JPH10101301A - Alcohol reforming device having catalyst carrier - Google Patents

Alcohol reforming device having catalyst carrier

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JPH10101301A
JPH10101301A JP8271324A JP27132496A JPH10101301A JP H10101301 A JPH10101301 A JP H10101301A JP 8271324 A JP8271324 A JP 8271324A JP 27132496 A JP27132496 A JP 27132496A JP H10101301 A JPH10101301 A JP H10101301A
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catalyst carrier
catalyst
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gas
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alcohol reforming device having a catalyst carrier for covering an alcohol to a reforming gas by activating a catalyst with thermal energy. SOLUTION: The alcohol reforming device having the catalyst carrier is for thermally decomposing the alcohol by using the thermal energy of a waste gas. The reforming device has a reforming casing 3 connected to an exhaust pipe 1, forming a space part 5 through which the alcohol is passed, and having a catalyst carrier filled in the space part 6 and an exhaust gas pipe 6 which is arranged so as to run through the catalyst carrier in the reforming casing 3 and through which the exhaust gas is passed. The catalyst carrier is formed by carrying the catalyst on a fibrous material composed of a heat resistant Si-Ti-C-O based ceramic.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、メタノール等の
アルコールを触媒を用いて改質燃料に転化する触媒担体
を持つアルコール改質装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alcohol reforming apparatus having a catalyst carrier for converting alcohol such as methanol into reformed fuel using a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、アルコールエンジンでは、エン
ジンからの排気ガス中の炭酸ガス、炭化物の含有量は、
ガソリン、軽油等の燃料に比較して非常に少ないもので
ある。ところが、アルコール燃料を使うアルコールエン
ジンでは、アルコールがガソリンに比較して気化するた
めの潜熱が高く、気化し難いという性質を有している。
しかも、燃料噴射ノズルから燃焼室内の圧縮空気中に噴
射されたアルコール燃料は、気化のために圧縮空気及び
燃焼室壁面の温度を低下させて着火を悪化させる。アル
コールエンジンにおいて、アルコールの改質により燃費
率の改善を図ることは、従来良く知られていることであ
る。即ち、アルコールは、熱分解によって水素ガスH2
と一酸化炭素COに分解し、メタノール燃料が改質され
る。
2. Description of the Related Art Generally, in an alcohol engine, the contents of carbon dioxide and carbide in exhaust gas from the engine are as follows.
It is very little compared to fuels such as gasoline and light oil. However, an alcohol engine using alcohol fuel has a property that alcohol has a high latent heat for vaporizing as compared with gasoline and is difficult to vaporize.
In addition, the alcohol fuel injected from the fuel injection nozzle into the compressed air in the combustion chamber lowers the temperature of the compressed air and the wall of the combustion chamber due to vaporization, and deteriorates ignition. It is well known in the alcohol engine to improve the fuel efficiency by reforming alcohol. That is, alcohol is converted into hydrogen gas H 2 by thermal decomposition.
And carbon monoxide CO, and the methanol fuel is reformed.

【0003】従来、アルコール改質装置は、アルミナハ
ニカム等のハニカム、メタルフォーム等のフォームにメ
タノール改質触媒であるパラジウムPdを担持させた触
媒担体をケーシングに充填し、エンジンの排気ガスの排
気熱を排気管から受熱してアルコール改質触媒の助けで
メタノール等のアルコールをCOとH2 に改質し、該改
質ガスを燃料としてエンジンに供給するものであり、石
油代替、低燃費化を達成できるものである。例えば、ア
ルコール改質ガスエンジンとして、実開昭60−128
961号公報、特開平3−145558号公報、特開平
6−285144号公報等に開示されたものがある。
[0003] Conventionally, an alcohol reforming apparatus has filled a casing with a catalyst carrier in which palladium Pd, which is a methanol reforming catalyst, is supported on a honeycomb such as an alumina honeycomb or a foam such as a metal foam. Heat from the exhaust pipe to reform alcohol such as methanol into CO and H 2 with the help of an alcohol reforming catalyst, and supply the reformed gas to the engine as fuel. Can be achieved. For example, as an alcohol reformed gas engine, Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-128
961, JP-A-3-145558, JP-A-6-285144, and the like.

【0004】実開昭60−128961号公報に開示さ
れたメタノール改質ガス発生装置は、排気ガスが流動す
る外被体内に収容されたメタノール改質器のメタノール
流路を複数の管体で構成し、管体内に粒状のメタノール
改質触媒を収容し、管体に多数のフィンを設けたもので
ある。
The methanol reformed gas generator disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 60-128961 has a methanol flow path of a methanol reformer housed in an outer casing through which exhaust gas flows is constituted by a plurality of pipes. Then, a granular methanol reforming catalyst is accommodated in the tube, and a number of fins are provided in the tube.

