JPH07103090A - Burner for fuel reforming apparatus and fuel reforming method - Google Patents

Burner for fuel reforming apparatus and fuel reforming method

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JPH07103090A
JPH07103090A JP26960893A JP26960893A JPH07103090A JP H07103090 A JPH07103090 A JP H07103090A JP 26960893 A JP26960893 A JP 26960893A JP 26960893 A JP26960893 A JP 26960893A JP H07103090 A JPH07103090 A JP H07103090A
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JP
Japan
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heat source
heat
fuel
gas
source gas
Prior art date
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Application number
JP26960893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Obara
伸哉 小原
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Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Equos Research Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07103090A publication Critical patent/JPH07103090A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a burner for fuel reforming apparatus and a fuel reforming method using the said burner which can easily control the quantity of heat supplied to the vaporizing section and reforming section of a fuel reforming apparatus, and prevent the excessive heating of the reforming section and the occurrence of difference in temperature distribution in a reforming catalyst, and moreover enlarge the selection range of composing material of the fuel reforming apparatus. CONSTITUTION:A burner for a fuel reforming apparatus has a heat source generating section 1 and a heat source gas converting section 2 to control the quantity of heat generated in the heat source generating section 1 for converting it into heat source gas having a fixed quantity of heating value, and exists independently in space to the fuel reforming apparatus. The heat source gas converting section 2 is formed of fireproof regenerative material so as to enclose the heat generating section 1, and its inside is provided with an exhaust through port 18 to pass the exhaust generated in the heat source generating section 1 and heat transfer medium flow paths 16, 17 to pass a heat transfer medium for its heatexchanging, and moreover a heat source gas exhausting port 15 where the exhaust through port 18 and the heat transfer medium flow paths 16, 17 join for exhausting the heat source gas composed of the exhaust and the heat transfer medium.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料改質器の加熱に用
いられる熱源ガスを製造するための燃焼器及びそのその
燃料改質器用燃焼器を用いた燃料改質方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustor for producing a heat source gas used for heating a fuel reformer and a fuel reforming method using the combustor for the fuel reformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、メタノール、天然ガス、ナフサ等
の炭化水素原料を改質して水素を主体とする改質燃料に
するために、これらの原料にバーナからの熱媒体により
加熱して改質できるようにバーナを燃料改質器内部に配
し、且つ改質反応を促進するための改質触媒を配した燃
料改質器が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to reform a hydrocarbon raw material such as methanol, natural gas or naphtha into a reformed fuel mainly containing hydrogen, these raw materials are heated by a heat medium from a burner and modified. There is known a fuel reformer in which a burner is disposed inside the fuel reformer so as to improve quality and a reforming catalyst for promoting a reforming reaction is disposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の燃料
改質器には、例えば、特開平4−265147号公報に
示されるものがある。その燃料改質器は改質部と燃焼部
が隣接して一体化された構造をなしており、その燃料改
質器においては、約1000℃程度のバーナの輻射熱で
改質触媒を直接加熱しているため、通常の改質反応に必
要な温度(250〜300℃)よりも高くなりすぎやす
いという問題があった。
An example of such a conventional fuel reformer is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-265147. The fuel reformer has a structure in which the reforming section and the combustion section are adjacently integrated with each other. In the fuel reformer, the reforming catalyst is directly heated by the radiant heat of the burner at about 1000 ° C. Therefore, there is a problem that the temperature (250 to 300 ° C.) required for a normal reforming reaction tends to be too high.

【0004】またバーナの火炎には温度勾配があるた
め、バーナ1個を熱源とした場合、火炎の温度勾配に応
じて改質触媒中にも温度勾配が生じてしまうため、効率
よく改質反応を進める上で、加熱源の温度制御が困難で
あった。
Further, since the burner flame has a temperature gradient, when one burner is used as a heat source, a temperature gradient also occurs in the reforming catalyst according to the temperature gradient of the flame, so that the reforming reaction is efficiently performed. It was difficult to control the temperature of the heating source in order to proceed.

【0005】また、さらに燃料改質器自体も高温に曝さ
れるため、その構成材料も耐火性セラミックス等の高価
な材料に限定されてしまうという問題があった。
Further, since the fuel reformer itself is exposed to high temperatures, the constituent material thereof is limited to expensive materials such as refractory ceramics.

