トラブルの原因となる。
ＣｎＨｍ ＝＝コｎＣ＋１／２ｍＨｚ
（４）〔目 的〕 本発明は、前記反応式（４）による反応を抑制し、カー
ボン析出による装置閉塞の問題を解決することを目的と
する。
（４）〔目 的〕 本発明は、前記反応式（４）による反応を抑制し、カー
ボン析出による装置閉塞の問題を解決することを目的と
する。
本発明によれば、第１の発明として、加熱炉内を仕切板
で原料供給室と加熱室とに仕切るとともに、内管と外管
とからなる２重管構造を有し、両管の間隙部に水蒸気改
質触媒層を有する反応管を該仕切板に支持させて加熱室
に配置した装置において、該触媒層を仕切板を超えて上
方の原料供給室側にまで延長させたことを特徴とする水
蒸気改質装置が提供される。また、第２の発明として、
加熱炉内を仕切板で原料供給室と加熱室とに仕切るとと
もに、内管と外管とからなる２重管構造を有し１両管の
間隙部に水蒸気改質触媒層を有する反応管を該仕切板に
支持させて加熱室に配置した装置において、該反応管の
触媒層の上部に位置する外管内壁部に縦型の複数枚のフ
ィンを付設したことを特徴とする水蒸気改質装置が提供
される。
で原料供給室と加熱室とに仕切るとともに、内管と外管
とからなる２重管構造を有し、両管の間隙部に水蒸気改
質触媒層を有する反応管を該仕切板に支持させて加熱室
に配置した装置において、該触媒層を仕切板を超えて上
方の原料供給室側にまで延長させたことを特徴とする水
蒸気改質装置が提供される。また、第２の発明として、
加熱炉内を仕切板で原料供給室と加熱室とに仕切るとと
もに、内管と外管とからなる２重管構造を有し１両管の
間隙部に水蒸気改質触媒層を有する反応管を該仕切板に
支持させて加熱室に配置した装置において、該反応管の
触媒層の上部に位置する外管内壁部に縦型の複数枚のフ
ィンを付設したことを特徴とする水蒸気改質装置が提供
される。
本発明による第１の発明においては、第１図に示、すよ
うに、反応管の２重管間隙部に形成された触媒層＾を仕
切板３０を超えて、原料供給室側にまで延長させる。こ
の延長された触媒層Ａの長さは、仕切板３０の位置から
、１０〜１００１、好ましくは３Ｏ−５０ｎ＋ｍ程度で
ある。
うに、反応管の２重管間隙部に形成された触媒層＾を仕
切板３０を超えて、原料供給室側にまで延長させる。こ
の延長された触媒層Ａの長さは、仕切板３０の位置から
、１０〜１００１、好ましくは３Ｏ−５０ｎ＋ｍ程度で
ある。
このような水蒸気改質装置においては、触媒層が原料ガ
ス供給室側まで延びているので、原料ガスは、先ず、こ
の原料供給室に延びた触媒層と接触し、ＪＭ料ガスの持
つ顕熱により、前記水蒸気改質反応（１）〜（３）をあ
る程度受ける。しかし、この原料供給室に位置する触媒
層温度は、加熱室に位置する触媒層温度よりも相当量い
ため、前記カーボン析出反応（４）の生起は制止される
。そして、この原料供給室側である程度の水蒸気改質反
応を受けた原料ガスは、加熱室に位置する高温の触媒層
Ａに入り、十分な水蒸気改質反応（１）〜（３）を受け
る。この加熱室に位置する触媒層温度は、前記反応（４
）を生起するのに十分高い温度である。しかし、本発明
の場合、この加熱室に位置する高温触媒層Ａに原料ガス
が流入する部分において、既に原料供給室に位置する触
媒層Ａによる改質反応で生成した水素が相当量存在する
ことから、前記反応（４）によるカーボン析出反応は著
しく抑制される。
ス供給室側まで延びているので、原料ガスは、先ず、こ
の原料供給室に延びた触媒層と接触し、ＪＭ料ガスの持
つ顕熱により、前記水蒸気改質反応（１）〜（３）をあ
る程度受ける。しかし、この原料供給室に位置する触媒
層温度は、加熱室に位置する触媒層温度よりも相当量い
ため、前記カーボン析出反応（４）の生起は制止される
。そして、この原料供給室側である程度の水蒸気改質反
応を受けた原料ガスは、加熱室に位置する高温の触媒層
Ａに入り、十分な水蒸気改質反応（１）〜（３）を受け
る。この加熱室に位置する触媒層温度は、前記反応（４
）を生起するのに十分高い温度である。しかし、本発明
の場合、この加熱室に位置する高温触媒層Ａに原料ガス
が流入する部分において、既に原料供給室に位置する触
媒層Ａによる改質反応で生成した水素が相当量存在する
ことから、前記反応（４）によるカーボン析出反応は著
しく抑制される。
本発明の第２の発明においては、第２図（ａ）、（ｂ）
に示すように１反応管の触媒層Ａの上部に位置する外管
内壁部に縦型の複数枚のフィン５を付設する。この外管
内壁部に付設するフィンは、好ましくは、触媒層Ａの充
填長さの上端から１７２〜１７６、より好ましくは、１
／４程度にわたって配設するのがよい。
に示すように１反応管の触媒層Ａの上部に位置する外管
内壁部に縦型の複数枚のフィン５を付設する。この外管
内壁部に付設するフィンは、好ましくは、触媒層Ａの充
填長さの上端から１７２〜１７６、より好ましくは、１
／４程度にわたって配設するのがよい。
このフィン５を外管内壁部に設置する時には、加熱室に
おいて外管外壁面が高温に加熱されても、フィンの配置
による外管内壁面積の増大により、入熱量はむしろ増加
するが、表面積の増大により結果的には外管内壁及びそ
の近辺の温度を低く抑えることができるので、前記反応
（４）によるカーボンの析出を防止することができる。
おいて外管外壁面が高温に加熱されても、フィンの配置
による外管内壁面積の増大により、入熱量はむしろ増加
