JPH03245833A - 触媒反応装置 - Google Patents
触媒反応装置Info
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- JPH03245833A JPH03245833A JP3007556A JP755691A JPH03245833A JP H03245833 A JPH03245833 A JP H03245833A JP 3007556 A JP3007556 A JP 3007556A JP 755691 A JP755691 A JP 755691A JP H03245833 A JPH03245833 A JP H03245833A
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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
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
-
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- 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
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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
【０００１】
本発明は、触媒反応装置に係り、特に、触媒を封入した
反応管の熱膨張、熱収縮に起因する触媒の破壊を防止す
る触媒反応装置に関する。 ［０００２］
反応管の熱膨張、熱収縮に起因する触媒の破壊を防止す
る触媒反応装置に関する。 ［０００２］
外筒、内筒を具え、外筒の内周面と内筒の外周面とで構
成された空間部に触媒を封入した反応部に、加熱しなが
ら反応ガスを通し、化学反応を起させる装置の一例とし
て燃料電池装置のリフオーマがある。このリフオーマは
、天然ガスと水蒸気の混合ガスを上記空間部に導き、こ
こでバーナにより外部から加熱しながら水素を多量に含
むガスとするものである。 ［０００３］
成された空間部に触媒を封入した反応部に、加熱しなが
ら反応ガスを通し、化学反応を起させる装置の一例とし
て燃料電池装置のリフオーマがある。このリフオーマは
、天然ガスと水蒸気の混合ガスを上記空間部に導き、こ
こでバーナにより外部から加熱しながら水素を多量に含
むガスとするものである。 ［０００３］
このように構成されたリフオーマにおいては、外筒と内
筒の間の空間部の径方向の寸法（以後ギャップと呼ぶ）
は装置の立上げ時（運転開始時）と立下げ時（停止時）
では、熱膨張によってその大きさが異なる。従って、ギ
ャップが拡大する際には、空間部に配置された触媒の粒
子はギャップの拡大によって生じた隙間を埋めるように
その自重によって落ちて来る。逆に、ギャップが収縮す
る際は、触媒の粒子は上方に押し上げられるが、このと
き触媒には圧縮力や摩擦力のような触媒を破壊しようと
する力が働くなめ、装置が起動、停止を繰り返すうちに
、触媒が破壊されている。 ［０００４］ この現象については、Ｇａｓ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｉｎ
５ｔｉｔｕｔｅによるＯｎ ５ｉｔｅ ＦｕｅｌＣｅ
ｌｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐ １ａｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ
、 Ａｎｕａｌ Ｒｅｐ盾窒■ （Ｊａｎ １９８２−Ｊａｎ １９８３）において１ス
ランピング」と呼び論じられている。 しかしながら、このスランピングを防止するための方法
として外筒と内筒の間の空間部の長平方向に単に触媒を
支えるための複数の棚を設けることが提案されているが
、この方法は、上記起動、停止にもとづく触媒の移動を
本質的に防止するものではなく、触媒の破壊を本質的に
防止するものではない。 ［０００５］ 実開昭５８−１３７４４０号公報には、外管、内管、中
心管を備え、内管と外管の間に触媒層を設けた燃料電池
用リフオーマが開示されている。しかじ上孔公報におい
ては、触媒のスランピングや触媒保持手段については論
じられていない。また、特公昭５０−３２６７号公報に
は、内筒と外筒の間の空間において触媒を保持する手段
として、皿部と皿部を支持する外筒の内周面に設けられ
た支持体と内筒の外周面に設けられた支持体とからなる
