JPS63166701A - プレ−ト型改質装置 - 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〉 本発明はメタノール等の炭化水素を改質して水素等の生
成ガスを製造するプレート型改質装置に関するものであ
る。

〈従来技術およびその問題点〉 触媒を使用して炭化水素と水蒸気を生成ガスに改質する
、いわゆる触媒反応装置としては、従来、特開昭５３−
７８９８３号公報に記載されている如き構成のものがあ
る。

今、上記公知の触媒反応装置について説明すると、第４
図および第５図に示す如く、炉ａ内の下部にプレートｂ
を設け、該プレートｂ上に、多数の筒状壁Ｃを炉軸と平
行にして並べて設け、該多筒状壁Ｃの内側に、該筒状壁
Ｃの内径よりも小さい外径とし且つ上端を閉じた管状リ
アクタｄを立てて位置させると共に、該管状リアクタｄ
の内側に所要の間隔を設けてセンタチューブｅを配し、
更に該センタチューブｅの内側に筒状プラグｆを同心状
に配し、上記管状リアク、りｄの外面と筒状壁Ｃの内面
との間の隙間を環状バーナガス通路ｇとし、管状リアク
タｄの内面とセンタチューブｅの外面との間の隙間を環
状反応室りとし、センタチューブｅの内面と筒状プラグ
丁の外面との間の隙間を環状再生室１としている。又、
上記環状バーナガス通路０の下端には高温ガスの出口導
管ｊが、環状反応室りの下端には水蒸気および炭化水素
燃料の混合物の供給導管ｋが、又、環状再生室ｉの下端
には反応生成物の出口導管ノがそれぞれ接続してあり、
環状バーナガス通路０にはアルミナ球ｍが充填してあり
、環状反応室りには触媒粒子０が充填しである。

更に、炉ａの上端部には、バーナ燃焼マニホールド０と
空気マニホールドｐとが区画して形成してあり、バーナ
燃焼マニホールド０には炉用燃料が導管ｑを経て供給さ
れるようにしであると共に、空気マニホールドｐには空
気が導管「を経て供給されるようにしてあり、バーナキ
ャビリティＳで燃料と空気の燃焼が行われ、ここで生じ
た高温ガスが環状バーナガス通路ｇを通るようにしであ
る。

したがって、上記従来の触媒反応装置では、導管により
水蒸気および炭化水素の混合物を供給すると、該混合物
は環状反応室り内に入り、ここで環状バーナガス通路ｇ
内を下降している高温ガスにより加熱され、触媒粒子ｎ
の存在下で反応を開始する。反応室りの上方へ移動した
反応生成物は再生室ｉを通って下降する。ところがかか
る改質炉は内部で燃焼が行われるため耐熱性の高い構造
、材質が要求されること、全体として大型となることな
どのため設備費が高価であり、また伝熱量が大きいため
、バーナキャビティＳ内での燃焼温度が低下しやすく、
低発熱燃料では安定した燃焼がえられず操業がむずかし
いなどの問題がある。

一方プレート型熱交換器は有効伝熱面積が大ぎく形状が
コンパクトにできることから近来広く使用されるように
なったが、構造上や材質上（接着に使用する金属ろうな
ど）の問題のためあまり高温で使用できず、熱源として
燃焼ガス等の高温のガスを使用することができないとい
う問題がある。

〈発明の目的〉 本発明は以上述べた問題点に鑑み案出されたもので、メ
タノール等の低分子の炭化水素は比較的低温で改質でき
る点および高温液体の体積当りの比熱が大きい点に着目
し、熱源として高温液体を使用することにより、メタノ
ール等の低分子の炭化水素の改質を行うプレート型改質
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〉 上記目的を達成するため本発明のプレート型改質装置は
、隔離板と、周辺部を残して内部にくり抜き部を有する
ディスタンスプレートとが交互に積み重ねられて改質室
と加熱室とが交互に形成されているとともに上記改質室
には改質用触媒が充填され、且つ水蒸気と炭化水素とを
含む供給ガスの供給用流路と生成ガスの排出用流路がそ
れぞれ連通されており、上記加熱室には高温液体の供給
用流路と排出用流路がそれぞれ連通されていることを特
徴とするものである。

〈作　　　用〉 水蒸気と炭化水素を含む供給ガスを改質室に送入し、４
００〜６００℃の温度のホットオイル等の高温液体を加
熱室に送入すると、隔離板を介して、供給ガスが加熱さ
れ、室内の改質用触媒の作用で水蒸気と炭化水素が反応
し水素ガスを含む生成ガスが発生する。生成ガスは改質
室から流出する。

〈実　施　例〉 以下本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図および第２図に示すように、本実施例のプレート
型改質装置は改質装置本体である反応部■と、生成ガス
と供給ガスとをそれぞれ導入して熱交換させ、熱回収を
行う熱交換部■とが中間に仕切壁■を介在させて熱交換
部■が上に、反応部Ｉが下になるように配置されてなる
。

反応部■は、周辺部を残して内部にくり抜き部７を有す
るディスタンスプレート６と隔離板５とが交互に積み重
ねられて、改質室１と加熱室３が交互に形成されており
、改質室１には改質用触Ｉｓ２が充填され、加熱室３に
は伝熱フィン４が取りつけられた構造となっている。

