JPH0369503A - 燃料改質器 - Google Patents
燃料改質器Info
- Publication number
- JPH0369503A JPH0369503A JP1207319A JP20731989A JPH0369503A JP H0369503 A JPH0369503 A JP H0369503A JP 1207319 A JP1207319 A JP 1207319A JP 20731989 A JP20731989 A JP 20731989A JP H0369503 A JPH0369503 A JP H0369503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reforming
- plate
- gas
- flow path
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 40
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 144
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 76
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (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、天然ガス等の炭化水素やメタノール等のアル
コール類の改質原料ガスを水素に富むガスに改質して燃
料電池に供給する燃料改質器に関する。
コール類の改質原料ガスを水素に富むガスに改質して燃
料電池に供給する燃料改質器に関する。
燃料電池発電装置は燃料電池と、この燃料電池に燃料ガ
スとして供給する改質ガスを生成する燃料改質器とを備
え、効率の高さと環境性の良さ等の特徴を有しているの
で、オンサイト発電機や小型移動用発電機として使用す
るのに適している。
スとして供給する改質ガスを生成する燃料改質器とを備
え、効率の高さと環境性の良さ等の特徴を有しているの
で、オンサイト発電機や小型移動用発電機として使用す
るのに適している。
この種の燃料電池発電装置として第１Ｏ図に示す系統を
有するものが知られている。図において、燃料電池発電
装置のうちの主構成部分である燃料改質器１ば、天然ガ
スやメタノール等の改質原料ガス３を触媒のもとて水蒸
気と反応させ、燃料電池２に使用できるまでの水素濃度
の改質ガス４に変換する装置である。天然ガス等に含ま
れる炭化水素の水蒸気改質反応はメタンの場合は次式で
表わされる。
有するものが知られている。図において、燃料電池発電
装置のうちの主構成部分である燃料改質器１ば、天然ガ
スやメタノール等の改質原料ガス３を触媒のもとて水蒸
気と反応させ、燃料電池２に使用できるまでの水素濃度
の改質ガス４に変換する装置である。天然ガス等に含ま
れる炭化水素の水蒸気改質反応はメタンの場合は次式で
表わされる。
ＣＨａ ＋ ２ Ｈｚ○→ｃｏｔ ＋４Ｈ２−・・・−
（１）メタノールの場合は次式で表わされる。
（１）メタノールの場合は次式で表わされる。
ＣＨｚＯＨ＋ ＨｚＯ−ＣＯｚ ＋ ３ Ｈｚ −−−
−−−ｆ２）上記反応はともに大きな吸熱反応であるた
め、燃料電池２で発電に利用されなかった水素をオフガ
ス４Ｂとして改質器内のバーナ６で燃焼させ、その熱源
としている。また反応空気５のオフ空気５Ｂもバーナに
送られて燃焼に利用される。
−−−ｆ２）上記反応はともに大きな吸熱反応であるた
め、燃料電池２で発電に利用されなかった水素をオフガ
ス４Ｂとして改質器内のバーナ６で燃焼させ、その熱源
としている。また反応空気５のオフ空気５Ｂもバーナに
送られて燃焼に利用される。
このような系統に使用される燃料改質器としては、化学
プラントなどで実績のあるタイプ、つまりバーナを有し
た燃焼炉内に改質触媒を充填した１重または２重の管を
設置し、燃焼ガスからの対流伝熱あるいは燃焼時の放射
伝熱で改質反応に必要な熱を供給している。
プラントなどで実績のあるタイプ、つまりバーナを有し
た燃焼炉内に改質触媒を充填した１重または２重の管を
設置し、燃焼ガスからの対流伝熱あるいは燃焼時の放射
伝熱で改質反応に必要な熱を供給している。
このようは構造の燃料改質器の従来例を第１１図に示す