触媒支持手段を使用することが記載されている。しかし
上記公報においても、触媒のスランピングについては何
ら記載されておらず、該公報記載の技術ではスランピン
グ解消には充分ではなかった。 ちなみに、内径が１０
０ｍｍ、長さが１６００ｍｍの外筒、内径が３０ｍｍ、
長さが１５００ｍｍの内筒の熱膨張の一例を具体的に示
すと、外筒の径方向で１３６ｍｍ、長手方向で、１８ｍ
ｍの熱膨張、また、内筒の径方向で１．２ｍｍ、長手方
向で１９ｍｍの熱膨張を有する。 ［０００６］ 本発明の課題は、触媒の反応熱によって生じる反応管の
拡大、収縮に起因する触媒の破壊を抑制するにある。 ［０００７］
筒の間の空間部の径方向の寸法（以後ギャップと呼ぶ）
は装置の立上げ時（運転開始時）と立下げ時（停止時）
では、熱膨張によってその大きさが異なる。従って、ギ
ャップが拡大する際には、空間部に配置された触媒の粒
子はギャップの拡大によって生じた隙間を埋めるように
その自重によって落ちて来る。逆に、ギャップが収縮す
る際は、触媒の粒子は上方に押し上げられるが、このと
き触媒には圧縮力や摩擦力のような触媒を破壊しようと
する力が働くなめ、装置が起動、停止を繰り返すうちに
、触媒が破壊されている。 ［０００４］ この現象については、Ｇａｓ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｉｎ
５ｔｉｔｕｔｅによるＯｎ ５ｉｔｅ ＦｕｅｌＣｅ
ｌｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐ １ａｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ
、 Ａｎｕａｌ Ｒｅｐ盾窒■ （Ｊａｎ １９８２−Ｊａｎ １９８３）において１ス
ランピング」と呼び論じられている。 しかしながら、このスランピングを防止するための方法
として外筒と内筒の間の空間部の長平方向に単に触媒を
支えるための複数の棚を設けることが提案されているが
、この方法は、上記起動、停止にもとづく触媒の移動を
本質的に防止するものではなく、触媒の破壊を本質的に
防止するものではない。 ［０００５］ 実開昭５８−１３７４４０号公報には、外管、内管、中
心管を備え、内管と外管の間に触媒層を設けた燃料電池
用リフオーマが開示されている。しかじ上孔公報におい
ては、触媒のスランピングや触媒保持手段については論
じられていない。また、特公昭５０−３２６７号公報に
は、内筒と外筒の間の空間において触媒を保持する手段
として、皿部と皿部を支持する外筒の内周面に設けられ
た支持体と内筒の外周面に設けられた支持体とからなる
触媒支持手段を使用することが記載されている。しかし
上記公報においても、触媒のスランピングについては何
ら記載されておらず、該公報記載の技術ではスランピン
グ解消には充分ではなかった。 ちなみに、内径が１０
０ｍｍ、長さが１６００ｍｍの外筒、内径が３０ｍｍ、
長さが１５００ｍｍの内筒の熱膨張の一例を具体的に示
すと、外筒の径方向で１３６ｍｍ、長手方向で、１８ｍ
ｍの熱膨張、また、内筒の径方向で１．２ｍｍ、長手方
向で１９ｍｍの熱膨張を有する。 ［０００６］ 本発明の課題は、触媒の反応熱によって生じる反応管の
拡大、収縮に起因する触媒の破壊を抑制するにある。 ［０００７］
上記の課題は、内筒、該内筒と同心的に配置された外筒
、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とで形成される
空間部に封入された触媒、前記触媒を前記内・外筒の下
端で保持する触媒保持手段を具え、被反応ガスを前記触
媒を通過させるように導入させ、前孔触媒を通過させた
反応ガスを、前記内筒を介して外部へ導出するように構
成した触媒反応装置において、前記触媒保持手段を皿部
と、該皿部を前孔外筒で保持する第１の支持手段と、前
記内筒で保持する第２の支持体とで構成し、前記第１の
支持体を前記外筒の内周面に、前記第２の支持体を前記
内筒の外周面に固着せしめ、前記皿部を前記第１、第２
の支持体に載置し、前記内・外筒とから成る反応部を複
数本並設し、これらをシェル内に収納して触媒反応装置
を構成することにより達成される。 ［０００８］ 上記の課題はまた、前記内筒、前記外筒が断面円形状に
形成されている特許請求の範囲第１項託載の触媒反応装
置によっても達成される。 ［０００９］ 上記の課題はさらに、前記外筒の一端は開口し、他端は
閉塞し、前記内筒の一端は、前記反応ガスを導出する手
段に連結し、他端を前記外筒の閉塞部近傍に開口して成
る特許請求の範囲第１項記載の触媒反応装置によっても
達成される。 ［００１０］
、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とで形成される