【0006】そこで本発明は、上記した問題点を解決
し、燃料改質器の気化部および改質部に供給する熱量を
容易に制御でき、改質部の過剰加熱を防止し、改質触媒
内の温度分布に差異が生ずることを防止し、さらに、燃
料改質器の構成材料の選択範囲を拡げることができる燃
料改質器用燃焼器及びその燃料改質器用燃焼器を用いた
燃料改質方法を提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention solves the above-mentioned problems, the amount of heat supplied to the vaporizing section and the reforming section of the fuel reformer can be easily controlled, the overheating of the reforming section is prevented, and the reforming catalyst is provided. And a fuel reformer using the combustor for a fuel reformer, which can prevent a difference in temperature distribution in the interior of the fuel reformer and can expand the selection range of constituent materials of the fuel reformer. The purpose is to provide a method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために本発明は、熱源発生部と、該熱源発生部から発
生する熱量を制御して一定量の熱量の熱源ガスに変換す
る熱源ガス変換部とを有する燃料改質器用燃焼器であっ
て、且つ、該燃料改質器用燃焼器は、燃料改質器とは空
間的に独立して存在していることを特徴とする燃料改質
器用燃焼器とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a heat source generating portion and a heat source for controlling the amount of heat generated from the heat source generating portion to convert it into a heat source gas having a certain amount of heat. A fuel reformer combustor having a gas conversion section, and the fuel reformer combustor is spatially independent of the fuel reformer. It is used as a combustor for a quality device.

【0008】本発明において「空間的に独立して存在し
ている」とは、一体的に構成されていないことをいう。
In the present invention, "existing spatially independently" means not being integrally configured.

【0009】また本発明における前記熱源ガス変換部
は、熱源発生部を取り巻くように耐火性蓄熱材により形
成され、その内部に熱源発生部から発生する排ガスを通
過させる排ガス抜口と熱媒体を通過させ熱交換を行なわ
せる熱媒体流路とを有し、且つ、該排ガス抜口と該熱媒
体流路が合流して排ガス及び熱媒体からなる熱源ガスを
排出する熱源ガス排出口を有することを特徴とするもの
である。
Further, the heat source gas conversion section in the present invention is formed of a refractory heat storage material so as to surround the heat source generation section, and passes through the exhaust gas outlet and the heat medium through which the exhaust gas generated from the heat source generation section passes. And a heat source gas outlet for discharging the heat source gas composed of the exhaust gas and the heat medium by joining the exhaust gas outlet and the heat medium passage. It is a feature.

【0010】また本発明における前記熱源発生部は、複
数のトーチから構成されていることを特徴とするもので
ある。
Further, the heat source generating portion in the present invention is characterized by being constituted by a plurality of torches.

【0011】本発明における前記トーチは、液体燃料流
路、ガス燃料流路、酸化剤ガス流路が形成された三重管
構造となっていてもよい。
The torch according to the present invention may have a triple tube structure in which a liquid fuel flow path, a gas fuel flow path, and an oxidant gas flow path are formed.

【0012】本発明の燃料改質器用燃焼器から生成され
る熱源ガスを導入する前記燃料改質器は、炭化水素系燃
料を気化させる気化部及び気化された炭化水素系燃料を
触媒と接触させて水素を主体とする改質ガスに改質する
改質部から構成されている。また本発明は、前記の燃料
改質器用燃焼器における前記耐火性蓄熱材と前記熱源発
生部との間の空間温度により、該耐火性蓄熱材内を流れ
る熱媒体の流量及び該熱源発生部への燃焼用空気の流量
を制御して熱源ガスを製造し、得られた制御された熱量
の熱源ガスを、炭化水素系燃料の気化を行なう気化部及
び気化された炭化水素系燃料の改質を行なう改質部を有
する燃料改質器の該気化部及び該改質部の各々に導入す
ることにより、炭化水素系燃料の気化及び改質を行なう
ことを特徴とする燃料改質方法とするものである。
The fuel reformer, which introduces the heat source gas generated from the combustor for fuel reformer of the present invention, makes a vaporizing part for vaporizing a hydrocarbon fuel and a vaporized hydrocarbon fuel contact with a catalyst. And a reforming section for reforming the hydrogen-based reformed gas. Further, the present invention provides the flow rate of the heat medium flowing in the refractory heat storage material and the heat source generation portion depending on the space temperature between the refractory heat storage material and the heat source generation portion in the fuel reformer combustor. Of the combustion air is controlled to produce a heat source gas, and the obtained heat source gas having a controlled heat quantity is used to vaporize the hydrocarbon-based fuel and reform the vaporized hydrocarbon-based fuel. A fuel reforming method characterized by performing vaporization and reforming of a hydrocarbon-based fuel by introducing into each of the vaporization section and the reforming section of a fuel reformer having a reforming section to perform. Is.