【0005】また、特開平6−285144号公報に開
示された脱臭装置は、セラミック繊維を骨格とする担持
体に銅及びマンガンを主成分とする金属酸化物を含有さ
せた第1脱臭体と、セラミック繊維を骨格とするゼオラ
イト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第2脱臭
体と、第1脱臭体と第2脱臭体を内包するケースから構
成されている。
[0005] Further, a deodorizing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-285144 discloses a first deodorizing body in which a metal oxide mainly composed of copper and manganese is contained in a carrier having a ceramic fiber skeleton. It comprises a second deodorant in which a porous zeolite having a ceramic fiber skeleton contains a metal oxide of gold and iron, and a case containing the first deodorant and the second deodorant.

【0006】また、特開平3−145558号公報に開
示されたアルコール改質エンジンは、ハニカムリアクタ
を排気ポートに設けたものである。
The alcohol reforming engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-145558 has a honeycomb reactor provided at an exhaust port.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなアルコール改質装置では、アルコールの改質に必
要な熱エネルギとして、排気ガスの熱エネルギを利用す
る場合に、エンジン始動時や部分負荷時には、排気温度
が低く、アルコール改質装置における触媒が活性化され
ないため、改質反応が行われない現象が発生する。ま
た、排気管を通る排気ガスからの熱エネルギを吸収する
場合に、排気ガスとアルコール燃料との接触面積が大き
くとれないため、温度効率がアップできず、改質効率が
低下することになる。
However, in the above alcohol reforming apparatus, when the heat energy of the exhaust gas is used as the heat energy required for the alcohol reforming, the heat reforming apparatus may be used at the time of engine start or partial load. Since the exhaust gas temperature is low and the catalyst in the alcohol reformer is not activated, a phenomenon occurs in which the reforming reaction is not performed. Further, when thermal energy from the exhaust gas passing through the exhaust pipe is absorbed, the contact area between the exhaust gas and the alcohol fuel cannot be made large, so that the temperature efficiency cannot be increased and the reforming efficiency decreases.

【0008】また、上記の触媒担体を持つアルコール改
質装置は、触媒担体である金属フォーム担体と、熱源で
ある排気管を結合させた後では、担持体へ触媒を均一に
担持することは困難である。また、前掲特開平6−28
5144号公報に開示された脱臭装置は、無機系バイン
ダによって触媒成分とセラミック繊維を混合したスラリ
ーを焼結することにより製造されているので、流路抵抗
が大きくなり、改質表面が小さくなる傾向がある。
Further, in the alcohol reformer having the catalyst carrier, it is difficult to uniformly support the catalyst on the carrier after the metal foam carrier as the catalyst carrier and the exhaust pipe as the heat source are connected. It is. Also, the above-mentioned JP-A-6-28
The deodorizing device disclosed in Japanese Patent No. 5144 is manufactured by sintering a slurry in which a catalyst component and a ceramic fiber are mixed with an inorganic binder, so that the flow path resistance increases and the modified surface tends to decrease. There is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、排気ガスの熱エネルギを
触媒を活性化させる熱源として用い、排気熱を熱伝導及
び排気ガス通路の排気管からの輻射熱を利用して触媒担
体に効率的に伝達させ、アルコール燃料を触媒の助けで
水素ガスと一酸化炭素を有する燃料に改質し、装置の効
率化と小型化を可能とし、更に、エンジン始動時や部分
負荷時の排気ガス温度が低い場合に、ヒータによって触
媒担体を加熱させて活性化できる触媒担体を持つアルコ
ール改質装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems. The heat energy of exhaust gas is used as a heat source for activating a catalyst, and exhaust heat is used for heat conduction and exhaust gas passage. Utilizing radiant heat from the exhaust pipe to efficiently transfer to the catalyst carrier, reforming alcohol fuel into fuel containing hydrogen gas and carbon monoxide with the help of catalyst, enabling more efficient and smaller equipment, Another object of the present invention is to provide an alcohol reformer having a catalyst carrier that can be activated by heating the catalyst carrier by a heater when the temperature of the exhaust gas is low at the time of engine start or partial load.

【0010】この発明は、高温ガスの熱エネルギを利用
してアルコールを熱分解させて改質する触媒担体を持つ
アルコール改質装置において、高温ガス通路に接続され
且つアルコールが通過する通路を形成すると共に前記通
路に前記触媒担体を充填した改質ケーシング、及び前記
改質ケーシング内の前記触媒担体を接触貫通するように
配設され且つ高温ガスが通過するガス通路を形成する高
温ガスパイプを有し、前記触媒担体が耐熱性のSi−T
i−C−O系セラミックスから成る繊維材に触媒を担持
して構成されていることを特徴とする触媒担体を持つア
ルコール改質装置に関する。
According to the present invention, an alcohol reforming apparatus having a catalyst carrier for reforming by thermally decomposing alcohol by utilizing thermal energy of a high-temperature gas is provided, wherein a passage connected to the high-temperature gas passage and through which the alcohol passes is formed. A reforming casing filled with the catalyst carrier in the passage, and a high-temperature gas pipe arranged to contact and penetrate the catalyst carrier in the reforming casing and forming a gas passage through which a high-temperature gas passes, The catalyst carrier is heat-resistant Si-T
The present invention relates to an alcohol reforming apparatus having a catalyst carrier, wherein a catalyst is supported on a fiber material made of i-C-O ceramics.