空間部に封入された触媒、前記触媒を前記内・外筒の下
端で保持する触媒保持手段を具え、被反応ガスを前記触
媒を通過させるように導入させ、前孔触媒を通過させた
反応ガスを、前記内筒を介して外部へ導出するように構
成した触媒反応装置において、前記触媒保持手段を皿部
と、該皿部を前孔外筒で保持する第１の支持手段と、前
記内筒で保持する第２の支持体とで構成し、前記第１の
支持体を前記外筒の内周面に、前記第２の支持体を前記
内筒の外周面に固着せしめ、前記皿部を前記第１、第２
の支持体に載置し、前記内・外筒とから成る反応部を複
数本並設し、これらをシェル内に収納して触媒反応装置
を構成することにより達成される。 ［０００８］ 上記の課題はまた、前記内筒、前記外筒が断面円形状に
形成されている特許請求の範囲第１項託載の触媒反応装
置によっても達成される。 ［０００９］ 上記の課題はさらに、前記外筒の一端は開口し、他端は
閉塞し、前記内筒の一端は、前記反応ガスを導出する手
段に連結し、他端を前記外筒の閉塞部近傍に開口して成
る特許請求の範囲第１項記載の触媒反応装置によっても
達成される。 ［００１０］
本発明は、内筒と外筒の間に触媒を収容し、これら触媒
を支持する触媒保持手段の支持を触媒反応装置の豆上げ
時と立下げ時で変えるように構成したものである。この
ように構成することによって、触媒に加えられる圧縮力
や摩擦力を軽減し、触媒の破壊を抑制できる。 ［００１１］ まず、リフオーマの立上げ時は、外筒１が熱膨張した後
、内筒２が熱膨張する。この場合、外筒１が径方向、長
平方向に伸びても、第２の支持体１３で触媒を保持する
目皿５が支持され、触媒は移動しない。次いで目皿５は
第２の支持体１３の下降とともに下降し、触媒３の逃げ
場ができるので、内筒２の膨張による内筒、外筒間の間
隔減少に伴う触媒３の圧縮破壊が防止できる。この理由
は、たとえば上記とは逆に、第１の支持体１２で支持す
るように構成すると（第２の支持体１３が存在しないと
いうことになる） 触媒３が外筒１の熱膨張に応じてそ
の体積増加分だけ自重で下りてくる。しかる後内筒２が
膨張すると、この段階では目皿５は移動せず、上記自重
で下りてきた触媒３の逃げ場がなくなって（触媒３を上
昇させるしかない） 触媒３の圧縮破壊が生じやすい状
態になる。これに対して、第２の支持体１３で目皿５を
支持すれば、内筒２の膨張にともなって第２の支持体１
３も長平方向へ移動するので、体積増加がはかられる。 従って、上記自重で下りてきた触媒を圧縮させることが
起こらない。
を支持する触媒保持手段の支持を触媒反応装置の豆上げ
時と立下げ時で変えるように構成したものである。この
ように構成することによって、触媒に加えられる圧縮力
や摩擦力を軽減し、触媒の破壊を抑制できる。 ［００１１］ まず、リフオーマの立上げ時は、外筒１が熱膨張した後
、内筒２が熱膨張する。この場合、外筒１が径方向、長
平方向に伸びても、第２の支持体１３で触媒を保持する
目皿５が支持され、触媒は移動しない。次いで目皿５は
第２の支持体１３の下降とともに下降し、触媒３の逃げ
場ができるので、内筒２の膨張による内筒、外筒間の間
隔減少に伴う触媒３の圧縮破壊が防止できる。この理由
は、たとえば上記とは逆に、第１の支持体１２で支持す
るように構成すると（第２の支持体１３が存在しないと
いうことになる） 触媒３が外筒１の熱膨張に応じてそ
の体積増加分だけ自重で下りてくる。しかる後内筒２が
膨張すると、この段階では目皿５は移動せず、上記自重
で下りてきた触媒３の逃げ場がなくなって（触媒３を上
昇させるしかない） 触媒３の圧縮破壊が生じやすい状
態になる。これに対して、第２の支持体１３で目皿５を
支持すれば、内筒２の膨張にともなって第２の支持体１
３も長平方向へ移動するので、体積増加がはかられる。 従って、上記自重で下りてきた触媒を圧縮させることが
起こらない。
【００１２】
また、リフオーマの立下げ時は、外筒１が先に縮み、し
かる後、内筒２が収縮する。従って、触媒３は内・外筒
の管壁を摩擦しながら上昇し、この摩擦エネルギーが触
媒３の破壊・変形に消費されると考えられる。この場合
は、目皿５は第１の支持体１２で支持されて上昇し、内
筒外壁と摩擦しながら移動する。触媒３が接する面積は
、外筒内壁よりも内筒外壁が小さく、従って摩擦により
触媒に加わる力が小さい。 ［００１３］ ［実施例１ 以下、本発明の一実施例を図１ないし図５にもとづき説
明する。 図１７図２は、触媒反応装置の一例として燃料電池装置
のリフオーマを掲げて示したもので、同図に示す如く、
リフオーマは、内筒２、内筒２と同心的に配置された外
筒１、内筒２の外周面と外筒１の内周面とで形成される
