JPH0624702A - 燃料ガスの改質反応装置 - Google Patents
燃料ガスの改質反応装置Info
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- JPH0624702A JPH0624702A JP17516692A JP17516692A JPH0624702A JP H0624702 A JPH0624702 A JP H0624702A JP 17516692 A JP17516692 A JP 17516692A JP 17516692 A JP17516692 A JP 17516692A JP H0624702 A JPH0624702 A JP H0624702A
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- fuel gas
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料ガスの改質反応装置に関する。
【構成】 燃料ガスを３００〜４００℃の温度で反応さ
せて一酸化炭素と水素を生成する第一の触媒層と、前記
第一の触媒層で反応したガスと水蒸気とから２００〜３
００℃の温度で二酸化炭素と水素とを生成する第二の触
媒層とを有してなる燃料ガスの改質反応装置。
せて一酸化炭素と水素を生成する第一の触媒層と、前記
第一の触媒層で反応したガスと水蒸気とから２００〜３
００℃の温度で二酸化炭素と水素とを生成する第二の触
媒層とを有してなる燃料ガスの改質反応装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料ガスの改質反応装置
に関し、さらに詳しくはメタノール、エタノール、メタ
ン、エタンなどの炭素成分を主体として含有するガス燃
料の水素化改質反応装置に関し、燃料電池などの水素を
燃料とする設備一般、その他の水素需要設備一般に有利
に適用しうる同装置に関する。
に関し、さらに詳しくはメタノール、エタノール、メタ
ン、エタンなどの炭素成分を主体として含有するガス燃
料の水素化改質反応装置に関し、燃料電池などの水素を
燃料とする設備一般、その他の水素需要設備一般に有利
に適用しうる同装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料ガスの改質反応装置の一態様
を図２によって説明する。従来装置はメタノールのよう
な燃料ガスと水蒸気よりなる反応流体７を反応器触媒層
８を充填した反応器２に供給し、３００℃程度の温度で
一段で反応させて、（１）式で示される反応を起こさせ
てＨ2 ，ＣＯ2 などよりなる処理ガス５を得ていた。 ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ → ＣＯ2 ＋３Ｈ2 （１）
を図２によって説明する。従来装置はメタノールのよう
な燃料ガスと水蒸気よりなる反応流体７を反応器触媒層
８を充填した反応器２に供給し、３００℃程度の温度で
一段で反応させて、（１）式で示される反応を起こさせ
てＨ2 ，ＣＯ2 などよりなる処理ガス５を得ていた。 ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ → ＣＯ2 ＋３Ｈ2 （１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の（１）式の反応
はさらに（２）、（３）式に分解できる。 ＣＨ3 ＯＨ → ＣＯ ＋ ２Ｈ2 （２） ＣＯ ＋ Ｈ2 Ｏ → ＣＯ2 ＋ Ｈ2 （３） 上記の反応（２）は高温ほど反応は早く進み３００〜４
００℃の高温を必要とする。また、（３）式の反応は低
温（２００〜３００℃）ほど反応が有利に進行し、２５
０℃程度の低温条件で効率が最高となる。しかし、従来
の改質設備では前述のとおり、単一の反応器にて実施し
ているために、（２）、（３）式の反応を同時に進行さ
せていた。
はさらに（２）、（３）式に分解できる。 ＣＨ3 ＯＨ → ＣＯ ＋ ２Ｈ2 （２） ＣＯ ＋ Ｈ2 Ｏ → ＣＯ2 ＋ Ｈ2 （３） 上記の反応（２）は高温ほど反応は早く進み３００〜４
００℃の高温を必要とする。また、（３）式の反応は低
温（２００〜３００℃）ほど反応が有利に進行し、２５
０℃程度の低温条件で効率が最高となる。しかし、従来
の改質設備では前述のとおり、単一の反応器にて実施し
ているために、（２）、（３）式の反応を同時に進行さ
せていた。
【０００４】このために、（２）、（３）式で示した反
応は最適な温度条件下では実施されず、改質反応全体の
反応効率を減少させていた。この反応効率の低さによ
り、装置規模の大型化あるいは少量の処理ガス流量した
得られないという問題点を生じ、設備費の増大を招くた
め、産業上の利用分野を著しく制限していた。
応は最適な温度条件下では実施されず、改質反応全体の
反応効率を減少させていた。この反応効率の低さによ
り、装置規模の大型化あるいは少量の処理ガス流量した
得られないという問題点を生じ、設備費の増大を招くた
め、産業上の利用分野を著しく制限していた。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、上記
（２），（３）式に示した最適な温度条件を維持して効
率よく燃料ガスを水素化改質しうる反応装置を提供しよ
うとするものである。
（２），（３）式に示した最適な温度条件を維持して効
率よく燃料ガスを水素化改質しうる反応装置を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の問題点を
