JPH03265502A - 燃料改質器 - Google Patents
燃料改質器Info
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- JPH03265502A JPH03265502A JP2065824A JP6582490A JPH03265502A JP H03265502 A JPH03265502 A JP H03265502A JP 2065824 A JP2065824 A JP 2065824A JP 6582490 A JP6582490 A JP 6582490A JP H03265502 A JPH03265502 A JP H03265502A
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-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、改質流れる熱媒体により加熱して反応管を改
質触媒の下に通流する燃料改質器、特に起動、停止の頻
繁なオンサイト型燃料電池発電装置に組込まれる燃料改
質器に関する。
質触媒の下に通流する燃料改質器、特に起動、停止の頻
繁なオンサイト型燃料電池発電装置に組込まれる燃料改
質器に関する。
Ｃ従来の技術〕
燃料電池発電装置は、比較的小型の装置でも、効率が高
く、無公害な発電装置として、最近注目をあびている。
く、無公害な発電装置として、最近注目をあびている。
この発電システムは、燃料改質器燃料電池および各補機
より構成されており、燃料電池の燃料としては燃料改質
器で天然ガスのような炭化水素系、あるいはメタノール
のようなアルコール系の原燃料を改質触媒の下で通流し
てなる改質ガスが使用される。
より構成されており、燃料電池の燃料としては燃料改質
器で天然ガスのような炭化水素系、あるいはメタノール
のようなアルコール系の原燃料を改質触媒の下で通流し
てなる改質ガスが使用される。
上記の燃料改質器における改質触媒からなる触媒層では
、例えば原燃料がメタンの場合には、下記の式（１１，
（２＋の反応がＮｉ系の触媒を用いて、約８００〜９０
０℃で行われている。
、例えば原燃料がメタンの場合には、下記の式（１１，
（２＋の反応がＮｉ系の触媒を用いて、約８００〜９０
０℃で行われている。
ＣＨ４＋）（、○−３Ｈｚ＋ＣＯＨ＝−４９，３ｋｃａ
Ｉｌ（１］ＣＯ＋Ｈｚ ０−４Ｈ，＋ＣＯｚ Ｈ＝
９．８ ｋｃａｌ（２１また、原燃料がメタノール
の場合は、下記の式（３）。
Ｉｌ（１］ＣＯ＋Ｈｚ ０−４Ｈ，＋ＣＯｚ Ｈ＝
９．８ ｋｃａｌ（２１また、原燃料がメタノール
の場合は、下記の式（３）。
（４）の反応を合わせた式（５）の反応がＣｕ系の触媒
を用いて約２００〜３００℃で行われている。
を用いて約２００〜３００℃で行われている。
ＣＨｓＯＨ−＝２Ｈｚ＋ＣＯＨ＝ −２１，７ｋｃａｌ
ｌｆ３１ＣＯ＋Ｈ１０−”Ｈ，＋ＣＯｚ Ｈ＝ ９
．８ ｋｃａｊ！ （４１ＣＨｘＯＨ＋ＨｚＯ→３Ｈ
ｚ＋ＣＯｚ Ｈ−−１１，９ｋｃａｌ ＋５１上
記のメタン、メタノール等の改質流れる熱媒体により加
熱して反応管を改質する燃料改質器の触媒層における水
蒸気改質反応はいずれも大きな吸熱反応であるので外部
からの熱の供給が必要である。このようにして外部から
熱を供給して改質流れる熱媒体により加熱して反応管を
水蒸気改質する燃料改質器として、例えば第３図に示す
燃料改質器が知られている０図において、反応管１は仕
切円筒２の内外に配された内管３と外管４とからなる二
重管の中に粒状の改質触媒５が均一になるように充填さ
れて構成されている。なお内管３と仕切円筒２との間お
よび仕切円筒２と外管４との間に改質触媒が充填されて
自触媒層６と外触媒層７とが形成され、これらは下端で
接続している。
ｌｆ３１ＣＯ＋Ｈ１０−”Ｈ，＋ＣＯｚ Ｈ＝ ９
．８ ｋｃａｊ！ （４１ＣＨｘＯＨ＋ＨｚＯ→３Ｈ
ｚ＋ＣＯｚ Ｈ−−１１，９ｋｃａｌ ＋５１上
記のメタン、メタノール等の改質流れる熱媒体により加
熱して反応管を改質する燃料改質器の触媒層における水
蒸気改質反応はいずれも大きな吸熱反応であるので外部
からの熱の供給が必要である。このようにして外部から
熱を供給して改質流れる熱媒体により加熱して反応管を
水蒸気改質する燃料改質器として、例えば第３図に示す
燃料改質器が知られている０図において、反応管１は仕
切円筒２の内外に配された内管３と外管４とからなる二
重管の中に粒状の改質触媒５が均一になるように充填さ
れて構成されている。なお内管３と仕切円筒２との間お
よび仕切円筒２と外管４との間に改質触媒が充填されて
自触媒層６と外触媒層７とが形成され、これらは下端で
接続している。
バーナ８は反応管１の内管３の内側に配され、炉容器９
は反応管１の外側を囲んで設けられ、内管３の内側は燃
焼室１１が、外管４と炉容器９との間は燃焼ガス通路１
２が形成され、炉容器９の上部に燃焼ガスを外部に排出
する排出管１３が設けられている。
は反応管１の外側を囲んで設けられ、内管３の内側は燃
焼室１１が、外管４と炉容器９との間は燃焼ガス通路１
