JPH0422830Y2 - - Google Patents

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JPH0422830Y2
JPH0422830Y2 JP1987197128U JP19712887U JPH0422830Y2 JP H0422830 Y2 JPH0422830 Y2 JP H0422830Y2 JP 1987197128 U JP1987197128 U JP 1987197128U JP 19712887 U JP19712887 U JP 19712887U JP H0422830 Y2 JPH0422830 Y2 JP H0422830Y2
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combustion
reformer
catalytic combustion
fuel
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、触媒燃焼式改質器に係り、特に原料
供給部の結露を防止するとともに、改質器内の温
度を均一にするのに好適な触媒燃焼式改質器に関
するものである。
[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a catalytic combustion reformer, and is particularly useful for preventing dew condensation in the raw material supply section and for making the temperature inside the reformer uniform. The present invention relates to a suitable catalytic combustion reformer.

〔従来技術〕[Prior art]

最近、改質器を用いた溶融炭酸塩型燃料電池
は、将来の代替火力発電所用として考えられてお
り、容量も1MW以上の大型のものが主流となつ
てきている。
Recently, molten carbonate fuel cells using reformers have been considered for use in future alternative thermal power plants, and large-scale ones with a capacity of 1 MW or more are becoming mainstream.

第5図は、液体天然ガス(以下、LNGという)
を原料とする溶融炭酸塩型燃料電池システムのフ
ローを示す説明図である。原料であるLNG30
は、燃料供給圧縮機31および脱硝装置32を経
た後、電池カソード36の排空気熱を回収してつ
くられるスチームと混合され、ほとんど予熱され
ることなく、スチーム/カーボン比が約3(通常
の産業プラントでは3よりも大きい)、圧力4
Kg/cm2G、温度150〜170℃で改質器33に導入さ
れ、分解反応が行われる。改質器33で発生した
改質ガスは、3.5Kg/cm2G、約650℃で電池アノー
ド35へ供給される。上記改質反応は、吸熱反応
であり、必要な熱量は前記改質器33と一体に構
成された燃焼器34において、電池アノード35
の排ガスを電池カソード36の排空気によりつく
られた圧縮空気で燃焼させて得られる。このとき
の燃料ガスの性状は、例えば発熱量約750Kcal/
m3N、圧力約3Kg/cm2G、温度約650℃であり、
燃焼用の空気は、例えば圧力約3Kg/cm2G、温度
約200℃である。
Figure 5 shows liquid natural gas (hereinafter referred to as LNG)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of a molten carbonate fuel cell system using carbonate as a raw material. Raw material LNG30
After passing through the fuel supply compressor 31 and the denitrification device 32, it is mixed with steam produced by recovering exhaust air heat from the battery cathode 36, and is hardly preheated, with a steam/carbon ratio of about 3 (normal in industrial plants), pressure 4
Kg/cm 2 G and a temperature of 150 to 170° C. are introduced into the reformer 33, where a decomposition reaction is performed. The reformed gas generated in the reformer 33 is supplied to the battery anode 35 at 3.5 kg/cm 2 G and approximately 650°C. The above-mentioned reforming reaction is an endothermic reaction, and the necessary amount of heat is transferred to the battery anode 35 in the combustor 34 which is integrated with the reformer 33.
is obtained by burning the exhaust gas with compressed air created by the exhaust air of the battery cathode 36. The properties of the fuel gas at this time are, for example, the calorific value of approximately 750 Kcal/
m 3 N, pressure approximately 3 Kg/cm 2 G, temperature approximately 650°C,
The combustion air has, for example, a pressure of about 3 kg/cm 2 G and a temperature of about 200°C.

ところで、燃料電池用の改質器として、現在で
は2段触媒燃焼方式が提案されている。これは、
燃焼部に燃焼触媒を用い、かつ燃料を2段に分割
供給することにより、最高燃焼温度を抑え、反応
触媒や装置の寿命延長および信頼性の向上を図ろ
うとするものである。
By the way, a two-stage catalytic combustion system is currently proposed as a reformer for fuel cells. this is,
By using a combustion catalyst in the combustion section and supplying fuel in two stages, the maximum combustion temperature is suppressed, and the life span and reliability of the reaction catalyst and equipment are increased.