環状部、すなわち空間部に封入された触媒３とから構成
される反応部Ｈ１〜Ｈ７と、これらを包囲するように配
置したシェル６と、反応部Ｈ１ないしＨ７を加熱するバ
ーナ７、とを主要部とする。そして、内筒２、外筒１の
断面は円形状に形成されていると共に外筒１の一端は、
開口し、他端は閉塞し、内筒２の一端は反応ガス９を導
出する管路１１に連結し、他端を外筒１の閉塞端近傍に
開口している。該内筒の他端（下端）は、外筒と独立に
配置されており、内筒下端と外筒下端は、軸方向に相対
的に独立して移動可能になっている。また、反応部Ｈ１
ないしＨ７は、シェル６内に並設するよう構成され、管
路１１はシェル６内において、各反応部の内筒２の一端
を集合するように構成している。８はシェル６の断熱材
である。 ［００１４］ 更に、図１において、５は、外筒１．内筒２の下端で触
媒３を保持する目皿で第３図に詳細を示したような支持
体で支持される。図３に示すように、目皿５は内筒２の
外周面と外筒１の内周面とで形成される空間部に適合す
るように環状にかつ、下記第１、第２の支持体と独立に
形成されている。１２．１３は、目皿５を外筒１．内筒
２の下端部で支持する第１．第２の支持体で、それぞれ
環状にかつ、互いに独立に形成されている。そして、第
１の支持体１２の外周面ば外筒１の内周面に、第２の支
持体１３の内周面ば内筒２の外周面に固着されている。 また、第１．第２の支持体１，２の目皿５の下面に対向
するそれぞれの面積は、目皿５をそれぞれ単独に移動で
きる広さに構成されている。目皿５は支持体１２１３の
上面に乗っているカミ該支持体１２．１３と目皿５とは
相互に結合されてはおらず、目皿５を上方に、あるいは
目皿５を保持して支持体を下方に移動すると、両者が自
動的に離脱するようになっている。 ［００１５］ 目皿５を第１．第２の支持体１２．１３により支持する
理由は、次の通りである。リフオーマの立上げ時は、外
筒１が熱膨張した後、内筒２が熱膨張する。従って、こ
の場合、第２の支持体１３で目皿５を支持すれば、触媒
３の圧縮破壊が防止できる。この理由は、たとえば上記
とは逆に、第１の支持体１２で支持するように構成する
と（第２の支持体１３が存在しないということになる）
外筒１が径方向、長手方向に伸びると触媒３がその体
積増加分だけ自重で下りてくる。 しかる後、内筒２が膨張すると、上記自重で下りてきた
触媒３の逃げ場がなくなって（触媒３を上昇させるしか
ない） 触媒３の圧縮破壊が生じやすい状態になる。こ
れに対して、第２の支持体１３で目皿５を支持すれば、
内筒２の膨張にともなって第２の支持体１３も長手方向
へ移動するので、体積増加がはかられる。 従って、上記自重で下りてきた触媒を圧縮させることが
起こらない。 ［００１６］ また、リフオーマの立下げ時は、外筒１が先に縮み、し
かる後、内筒２が収縮する。従って、触媒３は内・外筒
の管壁を摩擦しながら上昇する。この摩擦エネルギーが
触媒３の破壊・変形に消費されると考えられるので、こ
の場合は摩擦面積が外さい方が良いので、目皿５は第１
の支持体１２で支持される。 ［００１７］ 図１に戻って、上記のように構成されたリフオーマにお
いて、天然ガスと水蒸気の混合した反応ガス９ば、触媒
３を封入した空間部に導かれ、ここで、バーナ７により
加熱されながら水蒸気改質反応を起こし、水素を多量に
含むガスとなり内筒２の内周面を通過し、ガス１０とし
てシェル８外へ送出される。尚、図１ないし図３中にお
いて、４は外筒１と内筒２の間の空間部の径方向の寸法
すなわち、ギャップである。 ［００１８］ 次に、上記の通り構成された一実施例の作用について図
５にもとづいて説明する。図５において、（Ａ）は触媒
反応装置、すなわちリフオーマの停止時の一つの反応部
の状態を説明する図、以下同じく （Ｂ）は立上げ時、
（Ｃ）は定常運転時、（Ｄ）は立下げ時、（Ｅ）は停止
時の状態を説明する図である。なお、第５図において、
図１ないし図４と同一物には同一の符号を付しである。 ［００１９］ まず、図５（Ａ）の状態において、目皿５は第１．第２
の支持体１２．１３に支持されている。 ［００２０１ 次に、図５ （Ｂ）の状態について説明する。 この状態においては、外筒１が熱膨張した後に内筒２が
熱膨張するが、内筒２が長手方向に伸びるため、第２の
支持体１３により目皿５が支持される状態になり、ギャ
ップ４の減少による触媒３の圧縮を抑えることができる
。その後、装置は、定常状態になり、目皿５は第１．第
２の支持体１２．１３にて指示される（図５（Ｃ）の状
態）。 ［００２１］ 次に、図５（Ｄ）の状態について説明する。この状態に
おいては、外筒１が先に縮み、遅れて内筒２が収縮する
が、目皿５が第１の支持体１２によって上方に持ち上げ
