JPS59182202A - 燃料改質装置 - Google Patents
燃料改質装置Info
- Publication number
- JPS59182202A JPS59182202A JP58054628A JP5462883A JPS59182202A JP S59182202 A JPS59182202 A JP S59182202A JP 58054628 A JP58054628 A JP 58054628A JP 5462883 A JP5462883 A JP 5462883A JP S59182202 A JPS59182202 A JP S59182202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fluidized bed
- pipes
- fuel
- double catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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】
ある。
燃料改質装置（ツユエルプロセッサ）は化石燃料から水
素を製造する設備であり、第１図に示すように溶料電池
発電システム等に使用されている。第１図において、燃
料１は燃料改質装置２に導入され、水素を主成分とする
ガスに変換式れる。ついで水素を主成分とする供給ガス
３は燃料電池本体５に導入され、別途燃料電池本体５に
供給される空気４との電気化学的反応により直流電流が
発生する。発生した直流１１Ｌ流６は交流／直流交換器
７において交流電流に変換され、交流電力８として送電
される。従来形の燃料改質装置の構造は、第２図及び第
３図に示したとおりであり、第２図は従来形燃料改質装
置の１例の縦断側面図、第３図は第２図のＩ＝■線に沿
う横断平面図である。第２図において耐火材９で内張シ
した圧力容器１０の内部には流動層１１と二重触媒管１
２とパイプバーナ１３及び上部空間１４が設けられてお
シ、燃料１６はパイプバーナ１３で燃焼用空気１５によ
り燃焼して流動層１１を流動化し二重触媒管１２を加熱
して排ガス１７となり炉外へ排出される。原料ガス１８
は二重触媒管１２の中で加熱され反応し、改質ガス１９
となって系外へ出る。流動層は伝熱特性が良く、且つ均
一に加熱することができるため二重触媒管を加熱する方
法としては大変優れている。ただし層内の温度が均一な
ため１，１１ガス温度が高くなる。前述のように従来型
の燃料改質炉においても ｄｌ、〆ん両層υ１ガスが何らの利Ｊ尚れずに直接炉外
に１ノー出されるので、刊ガスの温度が高く、刊ガス熱
損失が大きい欠点を有していた。
素を製造する設備であり、第１図に示すように溶料電池
発電システム等に使用されている。第１図において、燃
料１は燃料改質装置２に導入され、水素を主成分とする
ガスに変換式れる。ついで水素を主成分とする供給ガス
３は燃料電池本体５に導入され、別途燃料電池本体５に
供給される空気４との電気化学的反応により直流電流が
発生する。発生した直流１１Ｌ流６は交流／直流交換器
７において交流電流に変換され、交流電力８として送電
される。従来形の燃料改質装置の構造は、第２図及び第
３図に示したとおりであり、第２図は従来形燃料改質装
置の１例の縦断側面図、第３図は第２図のＩ＝■線に沿
う横断平面図である。第２図において耐火材９で内張シ
した圧力容器１０の内部には流動層１１と二重触媒管１
２とパイプバーナ１３及び上部空間１４が設けられてお
シ、燃料１６はパイプバーナ１３で燃焼用空気１５によ
り燃焼して流動層１１を流動化し二重触媒管１２を加熱
して排ガス１７となり炉外へ排出される。原料ガス１８
は二重触媒管１２の中で加熱され反応し、改質ガス１９
となって系外へ出る。流動層は伝熱特性が良く、且つ均
一に加熱することができるため二重触媒管を加熱する方
法としては大変優れている。ただし層内の温度が均一な
ため１，１１ガス温度が高くなる。前述のように従来型
の燃料改質炉においても ｄｌ、〆ん両層υ１ガスが何らの利Ｊ尚れずに直接炉外
に１ノー出されるので、刊ガスの温度が高く、刊ガス熱
損失が大きい欠点を有していた。
かかる現状に鑑み、本発明者等は、刊ガス温度が低く
、Ｊ：ｌ＋ガス熱損失が小さく全体の熱効率の大きい燃
料改質装置を開発すべく鋭意研究を重ねプこ結果、倒立
した二重触媒管の加熱を流動層と充」１４層とを組み合
わせて、高温部の加熱は流動層で行い、低温部の加熱は
充填層で行うことによりＭｆｌ述の目的が達成されると
さを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った
もので゛あ る。
、Ｊ：ｌ＋ガス熱損失が小さく全体の熱効率の大きい燃
料改質装置を開発すべく鋭意研究を重ねプこ結果、倒立
した二重触媒管の加熱を流動層と充」１４層とを組み合
わせて、高温部の加熱は流動層で行い、低温部の加熱は
充填層で行うことによりＭｆｌ述の目的が達成されると
さを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った
もので゛あ る。
