JPS5935003A - アルコ−ル改質装置 - 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】 本発明はアルコールを水素、−酸化炭素等のガス燃料に
改質するアルコール改質装置に関し、特に改質反応条件
によシ生じるすす生成を抑制するよう構成された改質装
置に関する。

例えばメタノールを用いた車両用等の動力源として使用
されるメタノール改質ガスエンジン或い社燃料電池等に
使用される水素発生装置等に用いられる従来のメタノー
ル改質装置におけるメタノール改質反応では、その反応
条件特に高温雰囲気においてすすが発生しこれが大きな
問題となっている。即ち、発生したすすが改質触媒の表
面を覆い触媒の性能を劣化させ、耐久性を低下させてし
まう。

メタノール改質装置でのすす生成の原因は反応容器内の
触媒との反応ではなく、メタノール蒸気が高温の反応容
器材料と反応するためである。このため、従来ではずす
生成を抑制するため反応容器の温度を制限したジメタツ
ールに水を混入して反応させ（水蒸気改質）たジメタツ
ールに空気を混入させるなどの対策を行ってきた。

しかし、メタノール改質反応は白金等の触媒によシ約３
００℃の条件下で進行し、また、吸熱反応で外部から熱
を供給しなければならない。そして、自動車では前記熱
供給に排気熱を利用するためエンジンの運転条件によっ
て常温から７００℃程度まで大きく温度が変化するから
、温度制御が難しく、かつ、温度低下によル反応が妨げ
られ易いし、装置が複雑となる他、水又は空気の混入に
よって、改質ガスの組成が変わ９熱効率の低下などの問
題があった。

そこでとのすす発生を防止するために、本願出願人は先
に特開昭５５−９９９９６号としてすす生成抑制効果に
優れた銅によシ改質装置内壁を形成する手段を提案し、
その結果相当の効果を確かめることができている。

ここでその具体的形成手段としては、内壁に電着、銅箔
貼着等によシ銅膜を形成した後に、各接合部を銅ろうで
接合組み立てする方法或いは各部品の接合組立を行なっ
てから全体的に銅を電着塗装する等の方法によっている
ものである。

しかし前者にあっては、銅のろう付時に内壁表面の銅層
が銅ろうと共に溶融して、内壁表面の銅ろう流れにムラ
が生ずるため、内壁を均一に被うことができない不都合
があシ、また内壁表面に銅層を形成した後に全体を電着
塗装する場合は、電解液が改質装置内部に均一に行きわ
たらないため、内壁を銅層で均一に被うことができない
という不都合があった。そのため、高温下において改質
装置内壁面とアルコールとが均一温度で接触せずすすが
発生して触媒が劣化し、エンジンの熱効率が低下すると
いう問題点があった。勿論銅板によシ反応容器を形成す
る方法もめるが銅板は銅の電着層よシ純度が低くすす制
御材としての効果に劣シかつ容器の強度上問題がある。

本発明は、かかる従来の実情に鑑みその不都合を解消す
べくなしたもので、すす抑制材として効果的なりロム、
ニッケル又は銅からなるすす生成抑制材のうち１種の金
属で反応容器の内壁面を形成し、かつ容器部品の接合に
は前記内壁面形成金属よシ融点の低い銅又は同じくずす
生成抑制材として優れた銀のろう付を行うようにして、
ろう付時の電着金属の溶融を防止させたアルコール改質
装置を提供するものである。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、メタノール発気のすす生成について各種材料
と温度との関係を示す実験結果である。

かかる結果によると、耐熱材料として一般に使用される
ステンレス鋼では４５０゛″Ｃ以上ですすが生成するが
、ステンレス鋼にクロム、ニッケル又は銅、銀をメッキ
したものは６５０℃以下ではすすを生成しないことが明
らかであシ、すす生成抑制材として優れていることがわ
かる。

また融点温度としてはクロム〉ニッケル〉銅〉銀の順で
ある。

かかる事実に基づいてアルコール改質装置を第２図に示
す如く栴成する。

図において、反応容器本体１はその母材２にＳＵＳ　３
０４（７）ステンレス鋼を用い、メタノールと接触する
内壁面はずす生成抑制材としてクロム、ニッケル、銅の
いずれかの被膜３を市４着或いは表面被覆方法によシ形
成している。

そして該内壁面の接合部Ｐはクロム、ニッケルよシ融点
の低い銅又は内壁面形成金属が銅の場合はこれよシも融
点の低い銀によってろう付される。

（尚ニッケル板、ニッケルろうはすす制御材として適当
ではないが純度の高いニッケル亀着層はすす抑制材とし
て効果的である。） 従って前記ろう付、組立に際しては、予め形成された内
壁面よシもろう付金属の方が融点が低いため、黙ろうに
よって内壁面のすす抑制材が溶融することがなく内壁面
のすす抑制金属層が不均一となることはない。

また反応容器本体１内部には白金等の触媒４が充填され
通気性を有する固定板５．５で位置固定されている。６
はメタノール導入口、７はメタノール改質反応によシ生
成される改質ガスの排出口である。

このような反応容器本体１にメタノール導入口６からメ
タノール蒸気が導入されると、メタノール蒸気は固定板
５を介して触媒４と接触する。このときは、母材２外方
を流れる排気等の熱を母材２、被膜３を通して吸収し、
改質反応によりメタノール蒸気をＨ２、Ｃｏ等を可燃主
成分とする改質ガスに改質される。この改質ガスは、固
定板５を通過して改質ガスの排出ロアから流出し燃料ガ
スとして供給される。

反応容器本体１内に導入されたメタノール蒸気は該容器
本体１内壁面全体に接触するが、この内壁面及び接合部
Ｐはすす生成抑制材からなる均一な被膜３で覆われてい
るため、すすの発生がなく、従って触媒４の表面がすす
で覆われることがなくなって触媒４の性能劣化を防止し
寿命を延ばす。

また、母材としてステンレス鋼を使用しているので耐熱
性及び高温での強度にも優れたものとなシ安全性も確保
できる。

更には、すす生成抑制対策として行なわれていたメタノ
ールへの水或いは空気の混入が必要なく改質装置を簡単
化できる。

尚、改質器によっては反応容器の前に蒸発器、過熱器等
を取り付ける場合もあシ、このときにはこれらの内壁面
にもすす生成抑制材を被覆しておくのがよい。

以上のように本発明によれば、反応容器内壁特に接合部
付近を均一な層のすす生成制御材で極めて容易に形成で
きるから高温においてもすすが発生せず、反応容器内の
触媒表面にすすが付着しないので、触媒の性能劣化を押
え、寿命を延ばすことができる。また、メタノール等の
アルコールに水或いは空気を混入する必要がなくなシ、
改質装置の構造が複雑とならず、かつ改質ガスの組成が
変化しないので熱効率の低下等の問題も解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種材料のメタノール蒸気との反応における温
度とすす生成との関係を示すグラフ、第２図は本発明の
改質装置の１実施例を示す反応容器の断面図である。 １・・・反応容器本体　　２・・・母材　　３・・・被
膜Ｐ・・・接合部 特　許　出　願　人　日産自動車株式会社代理人弁理士
　笹　島　富二雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルコールを水素、−酸化炭素等を可燃主成分とするガ
   ス燃料に改質するアルコール改質装置において、前記ア
   ルコールが流通する反応容器の内壁面をクロム、ニッケ
   ル又は銅からなるすす生成抑制材のうち一種金属で形成
   し、かつ内壁面の接合部分を、銅又は銀からなるすす生
   成抑制材のうち前記内壁面形成金属よシ融点の低い金属
   でろう付したことを特徴とするアルコール改質装置。