JPS62263284A - 燃料改質装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水素発生設備の燃料改質装置に関する。

〔従来の技術〕

燃料改質装置に於ては、燃料ガスと水蒸気の混合ガスに
熱を加えることにより、触媒下で水素リッチの改質ガス
に改質している。従来の技術では、この熱源として燃焼
ガスによる直接加熱か、流動床による加熱か、また熱媒
を用いた加熱が行なわれている。

第３図、第４図および第５図にそれぞれ燃焼ガスによる
直接加熱方式、流動床による加熱方式、および熱媒を用
いた加熱方式による燃料改質装置の一例を示す。燃料ガ
スと水蒸気の混合ガスは、入口部１よシ改質器２へ入り
、触媒を封入した熱交換部３の下で熱交換及び改質反応
を起し、出口部４゛よシ水素リッチガスとして採取され
る。熱源は、空気送風機５で送り込んだ空気と燃料ポン
プ６で送られた燃料がバーナー７での燃焼によって与え
られる。

第３図では燃焼ガスと直接熱交換を行っている例であり
、第４図では流動床９を介し熱交換している例であシ、
第５図では熱媒ボイラ１０の蒸発器１２で蒸発した熱媒
を用いて熱交換を行っている例である。第３〜５図中、
８は排ガスダクトであり、第５図中１１は熱媒循環ポン
プである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように熱交換及び改質に必要な熱源を与える従来
型方式には次の問題点がある。直接加熱方式では、改質
ガスが均一（加熱されず、また気体による熱伝達は悪い
ので装置が大きくなる。流動床方式では、均一加熱が行
えるが、砂等の流動材が必要であシ、付属装置が必要と
なると共に、流動床のため負荷変化に対応しにくいとい
う欠点がある。熱媒方式では、均一加熱が行えるが、付
属設備としての熱媒ボイラー等が必要になると共に、危
険物としての熱媒の取）扱いが難しい。また熱媒として
の性質上潜熱は水蒸気の１／１０程度しかなく、熱交換
器部が大きくなる。また、各方式共燃焼を行うため、排
ガス処理を行わないと、環境規制値に合格しない場合も
ある。また、燃料改質装置を火力発電所と組み合わせて
エネルギー貯蔵を行おうとしても（後述の　第２図参照
）夜間の余剰蒸気の利用ができない。

〔目的〕

本発明は、従来方式の上記欠点を屏消することを意図す
るものであって、均一な熱交換を行うことができ、熱交
換部が従来方式に比較して１Ａ１）以下に低減すること
ができる水素発生設備の燃料改質装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成する手段として、水蒸気潜熱
を加熱源として使用する点にある。

すなわち、本発明は、入口と出口とをもち触媒が封入さ
れた熱交換部、同熱交換部の周囲を覆う加熱器、同加熱
器内に水蒸気を導く水蒸気供給管、前記加熱器内の熱交
換器で凝縮した水を排出する排水管からなることを特徴
とする燃料改質装置である。

本発明では熱源に水蒸気を利用し、その大量い潜熱を利
用して燃料ガスと水蒸気の混合ガスを効率的に改質し、
水素リッチガスを発生させるものであシ、この作用効果
を説明すると、水蒸気を熱源として利用し、その潜熱を
有効に利用することで均一加熱が可能になシ、また付属
設備も少く、安全で、かつ大量の熱源としての水蒸気の
使用が可能となる。また、潜熱を利用することで大きい
負荷変化率が望めると共に、装置もコンパクトになり、
熱交換後の蒸気は水として回収可能である。そのため、
排ガス等の環境排出物が発生し７ない作用効果を奏する
。

〔実施例〕

第１図は本発明による改質装置の実施例を示す概略図で
ある。メタノール等の燃料ガスと水蒸気混合ガスが入口
部１よシ入り、触媒を封入した熱交換部３を通過する間
に熱交換、改質を行い、出口部４より水素リッチガスが
発生する。

熱源の水蒸気は水蒸気制御弁１３で改質器２内の圧力を
一定にコントロールするように加えられる。熱交換して
発生したドレンはホットウェル１５で貯えられた後、ド
レン排出弁１４で排出する。例えば、メタノールガス改
質の場合は改質器２の内部の圧力は５０　ｋｇ　／　ｍ
”１１４度で十分であり、発電所のタービン抽気等の有
効利用が一可能である。また、ドレン排出弁１４より排
出されたドレンは既設熱交換器（図示せず）へ注入すれ
ば排熱を有効に再利用でき無駄が々い。

第２図は、本発明の装置を火力発電所に隣設設置し、夜
間の余剰蒸気をＨ，の化学エネルギーとして貯蔵するエ
ネルギー貯蔵システムとして使用する実施例を示す。ボ
イラ１６で発生した蒸気は蒸気タービン１７で電気の発
生を行う。

膨張した蒸気は復水器１８で水に戻り、給水は給水ポン
プ１９でボイラ１６へ戻される。給水は給水加熱器２０
で蒸気タービン１７抽気により混合加熱され、潜熱を利
用することで蒸気タービン効率の向上に寄与する。本シ
ステムを利用したエネルギー貯蔵システムは蒸気タービ
ン抽気量を増加し、更に蒸気タービン効率の向上が期待
できる。

燃料タンク２１から燃料ポンプ２２で蒸発器２３に送ら
れた燃料は、タービン抽気により加熱され、蒸発し、蒸
気混合器２４へ送られる。

ここでタービン抽気の蒸気と混合し、改質器２へ送られ
、触媒の下、タービン抽気の蒸気で加熱され、水素リッ
チの改質ガスへ分解される。

改質ガスはガス精製器２５で一酸化炭素、水蒸気等の混
合ガスが除かれ、水素は水素貯蔵器２６ヘ貯えられる。

水素貯蔵器２６は金属貯蔵等の利用が可能である。ガス
精製器２５で分離された混合ガスは、−酸化炭素等の燃
焼可能分が含有されているため、ボイラ１６へ戻され、
有効に再利用される。蒸発器２５および改質器２で熱交
換を終えたドレンは、火力発電所の給水加熱器２０へ戻
せはドレンが有効に再利用される。

〔発明の効果〕

本発明は、以上詳記したように、水蒸気の潜熱を利用す
るものであるから、均一な熱交換が行え、熱交換部の大
きさが従来のものに比べ１０分１に低減することも可能
である。また、熱交換部は均一の温度が保たれるため材
料も炭素鋼が使用で六る。その上、排ガスを発生しない
ため環境対策を行う必要がなく、また排ガスの熱を捨て
る必要がないため効率も２０％程度の上昇が計れる。さ
らに、発電所に隣設すれば夜間の余剰蒸気の利用が可能
で、エネルギー貯蔵設備としても有効であるなど顕著な
効果が生ずる。

なお、以下に、本発明の水蒸気を利用する場合と、従来
の熱媒（油）蒸気利用の場合とを比較して説明する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である改質装置の概略図であり
、第２図は本発明による改質装置を火力発電所に隣設し
、エネルギー貯蔵システムとして利用する場合の概略図
である。第３図は従来の燃焼ガス加熱方式を、第４図は
従来の流動床加熱方式上、第５図は従来の熱媒加熱方式
をそれぞれ示す概略図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫 第２図 ６−モドーーー２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入口と出口とをもち触媒が封入された熱交換部、同熱交
   換部の周囲を覆う加熱器、同加熱器内に水蒸気を導く水
   蒸気供給管、前記加熱器内の熱交換器で凝縮した水を排
   出する排水管からなることを特徴とする燃料改質装置。