られる。このとき、触媒３は外筒１．内筒２の管壁を摩
擦しながら上昇していく。この摩擦エネルギーは触媒の
破壊、変形に消費されるものと考えられるカミこの場合
、触媒３が均一につまっているならば外筒１および内筒
２の管壁に加わる、触媒３の自重による単位面積当りの
力は、外筒１も内筒２も同じである。したがって、摩擦
力Ｆは、 Ｆ＝μＰＳ（ここで、μ：触媒と管壁との摩擦係数、Ｐ
：単位面積当りの力（高さ方向平均）、Ｓ：摩擦面積）
で表されるカミ触媒３は内筒２の外壁に沿うよう移動さ
れるので、摩擦力が小さく、触媒３の破壊が少なくなる
。しかる後、装置が停止されると図５（Ｅ）の状態に移
るカミこの場合は、図５（Ａ）の状態と同様に目皿５は
第１．第２の支持体１２．１３にて支持される。 ［００２２］ 尚、上記実施例では、外筒、内筒を断面円形状のもので
説明した力板本発明はこれに限定されることなく本発明
の精神を逸脱しない限りにおいて断面多角形のものまで
含むべきものであることはむろんである。 ［００２３］
かる後、内筒２が収縮する。従って、触媒３は内・外筒
の管壁を摩擦しながら上昇し、この摩擦エネルギーが触
媒３の破壊・変形に消費されると考えられる。この場合
は、目皿５は第１の支持体１２で支持されて上昇し、内
筒外壁と摩擦しながら移動する。触媒３が接する面積は
、外筒内壁よりも内筒外壁が小さく、従って摩擦により
触媒に加わる力が小さい。 ［００１３］ ［実施例１ 以下、本発明の一実施例を図１ないし図５にもとづき説
明する。 図１７図２は、触媒反応装置の一例として燃料電池装置
のリフオーマを掲げて示したもので、同図に示す如く、
リフオーマは、内筒２、内筒２と同心的に配置された外
筒１、内筒２の外周面と外筒１の内周面とで形成される
環状部、すなわち空間部に封入された触媒３とから構成
される反応部Ｈ１〜Ｈ７と、これらを包囲するように配
置したシェル６と、反応部Ｈ１ないしＨ７を加熱するバ
ーナ７、とを主要部とする。そして、内筒２、外筒１の
断面は円形状に形成されていると共に外筒１の一端は、
開口し、他端は閉塞し、内筒２の一端は反応ガス９を導
出する管路１１に連結し、他端を外筒１の閉塞端近傍に
開口している。該内筒の他端（下端）は、外筒と独立に
配置されており、内筒下端と外筒下端は、軸方向に相対
的に独立して移動可能になっている。また、反応部Ｈ１
ないしＨ７は、シェル６内に並設するよう構成され、管
路１１はシェル６内において、各反応部の内筒２の一端
を集合するように構成している。８はシェル６の断熱材
である。 ［００１４］ 更に、図１において、５は、外筒１．内筒２の下端で触
媒３を保持する目皿で第３図に詳細を示したような支持
体で支持される。図３に示すように、目皿５は内筒２の
外周面と外筒１の内周面とで形成される空間部に適合す
るように環状にかつ、下記第１、第２の支持体と独立に
形成されている。１２．１３は、目皿５を外筒１．内筒
２の下端部で支持する第１．第２の支持体で、それぞれ
環状にかつ、互いに独立に形成されている。そして、第
１の支持体１２の外周面ば外筒１の内周面に、第２の支
持体１３の内周面ば内筒２の外周面に固着されている。 また、第１．第２の支持体１，２の目皿５の下面に対向
するそれぞれの面積は、目皿５をそれぞれ単独に移動で
きる広さに構成されている。目皿５は支持体１２１３の
上面に乗っているカミ該支持体１２．１３と目皿５とは
相互に結合されてはおらず、目皿５を上方に、あるいは
目皿５を保持して支持体を下方に移動すると、両者が自
動的に離脱するようになっている。 ［００１５］ 目皿５を第１．第２の支持体１２．１３により支持する
理由は、次の通りである。リフオーマの立上げ時は、外
筒１が熱膨張した後、内筒２が熱膨張する。従って、こ
の場合、第２の支持体１３で目皿５を支持すれば、触媒
３の圧縮破壊が防止できる。この理由は、たとえば上記
とは逆に、第１の支持体１２で支持するように構成する
と（第２の支持体１３が存在しないということになる）
外筒１が径方向、長手方向に伸びると触媒３がその体
積増加分だけ自重で下りてくる。 しかる後、内筒２が膨張すると、上記自重で下りてきた
触媒３の逃げ場がなくなって（触媒３を上昇させるしか
ない） 触媒３の圧縮破壊が生じやすい状態になる。こ
れに対して、第２の支持体１３で目皿５を支持すれば、
内筒２の膨張にともなって第２の支持体１３も長手方向
へ移動するので、体積増加がはかられる。 従って、上記自重で下りてきた触媒を圧縮させることが
起こらない。 ［００１６］ また、リフオーマの立下げ時は、外筒１が先に縮み、し
かる後、内筒２が収縮する。従って、触媒３は内・外筒
の管壁を摩擦しながら上昇する。この摩擦エネルギーが
触媒３の破壊・変形に消費されると考えられるので、こ
