JPS58176103A - 水蒸気改質反応装置 - Google Patents
水蒸気改質反応装置Info
- Publication number
- JPS58176103A JPS58176103A JP57056048A JP5604882A JPS58176103A JP S58176103 A JPS58176103 A JP S58176103A JP 57056048 A JP57056048 A JP 57056048A JP 5604882 A JP5604882 A JP 5604882A JP S58176103 A JPS58176103 A JP S58176103A
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- tube
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
奉発明は水Ｓ気凌質反応装置に係り、特に水蒸気改質反
応触媒を内填した反応管欠燃喘触媒層に埋設せしめ、そ
の反応管内に水蒸気と炭化水素化合物の混合流体を流通
し、燃焼触媒層中で発生する燃焼熱を吸収して反応管内
で水蒸気の改質反応を行わす水蒸気改質反応装置に関す
るものである。
応触媒を内填した反応管欠燃喘触媒層に埋設せしめ、そ
の反応管内に水蒸気と炭化水素化合物の混合流体を流通
し、燃焼触媒層中で発生する燃焼熱を吸収して反応管内
で水蒸気の改質反応を行わす水蒸気改質反応装置に関す
るものである。
第１図は、°従来の水蒸気改質反応装置の概略構成を示
すｆｆｒ面図であるっ 断熱材１で内一つされた容器本体２丙には、例えば鉄系
、バナジウム系あるいは白金系の燃焼触媒が充填されて
燃焼触媒層３が形成されているっこの燃焼触媒層中には
、容、４本体２の中心軸−着中心にして円周上に多数の
反応管４がそれぞれ配愛されている。との反応管４の上
部は燃焼触媒層′３６上に架設された管板５に支持され
、下部は容器本体２め下方に設けられた燃料−空気入口
６の蓮＜まで延びている。反応管４は二重管構造を有し
、：＃壁に上うて形成された反応管４め内匈空関部は単
に中空状になつ文おり、それの外周空間部には例え＆讐
モリブデンやコバルトを添加したニッケル系島水蒸気改
質反応触媒７が充填されている。
すｆｆｒ面図であるっ 断熱材１で内一つされた容器本体２丙には、例えば鉄系
、バナジウム系あるいは白金系の燃焼触媒が充填されて
燃焼触媒層３が形成されているっこの燃焼触媒層中には
、容、４本体２の中心軸−着中心にして円周上に多数の
反応管４がそれぞれ配愛されている。との反応管４の上
部は燃焼触媒層′３６上に架設された管板５に支持され
、下部は容器本体２め下方に設けられた燃料−空気入口
６の蓮＜まで延びている。反応管４は二重管構造を有し
、：＃壁に上うて形成された反応管４め内匈空関部は単
に中空状になつ文おり、それの外周空間部には例え＆讐
モリブデンやコバルトを添加したニッケル系島水蒸気改
質反応触媒７が充填されている。
容器本体２の下方には、燃料電池（図示せず）のアノー
ド側から排出される未反応成分からなる燃料８と燃焼用
空気９との混合物１０が供給される燃料−空気人口６か
形成されている。８６本体２の上方壁部には、容器本体
２内で生成した燃焼ガスな排出するための排ガス出口１
１が設けられている。
ド側から排出される未反応成分からなる燃料８と燃焼用
空気９との混合物１０が供給される燃料−空気人口６か
形成されている。８６本体２の上方壁部には、容器本体
２内で生成した燃焼ガスな排出するための排ガス出口１
１が設けられている。
管板５の上方にはトップカバー１２が配置され。
管板５とドッグカバー１２の間に原料予熱室１３が形成
されて、この原料予熱室１３には原料人口１４が設けら
れている。ナフサや天然ガスなどの炭化水嵩系化合物と
水蒸気とを所定の割合に混合した原料１５が原料入口１
４カーら送入され、原料予熱室１３を通って予熱された
のち、前記反応管４の外周空間部に導入される。この外
周空間部では水蒸気改質反応触媒７の存ｑＦで、燃焼触
媒層３内で発生する燃焼熱を吸収しながら、炭化水素と
水蒸気とが反応して一酸化炭素と水素に変性される。そ
してこの生成ガス１６は反応管４の下端部で１Ｕターン
し、内傭空間部を通り生成ガス出口１７から収り出され
て、燃料′電池のアノード側に供給されて電池反応に関
与する。
されて、この原料予熱室１３には原料人口１４が設けら
れている。ナフサや天然ガスなどの炭化水嵩系化合物と
水蒸気とを所定の割合に混合した原料１５が原料入口１
４カーら送入され、原料予熱室１３を通って予熱された
のち、前記反応管４の外周空間部に導入される。この外
周空間部では水蒸気改質反応触媒７の存ｑＦで、燃焼触
媒層３内で発生する燃焼熱を吸収しながら、炭化水素と
水蒸気とが反応して一酸化炭素と水素に変性される。そ
してこの生成ガス１６は反応管４の下端部で１Ｕターン
し、内傭空間部を通り生成ガス出口１７から収り出され
て、燃料′電池のアノード側に供給されて電池反応に関
与する。
ところでこの従来の水蒸気改質反応装置では、燃料８と
ｅ焼用空気９とが予め混合された状態で燃焼触＄＋１３
に供給されるから、燃料８のほとんどは燃料−空気人口
６の近（で燃焼されてしまう。
ｅ焼用空気９とが予め混合された状態で燃焼触＄＋１３
に供給されるから、燃料８のほとんどは燃料−空気人口
６の近（で燃焼されてしまう。
一方、原料１５（水蒸気と炭化水素）の改質反応は、水
蒸気改質反応触媒７の活性化能によっても多少違うが、
一般に反応管４の比較的入口の近くで起こる。第２図の
曲ｄＸは、反応管４の軸方向における水蒸気改質反応に
ともなる熱吸収量の分布状態を示す線で、反応ＶＩ４０
入口近くのａゾーンにおいて局部的に熱吸収が行われて