【0013】[0013]

【作用】本発明の燃料改質器用燃焼器は燃料改質器とは
空間的に独立して存在しているので、燃料改質器は燃料
改質器用燃焼器の熱源発生部から直接伝わる輻射熱に晒
されることなく、その熱源発生部から発生する熱の温度
分布の不均一性に左右されることがない。
Since the combustor for fuel reformer of the present invention exists spatially independent of the fuel reformer, the fuel reformer is radiant heat transmitted directly from the heat source generating portion of the combustor for fuel reformer. Without being exposed to the heat source, it is not affected by the non-uniformity of the temperature distribution of the heat generated from the heat source generating portion.

【0014】本発明の燃料改質器用燃焼器の熱源ガス変
換部は、熱源発生部を取り巻くように形成され、その内
部に熱媒体を通過させる熱媒体流路を有しており、この
熱媒体流路を通過する熱媒体ガスと、熱源発生部から発
生する高温に加熱された排ガスとを混合して燃料改質器
の加熱に使用する熱源ガスとするので、熱媒体ガスと排
ガスを制御することにより、燃料改質器へ供給する熱源
ガスの熱量をコントロールすることができる。
The heat source gas conversion portion of the combustor for fuel reformer of the present invention is formed so as to surround the heat source generation portion, and has a heat medium passage for passing the heat medium therein. Since the heat medium gas passing through the flow passage and the exhaust gas heated to a high temperature generated from the heat source generating part are mixed to be the heat source gas used for heating the fuel reformer, the heat medium gas and the exhaust gas are controlled. As a result, the heat quantity of the heat source gas supplied to the fuel reformer can be controlled.

【0015】本発明においては、耐火性蓄熱材と前記熱
源発生部との間の空間温度にしたがって、該耐火性蓄熱
材内を流れる熱媒体の流量及び該熱源発生部への燃焼用
空気の流量を制御することにより、熱量が制御された熱
源ガスを製造することができ、この熱源ガスを燃料改質
器へ供給することができる。
In the present invention, the flow rate of the heat medium flowing in the refractory heat storage material and the flow rate of the combustion air to the heat source generation section according to the space temperature between the refractory heat storage material and the heat source generation section. It is possible to produce a heat source gas with a controlled amount of heat by controlling, and it is possible to supply this heat source gas to the fuel reformer.

【0016】本発明におけるトーチは、液体燃料流路、
ガス燃料流路、酸化剤ガス流路が各々形成された三重管
のトーチで構成されているので、各流路に供給する液体
燃料、ガス燃料、酸化剤ガスの流量を調整することによ
り、排ガスの熱量をコントロールすることができ、した
がって、熱源ガスの熱量をコントロールすることができ
る。
The torch according to the present invention comprises a liquid fuel flow path,
Since the gas fuel flow path and the oxidant gas flow path are each formed of a triple-tube torch, by adjusting the flow rates of liquid fuel, gas fuel, and oxidant gas supplied to each flow path, the exhaust gas The amount of heat of the heat source gas can be controlled, and therefore, the amount of heat of the heat source gas can be controlled.

【0017】本発明における前記熱源発生部は、複数の
トーチから構成されるバーナとなっていることから特定
のトーチを選択して使用することにより、排ガスの熱量
をコントロールすることができ、したがって、熱源ガス
の熱量をコントロールすることができる。
Since the heat source generator in the present invention is a burner composed of a plurality of torches, the heat quantity of the exhaust gas can be controlled by selecting and using a specific torch. The heat quantity of the heat source gas can be controlled.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

燃料改質器用燃焼器:図1は本発明の燃料改質器用燃焼
器の断面を示し、熱源発生部1と、この熱源発生部1か
ら発生する熱をコントロールして熱源ガスとする熱源ガ
ス変換部2から構成されている。この熱源発生部1は複
数個のトーチ3が互いに連設されており、液体燃料(例
えば、メタノール)、ガス燃料(例えば、水素)及び酸
化剤ガス(例えば、空気)をその先端から吹き出して、
着火させて火炎を形成している。液体燃料供給口4から
液体燃料を、ガス燃料供給口5からガス燃料を、酸化剤
ガス供給口6から酸化剤ガスを、前記トーチ3へ供給し
ている。
Combustor for fuel reformer: FIG. 1 shows a cross section of a combustor for fuel reformer of the present invention. Heat source generating section 1 and heat source gas conversion for controlling heat generated from this heat source generating section 1 as heat source gas It is composed of part 2. In this heat source generation unit 1, a plurality of torches 3 are connected to each other, and liquid fuel (for example, methanol), gas fuel (for example, hydrogen) and oxidant gas (for example, air) are blown from its tip,
Ignite to form a flame. Liquid fuel is supplied to the torch 3 from the liquid fuel supply port 4, gas fuel is supplied from the gas fuel supply port 5, and oxidant gas is supplied from the oxidant gas supply port 6.

