JPS60103001A - 燃料改質装置 - Google Patents

燃料改質装置

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Publication number
JPS60103001A
JPS60103001A JP58206016A JP20601683A JPS60103001A JP S60103001 A JPS60103001 A JP S60103001A JP 58206016 A JP58206016 A JP 58206016A JP 20601683 A JP20601683 A JP 20601683A JP S60103001 A JPS60103001 A JP S60103001A
Authority
JP
Japan
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pipe
catalyst
double
fuel
outside
Prior art date
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Pending
Application number
JP58206016A
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English (en)
Inventor
Shozo Kaneko
祥三 金子
Tokushi Maruta
得志 丸田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS60103001A publication Critical patent/JPS60103001A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • H01M8/0625Combination 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
    • H01M8/0631Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】 本発明は燃料改質装置に関し、特に効果的な熱回収と、
装置の小型化と、システム効率をF゛λ1つた上記装置
に関する。
燃料改質装置とは、炭化水素系Xl;料を水素を主成分
とするガスに変換する装置で、従来より化学プラントに
於いて数多く用いられている。
最も代表的なものは、例えば第1図に示すような、いわ
ゆるスチームリフオーマと称するもので、燃料に水蒸気
を添加し、これを750〜950℃の高温下で触媒管に
通し、水% IJラッチスとし、更に図示省略のCOコ
ンバータで残存するCOをCo、とし、その後co2を
除去して高純度の水素含有ガスとするものである。
しかし、従来の燃料改質装置には次の仔な欠点があった
(1) スチームリフオーマの触媒管は750℃以上と
いうような高温で使用されるため、耐高温材料を使用し
ても使用限界ギリギリであり、少しでも局部的な熱負荷
の増加や、温度のアンバランスがあると触媒管が過熱噴
破し、中のガスが噴出−コ゛ることかあったっこのため
炉の設計は、pl−(’]荷を非常に低く抑え、かつ均
一に分布さ−1るようにするべく、炉の寸法を非常に大
=<1−なければならず、所要スペースも犬きく、−1
巳・ルに不経済な設計となっていた。
(2) 装置の周[′IPが耐火材で構成されており、
触媒管の加熱には、とのi(人材からのふく射−が主と
して用いられており、このため部分負荷での温度のコン
トロールが困Iiで、最低負荷も50%程度であシ、ま
だ負荷変化速度もl]・さく制限される他、起動ICも
多大の時間を要していた。
(3)触媒管を加熱した燃焼排ガス仁J:、通iと熱交
換器で水(蒸気)と熱交換されるが、必ずしも充分方熱
交換が行われず、従って熱効率も低く、不経済でちった
不発明(d、従来のものの久点をカフ消し2、より高性
能かつ低コストの燃料改質装置、rtIJち(1) 全
体寸法が小さく、かつ占有面積も小さく、経済的である
こと、 (2) 排ガスから有効に熱回収を行い、高い効率を有
すること、 (3)触媒管の熱負荷を均一化させることにより触媒管
の安全性を向上さぜること、 (4)起動停止時間を最短化すること、(5)最低負荷
を充分低くすること、 を満足する燃オー1改質装置を提案するものである。
すなわち本発明1寸、炭化水素系燃料のスヂームリフオ
ーミング反応に−より水素リンチガスに変換する燃亨し
ヅ′門+うj■において、該装置の中央に燃焼空間を設
け、該燃焼空間の外側に該燃焼空間から出てUターンし
た高温燃J暁ガスが流入する充填材層を設け、該充填材
層内に内外の二重管からなり該二重管の内・肯と夕S管
の間し・二重がl・を充填した二重触媒管を設置したこ
とを71.q徴とする燃料改質装置に11コするもので
ある。
本発明の要点Qよ、触媒加熱を触Ii管の外9+:’H
4(:設けられた充j眞材層により行い、:触媒管に2
電管を採用し7、効果的に熱回収を行い、外I;1≦凸
交換凸金換器にすると共にシステム効率を向上させる点
にある。
第2図17.1とそのA −A断面を示す第21シl 
O=璽叶大発明による燃料改質装置づの一実施F様例を
示す図であろう 第2図(A)、 (fliにおいて、1は改質炉容器、
2は充填材層加熱部、5は二重触媒管の外管、4は耐火
材、5 +d排ガスダクト、6は二重触媒管の内管、7
 fd−バーナ、8(d風箱、9に消炎整流格子、10
け充填材(第4図中の18)を保持する網目状板、11
は燃焼空間(ここでは竪形で排ガスが上方に流れ、上部
で反転して下方に流れるものを示したが、この逆の形式
のものでも、また横形のものでもよい)である。
第3謝仏)と、その上部断面図である第3図(B)と第
31図//llのO−C惣断面ジ1である第6「゛ノl
 fc’l ’i廿第2図中に3,6で示し/こ二重触
媒?1↑の41’i 清の一例を示す!7である。
第3図IA)〜(C)にbいて、61・を外’ji 、
6 i=l、内Iri′であり、12は内外管の間に充
填しである触ρν5.13(、寸内管6あ外表面に装置