第7図は、このような従来の2段燃焼式改質器
の構造を示す軸方向断面図である。
FIG. 7 is an axial cross-sectional view showing the structure of such a conventional two-stage combustion reformer.

この装置は、燃焼部を構成する本体ケーシング
7と、前記燃焼部内に設けられた複数の反応管外
管2と、該反応管外管2に各々挿入された反応管
内管4と、この反応管内管4が集合する改質ガス
出口ノズル5と、この改質ガス出口ノズル5を支
持するとともに、原料入口ノズル1を有するヘツ
ド部シエル6とから主として構成されており、本
体ケーシング7の下部側面には下段燃料入口ノズ
ル8と燃焼用空気入口ノズル9が、中段側面には
上段燃料入口ノズル12が、さらに、上段側面に
は燃焼ガス出口ノズル19がそれぞれ設けられて
いる。なお、3は反応管外管2と反応管内管4と
の間に充填された改質触媒、10は下段燃焼触媒
層、11aおよび11bはそれぞれ下段伝熱促進
粒子層および上段伝熱促進粒子層、17は上段燃
焼触媒層、18は本体ケーシング7の内面に配置
された断熱材である。下段燃料入口ノズル8から
供給された燃料は、燃焼用空気入口ノズル9から
供給される空気と合流した後、下段燃焼触媒層1
0に入り、該下段燃焼触媒層10内で燃焼され
る。この空気大過剰で燃焼された燃焼ガスは、そ
の上段の下段伝熱促進粒子層11aに入り、反応
管外管2の下段部に熱を与える。反応管外管2の
下段部に熱を与えることにより温度が低下した燃
焼ガスは、上段燃料入口ノズル12から導入され
る燃料と合流した後、上段燃焼触媒層17へ入
り、この燃料が燃焼されることにより再び昇温さ
れ、前記反応管外管2の上段部を加熱した後、燃
焼ガス出口ノズル19から外部へ排出される。
This device includes a main body casing 7 constituting a combustion section, a plurality of reaction tube outer tubes 2 provided in the combustion section, reaction tube inner tubes 4 inserted into the reaction tube outer tubes 2, and an inner reaction tube. It mainly consists of a reformed gas outlet nozzle 5 where the pipes 4 are collected, and a head shell 6 that supports the reformed gas outlet nozzle 5 and has a raw material inlet nozzle 1. A lower fuel inlet nozzle 8 and a combustion air inlet nozzle 9 are provided on the middle side, an upper fuel inlet nozzle 12 is provided on the middle side, and a combustion gas outlet nozzle 19 is provided on the upper side. In addition, 3 is a reforming catalyst filled between the reaction tube outer tube 2 and the reaction tube inner tube 4, 10 is a lower combustion catalyst layer, 11a and 11b are a lower heat transfer promoting particle layer and an upper heat transfer promoting particle layer, respectively. , 17 is an upper combustion catalyst layer, and 18 is a heat insulating material disposed on the inner surface of the main casing 7. The fuel supplied from the lower stage fuel inlet nozzle 8 merges with the air supplied from the combustion air inlet nozzle 9, and then flows into the lower stage combustion catalyst layer 1.
0 and is combusted within the lower combustion catalyst layer 10. The combustion gas combusted with a large excess of air enters the lower heat transfer promoting particle layer 11a of the upper stage and gives heat to the lower part of the reaction tube outer tube 2. The combustion gas whose temperature has been lowered by applying heat to the lower part of the reaction tube outer tube 2 joins with the fuel introduced from the upper stage fuel inlet nozzle 12, and then enters the upper stage combustion catalyst layer 17, where this fuel is combusted. The temperature is raised again by this, and after heating the upper part of the reaction tube outer tube 2, the combustion gas is discharged to the outside from the combustion gas outlet nozzle 19.