改質室１の周辺を隔するディスタンスプレートは６ｂで
あり、加熱室３の周辺を隔するディスタンスプレートは
６ａである。ディスタンスプレート６ａ、　６ｂには、
その周辺部の一側に、供給ガスの流路となる孔Ｂと、高
温液体の流路となるＡを、第２図の如く設けると共に、
周辺部の他側に、改質で得られた生成ガスの流路となる
孔りと、高温液体の排出となる孔Ｃを設け、且つ改質室
１のディスタンスプレート６ｂに設けた上記孔Ｂ、！：
Ｄは、改質室１に連通ずるように扇形の切欠部９を設け
、供給ガスが孔Ｂから改質室１内に入り、水素ガスを含
む生成ガスに改質されて改質室１から孔りに導かれるよ
うになっている。同様に加熱室３のディスタンスプレー
ト６ａに設けた上記孔ＡとＣは、加熱室３に連通するよ
うに扇形の切欠部８を設け、高温液体が孔Ａから加熱室
３内に入り排液が孔Ｃへ導かれるようになっている。

又、熱交換部■は、内部くり抜き部を有するディスタン
スプレート１０をフラットな隔離板１１を挟んで交互に
積層して、周辺部に前記孔Ａ１Ｂ、Ｃ，Ｄに対応させて
供給ガス、生成ガスの流れる孔ＥＳＦ、Ｇ、）−１をそ
れぞれ形成し、隔離板１１の片面側のディスタンスプレ
ート１０ａの孔ＥとＨは、内部くり抜き部を介して互い
に連通ずるように扇形の切欠部で開放し、又、隔離板１
１の反対面に位置するディスタンスプレート１０ｂの孔
ＦとＧは、内部くり抜き部を介して互に連通ずるように
扇形の切欠部で開放させ、供給ガスと生成ガスとが異な
る通路を通るようになっている。

更に、熱交換部■の上側には、供給ガスＳの流路となる
孔Ｇに連通ずる供給ガスの入口１４を有し、且つ生成ガ
スＴの流路となる孔Ｅに連通ずる生成ガス出口１５を有
する上部側板１６があり又、反応部工の下側には、高温
液体Ｕの流路となる孔Ａに連通ずる高温液体人口１７を
有し且つ高温液体Ｕの流路となる孔Ｃに連通ずる高温液
体出口１８を有する下部側板１９がある。

仕切板■には反応部の孔Ｂと熱交換部の孔Ｆとを連通さ
せる孔Ｍおよび反応部の孔りと熱交換部の孔Ｈとを連通
させる孔Ｎがそれぞれ両側に形成されている。尚上記各
板は通常ろう付により互いに接着されて一体に成形され
るが、上部側板１６と下部側板１９とを上下から締め付
けることにより一体化するようにしてもよい。又、本例
では板は水平になっているものとして記載しているが、
垂直になっていてもよい。

次に作用を説明する。

上部側板１６の入口１４から供給ガスＳ（たとえば、水
蒸気とメタノールガス）を入れると、この供給ガスは孔
Ｇから熱交換部■の各段の供給ガスの被加熱側の通路を
通って孔Ｆへ導かれ、該孔Ｆを下降して反応部Ｉに入り
、該反応部■で孔Ｂから改質室１に入る。

一方下部側板１９の入口１７から供給された４００〜６
００℃のホットオイル等の高温液体Ｕは、反応部工で孔
入から加熱室３に入る。加熱室３には、伝熱フィン４が
取付けられており、ここに入った高温液体は、その熱を
隔離板５を介して改質室１内の供給ガスに伝え供給ガス
は加熱され、改質室１内の改質用触媒２によって、ＣＨ
４＋Ｈ２０→ＣＯ＋３Ｈｇ ＣＯ＋　Ｈ２０−＋ＣＯ２＋　Ｈ２ の反応が行われ、メタンガスをＨ２とＣＯ２とｃｏに改
質する。

又、炭化水素がメタノールである揚台は下記の反応でや
はりＨ２とＣＯ２とＣＯが生成する。

ＣＨ３０Ｈ−＋ＣＯ＋２８２ ＣＯ＋　Ｈ２０−ＣＯ２＋　Ｈ２ 上記反応で得られた生成ガスＴは、改質室１より孔りに
入って上昇し、熱交換部■における孔Ｈから加熱側の通
路を通って孔Ｅに入り孔Ｅ内を上昇して出口１５より取
り出される。

このように、熱交換部■では供給ガスＳと生成ガスＴと
の間で熱交換が行われ、改質室１へ入る供給ガスＳは加
熱され熱回収が行われる。

以上におけるガスおよび燃料の流れをわかり易く示した
のが第３図である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の
変更が可能である。

〈発明の効果〉 以上述べた如く本発明のプレート型改質装置によれば、
次の如き優れた効果がある。

（１）　　プレート型であるため、伝熱面積が大きく、
′　　且つコンパクトにすることができ、放熱損失も小
さくなる。

■　プレート型熱交換器と一体に組み合わせることによ
り、熱回収が容易に行われ、熱効率が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の実施例を示す切断正面図、第２
図は第１図に示す各部を分解して示した斜視図、第３図
はガスおよび燃料の流れを示す概略図、第４図は従来の
触媒反応装置の例を示す切断側面図、第一５図は第４図
のＶ矢視断面図、第６図は第１図のＶｌ−Ｖｌ矢視図で
ある。 ■は反応部、■は熱交換部、■は仕切板、１は改質室、
２は改質用触媒、３は加熱室、４は伝熱フィン、５は隔
離板、６ａ−６ｂ−１０ａ　−１０ｂはディスタンスプ
レートを示す。 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 隔離板と、周辺部を残して内部にくり抜き部を有するデ
   ィスタンスプレートとが交互に積み重ねられて改質室と
   加熱室とが交互に形成されているとともに上記改質室に
   は改質用触媒が充填され、且つ水蒸気と炭化水素とを含
   む供給ガスの供給用流路と生成ガスの排出用流路がそれ
   ぞれ連通されており、上記加熱室には高温液体の供給用
   流路と排出用流路がそれぞれ連通されていることを特徴
   とするプレート型改質装置。