いる。
蒸気改質反応触媒７の活性化能によっても多少違うが、
一般に反応管４の比較的入口の近くで起こる。第２図の
曲ｄＸは、反応管４の軸方向における水蒸気改質反応に
ともなる熱吸収量の分布状態を示す線で、反応ＶＩ４０
入口近くのａゾーンにおいて局部的に熱吸収が行われて
いる。
従って従来のこの装置では、水蒸気改質反応上置も熱の
必要−なところで燃焼が行われないので、生成ガスの収
率が悪い。そのため燃焼触媒層３中にアルミナボールな
どの不活性充填物を混合して、 ′燃焼反応速度を抑
制する方法がとられているが、十分な幼果が得らｔＬず
、さらに燃焼触媒粒子と不活性充填物とが均一に混合さ
れないなどの欠点があるっ 本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、効
率的に水蒸気改質反応が行わｔλ水蒸気改質反応装置を
提供するにあ、る。
必要−なところで燃焼が行われないので、生成ガスの収
率が悪い。そのため燃焼触媒層３中にアルミナボールな
どの不活性充填物を混合して、 ′燃焼反応速度を抑
制する方法がとられているが、十分な幼果が得らｔＬず
、さらに燃焼触媒粒子と不活性充填物とが均一に混合さ
れないなどの欠点があるっ 本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、効
率的に水蒸気改質反応が行わｔλ水蒸気改質反応装置を
提供するにあ、る。
この目的を達成するため、本発明は、水蒸気改質反応触
媒を内填した反応管を燃焼触媒層に埋設し、その燃焼触
媒層に燃料と燃焼用空気とを供給して燃焼触媒の存在下
で前記燃料を燃焼せしめ、一方、前記反応管に水蒸気と
炭化水素系化合物との混合流体をｆ５１ＡＬ燃焼触媒ノ
ー中で発生する燃焼熱を吸収して水蒸気改質反応触媒の
存在下で水蒸気の改質反応を行わす水蒸気改質反応装置
において、前記燃料ならびに燃焼用空気を燃焼触媒層に
それぞれ別系統から供給し、前記反応管中の混合流体の
流通方向において水蒸気改質反応で最も吸熱量の多い部
分に相当する個所付近で発鴎量が最も多くなるようＫ、
前記燃料の燃焼状態が１４ｍされるようになっているこ
とを特徴とする。
媒を内填した反応管を燃焼触媒層に埋設し、その燃焼触
媒層に燃料と燃焼用空気とを供給して燃焼触媒の存在下
で前記燃料を燃焼せしめ、一方、前記反応管に水蒸気と
炭化水素系化合物との混合流体をｆ５１ＡＬ燃焼触媒ノ
ー中で発生する燃焼熱を吸収して水蒸気改質反応触媒の
存在下で水蒸気の改質反応を行わす水蒸気改質反応装置
において、前記燃料ならびに燃焼用空気を燃焼触媒層に
それぞれ別系統から供給し、前記反応管中の混合流体の
流通方向において水蒸気改質反応で最も吸熱量の多い部
分に相当する個所付近で発鴎量が最も多くなるようＫ、
前記燃料の燃焼状態が１４ｍされるようになっているこ
とを特徴とする。
次に本発−の実施例を＠２図ないし第４図な用い″′Ｃ
説明する。
説明する。
第３図に示す本発明の水蒸気改質反応装置において第１
図に示す従来のものと相違する点は、容器本体２のほぼ
中央にそれの中心軸線方向に延びた空気供給管１８が配
置され、それぎ通して燃焼触媒層３に燃焼用空気９が供
給される点と、容器本体２のＦｓには燃料８のみが導入
される燃料人口１９が設ゆられている点である。
図に示す従来のものと相違する点は、容器本体２のほぼ
中央にそれの中心軸線方向に延びた空気供給管１８が配
置され、それぎ通して燃焼触媒層３に燃焼用空気９が供
給される点と、容器本体２のＦｓには燃料８のみが導入
される燃料人口１９が設ゆられている点である。
空気供給１１８の先増部は・ｇ板５の近くまで延びてお
り、それの周壁には多数の小孔２０が螺旋状に穿設され
ている。この小、ｆＩ、２Ｇから燃焼用空気９が燃焼触
媒層３中に供給されるわけであるが、この空気供給量の
分布は第２ｖＩＡの曲線Ｙに示すよ５に１ゾーンに相当
する部分で多くなるように、その部分と対応する複数の
小孔２０の径が他の小孔２０よりも一段と大きくなって
いる（第４図参ＩＩ）。
り、それの周壁には多数の小孔２０が螺旋状に穿設され
ている。この小、ｆＩ、２Ｇから燃焼用空気９が燃焼触
媒層３中に供給されるわけであるが、この空気供給量の
分布は第２ｖＩＡの曲線Ｙに示すよ５に１ゾーンに相当
する部分で多くなるように、その部分と対応する複数の
小孔２０の径が他の小孔２０よりも一段と大きくなって
いる（第４図参ＩＩ）。
燃料８は燃料人口１９から導入されるから、前遮りよラ
ーに空気供論管五８の小孔２０で空気供給量をコントロ
ールすれば、水蒸気改質反応上最も熱の必要なところの
近くで主に燃焼が行われる。
ーに空気供論管五８の小孔２０で空気供給量をコントロ
ールすれば、水蒸気改質反応上最も熱の必要なところの
近くで主に燃焼が行われる。
そのため水蒸気の改質反応が動車よく進行し、生成ガス
の収率（高めることができる。なお、他の構成などはｍ
述した従来のものと同様であるので、それらの説明は省
略する。
の収率（高めることができる。なお、他の構成などはｍ
述した従来のものと同様であるので、それらの説明は省
略する。
前記実施例では容器本体２の下方から燃料８を導入し、
容器本体２の内情に挿入した供給管１８から燃焼用空気
９を供給していたが、これとは反対に容器本体２０Ｆ方
から燃喘用空気９を導入し、容器本体２の内側に挿入し
た供給管から燃料８を供給することもできる。
容器本体２の内情に挿入した供給管１８から燃焼用空気
９を供給していたが、これとは反対に容器本体２０Ｆ方
から燃喘用空気９を導入し、容器本体２の内側に挿入し
た供給管から燃料８を供給することもできる。
前記実施例では供給管１８に小孔２ｏを螺旋状に設けた
が、本発明はこれに限定されること、なく、例えば供給
管１８の軸方向に宿って縦列に、あるいは供給管１８の
軸方向と直交する方向、すなわち供給管１８の周方向に
沿って小孔２ｏを穿設してもよい。
が、本発明はこれに限定されること、なく、例えば供給
管１８の軸方向に宿って縦列に、あるいは供給管１８の
軸方向と直交する方向、すなわち供給管１８の周方向に
沿って小孔２ｏを穿設してもよい。
前記実施例では供給管１８の小孔２ｏの径を異にするこ
とＫより空気（燃料）の噴出量を制御したが、この他に
小孔２ｏの分布状態を異ならしめることＫより空気（燃
料）の噴出量を制御することもできる。
とＫより空気（燃料）の噴出量を制御したが、この他に
小孔２ｏの分布状態を異ならしめることＫより空気（燃
料）の噴出量を制御することもできる。
本発明は前述のような構成になっており、水蒸気改質反
応の特性であろ局部ゾーンでの反応発生に対シロして、
必要かつ十分な熱を供給することができるため、水蒸気
改質反応を効軍的に進行させることができ、・収率のよ
い水蒸気改質反応装置が提供される。
応の特性であろ局部ゾーンでの反応発生に対シロして、
必要かつ十分な熱を供給することができるため、水蒸気
改質反応を効軍的に進行させることができ、・収率のよ
い水蒸気改質反応装置が提供される。
第１図は従来の水蒸気改質反応装置の断面図、第２図は
水蒸気改質反応にともなう反応管での熱吸収量ならびに
本発明での空気供給量の分布状態を示す特性曲線、第３
図は本発明の実施例に係る水蒸気改質反応装置のｗＲｒ
Ｍ図、第４図はその装置に用いられる供給管の一部拡大
正肉図であろっ３・・・・・・燃焼触媒層、４・・・・
・・反応管、７・・・・・・水蒸気改質反応触媒、８・
・・・・・燃料、９・・・・・・燃焼用９気、１５・・
・・・・原料、１８・・・・・・空気供給管、１９・・
・・・・燃ｔＲＩ図 第３５！ｌ ヒ８
水蒸気改質反応にともなう反応管での熱吸収量ならびに
本発明での空気供給量の分布状態を示す特性曲線、第３
図は本発明の実施例に係る水蒸気改質反応装置のｗＲｒ
Ｍ図、第４図はその装置に用いられる供給管の一部拡大
正肉図であろっ３・・・・・・燃焼触媒層、４・・・・
・・反応管、７・・・・・・水蒸気改質反応触媒、８・
・・・・・燃料、９・・・・・・燃焼用９気、１５・・
・・・・原料、１８・・・・・・空気供給管、１９・・
・・・・燃ｔＲＩ図 第３５！ｌ ヒ８
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水蒸気改質反応触媒を□内填した反応管を燃焼触媒層に
ｍ設し、その燃焼触媒層に燃料と燃焼用空気とを供給し
て燃焼触媒の存在下で前記・燃料を燃焼せしめ、一方、
前記反応・Ｕに水蒸気と良化水素系化合−′と□の混合
流体を流通し燃焼触媒層中で発生する燃焼熱を吸収し【
水蒸気改質反応触媒の存在下上水蒸気の改質反応を行わ
す水蒸気改質反応装置において、前記燃料ならθに゛燃
焼用空気を燃焼触媒層にそれぞれ別系統から供給し、−
記反応管中の混合流体の流通方向においセ水蒸気改質反
応で最も扱熱量の多い部分に相当する個所付近で一熱量
が蝋も多くなるように、前記燃料め燃焼状態が調整され
るようになっていることを特徴とする水蒸気改質反応装
置。 ゛ ″
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056048A JPS58176103A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水蒸気改質反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056048A JPS58176103A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水蒸気改質反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176103A true JPS58176103A (ja) | 1983-10-15 |
| JPH0372562B2 JPH0372562B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=13016195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57056048A Granted JPS58176103A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水蒸気改質反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176103A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210047A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Toyo Eng Corp | 反応用装置 |
| JPH03120537U (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-11 | ||
| JP2006176350A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | メタノール改質装置 |
| WO2013117948A1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | Helbio Societé Anonyme Hydrogen And Energy Production Systems | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| US10960372B2 (en) | 2012-03-08 | 2021-03-30 | Helbio S.A. | Catalytically heated fuel processor with replaceable structured supports bearing catalyst for fuel cell |
| US11607657B2 (en) | 2012-02-06 | 2023-03-21 | Helbio S.A. | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571482A (en) * | 1980-06-05 | 1982-01-06 | Ebara Infilco Co Ltd | Caking method for cyanide-contng. solid waste |
| JPS5736784A (en) * | 1980-08-16 | 1982-02-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Method of effectively utilizing exhaust gas in fuel-cell power generation device, and system for that |
-
1982
- 1982-04-06 JP JP57056048A patent/JPS58176103A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571482A (en) * | 1980-06-05 | 1982-01-06 | Ebara Infilco Co Ltd | Caking method for cyanide-contng. solid waste |
| JPS5736784A (en) * | 1980-08-16 | 1982-02-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Method of effectively utilizing exhaust gas in fuel-cell power generation device, and system for that |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210047A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Toyo Eng Corp | 反応用装置 |
| JPH03120537U (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-11 | ||
| JP2006176350A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | メタノール改質装置 |
| WO2013117948A1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | Helbio Societé Anonyme Hydrogen And Energy Production Systems | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| US10961122B2 (en) | 2012-02-06 | 2021-03-30 | Helbio S.A. | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| US11383978B2 (en) | 2012-02-06 | 2022-07-12 | Helbio S.A. | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| US11607657B2 (en) | 2012-02-06 | 2023-03-21 | Helbio S.A. | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| US10960372B2 (en) | 2012-03-08 | 2021-03-30 | Helbio S.A. | Catalytically heated fuel processor with replaceable structured supports bearing catalyst for fuel cell |
| US11253831B2 (en) | 2012-03-08 | 2022-02-22 | Helbio S.A. | Catalytically heated fuel processor with replaceable structured supports bearing catalyst for fuel cell |
| US11305250B2 (en) | 2012-03-08 | 2022-04-19 | Helbio S.A. | Catalytically heated fuel processor with replaceable structured supports bearing catalyst for fuel cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372562B2 (ja) | 1991-11-19 |
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