【0011】また、この触媒担体を持つアルコール改質
装置において、前記高温ガスはエンジンから排出される
排気ガスであり、前記アルコールを前記触媒担体に接触
させて改質した改質ガスはエンジンの燃料として使用さ
れるものである。
In the alcohol reformer having the catalyst carrier, the high-temperature gas is exhaust gas discharged from the engine, and the reformed gas reformed by bringing the alcohol into contact with the catalyst carrier is a fuel for the engine. Is used as

【0012】また、前記触媒担体は、不活性ガス中で前
記Si−Ti−C−O系セラミックスの繊維を1500
℃以上に加熱させ、その線材外周面に触媒を担持させた
ものである。
[0012] The catalyst carrier may be prepared by mixing the fibers of the Si-Ti-CO-based ceramic in an inert gas at 1500.
It is heated to a temperature of at least ℃, and a catalyst is supported on the outer peripheral surface of the wire.

【0013】前記触媒担体を構成するSi−Ti−C−
O系セラミックスは、Si−Ti−C−O系繊維中のS
iとCとを反応させることにより、担持体となるSiC
繊維を増大させ、SiC繊維にアルコール改質触媒のP
dを担持させる。上記セラミック繊維にPdを担持させ
る場合に、それらを長時間加熱すると、繊維自体が細か
くなり過ぎるので、30分程度が適当である。このと
き、前記触媒担体は、不活性ガス中でSi−Ti−C−
O系セラミックスの繊維を1500℃以上に加熱させ、
その線材外周面に触媒を担持させることが適正であり、
繊維中の成分を利用して担持体のSiCを合成すること
ができる。即ち、Si−Ti−C−O系セラミックスを
主成分とするセラミック繊維を不活性ガス中に保持し、
触媒の担持処理によって反応に温度依存性を持つSiC
が繊維中のCとSiにより結晶成長し、改質触媒の担持
体SiCの増加を図ることができる。
[0013] Si-Ti-C- constituting the catalyst support
O-based ceramics are made of S-Ti-CO-based fibers.
By reacting i and C, SiC to be a carrier
The fiber is increased, and P of the alcohol reforming catalyst is added to the SiC fiber.
d. When Pd is carried on the ceramic fibers, heating them for a long time causes the fibers themselves to become too fine, so that about 30 minutes is appropriate. At this time, the catalyst carrier is Si-Ti-C- in an inert gas.
Heating the fibers of the O-based ceramic to 1500 ° C. or higher,
It is appropriate to carry a catalyst on the outer peripheral surface of the wire,
The SiC of the carrier can be synthesized using the components in the fibers. That is, a ceramic fiber mainly composed of a Si-Ti-CO-based ceramic is held in an inert gas,
SiC whose temperature is dependent on the reaction by supporting the catalyst
Crystal grows by C and Si in the fiber, and it is possible to increase the support SiC of the reforming catalyst.

【0014】また、前記触媒担体を構成する前記繊維材
中に、前記繊維材を加熱するためのヒータが組み込まれ
ている。即ち、電気絶縁性の高いセラミック繊維を担持
体とするので、触媒担体を加熱するためのヒータを組み
込んだ通電発電型の改質装置を形成することができる。
Further, a heater for heating the fiber material is incorporated in the fiber material constituting the catalyst carrier. That is, since a ceramic fiber having high electrical insulation is used as a carrier, a current-generating-type reforming apparatus incorporating a heater for heating a catalyst carrier can be formed.

【0015】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、上記のように、排気ガス熱を利用するために設置し
た排気ガス通路管の間の空間に触媒を担持したセラミッ
ク繊維を充填し、空間へメタノールを流し込むことによ
り、セラミック繊維に伝導された排気ガス熱が、メタノ
ールを気化させる。気化メタノールは繊維に担持された
触媒によってCOとH2 に改質される。触媒を担持した
セラミック繊維にメタノールを直接接触させることで、
メタノールの触媒への接触表面積を広く取れ、温度効率
及び改質効率を向上させることができる。また、メタノ
ールがセラミック繊維を通過するので、圧力損失は増大
せず、単位時間あたりに供給する液体メタノール量を多
くできる。
In the alcohol reforming apparatus having the catalyst carrier, as described above, the space between the exhaust gas passage pipes installed for utilizing the heat of the exhaust gas is filled with the ceramic fiber carrying the catalyst, and the space is filled into the space. By pouring in the methanol, the exhaust gas heat conducted to the ceramic fibers vaporizes the methanol. The vaporized methanol is reformed into CO and H 2 by a catalyst supported on the fibers. By bringing methanol directly into contact with the ceramic fibers carrying the catalyst,
The contact surface area of methanol with the catalyst can be widened, and the temperature efficiency and the reforming efficiency can be improved. Further, since methanol passes through the ceramic fibers, the pressure loss does not increase, and the amount of liquid methanol supplied per unit time can be increased.