するが、表面積の増大により結果的には外管内壁及びそ
の近辺の温度を低く抑えることができるので、前記反応
（４）によるカーボンの析出を防止することができる。
また、この第２図に示した反応管の場合にも、第１図に
示した反応管の場合と同様に、触媒層Ａの上端を仕切板
を超えて原料供給室側に延長させることによって、カー
ボンの析出防止を一層効果的に達成することができる。
示した反応管の場合と同様に、触媒層Ａの上端を仕切板
を超えて原料供給室側に延長させることによって、カー
ボンの析出防止を一層効果的に達成することができる。
本発明の水蒸気改質装置は種々の変更が可能であり１例
えば、内管１内部には充填物や、−酸化炭素転化触媒等
を充填することもできる。
えば、内管１内部には充填物や、−酸化炭素転化触媒等
を充填することもできる。
本発明は１以上のような構成であり、水蒸気改質装置で
問題となっているカーボン析出による装置閉塞の問題を
解決することができる。
問題となっているカーボン析出による装置閉塞の問題を
解決することができる。
本発明の水蒸気改質装置は、特に燃料電池用の水素生成
装置として好適のものである。
装置として好適のものである。
第１図は、触媒層を仕切板を超えて原料供給室側に延長
させた反応管の部分説明図を示す、第２図（ａ）は、触
媒層Ａの上部に位置する外管内壁部に縦型フィン５を付
設した反応管の部分説明図を示す、第３図は従来の水蒸
気改質装置の説明図を示す。 １・・・内管、２・・・外管、５・・・フィン、２０・
・・反応管、３０・・・仕切板、Ａ・・・水蒸気改質触
媒層。 特許出願人 千代田化工建設株式会社
させた反応管の部分説明図を示す、第２図（ａ）は、触
媒層Ａの上部に位置する外管内壁部に縦型フィン５を付
設した反応管の部分説明図を示す、第３図は従来の水蒸
気改質装置の説明図を示す。 １・・・内管、２・・・外管、５・・・フィン、２０・
・・反応管、３０・・・仕切板、Ａ・・・水蒸気改質触
媒層。 特許出願人 千代田化工建設株式会社
Claims (3)
- （１）加熱炉内を仕切板で原料供給室と加熱室とに仕切
るとともに、内管と外管とからなる２重管構造を有し、
両管の間隙部に水蒸気改質触媒層を有する反応管を該仕
切板に支持させて加熱室に配置した装置において、該触
媒層を仕切板を超えて上方の原料供給室側にまで延長さ
せたことを特徴とする水蒸気改質装置。 - （２）加熱炉内を仕切板で原料供給室と加熱室とに仕切
るとともに、内管と外管とからなる２重管構造を有し、
両管の間隙部に水蒸気改質触媒層を有する反応管を該仕
切板に支持させて加熱室に配置した装置において、該反
応管の触媒層の上部に位置する外管内壁部に縦型の複数
枚のフィンを付設したことを特徴とする水蒸気改質装置
。 - （３）該触媒層が仕切板を超えて上方の原料供給室側に
まで延びている特許請求の範囲第２項の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62283034A JPH01126202A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 水蒸気改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62283034A JPH01126202A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 水蒸気改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126202A true JPH01126202A (ja) | 1989-05-18 |
Family
ID=17660362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62283034A Pending JPH01126202A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 水蒸気改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01126202A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978905A (ja) * | 1982-10-23 | 1984-05-08 | Jgc Corp | 水蒸気改質反応器 |
| JPS5978906A (ja) * | 1982-10-23 | 1984-05-08 | Jgc Corp | 水蒸気改質炉 |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP62283034A patent/JPH01126202A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978905A (ja) * | 1982-10-23 | 1984-05-08 | Jgc Corp | 水蒸気改質反応器 |
| JPS5978906A (ja) * | 1982-10-23 | 1984-05-08 | Jgc Corp | 水蒸気改質炉 |
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