解決するために、反応器内を２段に分割するとともに、
反応器内に温度分布を与えることにより、前記の
（２），（３）式の反応を最適な温度条件下で実施しう
るようにしたもので、燃料ガスを３００〜４００℃の温
度で反応させて一酸化炭素と水素を生成する第一の触媒
層と、前記第一の触媒層で反応したガスと水蒸気とから
２００〜３００℃の温度で二酸化炭素と水素とを生成す
る第二の触媒層とを有することを特徴とする燃料ガスの
改質反応装置である。
解決するために、反応器内を２段に分割するとともに、
反応器内に温度分布を与えることにより、前記の
（２），（３）式の反応を最適な温度条件下で実施しう
るようにしたもので、燃料ガスを３００〜４００℃の温
度で反応させて一酸化炭素と水素を生成する第一の触媒
層と、前記第一の触媒層で反応したガスと水蒸気とから
２００〜３００℃の温度で二酸化炭素と水素とを生成す
る第二の触媒層とを有することを特徴とする燃料ガスの
改質反応装置である。
【０００７】本発明の改質反応装置における第一触媒層
としては一般的にＺｎ−Ｃｒ系触媒が、また第二触媒層
としてはＣｕ−Ｚｎ系触媒が使用されるが、本発明はこ
れらの触媒に限定されるものではない。
としては一般的にＺｎ−Ｃｒ系触媒が、また第二触媒層
としてはＣｕ−Ｚｎ系触媒が使用されるが、本発明はこ
れらの触媒に限定されるものではない。
【０００８】
【作用】前記の（２）式で示した反応は高温（通常は３
５０℃以上）ほど反応が進行し、その反応熱は−１０ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ程度の吸熱反応であり、図３に示すよう
に反応の進行とともに反応流体の温度が減少する。ま
た、（３）式で示した反応は低温（通常は２５０℃前
後）ほど反応が進行し、その反応熱は８ｋｃａｌ／ｍｏ
ｌ程度の弱い発熱反応であり、図３に示すように反応の
進行とともに反応流体の温度はわずかに上昇する。今、
（３）式の反応に必要な水蒸気を反応器の２段目に供給
することにより、反応器の第１段目では（２）式の反応
のみが進行し、自らの反応熱により２５０℃程度まで反
応流体の温度は低下し、これに２５０℃の水蒸気が供給
されることにより反応器の第２段目で（３）式の反応が
進行する。
５０℃以上）ほど反応が進行し、その反応熱は−１０ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ程度の吸熱反応であり、図３に示すよう
に反応の進行とともに反応流体の温度が減少する。ま
た、（３）式で示した反応は低温（通常は２５０℃前
後）ほど反応が進行し、その反応熱は８ｋｃａｌ／ｍｏ
ｌ程度の弱い発熱反応であり、図３に示すように反応の
進行とともに反応流体の温度はわずかに上昇する。今、
（３）式の反応に必要な水蒸気を反応器の２段目に供給
することにより、反応器の第１段目では（２）式の反応
のみが進行し、自らの反応熱により２５０℃程度まで反
応流体の温度は低下し、これに２５０℃の水蒸気が供給
されることにより反応器の第２段目で（３）式の反応が
進行する。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例の装置を図１によって説明
する。図１において、予め３５０℃に加熱された反応流
体であるメタノール１が反応器２に供給される。反応流
体１はまず、反応器第１段触媒層（Ｚｎ−Ｃｒ系触媒）
３にて前述の（２）式の反応が進行するとともに、その
反応熱により第１段触媒層３出口では２５０℃程度まで
温度が低下し、反応器第２段触媒層（Ｃｕ−Ｚｎ系触
媒）４へと供給される。なお、第２段触媒層４には２５
０℃に余熱した水蒸気５を供給することにより（３）式
の反応を進行させる。第２段触媒層４で反応の終了した
ガスは処理ガス（Ｈ2 、ＣＯ2 など）６として排出さ
れ、必要設備に供給される。
する。図１において、予め３５０℃に加熱された反応流
体であるメタノール１が反応器２に供給される。反応流
体１はまず、反応器第１段触媒層（Ｚｎ−Ｃｒ系触媒）
３にて前述の（２）式の反応が進行するとともに、その
反応熱により第１段触媒層３出口では２５０℃程度まで
温度が低下し、反応器第２段触媒層（Ｃｕ−Ｚｎ系触
媒）４へと供給される。なお、第２段触媒層４には２５
０℃に余熱した水蒸気５を供給することにより（３）式
の反応を進行させる。第２段触媒層４で反応の終了した
ガスは処理ガス（Ｈ2 、ＣＯ2 など）６として排出さ
れ、必要設備に供給される。
【００１０】本発明の上記実施例装置を用いた場合と、
従来の図２に示した装置を用いた場合と比較すると下記
表１のようになる。
従来の図２に示した装置を用いた場合と比較すると下記
表１のようになる。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明により、前記の（１）式の反応を
（２）、（３）式で示した反応に分離し、これらの反応
をそれぞれ最適な温度条件下で実施可能とした。このこ
とにより、反応器全体の設備規模は従来のものと比較し
て、約１／２と小型化することが可能となり、より広い
産業上の利用分野への適用を可能にした。
（２）、（３）式で示した反応に分離し、これらの反応
をそれぞれ最適な温度条件下で実施可能とした。このこ
とにより、反応器全体の設備規模は従来のものと比較し
て、約１／２と小型化することが可能となり、より広い
産業上の利用分野への適用を可能にした。
【図１】本発明の燃料ガスの改質反応装置の一実施例の
