JPS60158294A - 燃料改質装置 - Google Patents

燃料改質装置

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JPS60158294A
JPS60158294A JP1351084A JP1351084A JPS60158294A JP S60158294 A JPS60158294 A JP S60158294A JP 1351084 A JP1351084 A JP 1351084A JP 1351084 A JP1351084 A JP 1351084A JP S60158294 A JPS60158294 A JP S60158294A
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tube
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catalyst
radial
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JP1351084A
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Shozo Kaneko
祥三 金子
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (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、特に全体の熱貫流率が高
くコンパクトな設計が可能な燃料改質装置用触媒管に関
する。
水蒸気改質反応等を行う燃料改質装置としては、第１図
に示すような二重管式触媒管が知られている。これは外
筒１と内筒２よシなる二重管の円還部に触媒３を充填し
、管外熱源よシ加熱を受け反応を行うもので、単管式の
ものに比べよ多コンパクトな設計が可能な点で有利であ
るが、本発明者らの検討によればなお次に述べるように
改善の余地があ−る０ 即ち、上記触媒層３内における半径方向の温度分布実測
例を第２図に示すが、図中実線で示される分布Ａのよう
になお急勾配となっておシ、この事実は外部熱源からの
熱を触媒層３に伝える場合の熱抵抗が大きいことを示し
、該触媒管全体の熱貫流率も小さくなっている０なお第
２図中の符号１〜３は第１図と同じ部分を意味するＯ 本発明の目的は、上記した従来の触媒反応管を改良して
、全体の熱貫流率が向上しよ殴コンパクトな設計が可能
な燃料改質装置を提供することにある。
ここで、第２図における温度分布がＡのようになる原因
は、触媒の化学反応性に比べ、触″媒管の熱伝導性が不
足しているためである０そとで本発明者らは、触媒管の
熱伝導性を向上をはかつて温度分布が第２図のＢに示さ
れるような触媒管を得るべく研究の結果、触媒層３内に
熱伝導促進材を挿入することによシ、総合熱貫流量率を
増加させることを考えつき、本発明の燃料改質装置に到
達した。
すなわち本発明は、外部熱源による加熱手段と、その内
部に充填触媒層を有する燃料改質用触媒管であって、上
記触媒層中半径方向にラジアルストレートフィン、スパ
イラルフィン、又はラジアルチップフィンを設けてなる
燃料改質装置を提供するものである。
ここでラジアルストレートフィン、スパイラルフィン及
びラジアルチップフィンは熱伝導促進材として熱の良伝
導体例えば金属等で構成される。
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する０ 第３図は本発明の一実施例の説明図であって、図中１は
外部に加熱熱源を有する二重管式水蒸気改質反応用触媒
管の外筒、２は内筒、３は外筒１と内筒２の間に挿入さ
れたラジアルストレートフィン、４＃ｉ該フイン３の上
部フランジ。
５は下部フランジであって４．５は共にフィンの支持を
兼ねる。第４図はこのラジアルストレートフィンの見取
図であって、上下部フランジ４゜５には夫々ガス通過用
の大きな開口部があシ、特に下部フランジ５については
、触媒支持用の多孔板又はワイヤメツシュ板６が設置さ
れている０ 本装置は管軸方向に任意の数積重ねることによって、あ
らゆる管長に対応することができる。
外部熱源よシ外筒１の外側に与えられた熱は、外筒１と
内筒２の間に形成される円環部に充填された触媒層７に
おいて、通過する反応ガスに水蒸気改質反応を起させる
。この反応は吸熱反応であるため、従来装置では第２図
のＡのような温度分布を示し、半径方向に非常に大きな
温度勾配を有しているが、これは既述のように触媒によ
る化学反応に、触媒管の熱伝導が追いつかないためであ
る。
本発明装置では金属等の熱の良伝導体によって構成され
るラジアルフィン３を設置し、すみやかに半径方向に熱
を伝えるので、なだらかな温度分布（第２図のＢ）を得
ることができる。
これは触媒管の熱貫流率を増大させることを意味し、従
ってコンパクトな改質装置の設計が可能となる。
第５図は本発明の別の実施例の説明図であシ、ラジアル
ストレートフィン３の代りに、スパイラルフィン８を用
いたもので、半径方向の熱伝導促進に加えて、反応ガス
に旋回流を与え、ガスのミキシングによる温度均一効果
を併せて得られるものである。
また第６図に示す本発明の実施例は内筒２にラジアルチ
ップフィン９を取付け、同等の効果を生むものである。
更に、第７図及び第８図に示す本発明の実施例ハラシア
ルフィンの応用として、半径方向のガス流を一旦完全に
集合ミキシングするため、上部フランジ１０及び下部フ
ランジ１１に傾斜をつけのど部１２通過時にガスミキシ
ングと高流速による温度均一効果を併せて得られるもの
である。
なお本発明の実施例としては二重管の場合のみを挙げて
説明したが、単一触媒管においても、本発明が応用でき
ることは当然である。
以上詳述したところからも明らかなように、本発明の燃
料改質装置の効果は次の如くである。
１）触媒層内に熱伝導促進材を挿入しであるので、総合
熱貫流率が向上する。
２）スパイラルフィン、ラジアルチップフィン或は反応
ガスのミキシング部を設けることによシ、熱伝導促進の
みならず温度均一効果も得て、温度分布がよシ改善され
る。
したがって本発明装置は燃料電池用及び化学プラント用
燃料改質装置に応用して多大の効果をもたらし、よシコ
ンパクトな設計が可能となるので経済的にも有利である
。
【図面の簡単な説明】
第１図：　従来の二重管式燃料改質用触媒管の説明図。 第２図：触媒層内での温度分布を示す図。横軸は管中心
からの距離、縦軸は温度を表す。 第３図：　本発明の一実施例の説明図。 第４図：　第３図のラジアルストレートフィンの見取図
。 第５図二　本発明の別の実施例におけるスパイラルフィ
ンの見取図。 第６図：　本発明のさらに別の実施例におけるラジアル
チップフィンの見取図。 第７図二　本発明のまた別の実施例におけるラジアルス
トレートフィンの応用を説明する図０ 第８図：　第７図のラジアルストレートフィンの見取図
０復代理人　内　１）　明 復代理人　萩　原　亮　− 児５図 児７図 第６区 尾１５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外部熱源による加熱手段と、その内部に充填触媒層を有
    する燃料改質用触媒管であって、上記触媒層中半径方向
    にラジアルストレートフィン、スパイラルフィン、又は
    ラジアルチップフィンを設けてなる燃料改質装置。
JP1351084A 1984-01-30 1984-01-30 燃料改質装置 Granted JPS60158294A (ja)

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JPH049198B2 JPH049198B2 (ja) 1992-02-19

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