【0019】このトーチ3を拡大し、その1部分の断面
を図2に示す。トーチ3は三重管となっており、その中
心に液体燃料供給路7、その液体燃料供給路7を取り巻
いてガス燃料供給路8、さらにこのガス燃料供給路8を
取り巻いて最外層に酸化剤ガス供給路9が形成された構
成となっている。この三重管の各通路には液、ガスの各
々が適用可能である。各トーチ3は円周上のトーチ台2
0に複数個、トーチ3の先端部が円中央に傾斜するよう
に設置されている。
The torch 3 is enlarged, and a cross section of a part thereof is shown in FIG. The torch 3 is a triple tube, and a liquid fuel supply passage 7, a liquid fuel supply passage 7 surrounding the gas fuel supply passage 8, and a gas fuel supply passage 8 surrounding the liquid fuel supply passage 7 at the center thereof, and an oxidant gas in the outermost layer The supply passage 9 is formed. Liquid and gas can be applied to the passages of the triple pipe. Each torch 3 is a torch stand 2 on the circumference
A plurality of torches 3 are installed so that the tip of the torch 3 is inclined to the center of the circle.

【0020】また図1において、前記熱源ガス変換部2
は、熱源発生部1を取り巻くように形成された耐火レン
ガ部材を成形してなる燃焼ケース10、その燃焼ケース
10を支持する耐火レンガ製の支持台11、燃焼ケース
10内へ熱媒体を供給するための熱媒体供給口12、燃
焼ケース10を包囲しその燃焼ケース10との間に熱媒
体を通過させるための熱媒体通路13が形成可能に配置
された燃焼ケース包囲材14、及び熱源ガスを排出する
ための熱源ガス排出口15から構成される。
Further, in FIG. 1, the heat source gas conversion unit 2
Is a combustion case 10 formed by molding a refractory brick member formed so as to surround the heat source generating portion 1, a support 11 made of refractory bricks that supports the combustion case 10, and a heat medium is supplied into the combustion case 10. For supplying a heat medium, a heat medium supply port 12, a combustion case surrounding member 14 that surrounds the combustion case 10 and is arranged so that a heat medium passage 13 for passing the heat medium between the combustion case 10 and the heat medium is formed, and a heat source gas. It is composed of a heat source gas discharge port 15 for discharging.

【0021】前記燃焼ケース10には、熱媒体通路13
から供給される熱媒体を熱源ガス排出口15へ導き、且
つ、加熱されている燃焼ケース10と熱媒体との熱交換
のための多数の熱媒体流路16,17が連通して設けら
れている。さらにこの燃焼ケース10には、トーチ3か
らの火炎によって生じた燃焼排ガスを燃焼室19から熱
源ガス排出口15へ排出するための多数の排ガス抜口1
8が連通して設けられている。
A heat medium passage 13 is provided in the combustion case 10.
Is provided with a large number of heat medium flow passages 16 and 17 for guiding the heat medium supplied from the heat source gas exhaust port 15 and exchanging heat between the heated combustion case 10 and the heat medium. There is. Further, in the combustion case 10, a large number of exhaust gas outlets 1 for discharging the combustion exhaust gas generated by the flame from the torch 3 from the combustion chamber 19 to the heat source gas exhaust port 15.
8 are provided so as to communicate with each other.

【0022】改質ガス生成システム:図1及び図3に基
づいて改質ガス生成システムを説明する。
Reformed Gas Generation System: The reformed gas generation system will be described with reference to FIGS. 1 and 3.

【0023】図3は本発明の燃料改質器用燃焼器30を
組み込んだ改質ガス生成システムを示す。31は、液体
燃料タンクであり、液体燃料輸送ポンプ32を介して燃
料改質器用燃焼器30の液体燃料供給口4へ液体燃料輸
送ライン33で通じており、またその液体燃料輸送ライ
ン33が途中で分岐して燃料改質器37へ通じている。
FIG. 3 shows a reformed gas production system incorporating the fuel reformer combustor 30 of the present invention. A liquid fuel tank 31 communicates with a liquid fuel supply port 4 of the fuel reformer combustor 30 through a liquid fuel transfer pump 32 by a liquid fuel transfer line 33, and the liquid fuel transfer line 33 is in the middle. It branches to and leads to the fuel reformer 37.

【0024】34は酸化剤ガスである空気を吸い込んで
吐出するブロワであり、バルブ35を介して燃料改質器
用燃焼器30の熱媒体供給口12へ酸化剤ガス輸送ライ
ン36で通じており、またその酸化剤ガス輸送ライン3
6の途中が分岐して燃料改質器用燃焼器30の酸化剤ガ
ス供給口6へバルブ38を介して通じている。
Reference numeral 34 is a blower that sucks in and discharges air that is an oxidant gas, and communicates with a heat medium supply port 12 of the combustor 30 for the fuel reformer through a valve 35 through an oxidant gas transportation line 36. Also, the oxidant gas transportation line 3
The middle of 6 is branched and communicates with the oxidant gas supply port 6 of the fuel reformer combustor 30 via a valve 38.