された触々〜(保持用の網目状板、14は二重管頂部に
設置されたガイドベーン、15は内管6の内部に設置ト
ナされた伝熱促進用リボン、1617]:外管保持プレ
ート、17は内管保持プレートである。
第4図は第2図中に2で示した充朋層加rへ部の構造の
一例を示すm−である。
第4図において5(d二重触媒管の外管、18は充填材
(岸点が1000℃以上の鉱物質のものが使用さ′11
、(Sl径ji:l、例えば5〜1[1mのものが使用
される)を示す。
第2図に示す燃11)17、用空気風箱8に供給された
空気1件、バーナ7より噴射される忙を十によって雇H
)h’l空間11 J・−7−1,”ミ’1.’t’7
iする。一部子均一と斤り長くのびた火炎(,1、消炎
整流路#−9により消火Δiする。((:i、す′、5
ガー、、: (rj移流された後180°方向を変ンー
1充力iiイ(IぺJJll熱部2へ向う。
充填*li’ Ij”加りj′−γX6では充填材1B
の為1.l;、 j、゛丙ガ;4のガス流沖プ・、l 
、1.i、 1.、良好かつ均一な!′:へ伝燵7’)
: /144’、保さiする。。
撚セLガス(σj網[I状板10を通過後、排出夕゛ク
ト5より排出さflz;。燃焼空間11に耐火材4にて
囲貰れてお1)、消炎整流格子9及び二重触り1!、¥
′m部を々貰う充Brr q’ 18の為に二頂触痺管
が直接火炎にさ1−1さJすることがなく、受ける熱負
何も均一にすることができる。従って、二重触媒管の安
全性tel:高まり急速起動もできる。
二重M、l、媒管は、第3図に示すように、外1:?5
と内T1゛6の間の円p1部に触媒12ズバ充」jlさ
ノ1ており、改外されるべa 原料ガスは反1.1.ミ
ガス入[」通路′ff:通り、下方から上方へ上昇流で
流7するっこのし2、外管5からは充填イン層18によ
り熱が伝えられ、改質反応に必要外高温V約4−’jさ
)する。
触媒12層を通過した炭化水素燃料カス(・1.111
1次、水素と一酸化炭素を主成分とするガスに改質され
二重M+ Ml−管1戸部に至る。二重触、7(、lt
:rJn部に(牝、ガイドベーン14が外τf3の内部
に11着されておシ、円環を上昇してき7゛ζ水5(−
′リッヂガスが円滑に方向変換して内管6へ移!11で
きるようになっている。
水素リッチに改質された反応ガスは、内管6゜の内部を
下降流で流れるが、水素リッチガス(佳炭化水素系ガス
に比べ熱伝達にすぐれる為、この効果を生かすべく伝熱
促進リボン15を設置し・、単位伝熱量の増加と伝熱面
積の増加を計っている。
また、触媒保持多孔板13は多年の使用により劣化した
。(IIJ!/11.L、が、粉化等により二重触fi
管底部に沈澱し十生じさせる流路疎外や閉塞管のトラブ
ルを防止する1、 り工に、触、1lA(7)月りり:・1時には、内管保
持プレート17を取外し、内′1〒6を下方へ引抜くこ
とによって容易に119ことができる。
4、 ’+’l +η1の簡屯な+4i)、 ”i第1
図(d従来の・11)口・[改質〃き置を示す図、第2
〜・4図は不発り11!・’; l:’?の一実極照、
様1111を示す!)1で、第2図は全体!ノl、第3
 図及ヒ第4 図11−J t、;B i;’l’: 
+i11!゛ノ1でちる。
復代秤人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − 第1図 第2図 (A) 壷 反応・jノ゛く出口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炭化水素系燃料のスチームリフオーミンダ反応により水
    素リッチガスに変換する燃料改質装置において、該装置
    の中央に燃焼空間を一般け、該燃焼空間の外側に該燃焼
    空間から出てUターンした高温燃焔ガスが流入する兄事
    材層を設け、該充填材層内に内外の二重管からなり該二
    重管の内管と外管の間にか媒を充填した二重触媒管を設
    置したことを特徴とする燃料改質装置。
JP58206016A 1983-11-04 1983-11-04 燃料改質装置 Pending JPS60103001A (ja)

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JP58206016A JPS60103001A (ja) 1983-11-04 1983-11-04 燃料改質装置

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JPS60103001A true JPS60103001A (ja) 1985-06-07

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987006221A1 (en) * 1986-04-15 1987-10-22 The British Petroleum Company P.L.C. Process and apparatus for the production of synthesis gas
US4714593A (en) * 1986-03-10 1987-12-22 Toyo Engineering Corporation Reforming apparatus
US5164163A (en) * 1988-09-19 1992-11-17 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Hydrocarbon reforming apparatus
US5226928A (en) * 1989-12-26 1993-07-13 The Tokyo Electric Power Company, Incorporated Reforming apparatus for hydrocarbon
EP0661768A1 (en) * 1993-12-28 1995-07-05 Chiyoda Corporation Method of heat transfer in reformer

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