の場合は摩擦面積が外さい方が良いので、目皿５は第１
の支持体１２で支持される。 ［００１７］ 図１に戻って、上記のように構成されたリフオーマにお
いて、天然ガスと水蒸気の混合した反応ガス９ば、触媒
３を封入した空間部に導かれ、ここで、バーナ７により
加熱されながら水蒸気改質反応を起こし、水素を多量に
含むガスとなり内筒２の内周面を通過し、ガス１０とし
てシェル８外へ送出される。尚、図１ないし図３中にお
いて、４は外筒１と内筒２の間の空間部の径方向の寸法
すなわち、ギャップである。 ［００１８］ 次に、上記の通り構成された一実施例の作用について図
５にもとづいて説明する。図５において、（Ａ）は触媒
反応装置、すなわちリフオーマの停止時の一つの反応部
の状態を説明する図、以下同じく （Ｂ）は立上げ時、
（Ｃ）は定常運転時、（Ｄ）は立下げ時、（Ｅ）は停止
時の状態を説明する図である。なお、第５図において、
図１ないし図４と同一物には同一の符号を付しである。 ［００１９］ まず、図５（Ａ）の状態において、目皿５は第１．第２
の支持体１２．１３に支持されている。 ［００２０１ 次に、図５ （Ｂ）の状態について説明する。 この状態においては、外筒１が熱膨張した後に内筒２が
熱膨張するが、内筒２が長手方向に伸びるため、第２の
支持体１３により目皿５が支持される状態になり、ギャ
ップ４の減少による触媒３の圧縮を抑えることができる
。その後、装置は、定常状態になり、目皿５は第１．第
２の支持体１２．１３にて指示される（図５（Ｃ）の状
態）。 ［００２１］ 次に、図５（Ｄ）の状態について説明する。この状態に
おいては、外筒１が先に縮み、遅れて内筒２が収縮する
が、目皿５が第１の支持体１２によって上方に持ち上げ
られる。このとき、触媒３は外筒１．内筒２の管壁を摩
擦しながら上昇していく。この摩擦エネルギーは触媒の
破壊、変形に消費されるものと考えられるカミこの場合
、触媒３が均一につまっているならば外筒１および内筒
２の管壁に加わる、触媒３の自重による単位面積当りの
力は、外筒１も内筒２も同じである。したがって、摩擦
力Ｆは、 Ｆ＝μＰＳ（ここで、μ：触媒と管壁との摩擦係数、Ｐ
：単位面積当りの力（高さ方向平均）、Ｓ：摩擦面積）
で表されるカミ触媒３は内筒２の外壁に沿うよう移動さ
れるので、摩擦力が小さく、触媒３の破壊が少なくなる
。しかる後、装置が停止されると図５（Ｅ）の状態に移
るカミこの場合は、図５（Ａ）の状態と同様に目皿５は
第１．第２の支持体１２．１３にて支持される。 ［００２２］ 尚、上記実施例では、外筒、内筒を断面円形状のもので
説明した力板本発明はこれに限定されることなく本発明
の精神を逸脱しない限りにおいて断面多角形のものまで
含むべきものであることはむろんである。 ［００２３］
本発明によれば、触媒に作用する圧縮力、摩擦力を小さ
くすることができるので、触媒の破壊を小さくすること
ができる効果がある。 ［００２４］ このことば触媒の破壊による微細化に起因する反応ガス
の圧力損失増加を抑え触媒の交換時間間隔を延長するこ
とができるものである。
くすることができるので、触媒の破壊を小さくすること
ができる効果がある。 ［００２４］ このことば触媒の破壊による微細化に起因する反応ガス
の圧力損失増加を抑え触媒の交換時間間隔を延長するこ
とができるものである。
【図１】
本発明に係る触媒反応装置の一例である燃料電池装置の
リフオーマの全体縦断面図である。
リフオーマの全体縦断面図である。
【図２】
図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】
図１の要部拡大縦断面図である。
［図４］
図３のＩＶ−■ｖ線矢視断面図である。
【図５】
本発明の動作説明する部分断面図である。
１ 外筒
２ 内筒
３ 触媒
４ ギャップ
５ 目皿
６ シェル
フ バーナ
８ 断熱材
９ 反応ガス
１０ 改質ガス
１２ 第１の支持体
１３ 第２の支持体
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
Ｎ
Claims (3)
- 【請求項１】内筒、該内筒と同心的に配置された外筒、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とで形成される空
間部に封入された触媒、前記触媒を前記内・外筒の下端
で保持する触媒保持手段を具え、被反応ガスを前記触媒
を通過させるように導入させ、前記触媒を通過させた反
応ガスを、前記内筒を介して外部へ導出するように構成
した触媒反応装置において、前記触媒保持手段を皿部と
、該皿部を前記外筒で保持する第１の支持手段と、前記
内筒で保持する第２の支持体とで構成し、前記第１の支