【0025】37は燃料改質器であり、燃料改質器用燃
焼器30から製造される熱源ガス、液体燃料タンク31
からの液体燃料、及び水タンク39からの水を受入れて
水素を主体とする改質ガスを製造する機能を有する。水
タンク39は水輸送ポンプ41を介して水輸送ライン4
0で燃料改質器37へ通じている。
Reference numeral 37 denotes a fuel reformer, which is a heat source gas produced from the fuel reformer combustor 30 and a liquid fuel tank 31.
It has a function of receiving the liquid fuel from the tank and the water from the water tank 39 and producing a reformed gas mainly containing hydrogen. The water tank 39 is connected to the water transport line 4 via the water transport pump 41.
0 leads to the fuel reformer 37.

【0026】前記燃料改質器37に水素を主体とする改
質ガスを排出する改質ガス輸送ライン42が設けられて
おり、その改質ガス輸送ライン42の途中で分岐して形
成された余剰改質ガスライン43が燃料改質器用燃焼器
30のガス燃料供給口5へ通じている。また、燃料改質
器37からは改質ガス以外の排気ガスを排出するための
排気ガスライン44が設けられている。
The fuel reformer 37 is provided with a reformed gas transport line 42 for discharging a reformed gas mainly containing hydrogen, and a surplus formed by branching in the middle of the reformed gas transport line 42. The reformed gas line 43 communicates with the gas fuel supply port 5 of the fuel reformer combustor 30. Further, an exhaust gas line 44 for discharging exhaust gas other than the reformed gas from the fuel reformer 37 is provided.

【0027】45はコントローラであり、燃料改質器用
燃焼器30内に設置された温度センサ46から得られる
値をこのコントローラ45にインプットすることによ
り、液体燃料輸送ポンプ32、ブロワ34等の出力、及
びバルブ35、38の開閉度が調整され、液体燃料輸送
ライン33におけるメタノールの流量、酸化剤ガス輸送
ライン36における空気の流量が適正になるように制御
される。
Reference numeral 45 denotes a controller. By inputting a value obtained from a temperature sensor 46 installed in the fuel reformer combustor 30 to the controller 45, outputs of the liquid fuel transport pump 32, the blower 34, etc. The open / close degrees of the valves 35 and 38 are adjusted so that the flow rate of methanol in the liquid fuel transport line 33 and the flow rate of air in the oxidant gas transport line 36 are controlled appropriately.

【0028】改質ガスの製造方法:次に前記の燃料改質
器用燃焼器を組み込んだ改質ガス生成システムを使用し
た改質ガスの製造方法を説明する。
Method of Producing Reformed Gas: Next, a method of producing reformed gas using a reformed gas generation system incorporating the above-described combustor for fuel reformer will be described.

【0029】液体燃料タンク31に貯留されているメタ
ノールが、液体燃料輸送ポンプ32により液体燃料輸送
ライン33中に圧送され、熱源発生部1の液体燃料供給
口4へ導入される。また、空気がブロワ34により、酸
化剤ガス輸送ライン36を通じて熱源発生部1の酸化剤
ガス供給口6に導入される。さらに、余剰改質ガスライ
ン43に改質ガスの一部が通り、燃料改質器用燃焼器3
0の熱源発生部1のガス燃料供給口5へ導入される。
Methanol stored in the liquid fuel tank 31 is pumped into the liquid fuel transportation line 33 by the liquid fuel transportation pump 32 and introduced into the liquid fuel supply port 4 of the heat source generator 1. In addition, air is introduced into the oxidant gas supply port 6 of the heat source generation unit 1 by the blower 34 through the oxidant gas transportation line 36. Further, a part of the reformed gas passes through the surplus reformed gas line 43, and the combustor 3 for the fuel reformer 3
No. 0 is introduced into the gas fuel supply port 5 of the heat source generator 1.

【0030】熱源発生部1のトーチ3の先端から、液体
燃料供給路7を通じてメタノールが吹き出し、ガス燃料
供給路8を通じて改質ガスが吹き出し、さらに酸化剤ガ
ス供給路9を通じて空気が吹き出すので、これらの混合
物に着火して火炎を燃焼室19内に形成させる。複数の
トーチ3からなるバーナでの燃焼により生じた燃焼排ガ
スは、排ガス抜口18を通じて熱源ガス排出口15へ排
出する。
From the tip of the torch 3 of the heat source generator 1, methanol is blown out through the liquid fuel supply passage 7, reformed gas is blown out through the gas fuel supply passage 8, and air is blown out through the oxidant gas supply passage 9, so that The mixture is ignited to form a flame in the combustion chamber 19. The combustion exhaust gas generated by the combustion in the burner including the plurality of torches 3 is discharged to the heat source gas discharge port 15 through the exhaust gas discharge port 18.