。１は燃料改質器であり、炉ケース１０の上部中央にバ
ーナ６と、バーナ６を囲む筒状の隔壁１１と、隔壁１１
内に設けられる改質原料ガスの過熱管１２と、この過熱
管１２に接続し、隔壁１１の周囲を囲み改質触媒１３が
充填された内管１４ａと外管１４ｂとからなる筒状の改
質管１４とを備えている。なお、■６は燃料電池からの
オフガスをバーナ６に供給するオフガス供給管、１７は
燃焼空気をバーナ６に供給する燃焼空気供給管、１８は
補助燃料供給管、１９は燃焼ガスの排ガス出口である。
。１は燃料改質器であり、炉ケース１０の上部中央にバ
ーナ６と、バーナ６を囲む筒状の隔壁１１と、隔壁１１
内に設けられる改質原料ガスの過熱管１２と、この過熱
管１２に接続し、隔壁１１の周囲を囲み改質触媒１３が
充填された内管１４ａと外管１４ｂとからなる筒状の改
質管１４とを備えている。なお、■６は燃料電池からの
オフガスをバーナ６に供給するオフガス供給管、１７は
燃焼空気をバーナ６に供給する燃焼空気供給管、１８は
補助燃料供給管、１９は燃焼ガスの排ガス出口である。
また、２１は改質原料ガスを過熱管１２に供給する改質
原料供給管、２２は改質管１４から送出される改質ガス
の改質ガス排出管である。
原料供給管、２２は改質管１４から送出される改質ガス
の改質ガス排出管である。
このような構造によりオフガス供給管１６を経て供給さ
れるオフガスは、燃焼空気供給管１７を経て供給される
燃焼空気によりバーナ６にて燃焼し、その燃焼ガスは隔
壁１１内を下降して流れた後、隔壁１１の下端でＵター
ンして隔壁１１と炉ケース１０との間を上昇して流れて
排ガス出口１９から外部に排出され、この間燃焼ガスは
過熱管１２．改質管１４内の改質触媒１３を加熱する。
れるオフガスは、燃焼空気供給管１７を経て供給される
燃焼空気によりバーナ６にて燃焼し、その燃焼ガスは隔
壁１１内を下降して流れた後、隔壁１１の下端でＵター
ンして隔壁１１と炉ケース１０との間を上昇して流れて
排ガス出口１９から外部に排出され、この間燃焼ガスは
過熱管１２．改質管１４内の改質触媒１３を加熱する。
一方、改質原料供給前貸を経て過熱管１２．改質管１４
に供給される改質原料ガスは過熱管１２を下方に流れて
過熱され、この過熱ガスは改質管１４を上方に流れて改
質触媒１３の下で水素に富むガスに改質される。この改
質ガスは改質ガス排出管２２を経て燃料電池に供給され
る。
に供給される改質原料ガスは過熱管１２を下方に流れて
過熱され、この過熱ガスは改質管１４を上方に流れて改
質触媒１３の下で水素に富むガスに改質される。この改
質ガスは改質ガス排出管２２を経て燃料電池に供給され
る。
改質原料ガスを燃料改質器に供給して改質ガスを効率よ
く生成するには、改質管１４内の全改質触媒が反応温度
以上になることが必要であるが、上述した燃焼ガスの上
方への流れ方向により、改質管１４は下方から上方に向
って徐々に昇温され、改質触媒も同様な昇温傾向を有し
て不均一の温度分布となる。なお、充填された改質触媒
は改質管１４の管壁からの触媒同志の熱伝導、または対
流伝熱によって昇温する。このような昇温状態により起
動時の昇温時間が決められるが、改質管内の改質触媒の
温度分布は前述のように不均一のため昇温時間が長くな
るとともに改質効率も低下するという問題がある。
く生成するには、改質管１４内の全改質触媒が反応温度
以上になることが必要であるが、上述した燃焼ガスの上
方への流れ方向により、改質管１４は下方から上方に向
って徐々に昇温され、改質触媒も同様な昇温傾向を有し
て不均一の温度分布となる。なお、充填された改質触媒
は改質管１４の管壁からの触媒同志の熱伝導、または対
流伝熱によって昇温する。このような昇温状態により起
動時の昇温時間が決められるが、改質管内の改質触媒の
温度分布は前述のように不均一のため昇温時間が長くな
るとともに改質効率も低下するという問題がある。
本発明の目的は、燃料電池発電装置において起動時の昇
温時間が短く、かつ改質反応における改質効率の高い燃
料改質器を提供することである。
温時間が短く、かつ改質反応における改質効率の高い燃
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、本発明によれば改質原料ガ
スを水蒸気改質して水素に富むガスに改質する燃料改質
器において、ガス不透過板と、このガス不透過板の一方