【0016】また、前記Si−Ti−C−O系繊維は、
引張強度及び耐熱温度が従来のAl2 3 繊維等に比較
して高いため、前記Si−Ti−C−O系繊維に排気ガ
スを直接接触させることができる。更に、炭化ケイ素の
セラミック繊維は黒色であり、排気ガス通路管からの輻
射熱の有効利用が図れ、改質効率が向上する。この触媒
担体を持つアルコール改質装置は、アルコール燃料を排
気熱によって熱分解させて高効率に改質でき、燃料の着
火性を向上させると共に熱エネルギを向上させ、排気ガ
スエネルギを利用して排気ガスエネルギを有効に回収す
る。
Further, the Si-Ti-CO-based fiber is
Since the tensile strength and the heat resistance temperature are higher than those of the conventional Al 2 O 3 fiber or the like, the exhaust gas can be brought into direct contact with the Si-Ti-CO-based fiber. Further, the silicon carbide ceramic fiber is black, and the radiant heat from the exhaust gas passage tube can be effectively used, thereby improving the reforming efficiency. The alcohol reformer having the catalyst carrier can efficiently reform alcohol fuel by pyrolyzing it with exhaust heat, improve ignitability of fuel, improve heat energy, and use exhaust gas energy to exhaust gas. Effectively recover gas energy.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による触媒担体を持つアルコール改質装置の実施例を説
明する。図1はこの発明による触媒担体を持つアルコー
ル改質装置の一実施例を示す概略説明図である。この触
媒担体を持つアルコール改質装置は、メタノール等のア
ルコールを燃料とするエンジンであり、アルコール燃料
を熱分解させて一炭酸ガスCOと水素ガスH2 とから成
る改質ガスに転化させて熱効率を向上させるものであ
る。この触媒担体を持つアルコール改質装置は、例え
ば、エンジンの排気管に組み込み、改質した燃料を吸気
系に送り込むように構成できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an alcohol reformer having a catalyst carrier according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an alcohol reformer having a catalyst carrier according to the present invention. The alcohol reformer having the catalyst carrier is an engine using alcohol such as methanol as a fuel. The alcohol fuel is thermally decomposed and converted into a reformed gas composed of carbon monoxide gas CO and hydrogen gas H 2 to achieve thermal efficiency. Is to improve. The alcohol reformer having the catalyst carrier can be configured to be incorporated in, for example, an exhaust pipe of an engine and to feed reformed fuel to an intake system.

【0018】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、例えば、燃料タンクからのアルコール燃料をアルコ
ール供給通路12を通じてアルコール改質装置2へ供給
し、アルコール改質装置2で排気ガスの熱を利用してア
ルコール改質装置2内に充填された触媒担体7を活性化
させ、アルコール燃料をCOとH2 に熱分解して改質ガ
スに転化させる。転化された改質ガスは、例えば、改質
ガス供給通路11を通じて吸気管へ供給され、エンジン
で消費される。
The alcohol reformer having the catalyst carrier supplies, for example, alcohol fuel from a fuel tank to the alcohol reformer 2 through the alcohol supply passage 12, and uses the heat of the exhaust gas in the alcohol reformer 2. Thus, the catalyst carrier 7 filled in the alcohol reformer 2 is activated, and the alcohol fuel is thermally decomposed into CO and H 2 to be converted into a reformed gas. The converted reformed gas is supplied to the intake pipe through the reformed gas supply passage 11, for example, and is consumed by the engine.