【0031】それと同時に、バーナの火炎の輻射熱(約
1000℃)により、その周囲の耐火レンガ材の燃焼ケ
ース10が加熱され、その温度が上昇するので、ブロワ
34により酸化剤ガス輸送ライン36を通じて空気を熱
源ガス変換部2の熱媒体供給口12へ供給し、熱媒体通
路13を通じて熱媒体流路16,17に導くことによ
り、燃焼ケース10と熱交換して、熱源ガス排出口15
へ排出させる。前記熱源ガス排出口15へ排出された燃
焼排ガスとこの熱交換された空気は混合されて温度及び
その流量が調整され、燃料改質器用の熱源ガスとなる。
At the same time, the radiant heat (about 1000 ° C.) of the flame of the burner heats the combustion case 10 of the refractory brick material around it, and its temperature rises. Is supplied to the heat medium supply port 12 of the heat source gas conversion unit 2 and guided to the heat medium flow passages 16 and 17 through the heat medium passage 13 to exchange heat with the combustion case 10 and the heat source gas discharge port 15
To discharge. The combustion exhaust gas discharged to the heat source gas discharge port 15 and the heat-exchanged air are mixed to adjust the temperature and the flow rate thereof, and become the heat source gas for the fuel reformer.

【0032】得られた熱量がコントロールされた熱源ガ
ス(熱交換された空気+燃焼排ガス)は燃料改質器37
の気化部へ導入される。一方、この燃料改質器37の気
化部へは液体燃料タンク31から液体燃料ポンプ32に
より圧送されたメタノールと水タンク39から水輸送ポ
ンプ41により圧送された水が導入され、前記熱源ガス
の熱によりメタノールおよび水が気化される。続いて、
燃料改質器37の改質部において改質触媒の作用によ
り、メタノールガスが、水素を主体とする改質燃料ガス
に変換される。この改質部に対しても前記熱源ガス排出
口15からの熱量がコントロールされた熱源ガスが導入
され、改質に必要な温度に加温され、この改質部に存在
する改質触媒の作用により、気化されたメタノールが水
素を主体とする燃料ガスに改質される。この改質部にお
ける最適反応温度範囲は約250〜300℃である。
The heat source gas (heat-exchanged air + combustion exhaust gas) whose heat quantity is controlled is used as the fuel reformer 37.
Is introduced to the vaporization section of. On the other hand, to the vaporization section of the fuel reformer 37, the methanol pumped from the liquid fuel tank 31 by the liquid fuel pump 32 and the water pumped from the water tank 39 by the water transport pump 41 are introduced to heat the heat source gas. Vaporizes methanol and water. continue,
In the reforming section of the fuel reformer 37, the action of the reforming catalyst converts the methanol gas into a reformed fuel gas mainly containing hydrogen. A heat source gas whose heat quantity is controlled from the heat source gas discharge port 15 is also introduced into this reforming section and is heated to a temperature necessary for reforming, and the action of the reforming catalyst existing in this reforming section. Thereby, the vaporized methanol is reformed into a fuel gas mainly containing hydrogen. The optimum reaction temperature range in this reforming section is about 250 to 300 ° C.

【0033】改質部にて生成されたガス(H2 、C
2 、CO)は水素透過膜を通過することにより、改質
ガス(H2 )とその他の改質排気ガスとに分別され、改
質ガスは燃料ガスとして燃料電池等に利用される。ま
た、余剰改質ガスは余剰改質ガスライン43を循環させ
て、熱源発生部1のガス燃料供給口5に導入し、バーナ
の燃料ガスとして使用する。一方、燃料改質器37から
排出される前記その他のガスについては排気される。
Gas (H 2 , C generated in the reforming section
O 2 and CO) are separated into reformed gas (H 2 ) and other reformed exhaust gas by passing through the hydrogen permeable membrane, and the reformed gas is used as fuel gas in fuel cells and the like. The surplus reformed gas is circulated in the surplus reformed gas line 43, introduced into the gas fuel supply port 5 of the heat source generating section 1, and used as the fuel gas for the burner. On the other hand, the other gases discharged from the fuel reformer 37 are discharged.