第6図は、1段燃焼式の改質器と2段燃焼式改
質器との燃焼部および改質部における温度を比較
して示した図である。図において、2段燃焼式改
質器の方が燃焼部の最高温度が低いにもかかわら
ず改質部の温度が全体として1段燃焼式改質器よ
りも高くなつており、熱効率がよいことがわか
る。
FIG. 6 is a diagram showing a comparison of temperatures in the combustion section and reforming section of a one-stage combustion type reformer and a two-stage combustion type reformer. In the figure, although the maximum temperature of the combustion section is lower in the two-stage combustion reformer, the overall temperature of the reforming section is higher than that of the one-stage combustion reformer, indicating that it has better thermal efficiency. I understand.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかしながら、上記従来技術では、例えば溶融
炭酸塩型燃料電池用として使用した場合、大型の
改質器になると、反応管増加により管列が増える
ので、燃焼部の側面から導入された上段部の燃焼
が均一に分散せず、改質器の平面方向の温度が不
均一となる。また、供給される上段燃料の温度が
約650℃程度と高いために、上段燃料の入口ノズ
ル部分に大きな熱応力がかかるという問題があ
る。さらに、改質される原料は水の沸点に近い温
度で供給されるため、負荷変動、操作ミス等の要
因により、温度が下がつた場合、原料とともに供
給されるスチームの凝縮が起こり、スチーム/カ
ーボン比が低下することにより、反応触媒が損傷
するという問題がある。
However, in the above conventional technology, when used for a molten carbonate fuel cell, for example, when a large-sized reformer is used, the number of tube rows increases due to the increase in the number of reaction tubes. is not uniformly dispersed, and the temperature in the planar direction of the reformer becomes non-uniform. Furthermore, since the temperature of the supplied upper stage fuel is as high as about 650°C, there is a problem in that a large thermal stress is applied to the inlet nozzle portion of the upper stage fuel. Furthermore, since the raw material to be reformed is supplied at a temperature close to the boiling point of water, if the temperature drops due to factors such as load fluctuations or operational errors, the steam supplied together with the raw material will condense, causing the steam/ There is a problem that the reaction catalyst is damaged due to a decrease in the carbon ratio.

本考案の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、改質器内の温度を均一にするとともに、原料
とともに供給されるスチームの凝縮を防止するの
に好適な、例えば溶融炭酸塩型燃料電池システム
にも使用することができる触媒燃焼式改質器を提
供することにある。
The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to make the temperature inside the reformer uniform, and to prevent the condensation of steam supplied together with the raw material. An object of the present invention is to provide a catalytic combustion reformer that can also be used in battery systems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するため本考案は、空間部を隔
てて2段の充填層を有する2段燃焼式の触媒燃焼
部と、該触媒燃焼部と一体に設けられた複数の反
応管からなる改質部とを有する触媒燃焼式改質器
において、前記触媒燃焼部の空間部に燃焼ガス流
と逆方向から燃料を供給する上段燃料供給管を前
記改質部の反応管と平行に設けるとともに、該上
段燃料供給管に連通する上段燃料入口管と前記改
質部の反応管に連通する原料入口管とを伝熱面を
介して隣接させたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention consists of a two-stage combustion type catalytic combustion section having two stages of packed beds separated by a space, and a plurality of reaction tubes provided integrally with the catalytic combustion section. In a catalytic combustion reformer having a catalytic combustion reformer, an upper stage fuel supply pipe for supplying fuel into the space of the catalytic combustion part from a direction opposite to the combustion gas flow is provided parallel to the reaction tube of the reforming part; The present invention is characterized in that an upper stage fuel inlet pipe communicating with the upper stage fuel supply pipe and a raw material inlet pipe communicating with the reaction tube of the reforming section are adjacent to each other via a heat transfer surface.

〔作用〕[Effect]

上記燃焼触媒層の直下部の空間部に開孔する上
段燃料供給管を反応管相互間に多数設けたことに
より、上段燃料は前記空間部に均一に供給されて
燃焼するので、改質器の平面方向の温度が均一に
なり各反応管における改質反応が一様に行われ
る。また、上段燃料入口管と原料の入口管とを伝
熱面を介して隣接させたことにより、比較的高温
で供給される燃料によつて、比較的低温で供給さ
れる原料が昇温されるので、原料と共に供給され
るスチームが凝縮することによる反応触媒の損傷
を回避することができる。一方、このとき上段燃
料入口管の燃料は逆に冷却されるので、燃料入口
ノズル付近への熱応力は減少する。原料を予熱す
ることにより、冷却された燃料は、反応管と平行
に設けられた上段燃料供給管内を燃焼ガス流に対
向して流れることにより、該燃焼ガスの熱を受け
てその温度が再度上昇し、燃焼され易くなる。
By providing a large number of upper stage fuel supply pipes between the reaction tubes that open in the space directly below the combustion catalyst layer, the upper stage fuel is uniformly supplied to the space and combusted. The temperature in the planar direction becomes uniform, and the reforming reaction in each reaction tube is uniformly performed. In addition, by placing the upper stage fuel inlet pipe and the raw material inlet pipe adjacent to each other via a heat transfer surface, the raw material supplied at a relatively low temperature is heated by the fuel supplied at a relatively high temperature. Therefore, damage to the reaction catalyst due to condensation of steam supplied together with raw materials can be avoided. On the other hand, since the fuel in the upper fuel inlet pipe is cooled at this time, the thermal stress in the vicinity of the fuel inlet nozzle is reduced. By preheating the raw material, the cooled fuel flows in the upper stage fuel supply pipe installed parallel to the reaction tube in opposition to the combustion gas flow, and receives the heat of the combustion gas, causing its temperature to rise again. and become easily combusted.

本考案において、上段燃料供給管は各反応管相
互間に各々1本ずつ設けることが好ましく、これ
により、上段燃料がより均一に供給されるので、
改質器の温度が均一になり各反応管における改質
反応を一様に行わせることができる。また上段燃
料供給管が触媒燃焼部の充填物と接する部分を保
護するために、上段燃料供給管を保護カバーで覆
うことが好ましい。
In the present invention, it is preferable to provide one upper stage fuel supply pipe between each reaction tube, so that the upper stage fuel can be supplied more uniformly.
The temperature of the reformer becomes uniform, and the reforming reaction in each reaction tube can be performed uniformly. Further, in order to protect the portion where the upper stage fuel supply pipe comes into contact with the filler of the catalytic combustion section, it is preferable to cover the upper stage fuel supply pipe with a protective cover.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本考案を実施例によりさらに詳細に説明
する。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples.

第1図は、本考案の一実施例である触媒燃焼式
改質器の構造を示す軸方向断面図、第2図は、第
1図の反応管と上段燃料ガイドパイプの配置を示
す図、第3図は、第1図の上段部の燃料吹き出し
方向を示す図である。
FIG. 1 is an axial cross-sectional view showing the structure of a catalytic combustion reformer that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the reaction tube and upper stage fuel guide pipe in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing the fuel blowing direction of the upper part of FIG. 1.

第1図の装置は、燃焼部を形成する本体ケーシ
ング7と、前記燃焼部内に設けられた、複数の反
応管外管2と、該反応管外管2に各々挿入された
反応管内管4と、該反応管内管4が集合する上部
の改質ガス出口ノズル5と、該改質ガス出口ノズ
ル5を支持するヘツド部シエル6と、管板21を
貫通し、前記複数の反応管外管2の間に配置され
た上段燃料ガイドパイプ15とから主とし構成さ
れている。本体ケーシング7の底部側面には、下
段燃料入口ノズル8および燃焼用空気入口ノズル
9が設けられており、これらの合流点の後流には
下段燃焼触媒層10が設けられている。また本体
ケーシング7の内側は断熱材18で覆われてお
り、触媒燃焼部は、下段燃焼触媒層と、底部の空
間と、該底部の空間の直上部の下段伝熱促進粒子
層11aと、その直上部の空間部23と、該空間
部23の上部の上段燃焼触媒層17とこれに続く
上段伝熱促進粒子層11bと、その直上部の燃焼
ガス出口19に通じる空間とに分けられる。ヘツ
ド部シエル6には原料入口ノズル1と上段燃料入
口ノズル12が設けられており、これらは伝熱部
22において伝熱面を介して隣接している。上段
燃料入口ノズル12は、燃料ヘツダー13および
ピグテール14を介して前記上段燃料ガイドパイ
プ15に連結されている。この上段燃料ガイドパ
イプ15は、前記上段燃焼触媒層17の直下部の
空間部23に開孔しており、その先端にはノズル
チツプ16が設けられている。反応管外管2は、
本体ケーシング7の底部の空間に達する長さであ
り、その中に挿入された反応管内管4はそれより
もわずかに短い長さで、この反応管外管2と内管
4との間には改質触媒3が充填されている。な
お、20は前記上段燃料ガイドパイプ15が上段
伝熱促進粒子層11bおよび上段燃焼触媒層17
と接する面を保護する保護カバーである。
The apparatus shown in FIG. 1 includes a main body casing 7 forming a combustion section, a plurality of reaction tube outer tubes 2 provided in the combustion section, and reaction tube inner tubes 4 each inserted into the reaction tube outer tube 2. , an upper reformed gas outlet nozzle 5 where the reaction tube inner tubes 4 gather, a head part shell 6 that supports the reformed gas outlet nozzle 5, and a plurality of reaction tube outer tubes 2 that pass through the tube plate 21. It is mainly composed of an upper stage fuel guide pipe 15 disposed between the upper stage fuel guide pipe 15 and A lower stage fuel inlet nozzle 8 and a combustion air inlet nozzle 9 are provided on the bottom side surface of the main body casing 7, and a lower stage combustion catalyst layer 10 is provided downstream of the confluence point thereof. The inside of the main body casing 7 is covered with a heat insulating material 18, and the catalytic combustion section includes a lower combustion catalyst layer, a bottom space, a lower heat transfer promoting particle layer 11a directly above the bottom space, and a lower heat transfer promoting particle layer 11a directly above the bottom space. It is divided into a space 23 directly above the space 23, an upper combustion catalyst layer 17 above the space 23, an upper heat transfer promoting particle layer 11b following this, and a space directly above the space leading to the combustion gas outlet 19. The head shell 6 is provided with a raw material inlet nozzle 1 and an upper stage fuel inlet nozzle 12, which are adjacent to each other in the heat transfer section 22 with a heat transfer surface interposed therebetween. The upper fuel inlet nozzle 12 is connected to the upper fuel guide pipe 15 via a fuel header 13 and a pigtail 14 . This upper stage fuel guide pipe 15 opens in a space 23 directly below the upper stage combustion catalyst layer 17, and a nozzle tip 16 is provided at its tip. The reaction tube outer tube 2 is
It is long enough to reach the space at the bottom of the main casing 7, and the inner reaction tube 4 inserted therein is slightly shorter than that, and there is a gap between the outer reaction tube 2 and the inner tube 4. A reforming catalyst 3 is filled. 20, the upper stage fuel guide pipe 15 is connected to the upper stage heat transfer promoting particle layer 11b and the upper stage combustion catalyst layer 17.
This is a protective cover that protects the surface that comes into contact with the

このような構成において、下段燃料入口ノズル
8から導入された燃料は、燃焼用空気入口ノズル
9から導入される燃焼用空気と混合され、下段燃
焼触媒層10において燃焼する。この燃焼ガスは
反応管外管2の先端部に熱を与えるとともに、下
段伝熱促進粒子層11a内を上昇し、該下段伝熱
促進粒子層11aを介して反応管外管2の下段部
に熱を与える。また上段燃料入口ノズル12から
供給される燃料は、伝熱部22で原料入口ノズル
から導入される原料に熱を与えた後、上段燃料ヘ
ツダ13、ピグテール14および上段燃料ガイド
パイプ15を通り、触媒燃焼部の燃焼ガスにより
予熱された後、上段燃焼触媒層17と下段伝熱促
進粒子層11aとの間の空間部23に放射状に供
給され、前記過剰空気を含む下段燃料の燃焼ガス
と合流し、上段燃焼触媒層17に入りここで燃焼
する。この燃焼により再び昇温された燃焼ガス
は、上段伝熱促進粒子層11b内を上昇して反応
管外管2の上段部を加熱した後、燃焼ガス出口ノ
ズル19から排出される。
In such a configuration, the fuel introduced from the lower stage fuel inlet nozzle 8 is mixed with the combustion air introduced from the combustion air inlet nozzle 9, and is combusted in the lower stage combustion catalyst layer 10. This combustion gas gives heat to the tip of the reaction tube outer tube 2, rises inside the lower heat transfer promoting particle layer 11a, and reaches the lower portion of the reaction tube outer tube 2 via the lower heat transfer promoting particle layer 11a. give heat. Further, the fuel supplied from the upper stage fuel inlet nozzle 12 gives heat to the raw material introduced from the raw material inlet nozzle in the heat transfer section 22, passes through the upper stage fuel header 13, the pigtail 14 and the upper stage fuel guide pipe 15, and then passes through the upper stage fuel header 13, the pigtail 14 and the upper stage fuel guide pipe 15, and then passes through the upper stage fuel header 13, the pigtail 14 and the upper stage fuel guide pipe 15, After being preheated by the combustion gas of the combustion section, it is supplied radially to the space 23 between the upper combustion catalyst layer 17 and the lower heat transfer promoting particle layer 11a, and merges with the combustion gas of the lower fuel containing the excess air. , enters the upper combustion catalyst layer 17 and burns there. The combustion gas whose temperature has been raised again by this combustion rises in the upper heat transfer promoting particle layer 11b and heats the upper part of the reaction tube outer tube 2, and then is discharged from the combustion gas outlet nozzle 19.

本実施例によれば、上段燃料ガイドパイプ15
が各反応管外管2の相互間に均一に配置されてお
り、上段燃料が改質器の平面方向に均一に供給さ
れるので、改質器平面方向の温度が均一になり各
反応管における改質反応が一様に行われる。ま
た、原料入口ノズル1から供給される原料は、伝
熱部22において、上段部の燃料により予熱され
るので、熱効率が向上し、原料とともに供給され
るスチームの凝縮による反応触媒の損傷がなくな
る。さらに、このとき上段部の燃料は原料により
逆に冷却されるため、上段燃料入口ノズル付近に
はたらく熱応力が軽減される。また、一度冷却さ
れた上段部の燃料は、前期燃焼部の燃焼ガスより
も低温になるために、上段燃料ガイドパイプ15
を通過するうちに上段伝熱促進粒子層11bを介
して予熱され、熱が有効に利用される。
According to this embodiment, the upper stage fuel guide pipe 15
are arranged uniformly between the outer tubes 2 of each reaction tube, and the upper stage fuel is uniformly supplied in the plane direction of the reformer, so that the temperature in the plane direction of the reformer becomes uniform and the temperature in each reaction tube is uniform. The reforming reaction takes place uniformly. In addition, the raw material supplied from the raw material inlet nozzle 1 is preheated in the heat transfer section 22 by the fuel in the upper stage, so thermal efficiency is improved and damage to the reaction catalyst due to condensation of steam supplied together with the raw material is eliminated. Furthermore, at this time, the fuel in the upper stage is cooled by the raw material, so the thermal stress acting near the upper stage fuel inlet nozzle is reduced. In addition, since the fuel in the upper stage once cooled has a lower temperature than the combustion gas in the early combustion part, the upper stage fuel guide pipe 15
While passing through the upper heat transfer promoting particle layer 11b, the heat is preheated and the heat is effectively utilized.

第4図は、本考案の他の実施例を示す説明図で
ある。この装置は、第1図の伝熱部22の代わり
に改質器に入る前の上段部の燃料ラインと原料ラ
インとの間に熱交換器24を設けたものである。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. In this device, a heat exchanger 24 is provided between the fuel line in the upper stage before entering the reformer and the raw material line instead of the heat transfer section 22 in FIG. 1.

本実施例によれば、前記実施例以上に熱効率が
向上するので、原料中のスチームが凝縮すること
がなく、スチーム/カーボン比が低下することに
よる反応触媒の損傷がなくなるとともに、上段燃
料入口ノズル付近への熱応力が軽減される。また
前記実施例と同様に、燃焼部における燃焼および
伝熱が均一となり、安定した改質反応が可能とな
る。
According to this example, thermal efficiency is improved more than in the previous example, so steam in the raw material does not condense, damage to the reaction catalyst due to a decrease in the steam/carbon ratio is eliminated, and the upper stage fuel inlet nozzle Thermal stress to nearby areas is reduced. Further, as in the embodiments described above, combustion and heat transfer in the combustion section become uniform, making it possible to perform a stable reforming reaction.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