【0019】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、高温ガスの排気ガス熱エネルギを利用してアルコー
ルを熱分解させて改質する触媒を担持したものであり、
主として、エンジンの排気管1に組み込まれた改質ケー
シング3、改質ケーシング3内に配置された排気熱を利
用してアルコール燃料を熱分解させて改質するアルコー
ル改質装置2、アルコール改質装置2で改質された改質
ガスをエンジンの吸気管或いは貯留手段に供給する改質
ガス供給通路11、及びアルコール改質装置2にメタノ
ール等のアルコールを供給するアルコール供給通路12
から構成されている。改質ケーシング3の入口9には、
入口側多孔付き遮蔽板4が配置され、また、改質ケーシ
ング3の入口9には入口側多孔付き遮蔽板4が配置さ
れ、出口10には出口側多孔付き遮蔽板8が配置されて
いる。
The alcohol reforming apparatus having the catalyst carrier carries a catalyst that thermally decomposes and reforms alcohol by using the heat energy of the exhaust gas of a high-temperature gas.
Mainly, a reforming casing 3 incorporated in an exhaust pipe 1 of an engine, an alcohol reforming apparatus 2 for thermally decomposing alcohol fuel by utilizing exhaust heat arranged in the reforming casing 3, and an alcohol reforming apparatus A reformed gas supply passage 11 for supplying reformed gas reformed by the apparatus 2 to an intake pipe or a storage means of an engine, and an alcohol supply passage 12 for supplying alcohol such as methanol to the alcohol reformer 2.
It is composed of At the inlet 9 of the reforming casing 3,
The inlet-side perforated shielding plate 4 is disposed, the inlet-side perforated shielding plate 4 is disposed at the inlet 9 of the reforming casing 3, and the outlet-side perforated shielding plate 8 is disposed at the outlet 10.

【0020】改質ケーシング3の空間部6には、排気ガ
スが流れるガス通路を形成する多数の排気ガスパイプ5
が接触すること無く隔置して配設されると共に、その空
間部6に排気ガスパイプ5を覆うように配置された触媒
担体7が充填されている。排気ガスパイプ5は、入口側
多孔付き遮蔽板4と出口側多孔付き遮蔽板8とのそれぞ
れの孔14に接続され、それによって、改質ケーシング
3内の空間部6は遮蔽板4,8及び排気ガスパイプ5に
よって密封され、排気ガスが空間部6に流入しないよう
に構成されている。触媒担体7は、アルコールを排気ガ
スの熱エネルギで活性化した触媒によって改質するため
に配置されている。排気ガスパイプ5は、改質ケーシン
グ3の入口9から出口10へと長手方向に延びている。
また、改質ケーシング3の空間部6には、改質ガス供給
通路11及びアルコール供給通路12が接続されてい
る。アルコール燃料がアルコール供給通路12から空間
部6へ供給され、空間部6でアルコールが改質ガスに転
化されて改質ガスが改質ガス供給通路11から所定の場
所へ送り込まれる。
In the space 6 of the reforming casing 3, a number of exhaust gas pipes 5 forming gas passages through which exhaust gas flows are provided.
Are spaced apart from each other without contact, and the space 6 is filled with a catalyst carrier 7 arranged so as to cover the exhaust gas pipe 5. The exhaust gas pipe 5 is connected to the respective holes 14 of the inlet-side perforated shielding plate 4 and the outlet-side perforated shielding plate 8, whereby the space 6 in the reforming casing 3 is separated from the shielding plates 4, 8 and the exhaust port. It is hermetically sealed by the gas pipe 5 so that the exhaust gas does not flow into the space 6. The catalyst carrier 7 is arranged for reforming the alcohol with a catalyst activated by the heat energy of the exhaust gas. The exhaust gas pipe 5 extends in a longitudinal direction from an inlet 9 to an outlet 10 of the reforming casing 3.
The reformed gas supply passage 11 and the alcohol supply passage 12 are connected to the space 6 of the reforming casing 3. The alcohol fuel is supplied from the alcohol supply passage 12 to the space 6, the alcohol is converted into the reformed gas in the space 6, and the reformed gas is sent from the reformed gas supply passage 11 to a predetermined location.

【0021】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、特に、触媒担体7を耐熱性のSi−Ti−C−O系
〔例えば、チラノ(商標名)〕セラミックスから成る繊
維材に触媒を担持して構成されていることを特徴とす
る。Si−Ti−C−O系セラミックスから成る繊維材
は、繊維径8.5μmのサイズを使用した。触媒担体7
は、不活性ガス中でSi−Ti−C−O系セラミックス
の繊維を1500℃以上に加熱させ、その線材外周面に
触媒を担持させることができる。触媒担体7は、多数の
排気ガスパイプ5を流れる排気ガス熱によって熱伝導で
加熱され、セラミック繊維の担持体に担持されているP
dの触媒は活性化される。その時、Si−Ti−C−O
系セラミック繊維は、炭化ケイ素を含み、黒色であるの
で、排気ガス通路管である排気ガスパイプ5からの熱輻
射によって加熱されるので、温度効率が向上する。触媒
担体7は、Si−Ti−C−O系セラミック繊維を担持
体に構成しているため、その比表面積が極端に大きくな
り、改質ケーシング3の入口9から触媒担体7内に導入
されたメタノール蒸気が効率良く改質される。
In the alcohol reforming apparatus having the catalyst carrier, in particular, the catalyst carrier 7 has a catalyst supported on a fiber material made of heat-resistant Si-Ti-CO-based (for example, Tyranno (trademark)) ceramics. It is characterized by comprising. The fiber material made of Si-Ti-CO-based ceramics used had a fiber diameter of 8.5 m. Catalyst carrier 7
Can heat fibers of Si-Ti-CO-based ceramics to 1500 ° C. or more in an inert gas to support a catalyst on the outer peripheral surface of the wire. The catalyst carrier 7 is heated by heat conduction by the heat of the exhaust gas flowing through the many exhaust gas pipes 5 and is supported on a ceramic fiber carrier.
The catalyst of d is activated. At that time, Si-Ti-CO
Since the system ceramic fiber contains silicon carbide and is black, it is heated by heat radiation from the exhaust gas pipe 5 which is an exhaust gas passage tube, so that the temperature efficiency is improved. Since the catalyst carrier 7 is made of Si-Ti-CO-based ceramic fiber as a carrier, its specific surface area becomes extremely large and is introduced into the catalyst carrier 7 from the inlet 9 of the reforming casing 3. Methanol vapor is efficiently reformed.