説明図。
説明図。
【図２】従来の燃料ガスの改質反応装置の一態様の説明
図。
図。
【図３】燃料ガスの水素化改質反応の反応の進行と温度
分布の関係を示す図表。
分布の関係を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武信 弘一 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料ガスを３００〜４００℃の温度で反
応させて一酸化炭素と水素を生成する第一の触媒層と、
前記第一の触媒層で反応したガスと水蒸気とから２００
〜３００℃の温度で二酸化炭素と水素とを生成する第二
の触媒層とを有することを特徴とする燃料ガスの改質反
応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17516692A JPH0624702A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 燃料ガスの改質反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17516692A JPH0624702A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 燃料ガスの改質反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0624702A true JPH0624702A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=15991423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17516692A Withdrawn JPH0624702A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 燃料ガスの改質反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624702A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0486688A4 (en) * | 1989-01-19 | 1993-12-08 | Nippon Soda Co., Ltd. | New lysozyme-digestive chitin derivative |
| US6455008B1 (en) | 1999-01-14 | 2002-09-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel reformer and fuel reforming method |
| JP2004501759A (ja) * | 2000-06-29 | 2004-01-22 | エイチ２ジーイーエヌ・イノベーションズ・インコーポレイテッド | 炭化水素の水蒸気改質による改良された水素発生のためのシステム及び炭化水素から水素を製造するための集積化されたケミカル・リアクタ |
| WO2009036386A1 (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Chellappa Anand S | A method and apparatus for reformation of fuels at low temperatures |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP17516692A patent/JPH0624702A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0486688A4 (en) * | 1989-01-19 | 1993-12-08 | Nippon Soda Co., Ltd. | New lysozyme-digestive chitin derivative |
| US6455008B1 (en) | 1999-01-14 | 2002-09-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel reformer and fuel reforming method |
| JP2004501759A (ja) * | 2000-06-29 | 2004-01-22 | エイチ２ジーイーエヌ・イノベーションズ・インコーポレイテッド | 炭化水素の水蒸気改質による改良された水素発生のためのシステム及び炭化水素から水素を製造するための集積化されたケミカル・リアクタ |
| WO2009036386A1 (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Chellappa Anand S | A method and apparatus for reformation of fuels at low temperatures |
| US8365688B2 (en) | 2007-09-13 | 2013-02-05 | Chellappa Anand S | Method and apparatus for reformation of fuels at low temperatures |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |