JPS58161901A - 炭化水素燃料改質装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素を水又は空気と混合し、リフォーミン
グ触媒により水素及び炭酸ガスを主体とした無機ガスに
改質する炭化水素燃料改質装置に２ページ かかわるものである。

一般に炭化水素燃料改質装置は、各種炭化水素をガス化
剤である水又は空気を混合した後、リフォーミング触媒
により、水素（Ｈ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、−酸化炭
素ガス（ＣＯ）を中心とした、無機ガスに改質するよう
になっている。これらのガスの内、−酸化炭素ガスは毒
性が強く、通常、Ｃｏ変成触媒を用いシフト反応（ＣＯ
＋　Ｈ２０→ｃｏ２＋Ｈ２）により無毒な炭酸ガス（Ｃ
ｏ２）に変成している。従ってこれまでの炭化水素燃料
改質装置では、リフォーミング触媒を有する改質器とＣ
ｏ変成触媒を有する変成器を別々に有していた。この為
炭化水素燃料改質装置の取扱い、保守等が、繁雑であり
、かつ製造コストも高くついている。

本発明はこのような従来の欠点を除去するもので、炭化
水素燃料改質装置の構成を簡略化し、装置の取扱い、保
守を容易にすることを目的としたものである。

この目的を達成するために、本発明はγ−アルミナ、コ
ーディエライト、ムライト等の無機耐熱材料からなる断
面がハニカム又は格子状の如な多層の薄壁からなる一体
成型体を触媒担体とし、その前部にニッケル、コバルト
、白金属といったリフォーミング反応に活性のある触媒
金属を担持し、担体の後部には、鉄、クロム、銅、亜鉛
といったＣＯ変成に活性のある金属を担持するという構
成を持ったリフォーミング、ＣＯ変成併用触媒８を使用
することにしたものである。

この構成による触媒を用いると、リフォーミング触媒を
充填した改質器及びＣｏ変成触媒を充填した変成器を別
々に設けていたものを一つにすることが出来る。その結
果、炭化水素燃料改質装置自体の構成が簡略化され、装
置の取扱い、保守共に容易になる。

以下本発明の一実施例に基づき図面とともに説明する０
図は本発明に基づき作製された、す７オーミング、Ｃｏ
変成併用触媒を有する炭化水素燃料改質装置の一実施例
である。

改質器１は三重管になっており、一番外周部の通路２に
は天然ガス、メタン、プロパンあるいは予め気化用ヒー
タ（図示せず）により加熱されガス状となった灯油、軽
油等が供給される炭化水素ガス供給管３が繋がれている
。さらに内側の通路４には、水あるいは空気の供給され
る水、空気。

供給管６が繋がれている。なおいずれの通路２４にも石
英ウール等の無機耐熱性繊維６がつまっている。通路４
の内側には、無機耐熱質セラミックからなる反応管７に
は、リフォーミング、Ｃｏ変誠併用触媒８の加熱用ヒー
タ９が埋設されている。

リフォーミング、Ｃ０ｆｉ成並用触媒８はγ−アルミナ
からなる断面が格子状の多層の薄壁からなる一体成型体
を触媒担体とし、触媒担体の前半部にニッケルを１（５
％担持し、後半部に鉄、クロムを各６チづつ担ｉ“した
ものである。

反応管７の後部には、改質の結果、生成した無機ガスを
中心とするガスを送る送気管１ｏが繋がれている。送気
管１ｏは冷却管１１さらに冷却の結果コンデンスした液
とガスを分離する気液分離器１２と繋がれている。分離
したガスは、ガス溜め（図示せず）に蓄えられる。改質
器１の前部はｔ− 押え板１３で憶われている。押え板１３はポルト１４に
より、取り外し可能となっており、劣化したりフォーミ
ング、Ｃｏ変成併用触媒８を交換出来るようになってい
る。