すなわち本発明は炭化水素系ｚｌＰ旧を水素を主成分と
するガスに変換する燃料改質装置において、倒立した二
重触媒管を加熱するだめの流動層を設け、更にその上方
に充填層を設け、前記倒立した二重触媒管を上方から前
記充填層を貫通させると正もに前記流動層中に延設した
ことを特徴とする燃料改質装置を提案するものである。
するガスに変換する燃料改質装置において、倒立した二
重触媒管を加熱するだめの流動層を設け、更にその上方
に充填層を設け、前記倒立した二重触媒管を上方から前
記充填層を貫通させると正もに前記流動層中に延設した
ことを特徴とする燃料改質装置を提案するものである。
以下、本発明装置の実施態様例について図面によシ詳細
に説明する。第４図は本発明の装置の一実施態様例の縦
断側面図である。第４図において１２は耐火拐９で内張
すされた圧力容器１０の内部に設けられた倒立した二重
触媒管、１１は倒立した二重触媒管１２を加熱するため
の流動層、２０は流動層１１の上方に設けられた空間、
２ゴは空間２０の上方に設けられ、倒立した二重触媒管
１２を加熱するための充填層である。１３１ｄ流動層の
下部に設けられたパイプバーナー、２２はパイプバーナ
ーに燃料を供給するための燃料供給管、２３は圧力容器
１０の下部に設けられた空気入１」、２４は圧力容器１
０の上部に設けられた制ガス出口である。２５は倒立し
た二重触媒管■２に原料ガスを供給するための原料ガス
供給管、２６は倒立しだ二重触媒管１２から改質ガスを
抜き出すための改質ガス抜出管である。充か１層に充填
される充」信イ珂としては、アルミナ系のセラミック等
の充填層があげられ、このようなものとしてはたとえば
、高さ１９ｍｍ、タ１径１６陥、穴径８晒のラツシヒリ
ノグ形充唄材がある。このような構成の燃料改質装置６
において、パイプバーナ１３で燃料の燃焼によって発生
した燃焼ガスは流動層１１を流動化Ｉ〜倒立した二重触
媒管１２を加熱し空間２０を通って充填層２」に入シ、
倒立した二重触媒管１２の上部を加熱し、１Ｊ１ガスと
なってＵ１ガス出口２４から系外へ１シ１出きれる。一
方原旧ガスは原料供給’ｉ”ｉ’ ２５を介して倒立し
た二重触媒管１２中に供給され、先づ充填層２１により
加熱きれ更に流動層１１て加熱されて、改質し生成した
水素を主成分としゾこ改り′」ガスは二重触媒管１２の
内管を通って改質ガス抜出管２６を介して系夕（へ抜出
きれる。
に説明する。第４図は本発明の装置の一実施態様例の縦
断側面図である。第４図において１２は耐火拐９で内張
すされた圧力容器１０の内部に設けられた倒立した二重
触媒管、１１は倒立した二重触媒管１２を加熱するため
の流動層、２０は流動層１１の上方に設けられた空間、
２ゴは空間２０の上方に設けられ、倒立した二重触媒管
１２を加熱するための充填層である。１３１ｄ流動層の
下部に設けられたパイプバーナー、２２はパイプバーナ
ーに燃料を供給するための燃料供給管、２３は圧力容器
１０の下部に設けられた空気入１」、２４は圧力容器１
０の上部に設けられた制ガス出口である。２５は倒立し
た二重触媒管■２に原料ガスを供給するための原料ガス
供給管、２６は倒立しだ二重触媒管１２から改質ガスを
抜き出すための改質ガス抜出管である。充か１層に充填
される充」信イ珂としては、アルミナ系のセラミック等
の充填層があげられ、このようなものとしてはたとえば
、高さ１９ｍｍ、タ１径１６陥、穴径８晒のラツシヒリ
ノグ形充唄材がある。このような構成の燃料改質装置６
において、パイプバーナ１３で燃料の燃焼によって発生
した燃焼ガスは流動層１１を流動化Ｉ〜倒立した二重触
媒管１２を加熱し空間２０を通って充填層２」に入シ、
倒立した二重触媒管１２の上部を加熱し、１Ｊ１ガスと
なってＵ１ガス出口２４から系外へ１シ１出きれる。一
方原旧ガスは原料供給’ｉ”ｉ’ ２５を介して倒立し
た二重触媒管１２中に供給され、先づ充填層２１により
加熱きれ更に流動層１１て加熱されて、改質し生成した
水素を主成分としゾこ改り′」ガスは二重触媒管１２の
内管を通って改質ガス抜出管２６を介して系夕（へ抜出
きれる。
以Ｆ本発明の作用、効果について説明する。
第５図は、従来の燃料改質装置内における排ガス、原料
ガス及び改質ガスの温度分布を示す説明図であシ、第５
図中圧図に、従来の燃ネ」改質装置の１例の縦断側面図
、右図は左図に対応した個所におけるガスの温度を示す
。右図中ａは排ガス温度を、ｂは原料ガス温度を、Ｃ−
は改質ガス温度をそれぞれ示す曲線である。一方、第６
図は本発明の溶料改質装置内におけるす１ガス。
ガス及び改質ガスの温度分布を示す説明図であシ、第５
図中圧図に、従来の燃ネ」改質装置の１例の縦断側面図
、右図は左図に対応した個所におけるガスの温度を示す
。右図中ａは排ガス温度を、ｂは原料ガス温度を、Ｃ−
は改質ガス温度をそれぞれ示す曲線である。一方、第６
図は本発明の溶料改質装置内におけるす１ガス。
原料ガス及び改質ガスの温度分布を示す説明図であり、
第６図中圧図は本発明の燃料改質装置の１例の縦断側面
図、右図は左図に対応した個所におけるガスの温度を示
す。右図中ａは拶１ガス温度をｂは原料ガス温度を、Ｃ
は改質ガス温度をそれぞれ示す曲線である。なお、第５