【0022】また、Si−Ti−C−O系セラミック繊
維の担持体にアルコールを改質するための触媒であるパ
ラジウム(Pd)を担持させるため、Ar等の不活性ガ
スの雰囲気温度を1500℃以上に加熱する必要があ
る。Si−Ti−C−O系セラミック繊維が1500℃
以上になると、SiがCと選択的に反応し、Si−Ti
−C−O系セラミック繊維において、SiCが増加する
ことになり、触媒を担持する担持体を形成する。即ち、
不活性ガス中でSi−Ti−C−O系セラミック繊維を
1500℃以上で30分間加熱すると、温度依存性を持
つSiCが繊維中のCとSiにより結晶成長し、改質繊
維の担持体SiCの増加を図ることができる。従って、
触媒担体7を改質ケーシング3に充填するのに先立っ
て、予めSi−Ti−C−O系セラミック繊維に触媒を
担持させて触媒担体7を作製する。
Further, in order to carry palladium (Pd), which is a catalyst for reforming alcohol, on a carrier of Si—Ti—CO ceramic fiber, the atmosphere temperature of an inert gas such as Ar is set to 1500 ° C. It is necessary to heat more. 1500 ° C. for Si-Ti-CO ceramic fiber
At this point, Si selectively reacts with C to form Si-Ti
In the -CO-based ceramic fiber, SiC increases, and a support for supporting the catalyst is formed. That is,
When the Si-Ti-CO-based ceramic fiber is heated at 1500 ° C. or more for 30 minutes in an inert gas, the temperature-dependent SiC crystal grows by C and Si in the fiber, and the modified fiber carrier SiC Can be increased. Therefore,
Prior to filling the catalyst carrier 7 into the reforming casing 3, the catalyst carrier 7 is prepared by previously supporting a catalyst on Si-Ti-CO-based ceramic fibers.

【0023】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、Si−Ti−C−O系セラミック繊維を用いたもの
であるが、比較のため、従来のアルミナハニカム、セラ
ミックフォーム、メタルフォーム及びペレットに、触媒
を担持させた触媒担体の比較品を作製した。本発明品と
これらの比較品の改質表面積と面積比とを測定したとこ
ろ、次のとおりであった。本発明品は、改質表面積が
4.480m2 であり且つ面積比は9.11であった。
これに対して、アルミナハニカムの比較品は、改質表面
積が0.475m2 であり且つ面積比は0.97であっ
た。セラミックフォームの比較品は、改質表面積が0.
895m2 であり且つ面積比は1.82であった。メタ
ルフォームの比較品は、改質表面積が0.895m2
あり且つ面積比は1.82であった。ペレットの比較品
は、改質表面積が0.492m2 であり且つ面積比は
1.0であった。上記のことより、本発明によるSi−
Ti−C−O系セラミック繊維から成る触媒担体7は、
従来のハニカムタイプ、フォームタイプ、或いはペレッ
トタイプに比較して大幅に表面積が大きくなることが分
かる。
The alcohol reformer having this catalyst carrier uses Si-Ti-CO-based ceramic fibers. For comparison, conventional alumina honeycombs, ceramic foams, metal foams and pellets are used for comparison. A comparative product of a catalyst carrier supporting a catalyst was prepared. When the modified surface area and the area ratio of the product of the present invention and these comparative products were measured, the results were as follows. The product of the present invention had a modified surface area of 4.480 m 2 and an area ratio of 9.11.
On the other hand, the comparative product of the alumina honeycomb had a modified surface area of 0.475 m 2 and an area ratio of 0.97. The comparative product of the ceramic foam has a modified surface area of 0.
It was 895 m 2 and the area ratio was 1.82. The comparative product of the metal foam had a modified surface area of 0.895 m 2 and an area ratio of 1.82. The comparative product of the pellets had a modified surface area of 0.492 m 2 and an area ratio of 1.0. From the above, it can be seen that Si-
The catalyst carrier 7 made of Ti-CO-based ceramic fiber is
It can be seen that the surface area is greatly increased as compared with the conventional honeycomb type, foam type, or pellet type.