次に本装置の作用について述べる。

予め所定の温度（４ｏＯ〜６６０℃）にヒータ９を加熱
した後、炭化水素ガスの供給を炭化水素ガス供給管３よ
り開始する。供給された炭化水素ガスはヒータ９により
予熱される。一方水あるいは必要ならば空気は供給管６
を通って改質器１内の通路４に供給された後ヒータ９に
より予熱される。上記のようにして予熱された炭化水素
ガスと水蒸気、空気は石英ウール等の無機耐熱性繊維６
の中を通過する間に十分混合された後リフォーミジグ、
ｃ。

変成併用触媒８に供給される。供給された炭化水水素ガ
スと水蒸気、空気はり７オーミング、Ｃｏ変成併用触媒
８の前半部で改質され、水素、炭酸ガス−酸化炭素ガス
を中心とした無機ガスになる。

さらに生成ガス中の一酸化炭素−ガスはリフオーミング
、ｃｏ変成併用触媒８の後半°部でシフト反応６ページ により炭酸ガスに変わる。この結果、生成された水素、
炭酸ガスを主体とするガスは送気管１ｏを通って冷却管
１１に送られる。ここで過剰の水はコンデンスし、気液
分離器１２により生成ガスと分離される０分離された生
成ガスはガス溜め（図示せず）に蓄えられ必要時使用さ
れる。次にγ−アルミナの断面が格子状の多層の薄壁か
らなる一体成型体を触媒担体とし担体の前半部にニッケ
ルを１０％担持しただけの触媒Ａと担体の前半部にニッ
ケル１０％、後半部に鉄、クロム６６％担持した本発明
による触媒Ｂを用いてメタンのスチームリフォーミング
反応を行った。反応条件は温度５５０’Ｃ，Ｓ、Ｖｅｏ
ｏ、Ｈ２０／Ｃｓで行った。その結果、触媒Ａを用いた
場合、水素７６％炭酸ガス１１％−酸化炭素ガス１４％
の生成ガス組成であったが、触媒Ｂを用いた場合、水素
８２％炭酸ガス１７％、−酸化炭素ガス１％となった。

このように、リフォーミング反応とシフト反応といった
二つの機能を持った一体成型体を触媒とした結果、これ
までのように、改質器とｃｏ変成７１−゛ 器を別々に設ける必要がなくなり、炭化水素燃料改質装
置自体を大巾に簡略化することが出来た。

さらには、従来のペレット状の触媒に対して、断面がハ
ニカム、又は格子状の多層の薄壁からなる一体成型体を
触媒とした結果、す７オ一ミング反応、シフト反応の両
反応とも低温活性がよくなり、同一の反応条件で、メ応
を行う事が一可能となった。

以上のように本発明によるリフォーミング、ＣＯ変成併
用触媒８を用いた場合、改質装置自体を簡略化する事が
出来、装置の取扱い、さらに、触媒の交換といった、保
守の面でも非常に容易になった。さらには、一体成型体
を触媒として用いる結果、活性が非常によくなるという
効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例による炭化水素剌料改質装置の断
面図である。 １・・…Ｏ改質器、８０・・・φリフォーミング、ＣＯ
変成併用触媒。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名特闇
昭５８−１６１９０１（３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 炭化水素に水あるいは、必要であれば一部空気を混合さ
   せ、リフォーミング触媒を通じ水素及び炭酸ガスを主体
   とした無機ガスに改質する手段を設け、γ−アルミナ、
   コーディエラ斗ト、ムライト等の無機耐熱材料かうなる
   断面がハニカム又は、格子状の如き多層の薄壁からなる
   一体成型体を触媒担体とし、前記単一触媒担体の前部に
   ニッケル。 コバルト、白金属等のり７オーミング触媒用の金属を担
   持し、後部に鉄、クロム、銅、亜鉛等のｃＯ変成触媒用
   金属を担持した、リフォーミング。 Ｃｏ変成併用触媒を保持する炭化水素燃料改質装置。