図及び第６図中の番号は、第２図〜第４図における同一
番号の部分と同一の部分を示す。第５図と第６図の対比
から明らかなように本発明の燃不（改質装置においては
、流動層からの制ガスは空間を経て充填層に入り、二重
触媒管を加熱するために用いられるので ＋１）＃Ｊｌガスの温度が低くなる。
第６図中圧図は本発明の燃料改質装置の１例の縦断側面
図、右図は左図に対応した個所におけるガスの温度を示
す。右図中ａは拶１ガス温度をｂは原料ガス温度を、Ｃ
は改質ガス温度をそれぞれ示す曲線である。なお、第５
図及び第６図中の番号は、第２図〜第４図における同一
番号の部分と同一の部分を示す。第５図と第６図の対比
から明らかなように本発明の燃不（改質装置においては
、流動層からの制ガスは空間を経て充填層に入り、二重
触媒管を加熱するために用いられるので ＋１）＃Ｊｌガスの温度が低くなる。
（２）０１ガス温度が低くなるため、原料ガスと改質ガ
スの温度が低くなる。
スの温度が低くなる。
（３）充ｊ戸層と流動層とで原料ガスを加熱するので流
動層の伝熱量が減り流動層温度を低くすることができる
。
動層の伝熱量が減り流動層温度を低くすることができる
。
以上詳細に説明したように本発明の燃料改質装置によれ
ば以下の効果を奏することができる。
ば以下の効果を奏することができる。
（１）初１ガス温度が低くなるので排ガス熱損失が減少
し、全体の熱効率が上昇する。
し、全体の熱効率が上昇する。
＋２１４ＪＩガス温度だけで々く原料ガス、改質ガス、
及び流動層の温度も低くなるので、全体的に装置月別の
使用温度が低下し機器の信頼性が向上し、かつ材料費を
低減きせることかできる。
及び流動層の温度も低くなるので、全体的に装置月別の
使用温度が低下し機器の信頼性が向上し、かつ材料費を
低減きせることかできる。
（３）二重触媒管を倒立させたことにより流動層下部に
設置するパイプバーすの配置が自由になり、二重触媒管
の最高メタル温度を低下させることができる。
設置するパイプバーすの配置が自由になり、二重触媒管
の最高メタル温度を低下させることができる。
以上詳細に説明したように、本発明は熱効率が大きく、
信頼性に富んだ産業上有用な燃料改質装置を提供するも
のである。
信頼性に富んだ産業上有用な燃料改質装置を提供するも
のである。
第１図は燃料電池発電７ステムの説明図、第２図は従来
形燃料改質装置の１例の縦断側面図、第３図は第２図の
１−１線に沿う横断平面図、第４図は本発明装置の一実
施態様例の縦断側面図、第５図は従来形燃料改質装置の
ガスの温度分布の説明図、第６図は本発明の燃料改質装
置のガスの温度分布の説明図である。 １０・・・圧力容器、１１・・・流動層、１２・・・二
重触媒管、１３・・・パイプバーナー、２１・・・充填
層。
形燃料改質装置の１例の縦断側面図、第３図は第２図の
１−１線に沿う横断平面図、第４図は本発明装置の一実
施態様例の縦断側面図、第５図は従来形燃料改質装置の
ガスの温度分布の説明図、第６図は本発明の燃料改質装
置のガスの温度分布の説明図である。 １０・・・圧力容器、１１・・・流動層、１２・・・二
重触媒管、１３・・・パイプバーナー、２１・・・充填
層。
Claims (1)
- 炭化水素系燃料を、水素を主成分とするガスに変換する
燃料改質装置において、倒立した二重触媒管を加熱する
ための流動層を設け、更にその上方に充填層を設け、前
記倒立した二重触媒管を上方から前記充填層を貫通させ
るとともに前記流動層中に延設したことを特徴とする燃
料改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58054628A JPS59182202A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58054628A JPS59182202A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 燃料改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59182202A true JPS59182202A (ja) | 1984-10-17 |
| JPS6323121B2 JPS6323121B2 (ja) | 1988-05-14 |
Family
ID=12976016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58054628A Granted JPS59182202A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59182202A (ja) |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP58054628A patent/JPS59182202A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6323121B2 (ja) | 1988-05-14 |
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