【0034】改質ガス生成システムのコントロール:燃
料改質器用燃焼器30の熱源ガス排出口15に設置さ
れ、混合された熱源ガスの温度を検知する温度センサ4
6から得られる値をコントローラ45にインプットする
ことにより、このコントローラ45の指令において、 1)ブロワ34から熱源ガスとして送られる酸化剤ガス
輸送ライン36上のバルブ35、 2)ブロワ34からバーナの燃焼助剤として送られる酸
化剤ガス輸送ライン36上のバルブ38、 3)ブロワ34自体の出力(例えばブロワ34の回転
数)、 4)液体燃料タンク31からバーナへの液体燃料として
送られる液体燃料輸送ライン33上の液体燃料輸送ポン
プ32の吐出量、 をコントロールすることにより、燃料改質器37に送る
熱源ガスの流量及びその温度をコントロールし、燃料改
質器37へ送られる熱源ガスの温度が適温範囲(例え
ば、400〜500℃)となるように制御する。前記
1)、2)の空気流量制御により燃料改質器37に送る
熱源ガスの粗調整を行なうことができ、前記3)、4)
の調整により燃料改質器37に送る熱源ガスの微調整を
行なうことができる。
Control of reformed gas generation system: A temperature sensor 4 installed at the heat source gas outlet 15 of the fuel reformer combustor 30 for detecting the temperature of the mixed heat source gas.
By inputting the value obtained from No. 6 to the controller 45, 1) the valve 35 on the oxidant gas transportation line 36, which is sent from the blower 34 as a heat source gas, and 2) the burner combustion from the blower 34 Valve 38 on the oxidant gas transportation line 36 sent as an auxiliary agent, 3) Output of the blower 34 itself (for example, the rotation speed of the blower 34), 4) Liquid fuel transportation sent as a liquid fuel from the liquid fuel tank 31 to the burner. By controlling the discharge amount of the liquid fuel transport pump 32 on the line 33, the flow rate and the temperature of the heat source gas sent to the fuel reformer 37 are controlled, and the temperature of the heat source gas sent to the fuel reformer 37 is controlled. The temperature is controlled to be within an appropriate temperature range (for example, 400 to 500 ° C). The heat source gas to be sent to the fuel reformer 37 can be roughly adjusted by the air flow rate control of 1) and 2) above, and 3) and 4) above.
The heat source gas sent to the fuel reformer 37 can be finely adjusted by adjusting

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の燃料改質器用燃焼器は、燃料改
質器とは空間的に独立して存在させたので、その熱源発
生部から直接伝わる輻射熱に晒されず、従来問題となっ
ていた加熱源からの温度ムラ(改質触媒の加熱ムラ、過
剰加熱等)の影響が回避できる。
Since the fuel reformer combustor of the present invention is spatially independent of the fuel reformer, it is not exposed to the radiant heat directly transmitted from the heat source generating portion thereof, which is a conventional problem. It is possible to avoid the influence of uneven temperature (uneven heating of the reforming catalyst, excessive heating, etc.) from the heating source.

【0036】また、その熱源発生部から生ずる輻射熱を
熱媒体で熱交換して間接的にその輻射熱を利用すること
により、制御された一定量の熱量の熱源ガスに変換する
ことができ、常に一定の熱量を燃料改質器へ供給するこ
とができる。
Further, the radiant heat generated from the heat source generating section is heat-exchanged with the heat medium to indirectly utilize the radiant heat, so that the radiant heat can be converted into the heat source gas having a controlled constant amount of heat, and is always constant. Can be supplied to the fuel reformer.

【0037】従来法のバーナの燃料ガス量の制御のみに
よる熱源ガスの流量調節では、燃料改質器へ供給する熱
源ガスの熱量を制御することはかなり困難であったが、
本発明では熱量の制御は熱媒体の流量制御に大部分依存
しているため、熱源ガスの流量調節及び熱量の制御が格
段に容易になる。
It was quite difficult to control the heat quantity of the heat source gas to be supplied to the fuel reformer by adjusting the flow rate of the heat source gas only by controlling the fuel gas quantity of the burner in the conventional method.
In the present invention, the control of the amount of heat largely depends on the control of the flow rate of the heat medium, so that the control of the flow rate of the heat source gas and the control of the amount of heat become much easier.

【0038】本発明においては、燃料改質器用燃焼器側
にて熱源ガス流量及びその熱量が制御されるため、燃料
改質器の改質部は最適温度範囲に保たれる。このため燃
料改質器の構成材料としてセラミックス以外の安価な材
料も利用可能となった。
In the present invention, since the heat source gas flow rate and its heat quantity are controlled on the fuel reformer combustor side, the reforming section of the fuel reformer is kept in the optimum temperature range. For this reason, inexpensive materials other than ceramics can be used as the constituent material of the fuel reformer.

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

【図1】本発明の燃料改質器用燃焼器の断面である。FIG. 1 is a cross section of a combustor for a fuel reformer of the present invention.

【図2】トーチを拡大した1部分の断面である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an enlarged portion of the torch.