本考案によれば、改質器平面方向の温度が均一
になるとともに熱効率が向上するので、改質効率
が向上し、例えば溶融炭酸塩型燃料電池用の改質
器としても使用することができる。
According to the present invention, the temperature in the planar direction of the reformer becomes uniform and the thermal efficiency is improved, so the reforming efficiency is improved and it can be used as a reformer for molten carbonate fuel cells, for example. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す触媒燃焼式改
質器の軸方向断面図、第2図は、第1図の反応管
および上段燃料ガイドパイプの配列を示す図、第
3図は、第1図の上段部の燃料吹き出し方向を示
す図、第4図は、本考案の他の実施例を示す説明
図、第5図は、一般的な溶融炭酸塩型燃料電池シ
ステムのフローを示す図、第6図は、1段燃焼式
改質器と2段燃焼式改質器との反応管内の温度を
比較して示す図、第7図は、従来の2段燃焼式改
質器の軸方向断面図である。 1……原料入口ノズル、2……反応管外管、4
……反応管内管、8……下段燃料入口ノズル、9
……燃焼用空気入口ノズル、12……上段燃料入
口ノズル、15……上段燃料ガイドパイプ、23
……空間部。
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a catalytic combustion reformer showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the reaction tubes and upper stage fuel guide pipes of FIG. 1, and FIG. , FIG. 1 is a diagram showing the fuel blowing direction in the upper section, FIG. 4 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the flow of a general molten carbonate fuel cell system. Figure 6 is a diagram comparing the temperature inside the reaction tube of a single-stage combustion reformer and a two-stage combustion reformer, and Figure 7 is a diagram showing a conventional two-stage combustion reformer. FIG. 1... Raw material inlet nozzle, 2... Reaction tube outer tube, 4
... Reaction tube inner tube, 8 ... Lower stage fuel inlet nozzle, 9
... Combustion air inlet nozzle, 12 ... Upper stage fuel inlet nozzle, 15 ... Upper stage fuel guide pipe, 23
...Space department.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 空間部を隔てて2段の充填層を有する2段燃
焼式の触媒燃焼部と、該触媒燃焼部と一体に設
けられた複数の反応管からなる改質部とを有す
る触媒燃焼式改質器において、前記触媒燃焼部
の空間部に燃焼ガス流と逆方向から燃料を供給
する上段燃料供給管を前記改質部の反応管と平
行に設けるとともに、該上段燃料供給管に連通
する上段燃料入口管と前記改質部の反応管に連
通する原料入口管とを伝熱面を介して隣接させ
たことを特徴とする触媒燃焼式改質器。 (2) 実用新案登録請求の範囲第1項において、前
記上段燃料供給管を前記改質部の反応管相互間
に各々1本ずつ配置したことを特徴とする触媒
燃焼式改質器。 (3) 実用新案登録請求の範囲第1項または第2項
において、前記上段燃料供給管は、触媒燃焼部
の充填部と接する部分が保護カバーで覆われて
いることを特徴とする触媒燃焼式改質器。
[Claims for Utility Model Registration] (1) An improvement consisting of a two-stage combustion type catalytic combustion section having two stages of packed beds separated by a space, and a plurality of reaction tubes provided integrally with the catalytic combustion section. In a catalytic combustion reformer having a mass part, an upper stage fuel supply pipe is provided in parallel with a reaction tube of the reforming part to supply fuel to the space part of the catalytic combustion part from a direction opposite to the combustion gas flow, and A catalytic combustion reformer characterized in that an upper stage fuel inlet pipe communicating with the upper stage fuel supply pipe and a raw material inlet pipe communicating with the reaction tube of the reforming section are adjacent to each other via a heat transfer surface. (2) The catalytic combustion reformer according to claim 1, characterized in that one upper stage fuel supply pipe is disposed between each of the reaction tubes of the reforming section. (3) The catalytic combustion type claimed in claim 1 or 2, wherein the upper stage fuel supply pipe is covered with a protective cover at a portion of the upper stage fuel supply pipe that comes into contact with a filling section of a catalytic combustion section. reformer.
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