２が形成され、炉容器９の上部に燃焼ガスを外部に排出
する排出管１３が設けられている。
このような構造によりバーナ８にて燃焼を行うと、燃焼
ガスは矢印のように反応管１の内側面に沿って燃焼室１
１を下方に流れた後、反応管１の下端で折返して反応管
１の外側面に沿って燃焼ガス通路１２を上方に流れ、こ
の間反応管１内の自触媒層６と外触媒層７とを加熱した
後、炉容器９から排出管１３を経て外部に排出される。
ガスは矢印のように反応管１の内側面に沿って燃焼室１
１を下方に流れた後、反応管１の下端で折返して反応管
１の外側面に沿って燃焼ガス通路１２を上方に流れ、こ
の間反応管１内の自触媒層６と外触媒層７とを加熱した
後、炉容器９から排出管１３を経て外部に排出される。
そして改質流れる熱媒体により加熱して反応管を反応管
１の外管側の上端から流入させると、改質流れる熱媒体
により加熱して反応管は加熱された外触媒層７から自触
媒層６へと流れ、改質触媒の作用の下に水蒸気改質され
て通流され、この改質ガスは反応管１の内管側の上端か
ら外部、例えば燃料電池に送出される。
１の外管側の上端から流入させると、改質流れる熱媒体
により加熱して反応管は加熱された外触媒層７から自触
媒層６へと流れ、改質触媒の作用の下に水蒸気改質され
て通流され、この改質ガスは反応管１の内管側の上端か
ら外部、例えば燃料電池に送出される。
なお、上記の改質触媒が均一に充填された反応管１内の
触媒層を改質流れる熱媒体により加熱して反応管が通流
するときの圧力損失は通常１００〜２５０ｍＡｇになる
ように設計されている。
触媒層を改質流れる熱媒体により加熱して反応管が通流
するときの圧力損失は通常１００〜２５０ｍＡｇになる
ように設計されている。
上記の燃料改質器はオンサイト形の燃料電池光返すヒー
トサイクルの結果、触媒が崩れて粉状になる現象が起き
ていた。このため、反応管内の改質触媒は下方に落下し
て充填密度が上昇し、以下のような不具合な点が発生し
ていた。
トサイクルの結果、触媒が崩れて粉状になる現象が起き
ていた。このため、反応管内の改質触媒は下方に落下し
て充填密度が上昇し、以下のような不具合な点が発生し
ていた。
（１）触媒の充填密度の上昇によって、管内の圧力損失
が大きくなり、燃料電池の負荷増加のスピードによって
は、負荷に応じた改質ガス量を供給できなくなる。
が大きくなり、燃料電池の負荷増加のスピードによって
は、負荷に応じた改質ガス量を供給できなくなる。
（２）崩れた触媒層が移動し、触媒がなくなった部分に
対応する反応管スキン温度が改質反応による吸熱がなく
なるために上昇し、このため反応管は高温のため劣化す
る。
対応する反応管スキン温度が改質反応による吸熱がなく
なるために上昇し、このため反応管は高温のため劣化す
る。
本発明の目的は、起動、停止が頻繁に行われて反応管内
の触媒層の改質触媒が粉化しても触媒層が反応管内に均
一に保たれることのできる燃料改質器を提供することで
ある。
の触媒層の改質触媒が粉化しても触媒層が反応管内に均
一に保たれることのできる燃料改質器を提供することで
ある。
上記課題を解決するために、本発明によれば粒状の改質
触媒が充填されてなる触媒層を有して直立する反応管を
この反応管の側面に沿って流れる熱媒体により加熱して
反応管を通流する改質流れる熱媒体により加熱して反応
管を通流する燃料改質器において、改質触媒を通過させ
ない孔径の多数の孔を有する触媒支持板を水平方向に触
媒層の複数個所に挿入設置するものとする。
触媒が充填されてなる触媒層を有して直立する反応管を
この反応管の側面に沿って流れる熱媒体により加熱して
反応管を通流する改質流れる熱媒体により加熱して反応
管を通流する燃料改質器において、改質触媒を通過させ
ない孔径の多数の孔を有する触媒支持板を水平方向に触
媒層の複数個所に挿入設置するものとする。
直立する反応管内の粒状の改質触媒からなる触媒層内の
複数個所に触媒を通過させない孔径の孔を多数有する触
媒支持板を挿入設置していることにより、燃料改質器の
起動、停止の繰返しにより粉化しても触媒支持板により
阻止されて下方に落ちることがないので、改質触媒は触
媒支持板上に保持され、触媒層の充填密度は従来のよう
に上昇しない、このため改質流れる熱媒体により加熱し
て反応管が触媒層を通流するときの圧力損失の著しい増
加は生しない、また従来のように改質触媒が下方に落下
することによる改質触媒のなくなる部分もないので反応
管スキン温度も高温にならない。
複数個所に触媒を通過させない孔径の孔を多数有する触
媒支持板を挿入設置していることにより、燃料改質器の
起動、停止の繰返しにより粉化しても触媒支持板により
阻止されて下方に落ちることがないので、改質触媒は触
媒支持板上に保持され、触媒層の充填密度は従来のよう
に上昇しない、このため改質流れる熱媒体により加熱し
て反応管が触媒層を通流するときの圧力損失の著しい増
加は生しない、また従来のように改質触媒が下方に落下
することによる改質触媒のなくなる部分もないので反応
管スキン温度も高温にならない。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例による燃料改質器の断面図、第