の面に改質触媒が充填され、改質原料ガスが通流する改
質原料流路と、他方の面に改質原料流路と直交し、前記
改質原料流路の改質触媒を加熱する熱媒が通流する熱媒
流路とからなり、前記改質原料流路の長さを熱媒流路の
それより長くした改質板を複数積層した改質板積層体を
備えるものとする。
スを水蒸気改質して水素に富むガスに改質する燃料改質
器において、ガス不透過板と、このガス不透過板の一方
の面に改質触媒が充填され、改質原料ガスが通流する改
質原料流路と、他方の面に改質原料流路と直交し、前記
改質原料流路の改質触媒を加熱する熱媒が通流する熱媒
流路とからなり、前記改質原料流路の長さを熱媒流路の
それより長くした改質板を複数積層した改質板積層体を
備えるものとする。
ガス不透過板の両面に互いに直交する改質触媒を保持し
た改質原料流路と熱媒流路とが設けられているので、改
質原料ガスと熱媒とはガス不透過板の両面側で直交して
流れ、かつ改質原料流路を熱媒流路の長さより長くして
おり、また燃料改質器はできるだけ薄い改質板の積層体
として構成できるので、熱媒からの伝熱が良好、かつ均
一化されて改質板の温度分布の温度差が小さくなり、こ
のため起動時における昇温時間が短くなり、また改質板
における改質反応の改質効率が高くなる。
た改質原料流路と熱媒流路とが設けられているので、改
質原料ガスと熱媒とはガス不透過板の両面側で直交して
流れ、かつ改質原料流路を熱媒流路の長さより長くして
おり、また燃料改質器はできるだけ薄い改質板の積層体
として構成できるので、熱媒からの伝熱が良好、かつ均
一化されて改質板の温度分布の温度差が小さくなり、こ
のため起動時における昇温時間が短くなり、また改質板
における改質反応の改質効率が高くなる。
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改質板を積層してなる改
質板積層体の斜視図である。なお、第１図および後述す
る第２図において第１０図、第１１図の従来例と同一部
品には同し符号を付し、その説明を省略する。第１図に
おいて改質板２０はガス不透過板２１と、この一方の面
に波板２２の谷部を接触させて、波板２２により形成さ
れ、さらに改質触媒１３の粒子が充填された改質原料ガ
スが通流する改質原料流路２４と、他方の面に波板２５
をその山と谷を前記波Ｆｉ２２のそれと直角方向にして
その山部をガス不透過板２１に接触させて波板２５によ
り形成され、改質原料流路２４を流れる改質原料ガスを
加熱する熱媒が前記改質原料ガスの流れ方向と直交して
流れる熱媒流路２６とからｔｌｌ［される。ここでガス
不透過板２１は熱媒流路２６を流れる熱媒の熱を改質原
料流路２４に充填される改質触媒１３に伝熱するもので
あり、耐熱、熱伝導のよい材料、例えばカーボンや金属
が使用される。波板２２．２５はい（粒子）への熱伝達
をよくしている。
質板積層体の斜視図である。なお、第１図および後述す
る第２図において第１０図、第１１図の従来例と同一部
品には同し符号を付し、その説明を省略する。第１図に
おいて改質板２０はガス不透過板２１と、この一方の面
に波板２２の谷部を接触させて、波板２２により形成さ
れ、さらに改質触媒１３の粒子が充填された改質原料ガ
スが通流する改質原料流路２４と、他方の面に波板２５
をその山と谷を前記波Ｆｉ２２のそれと直角方向にして
その山部をガス不透過板２１に接触させて波板２５によ
り形成され、改質原料流路２４を流れる改質原料ガスを
加熱する熱媒が前記改質原料ガスの流れ方向と直交して
流れる熱媒流路２６とからｔｌｌ［される。ここでガス
不透過板２１は熱媒流路２６を流れる熱媒の熱を改質原
料流路２４に充填される改質触媒１３に伝熱するもので
あり、耐熱、熱伝導のよい材料、例えばカーボンや金属
が使用される。波板２２．２５はい（粒子）への熱伝達
をよくしている。
なお、ガス不透過板２１の両面に設けられる伝熱板は上
記実施例の波板に限られるものでなく、例えばフィンで
もよく、製作条件を考慮してさらに伝熱性のよいものを
選択できる。
記実施例の波板に限られるものでなく、例えばフィンで
もよく、製作条件を考慮してさらに伝熱性のよいものを
選択できる。
改質板２０は第２図の改質板２０の模式平面図に示すよ
うに改質原料流路２４の長さＢを熱媒流路２６の質反応
の反応温度以上になるように流路を短くしている。また