持体を前記外筒の内周面に、前記第２の支持体を前記内
筒の外周面に固着せしめ、前記皿部を前記第１、第２の
支持体に載置したことと、前記内・外筒とから成る反応
部を複数本並設し、これらをシェル内に収納してなるこ
とを特徴とする触媒反応装置。 - 【請求項２】前記内筒、前記外筒が断面円形状に形成さ
れている特許請求の範囲第１項記載の触媒反応装置。 - 【請求項３】前記外筒の一端は開口し、他端は閉塞し、
前記内筒の一端は、前記反応ガスを導出する手段に連結
し、他端を前記外筒の閉塞部近傍に開口して成る特許請
求の範囲第１項記載の触媒反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3007556A JPH0685866B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 触媒反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3007556A JPH0685866B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 触媒反応装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59234960A Division JPS61114730A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 触媒反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03245833A true JPH03245833A (ja) | 1991-11-01 |
| JPH0685866B2 JPH0685866B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=11669076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3007556A Expired - Lifetime JPH0685866B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 触媒反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685866B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523595A (ja) * | 2003-04-15 | 2006-10-19 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 水蒸気改質反応を行うための反応容器及び合成ガスの製造方法 |
| JP2006347810A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Toshiba Corp | 水素製造装置および水素製造方法 |
| JP2009209009A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用ガス処理装置 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP3007556A patent/JPH0685866B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523595A (ja) * | 2003-04-15 | 2006-10-19 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 水蒸気改質反応を行うための反応容器及び合成ガスの製造方法 |
| JP2006347810A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Toshiba Corp | 水素製造装置および水素製造方法 |
| JP4718910B2 (ja) * | 2005-06-16 | 2011-07-06 | 株式会社東芝 | 水素製造装置および水素製造方法 |
| JP2009209009A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用ガス処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685866B2 (ja) | 1994-11-02 |
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