２図は第１図のＡ部拡大詳細図である、なお、第１図、
第２図において第３図の従来例と同一部品には同じ符号
を付し、その説明を省略する。第１図、第２図において
第３図の従来例と異なるのは、反応管１内の内、外触媒
層６゜７内に粒状の改質触媒の粒径より充分に小さく、
改質触媒が粉化してもこれを通過させない孔径の孔１５
を多数有する触媒支持板１６を第２図に示すように内管
３と外管４との側壁に水平方向に複数個取付けたことで
ある。なお、仕切板２の両面には断熱材１７を取付けて
いる。
２図は第１図のＡ部拡大詳細図である、なお、第１図、
第２図において第３図の従来例と同一部品には同じ符号
を付し、その説明を省略する。第１図、第２図において
第３図の従来例と異なるのは、反応管１内の内、外触媒
層６゜７内に粒状の改質触媒の粒径より充分に小さく、
改質触媒が粉化してもこれを通過させない孔径の孔１５
を多数有する触媒支持板１６を第２図に示すように内管
３と外管４との側壁に水平方向に複数個取付けたことで
ある。なお、仕切板２の両面には断熱材１７を取付けて
いる。
このような構造により、燃料改質器の起動、停止が顧繁
に行われ、改質管１内の内、外触媒層６゜７にヒートサ
イクルが加わり、粒状の改質触媒が粉化しても改質触媒
の粒径より充分小さい孔径の孔１５を有する触媒支持板
１６により下方に落ちることがなくなる。したがって改
質触媒は触媒支持板１６により保持され、このため改質
流れる熱媒体により加熱して反応管が外触媒層７から内
触媒層６を流れるときの圧力損失は従来のように増加し
ない、また改質触媒が触媒支持板１６に阻止されて下方
に落ちないので改質触媒かない部分はなくなり、このた
め吸熱反応の改質反応が行われないところはなくなり、
反応管スキン温度は高温にならない。
に行われ、改質管１内の内、外触媒層６゜７にヒートサ
イクルが加わり、粒状の改質触媒が粉化しても改質触媒
の粒径より充分小さい孔径の孔１５を有する触媒支持板
１６により下方に落ちることがなくなる。したがって改
質触媒は触媒支持板１６により保持され、このため改質
流れる熱媒体により加熱して反応管が外触媒層７から内
触媒層６を流れるときの圧力損失は従来のように増加し
ない、また改質触媒が触媒支持板１６に阻止されて下方
に落ちないので改質触媒かない部分はなくなり、このた
め吸熱反応の改質反応が行われないところはなくなり、
反応管スキン温度は高温にならない。
なお、仕切板２の両面に取付けられた断熱材１７は改質
触媒の著しい粉化を防止する作用を有している。これは
燃料改質器の起動、停止ごとに、改質管は膨張、収縮が
繰返され、改質管１内に充填された改質触媒には改質管
の膨脹３収縮により、特に収縮時には大きな応力が加わ
るが、この応力を断熱材に吸収させることにより、断熱
材がクツションとなるからである。
触媒の著しい粉化を防止する作用を有している。これは
燃料改質器の起動、停止ごとに、改質管は膨張、収縮が
繰返され、改質管１内に充填された改質触媒には改質管
の膨脹３収縮により、特に収縮時には大きな応力が加わ
るが、この応力を断熱材に吸収させることにより、断熱
材がクツションとなるからである。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば改質管
内に粒状の改質触媒が充填されてなる触媒層の複数個所
に改質触媒を通過させない孔径の孔を多数有する触媒支
持板を挿入設置したことにより、燃料改質器の起動、停
止に伴って改質管にヒートサイクルが加わって改質触媒
が粉化しても改質触媒は触媒支持板に阻止されて下方に
落ちずに改質触媒の触媒支持板に保持されるので、改質
流れる熱媒体により加熱して反応管が触媒層を流れると
きの圧力損失が従来のように増加せず、したがって外部
負荷、例えば燃料電池の負荷が増加しても円滑に負荷に
対応する改質ガスを供給できる。また、反応管には触媒
層がない部分がなくなるので、反応管スキン温度が過大
に上昇せず、このため反応管材料が劣化するのを防止で
きる。
内に粒状の改質触媒が充填されてなる触媒層の複数個所
に改質触媒を通過させない孔径の孔を多数有する触媒支
持板を挿入設置したことにより、燃料改質器の起動、停
止に伴って改質管にヒートサイクルが加わって改質触媒
が粉化しても改質触媒は触媒支持板に阻止されて下方に
落ちずに改質触媒の触媒支持板に保持されるので、改質
流れる熱媒体により加熱して反応管が触媒層を流れると
きの圧力損失が従来のように増加せず、したがって外部
負荷、例えば燃料電池の負荷が増加しても円滑に負荷に
対応する改質ガスを供給できる。また、反応管には触媒
層がない部分がなくなるので、反応管スキン温度が過大
に上昇せず、このため反応管材料が劣化するのを防止で
きる。
第１図は本発明の実施例による燃料改質器の断面図、第
２図は第１図のＡ部の拡大詳細図、第３図は従来の燃料
改質器の断面図である。 １：反応管、６：内触媒層、７：外触媒層、８：バーナ
、１５：孔、１６：触媒支持板。 第１図 第２図
２図は第１図のＡ部の拡大詳細図、第３図は従来の燃料
改質器の断面図である。 １：反応管、６：内触媒層、７：外触媒層、８：バーナ
、１５：孔、１６：触媒支持板。 第１図 第２図
Claims (1)
- １）粒状の改質触媒が充填されてなる触媒層を有して直
立する反応管をこの反応管の側面に沿って流れる熱媒体
により加熱して反応管を通流する改質原料ガスを水素に
富むガスに改質する燃料改質器において、改質触媒を通
過させない孔径の多数の孔を有する触媒支持板を水平方
向に触媒層の複数個所に挿入設置したことを特徴とする
燃料改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065824A JPH03265502A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 燃料改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065824A JPH03265502A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 燃料改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265502A true JPH03265502A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13298163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065824A Pending JPH03265502A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 燃料改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03265502A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040146A1 (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 水素生成装置及び燃料電池システム |
| JP2009209003A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
| WO2013073083A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | パナソニック株式会社 | 燃料処理装置 |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2065824A patent/JPH03265502A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040146A1 (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 水素生成装置及び燃料電池システム |
| US8221512B2 (en) | 2005-09-30 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Hydrogen generator and fuel cell system |
| JP5058809B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2012-10-24 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置及び燃料電池システム |
| JP2009209003A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
| WO2013073083A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | パナソニック株式会社 | 燃料処理装置 |
| JP5269271B1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-08-21 | パナソニック株式会社 | 燃料処理装置 |
| EP2671843A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-12-11 | Panasonic Corporation | Fuel processor |
| EP2671843A4 (en) * | 2011-11-16 | 2015-01-14 | Panasonic Corp | FUEL CONVERTER |
| US9266729B2 (en) | 2011-11-16 | 2016-02-23 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel processor |
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