熱媒流路Ａの長さは、熱媒との伝熱により決まるために
伝熱条件により異なる。すなわち熱媒流路２６の人口側
の高温側より、出口側の低温側により大きい伝熱構造、
例えば波板の波数を増す等により波板の表面積を増す等
の方法にまり熱媒流路２６の長さは異なってくる。改質
原料流路２４の長さＢは熱媒流路２６の長さＡが決まれ
ば改質器の仕様出力により決められた所定の改質触媒量
により第−義的に決められる。
うに改質原料流路２４の長さＢを熱媒流路２６の質反応
の反応温度以上になるように流路を短くしている。また
熱媒流路Ａの長さは、熱媒との伝熱により決まるために
伝熱条件により異なる。すなわち熱媒流路２６の人口側
の高温側より、出口側の低温側により大きい伝熱構造、
例えば波板の波数を増す等により波板の表面積を増す等
の方法にまり熱媒流路２６の長さは異なってくる。改質
原料流路２４の長さＢは熱媒流路２６の長さＡが決まれ
ば改質器の仕様出力により決められた所定の改質触媒量
により第−義的に決められる。
このような改質板２０をセパレート板２７を介して複数
積層して改質板積層体２８が構成される。改質板積層体
２８には矢印ＣＤ方向に改質原料ガスが、矢印ＣＤ方向
と直交するＥＦ力方向熱媒が流れる。
積層して改質板積層体２８が構成される。改質板積層体
２８には矢印ＣＤ方向に改質原料ガスが、矢印ＣＤ方向
と直交するＥＦ力方向熱媒が流れる。
第３図は改質板積層体２８を備えた燃料改質器３０を示
すものであり、改質板積層体２８の対向する側面に改質
原料ガスを改質板積層体２８に供給する人口管３１ａを
備えた改質原料供給マニホールド３１と改質板積層体２
８から改質ガスを排出する出口管３２ａを備えた改質ガ
ス排出マニホールド３２が取付けられている。そしてこ
の対向する側面に直交する対向する側面に熱媒を改質板
積層体２８に供給する図示しない入口管を備えた熱媒供
給マニホールド３３と改質板積層体２８から熱媒を排出
する図示しない出口管を備えた熱媒排出マニホールド３
４とが取付けられている。
すものであり、改質板積層体２８の対向する側面に改質
原料ガスを改質板積層体２８に供給する人口管３１ａを
備えた改質原料供給マニホールド３１と改質板積層体２
８から改質ガスを排出する出口管３２ａを備えた改質ガ
ス排出マニホールド３２が取付けられている。そしてこ
の対向する側面に直交する対向する側面に熱媒を改質板
積層体２８に供給する図示しない入口管を備えた熱媒供
給マニホールド３３と改質板積層体２８から熱媒を排出
する図示しない出口管を備えた熱媒排出マニホールド３
４とが取付けられている。
このような改質板積層体２８を備えた燃料改質器３０に
おいて熱媒を熱媒供給マニホールド３３から改質板積層
体２８に供給し、改質板積層体２８内の各改質板２０の
熱媒流路に通流し、各改質板２０を加熱して熱媒排出マ
ニホールド３４から排出する。一方、改質原料ガスは改
質原料供給マニホールド３１から改質板積層体２８に供
給され、熱媒流路を流れる熱媒により加熱された改質触
媒ｎの下で水蒸気改質されて水素に富むガスに改質した
改質ガスとなり、改質ガス排出マニホールド３４を経て
外部に送出される。
おいて熱媒を熱媒供給マニホールド３３から改質板積層
体２８に供給し、改質板積層体２８内の各改質板２０の
熱媒流路に通流し、各改質板２０を加熱して熱媒排出マ
ニホールド３４から排出する。一方、改質原料ガスは改
質原料供給マニホールド３１から改質板積層体２８に供
給され、熱媒流路を流れる熱媒により加熱された改質触
媒ｎの下で水蒸気改質されて水素に富むガスに改質した
改質ガスとなり、改質ガス排出マニホールド３４を経て
外部に送出される。
第４図は上記のような改質板積層体に熱媒と改質原料ガ
スを供給して水蒸気改質したときの改質触媒の温度分布
を改質原料ガスの流れ方向と、これと直角の熱媒の流れ
方向（但しいずれも改質板の中心部分を通る流れ方向）
とについて示したグラフである。なおｄは改質反応に適
する温度範囲である。この図から改質板における改質触
媒の温度分布はその温度差が小さいことが理解される。
スを供給して水蒸気改質したときの改質触媒の温度分布
を改質原料ガスの流れ方向と、これと直角の熱媒の流れ
方向（但しいずれも改質板の中心部分を通る流れ方向）
とについて示したグラフである。なおｄは改質反応に適
する温度範囲である。この図から改質板における改質触