【0024】また、Si−Ti−C−O系セラミック繊
維及びカーボン繊維とについて、熱処理温度(℃)に対
する引張強度(kg/mm2 )の関係は、図4に示す通
りである。引張強度の変化は、空気中で1時間熱処理し
た後の強度を測定したものである。Si−Ti−C−O
系セラミック繊維としては、半導体の相違するものを選
択している。図4から分かるように、Si−Ti−C−
O系セラミック繊維の耐熱性がカーボン繊維等に比較し
て高く、そのため、高温の排気ガスを流したとしても引
張強度が低下せず、劣化しないことが分かる。従って、
Si−Ti−C−O系セラミック繊維を触媒担体7とし
て使用した場合に、そのままの繊維の状態で直接高温ガ
スに晒すことができ、従って、アルコールガス、改質ガ
スの流通抵抗を低減でき、アルコールガスの触媒担体7
への接触面積を増大させることができる。
FIG. 4 shows the relationship between the heat treatment temperature (° C.) and the tensile strength (kg / mm 2 ) of the Si—Ti—CO ceramic fiber and the carbon fiber. The change in tensile strength is obtained by measuring the strength after heat treatment in air for one hour. Si-Ti-CO
As the system ceramic fiber, a material different from a semiconductor is selected. As can be seen from FIG. 4, Si-Ti-C-
It can be seen that the heat resistance of the O-based ceramic fiber is higher than that of the carbon fiber or the like, so that the tensile strength does not decrease and does not deteriorate even when a high-temperature exhaust gas flows. Therefore,
When the Si-Ti-CO-based ceramic fiber is used as the catalyst carrier 7, the fiber can be directly exposed to the high-temperature gas in the state of the fiber as it is, and therefore, the flow resistance of the alcohol gas and the reformed gas can be reduced, Alcohol gas catalyst carrier 7
Contact area can be increased.

【0025】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、図3に示すように、触媒担体7を構成するSi−T
i−C−O系繊維材中に、Si−Ti−C−O系繊維材
を加熱するためのヒータ13が組み込まれているものを
使用することができる。ヒータ13は、例えば、金網等
で形成され、排気ガスパイプ5に垂直方向に隔置して複
数個配置することができる。この場合には、アルコール
改質装置2内の温度を検出するため、温度センサ等のセ
ンサを設け、例えば、温度センサとしては、アルコール
改質装置2内の温度がアルコール燃料が熱分解する所定
の温度以上の高温になっているか否かを検出するように
構成することができる。例えば、エンジン始動時や部分
負荷時において、排気ガス温度が低い場合に、アルコー
ル燃料を改質するため、触媒担体7を活性化する温度以
下であれば、コントローラの指令によってヒータ13に
通電し、触媒担体7を加熱し、触媒が活性化する温度に
まで昇温させる。
As shown in FIG. 3, the alcohol reforming apparatus having the catalyst carrier has a Si-T
The i-CO-based fiber material in which the heater 13 for heating the Si-Ti-CO-based fiber material is incorporated can be used. The heater 13 is formed of, for example, a wire mesh, and a plurality of heaters 13 can be arranged vertically separated from the exhaust gas pipe 5. In this case, a sensor such as a temperature sensor is provided in order to detect the temperature in the alcohol reforming apparatus 2. For example, as the temperature sensor, the temperature in the alcohol reforming apparatus 2 is a predetermined value at which the alcohol fuel is thermally decomposed. It can be configured to detect whether the temperature is higher than the temperature. For example, when the temperature of the exhaust gas is low at the time of starting the engine or at the time of partial load, in order to reform the alcohol fuel, if the temperature is lower than the temperature at which the catalyst carrier 7 is activated, the heater 13 is energized by a command from the controller. The catalyst carrier 7 is heated to a temperature at which the catalyst is activated.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明による触媒担体を持つアルコー
ル改質装置は、上記のように、改質部の表面積を格段に
大きく構成でき、改質効率を向上でき、所定の改質部の
表面積を確保できる構成とすれば、装置自体を小型化で
きる。また、このアルコール改質装置は、触媒担体を構
成するSi−Ti−C−O系セラミック繊維そのものを
高温ガスに直接接触するように構成できるので、ガスの
通路抵抗を低減して圧力損失を低下させることができ、
改質のための表面積を大きく構成でき、装置そのものを
小型化することができ、スペースに制約のある車両への
搭載性を良好にする。また、前記触媒担体を作製する場
合に、予めセラミック繊維を1500℃以上に加熱させ
て触媒を担持させるので、従来のように、担持体を排気
ガス通路に組み付け後に触媒を担持する必要がなく、改
質装置の形状の設計の自由度が大きくなる。
As described above, the alcohol reforming apparatus having the catalyst carrier according to the present invention can significantly increase the surface area of the reforming section, improve the reforming efficiency, and increase the surface area of the predetermined reforming section. If the configuration can be secured, the size of the device itself can be reduced. In addition, the alcohol reformer can be configured so that the Si-Ti-CO-based ceramic fiber itself constituting the catalyst carrier directly contacts the high-temperature gas, so that the gas passage resistance is reduced and the pressure loss is reduced. Can be
The surface area for reforming can be made large, the device itself can be miniaturized, and the mountability on vehicles with limited space is improved. Further, when the catalyst carrier is manufactured, the ceramic fiber is heated in advance to 1500 ° C. or more to support the catalyst, so that it is not necessary to support the catalyst after assembling the support in the exhaust gas passage as in the related art. The degree of freedom in designing the shape of the reformer increases.

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

【図1】この発明による触媒担体を持つアルコール改質
装置の一実施例を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an alcohol reformer having a catalyst carrier according to the present invention.

【図2】図1の触媒担体を持つアルコール改質装置の線
A−Aにおける断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the alcohol reformer having the catalyst carrier of FIG. 1, taken along line AA.

【図3】Si−Ti−C−O系繊維の保持構造の一実施
例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a holding structure for Si-Ti-CO-based fibers.

【図4】Si−Ti−C−O系繊維の熱処理温度に対す
る引張強度を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the tensile strength of Si-Ti-CO-based fibers with respect to the heat treatment temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気管 2 アルコール改質装置 3 改質ケーシング 4 入口側多孔付き遮蔽板 5 排気ガスパイプ 6 空間部 7 触媒担体 8 出口側多孔付き遮蔽板 9 入口 10 出口 11 改質ガス供給通路 12 アルコール供給通路 13 ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust pipe 2 Alcohol reformer 3 Reforming casing 4 Inlet-side perforated shielding plate 5 Exhaust gas pipe 6 Space 7 Catalyst carrier 8 Outlet-side perforated shielding plate 9 Inlet 10 Outlet 11 Reformed gas supply passage 12 Alcohol supply passage 13 heater

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温ガスの熱エネルギを利用してアルコ
ールを熱分解させて改質する触媒担体を持つアルコール
改質装置において、高温ガス通路に接続され且つアルコ
ールが通過する通路を形成すると共に前記通路に前記触
媒担体を充填した改質ケーシング、及び前記改質ケーシ
ング内の前記触媒担体を接触貫通するように配設され且
つ高温ガスが通過するガス通路を形成する高温ガスパイ
プを有し、前記触媒担体が耐熱性のSi−Ti−C−O
系セラミックスから成る繊維材に触媒を担持して構成さ
れていることを特徴とする触媒担体を持つアルコール改
質装置。
1. An alcohol reforming apparatus having a catalyst carrier for thermally decomposing and reforming alcohol by utilizing thermal energy of a high-temperature gas, wherein the alcohol reforming apparatus has a passage connected to a high-temperature gas passage and through which alcohol passes. A reforming casing filled with the catalyst carrier in a passage, and a high-temperature gas pipe arranged to contact and penetrate the catalyst carrier in the reforming casing and forming a gas passage through which a high-temperature gas passes; The carrier is heat-resistant Si-Ti-CO
An alcohol reforming apparatus having a catalyst carrier, wherein a catalyst is supported on a fiber material made of a base ceramic.
【請求項2】 前記高温ガスはエンジンから排出される
排気ガスであり、前記アルコールを前記触媒担体に接触
させて改質した改質ガスはエンジンの燃料として使用さ
れることを特徴とする請求項1に記載の触媒担体を持つ
アルコール改質装置。
2. The engine according to claim 1, wherein the high-temperature gas is exhaust gas discharged from an engine, and the reformed gas obtained by bringing the alcohol into contact with the catalyst carrier is used as fuel for the engine. An alcohol reformer having the catalyst carrier according to 1.
【請求項3】 前記触媒担体を構成する前記繊維材中
に、前記繊維材を加熱するためのヒータが組み込まれて
いることを特徴とする請求項1又は2に記載の触媒担体
を持つアルコール改質装置。
3. The alcohol reformer having a catalyst carrier according to claim 1, wherein a heater for heating the fiber material is incorporated in the fibrous material constituting the catalyst carrier. Quality equipment.
【請求項4】 前記触媒担体は、不活性ガス中で前記S
i−Ti−C−O系セラミックスの繊維を1500℃以
上に加熱させ、その線材外周面に触媒を担持させたこと
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の触媒
担体を持つアルコール改質装置。
4. The catalyst support according to claim 1, wherein the catalyst carrier is an inert gas.
The catalyst carrier according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibers of the i-Ti-CO-based ceramic are heated to 1500 ° C or higher, and a catalyst is supported on the outer peripheral surface of the wire. Having alcohol reformer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004061056A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Takamasa Iritani Lower alcohol activated with plough catalyst and fuel additive comprising the same
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