【図3】本発明の燃料改質器用燃焼器を組み込んだ改質
ガス生成システムである。
FIG. 3 is a reformed gas generation system incorporating a combustor for a fuel reformer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱源発生部 2 熱源ガス変換部 3 トーチ 4 液体燃料供給口 5 ガス燃料供給口 6 酸化剤ガス供給口 7 液体燃料供給路 8 ガス燃料供給路 9 酸化剤ガス供給路 10 燃焼ケース 11 支持台 12 熱媒体供給口 13 熱媒体通路 14 燃焼ケース包囲材 15 熱源ガス排出口 16、17 熱媒体流路 18 排ガス抜口 19 燃焼室 20 トーチ台 30 燃料改質器用燃焼器 31 液体燃料タンク 32 液体燃料輸送ポンプ 33 液体燃料輸送ライン 34 ブロワ 35 バルブ 36 酸化剤ガス輸送ライン 37 燃料改質器 38 バルブ 39 水タンク 40 水輸送ライン 41 水輸送ポンプ 42 改質ガス輸送ライン 43 余剰改質ガスライン 44 排気ガスライン 45 コントローラ 46 温度センサ 1 Heat Source Generation Section 2 Heat Source Gas Conversion Section 3 Torch 4 Liquid Fuel Supply Port 5 Gas Fuel Supply Port 6 Oxidant Gas Supply Port 7 Liquid Fuel Supply Channel 8 Gas Fuel Supply Channel 9 Oxidant Gas Supply Channel 10 Combustion Case 11 Support 12 Heat medium supply port 13 Heat medium passage 14 Combustion case surrounding material 15 Heat source gas exhaust port 16, 17 Heat medium flow passage 18 Exhaust gas outlet 19 Combustion chamber 20 Torch stand 30 Combustor for fuel reformer 31 Liquid fuel tank 32 Liquid fuel transportation Pump 33 Liquid fuel transportation line 34 Blower 35 Valve 36 Oxidant gas transportation line 37 Fuel reformer 38 Valve 39 Water tank 40 Water transportation line 41 Water transportation pump 42 Reformed gas transportation line 43 Excess reformed gas line 44 Exhaust gas line 45 controller 46 temperature sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱源発生部と、該熱源発生部から発生す
る熱量を制御して一定量の熱量の熱源ガスに変換する熱
源ガス変換部とを有する燃料改質器用燃焼器であって、
前記熱源ガス変換部は、 (1)その熱源発生部を取り巻くように耐火性蓄熱材に
より形成され、 (2)その内部に熱源発生部から発生する排ガスを通過
させる排ガス抜口と、熱媒体を通過させ熱交換を行なわ
せる熱媒体流路とを有し、 (3)且つ、該排ガスと該熱媒体が合流してなる熱源ガ
スを排出する熱源ガス排出口を有することを特徴とする
燃料改質器用燃焼器。
1. A combustor for a fuel reformer, comprising: a heat source generating part; and a heat source gas converting part for controlling a heat amount generated from the heat source generating part to convert the heat source gas into a heat source gas having a constant heat amount,
The heat source gas conversion unit is formed of (1) a refractory heat storage material so as to surround the heat source generation unit, and (2) an exhaust gas outlet through which exhaust gas generated from the heat source generation unit passes and a heat medium. And a heat medium passage for allowing heat to pass therethrough, and (3) and a heat source gas discharge port for discharging a heat source gas formed by joining the exhaust gas and the heat medium. Combustor for pawns.
【請求項2】 (1)請求項1記載の燃料改質器用燃焼
器における前記耐火性蓄熱材と前記熱源発生部との間の
空間温度により、該耐火性蓄熱材内を流れる熱媒体の流
量及び該熱源発生部への燃焼用空気の流量を制御して、
熱源ガスを製造し、 (2)得られた制御された熱量の熱源ガスを、炭化水素
系燃料の気化を行なう気化部及び気化された炭化水素系
燃料の改質を行なう改質部を有する燃料改質器の該気化
部及び該改質部の各々に導入することにより、炭化水素
系燃料の気化及び改質を行なうことを特徴とする燃料改
質方法。
2. A flow rate of a heat medium flowing in the refractory heat storage material according to a space temperature between the refractory heat storage material and the heat source generating portion in the fuel reformer combustor according to claim 1. And controlling the flow rate of combustion air to the heat source generation part,
(2) A fuel having a vaporization section for vaporizing a hydrocarbon-based fuel and a reforming section for reforming the vaporized hydrocarbon-based fuel. A fuel reforming method, characterized in that the hydrocarbon-based fuel is vaporized and reformed by introducing it into each of the vaporization section and the reforming section of a reformer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7146801B2 (en) 2003-01-09 2006-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel vaporizing device

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