媒の温度分布はその温度差が小さいことが理解される。
第５図は上記の改質板を備えた燃料改質器と従来の燃料
改質器の起動から運転までの改質触媒の昇温状態を示す
グラフであり、４０は本発明による燃料改質器、４１は
従来の燃料改質器の昇温状態を示している。図において
触媒温度Ｔ１℃は改質触媒が熱媒により加熱されて昇温
し、改質原料ガスを改質触媒に供給開始する温度、触媒
温度１２℃は供給された改質原料ガスが改質反応して改
質ガスを円滑に生成して外部に供給できる温度である。
改質器の起動から運転までの改質触媒の昇温状態を示す
グラフであり、４０は本発明による燃料改質器、４１は
従来の燃料改質器の昇温状態を示している。図において
触媒温度Ｔ１℃は改質触媒が熱媒により加熱されて昇温
し、改質原料ガスを改質触媒に供給開始する温度、触媒
温度１２℃は供給された改質原料ガスが改質反応して改
質ガスを円滑に生成して外部に供給できる温度である。
起動時の昇温時間は改質触媒がＴＩ℃になるまでの時間
である。したがって図において本発明によるものの昇温
時間はＦ時間であり、従来のものの昇温時間は０時間で
あり、図から本発明によるものの方が従来のものまり昇
温時間が短いことが理解される。このように昇温時間が
短くなるのは改質板に熱媒と改質原料ガスを直交して流
すことにより改質原料ガスの入口側と出口側の温度がほ
ぼ同時に昇温し、また改質板積層体は薄い改質板の積層
体としたので熱伝達が非常によいためである。
である。したがって図において本発明によるものの昇温
時間はＦ時間であり、従来のものの昇温時間は０時間で
あり、図から本発明によるものの方が従来のものまり昇
温時間が短いことが理解される。このように昇温時間が
短くなるのは改質板に熱媒と改質原料ガスを直交して流
すことにより改質原料ガスの入口側と出口側の温度がほ
ぼ同時に昇温し、また改質板積層体は薄い改質板の積層
体としたので熱伝達が非常によいためである。
第６図は本発明の異なる実施例による改質板の改質原料
ガスと熱媒の流れ様式を示す図である。
ガスと熱媒の流れ様式を示す図である。
図において改質板２０の熱媒流路２６を中央で仕切板３
６により三分し、熱媒の給排マニホールド３７を仕切板
３６に対応する位置の仕切板３７ａで仕切って給気室３
７ｂと排気室３７ｃを形威し、この給排マニホールド３
７と、中間マニホールド３８とを改質板積層体２８に取
付けた他は第３図の実施例と同じである。
６により三分し、熱媒の給排マニホールド３７を仕切板
３６に対応する位置の仕切板３７ａで仕切って給気室３
７ｂと排気室３７ｃを形威し、この給排マニホールド３
７と、中間マニホールド３８とを改質板積層体２８に取
付けた他は第３図の実施例と同じである。
このような構造により熱媒は給排マニホールド３７の給
気室３７ｂから改質板積層体の左半分に流入し、中間マ
ニホールド３８でＵターンして再び改質板積層体の右半
分に流入して、熱媒給排マニホールド３７の排気室３７
ｃから排出される。一方、改質流れる熱媒により加熱さ
れた改質触媒により水蒸気改質されて改質ガスとなり外
部に送出される。
気室３７ｂから改質板積層体の左半分に流入し、中間マ
ニホールド３８でＵターンして再び改質板積層体の右半
分に流入して、熱媒給排マニホールド３７の排気室３７
ｃから排出される。一方、改質流れる熱媒により加熱さ
れた改質触媒により水蒸気改質されて改質ガスとなり外
部に送出される。
第７図は第６図の熱媒と改質原料ガスとの流れによる改
質触媒の温度分布を示すグラフであり、図から改質触媒
の熱媒の入口側と出口側との温度がより均一化すること
ができることが理解される。
質触媒の温度分布を示すグラフであり、図から改質触媒
の熱媒の入口側と出口側との温度がより均一化すること
ができることが理解される。
第８図は本発明の他の異なる実施例による改質板の改質
原料ガスと熱媒の流れ様式を示す図である。図において
改質板２０の熱媒流路２６を仕切板３９４０で三分して
いる。そして熱媒の給排マニホールド４１を仕切板３９
．４０に対応する位置の仕切板４１ａ。
原料ガスと熱媒の流れ様式を示す図である。図において
改質板２０の熱媒流路２６を仕切板３９４０で三分して
いる。そして熱媒の給排マニホールド４１を仕切板３９
．４０に対応する位置の仕切板４１ａ。
４１ｂで三分して供給室４２．排出室４３，４３ａを形
威し、この給排マニホールド４１を改質板積層体の側面
に取付ける他は前述の実施例と同じである。
威し、この給排マニホールド４１を改質板積層体の側面
に取付ける他は前述の実施例と同じである。
このような構造により熱媒は給排マニホールド４１の供
給室４２から改質板の吸熱反応である改質反応サイト部
分（中央部）に流入し、中間マニホールド３８にて左右
２方向に分流してＵターンし、改質板積層体に再び流入
して給排マニホールド４１の排出室４３．４３ａから排
出される。一方、改質原料流路を流れる改質原料ガスは
前述と同様に水蒸気改質されて改質ガスとなる。
給室４２から改質板の吸熱反応である改質反応サイト部
分（中央部）に流入し、中間マニホールド３８にて左右
２方向に分流してＵターンし、改質板積層体に再び流入
して給排マニホールド４１の排出室４３．４３ａから排
出される。一方、改質原料流路を流れる改質原料ガスは
前述と同様に水蒸気改質されて改質ガスとなる。
第９図は第８図の熱媒と改質原料ガスとの流れによる改
質触媒の温度分布を示すグラフであり、改質触媒の温度
は、熱媒の入口側と出口側とでさらに均一化されている
ことが理解される。
質触媒の温度分布を示すグラフであり、改質触媒の温度
は、熱媒の入口側と出口側とでさらに均一化されている
ことが理解される。
第６図、第８図に示す熱媒と改質原料ガスの流れ様式に
よっても前述と同様に燃料改質器の起動時の昇温時間は
従来のものより短くなる。
よっても前述と同様に燃料改質器の起動時の昇温時間は
従来のものより短くなる。
以上の説明から明らかなように、本発明によればガス不
透過板の両面にそれぞれ形威された改質触媒が充填され
た改質原料ガスの改質原料流路と、この流路に直交する
熱媒の熱媒流路とを設け、改質原料流路の長さが熱媒流
路のそれより長くして改質板を形威し、燃料改質器にこ
の改質板を積層した改質板積層体を備えたことにより、
改質原料ガスは熱媒流路より長い改質原料ガス流路を熱
媒の流れ方向と直角方向に流れ、かつ改質板積層体は薄
い改質板の積層となるので、改質板の改質触媒の温度分
布が均一化され、このため燃料改質器の起動時の昇温時
間が短くなり、また改質反応における改質効率が高くな
るとともに触媒の寿命が向上するという効果がある。
透過板の両面にそれぞれ形威された改質触媒が充填され
た改質原料ガスの改質原料流路と、この流路に直交する
熱媒の熱媒流路とを設け、改質原料流路の長さが熱媒流
路のそれより長くして改質板を形威し、燃料改質器にこ
の改質板を積層した改質板積層体を備えたことにより、
改質原料ガスは熱媒流路より長い改質原料ガス流路を熱
媒の流れ方向と直角方向に流れ、かつ改質板積層体は薄
い改質板の積層となるので、改質板の改質触媒の温度分
布が均一化され、このため燃料改質器の起動時の昇温時
間が短くなり、また改質反応における改質効率が高くな
るとともに触媒の寿命が向上するという効果がある。
第１図は本発明の実施例による改質板積層体の部分斜視
図、第２図は第１図の改質板における改質原料ガスと熱
媒との流れ方向を示す図、第３図は第１図の改質板積層
体を備えた燃料改質器の破砕斜視図、第４図は第２図の
流れ方向に改質原料ガスと熱媒とが流れたときの改質板
の改質触媒の温度分布を示す図、第５図は本発明の実施
例による燃料改質器と従来の燃料改質器との改質触媒の
昇温状態を示す図、第６図は本発明の異なる実施例によ
る改質板における改質原料ガスと熱媒との流れ方向を示
す図、第７図は第６図の流れ方向に改質原料ガスと熱媒
とが流れたときの改質板の改質触媒の温度分布を示す図
、第８図は本発明の他の異なる実施例による改質板にお
ける改質原料ガスと熱媒との流れ方向を示す図、第９図
は第８図の流れ方向に改質原料ガスと熱媒とが流れたと
きの改質板の改質触媒の温度分布を示す図、第１０図は
従来の燃料改質器を備えた燃料電池発電装置の系統図、
第１１図は第１０図の燃料改質器の断面図である。 １３：改質触媒、２０：改質板、２１：ガス不透過板、
２４：改質原料流路、２６：熱媒流路、２日：改質板積
層体、３０：燃料改質器。 ＝１５＝ ヅ 十 暖 ★ド 脣に 謳曾柵超←
図、第２図は第１図の改質板における改質原料ガスと熱
媒との流れ方向を示す図、第３図は第１図の改質板積層
体を備えた燃料改質器の破砕斜視図、第４図は第２図の
流れ方向に改質原料ガスと熱媒とが流れたときの改質板
の改質触媒の温度分布を示す図、第５図は本発明の実施
例による燃料改質器と従来の燃料改質器との改質触媒の
昇温状態を示す図、第６図は本発明の異なる実施例によ
る改質板における改質原料ガスと熱媒との流れ方向を示
す図、第７図は第６図の流れ方向に改質原料ガスと熱媒
とが流れたときの改質板の改質触媒の温度分布を示す図
、第８図は本発明の他の異なる実施例による改質板にお
ける改質原料ガスと熱媒との流れ方向を示す図、第９図
は第８図の流れ方向に改質原料ガスと熱媒とが流れたと
きの改質板の改質触媒の温度分布を示す図、第１０図は
従来の燃料改質器を備えた燃料電池発電装置の系統図、
第１１図は第１０図の燃料改質器の断面図である。 １３：改質触媒、２０：改質板、２１：ガス不透過板、
２４：改質原料流路、２６：熱媒流路、２日：改質板積
層体、３０：燃料改質器。 ＝１５＝ ヅ 十 暖 ★ド 脣に 謳曾柵超←
Claims (1)
- １）改質原料ガスを水蒸気改質して水素に富むガスに改
質する燃料改質器において、ガス不透過板と、このガス
不透過板の一方の面に改質触媒が充填され、改質原料ガ
スが通流する改質原料流路と、他方の面に改質原料流路
と直交し、前記改質原料流路の改質触媒を加熱する熱媒
が通流する熱媒流路とからなり、前記改質原料流路の長
さを熱媒流路の長さより長くした改質板を複数積層した
改質板積層体を備えたことを特徴とする燃料改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1207319A JP2550716B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 燃料改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1207319A JP2550716B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 燃料改質器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0369503A true JPH0369503A (ja) | 1991-03-25 |
| JP2550716B2 JP2550716B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=16537801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1207319A Expired - Lifetime JP2550716B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 燃料改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550716B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002080203A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-19 | Nippon Soken Inc | 改質器 |
| KR100390319B1 (ko) * | 2000-07-07 | 2003-07-10 | 김보연 | 자동차내 썬바이져를 이용한 정보화 및 사무화 시스템 |
| KR101107071B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2012-01-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 개질기 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116604A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノール改質方法 |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP1207319A patent/JP2550716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116604A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノール改質方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002080203A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-19 | Nippon Soken Inc | 改質器 |
| KR100390319B1 (ko) * | 2000-07-07 | 2003-07-10 | 김보연 | 자동차내 썬바이져를 이용한 정보화 및 사무화 시스템 |
| KR101107071B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2012-01-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 개질기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2550716B2 (ja) | 1996-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6932958B2 (en) | Simplified three-stage fuel processor | |
| JP4714023B2 (ja) | 改質器 | |
| US6096286A (en) | System for steam reformation of a hydrocarbon and operating method therefor | |
| US5366819A (en) | Thermally integrated reformer for solid oxide fuel cells | |
| US20010018140A1 (en) | Catalytic burner element inside a fuel cell with structured catalytic coated surfaces | |
| JP5807173B2 (ja) | 水素生成装置及びこれを備える燃料電池システム | |
| JP2011025240A (ja) | 化学反応器 | |
| JP2001155756A (ja) | 燃料電池用水蒸気改質反応器 | |
| US7497881B2 (en) | Heat exchanger mechanization to transfer reformate energy to steam and air | |
| EP1941008B1 (en) | Steam reforming unit | |
| KR101870026B1 (ko) | 액체탄화수소 연료 개질용 반응기 | |
| JP2002080203A (ja) | 改質器 | |
| JPH0369503A (ja) | 燃料改質器 | |
| JP5163147B2 (ja) | 熱交換器及び複合型燃料反応器 | |
| JPH04206362A (ja) | 高温型燃料電池系発電装置 | |
| KR101250418B1 (ko) | 연료 전지용 연료 변환 장치 | |
| JPH01183401A (ja) | 燃料改質装置 | |
| JP6560564B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2938245B2 (ja) | 燃料改質器の起動方法 | |
| JP2002326805A (ja) | 改質装置及びこれを備える燃料電池システム | |
| JP3763092B2 (ja) | 燃料電池用水素製造装置 | |
| JPH02111601A (ja) | 燃料電池の燃料改質器 | |
| JPH01320201A (ja) | 燃料改質装置 | |
| JP2003063803A (ja) | 改質器とこれを備える燃料電池発電システム | |
| JP2001135335A (ja) | 燃料蒸発器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070822 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |