JPH03232704A - 改質装置 - Google Patents
改質装置Info
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- JPH03232704A JPH03232704A JP2924490A JP2924490A JPH03232704A JP H03232704 A JPH03232704 A JP H03232704A JP 2924490 A JP2924490 A JP 2924490A JP 2924490 A JP2924490 A JP 2924490A JP H03232704 A JPH03232704 A JP H03232704A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- partition wall
- cylindrical
- catalyst body
- gas
- container
- Prior art date
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- Pending
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、多孔性固体を用いて輻射伝熱により熱の有効
利用を図ることにより原料ガスの改質を促進させるよに
した改質装置に関する。
利用を図ることにより原料ガスの改質を促進させるよに
した改質装置に関する。
(従来の技術)
改質装置の一例として例えば、水素ガスを得るために、
CH4とH20の混合した原料ガスをCH4+H20→
CO+3H2で示されるスチームリフォーミング反応を
用いて反応させ、H2とCOの混合した生成ガスを得る
ことが行われており、この反応装置が原料ガスの分解に
使用されている。
CH4とH20の混合した原料ガスをCH4+H20→
CO+3H2で示されるスチームリフォーミング反応を
用いて反応させ、H2とCOの混合した生成ガスを得る
ことが行われており、この反応装置が原料ガスの分解に
使用されている。
従来この種反応装置としては、例えば第3図に示すもの
が公知である(特開昭62−172615号公報)。第
3図中51は燃焼室、52は多孔性の熱輻射体、53は
受熱室、54は触媒が全体に均一に担持された略均−な
孔径を有する多孔性の受熱体、55は円筒容器60内を
燃焼室51と受熱室53とに仕切り原料ガス(CH4と
H20を混合したガス)58が漏洩しないようにした隔
壁、56は燃料の燃焼により得られた高温の燃焼ガス、
57は排ガス、59は原料ガス58の分解により得られ
たH2とCOを混合した生成ガス、61は原料ガス供給
管、62は多数の噴出口を有するバーナ1.6′3は排
ガス管、64は生成ガス取出し管である。
が公知である(特開昭62−172615号公報)。第
3図中51は燃焼室、52は多孔性の熱輻射体、53は
受熱室、54は触媒が全体に均一に担持された略均−な
孔径を有する多孔性の受熱体、55は円筒容器60内を
燃焼室51と受熱室53とに仕切り原料ガス(CH4と
H20を混合したガス)58が漏洩しないようにした隔
壁、56は燃料の燃焼により得られた高温の燃焼ガス、
57は排ガス、59は原料ガス58の分解により得られ
たH2とCOを混合した生成ガス、61は原料ガス供給
管、62は多数の噴出口を有するバーナ1.6′3は排
ガス管、64は生成ガス取出し管である。
上記反応装置では、バーナ62から噴射して燃焼される
高温燃焼ガス56は熱輻射体52を通過し、排ガス管6
3から排ガス57として排出される。燃焼ガス56の顕
熱は、熱輻射体52を通過する際に対流熱伝達によって
熱輻射体52に吸収され、熱輻射体52が加熱されて装
置内に輻射熱が放出され、放出された輻射熱は、隔壁5
5が金属材料或いはセラミックの場合は隔壁55の加熱
及び再輻射として受熱体54に受熱され、又隔壁55が
石英ガラス等のように透明な材質の場合は隔壁55を透
過して受熱体54に受熱され、受熱体54が加熱される
。
高温燃焼ガス56は熱輻射体52を通過し、排ガス管6
3から排ガス57として排出される。燃焼ガス56の顕
熱は、熱輻射体52を通過する際に対流熱伝達によって
熱輻射体52に吸収され、熱輻射体52が加熱されて装
置内に輻射熱が放出され、放出された輻射熱は、隔壁5
5が金属材料或いはセラミックの場合は隔壁55の加熱
及び再輻射として受熱体54に受熱され、又隔壁55が
石英ガラス等のように透明な材質の場合は隔壁55を透
過して受熱体54に受熱され、受熱体54が加熱される
。
原料ガス58は受熱体54を通過する際に受熱体54に
より加熱されて分解し、H2とcoの混合した生成ガス
59となり、生成ガス取出し管64を通して装置外へ送
られる。
より加熱されて分解し、H2とcoの混合した生成ガス
59となり、生成ガス取出し管64を通して装置外へ送
られる。
上述のごとく、熱輻射体52に吸収された熱を輻射によ
り受熱体54に与え、原料ガス58を受熱体54内に通
して加熱し、触媒の存在のもとに分解させることにより
、改質生成ガス59を得るようにすると、熱の有効利用
が図られると共に原料ガス58の分解がコンパクトな装
置により効果的に行われる。
り受熱体54に与え、原料ガス58を受熱体54内に通
して加熱し、触媒の存在のもとに分解させることにより
、改質生成ガス59を得るようにすると、熱の有効利用
が図られると共に原料ガス58の分解がコンパクトな装
置により効果的に行われる。
(発明が解決しようとする課8)
以上述べた従来の反応装置は同心多重円筒形であるため
、この装置を大形大容量用に適用した場合、隔壁55の
直径と軸方向長さの比のとり方によっては、全体の外形
が大形となることがある。
、この装置を大形大容量用に適用した場合、隔壁55の
直径と軸方向長さの比のとり方によっては、全体の外形
が大形となることがある。
例えば、あまり隔壁55の直径を小さく細長い形状にす
ると軸方向の温度の変化幅が大きくなり改質効率が悪く
なる。
ると軸方向の温度の変化幅が大きくなり改質効率が悪く
なる。
このような問題点を改善するため、隔壁55の直径と軸
方向長さをほぼ同じ程度の寸法にすることが考えられる
が、この場合隔壁55が大口径になるので、第3図に示
す従来形では隔壁55の内側に無駄な空間ができること
から全体が大形化し、さらに加熱源が隔壁55の外側に
しか配設されていないので、放熱量が比較的多量となり
、改質効率か悪くなる。
方向長さをほぼ同じ程度の寸法にすることが考えられる
が、この場合隔壁55が大口径になるので、第3図に示
す従来形では隔壁55の内側に無駄な空間ができること
から全体が大形化し、さらに加熱源が隔壁55の外側に
しか配設されていないので、放熱量が比較的多量となり
、改質効率か悪くなる。
本発明は全体がコンパクトであって、熱の有効利用か図
られ、改質効率が向上し、大容量用と【7ても適用可能
な改質装置を提供することを目的とする。
られ、改質効率が向上し、大容量用と【7ても適用可能
な改質装置を提供することを目的とする。
[発明の構成〕
(課題を解決するための手段)
本発明は前記目的を達成するため、第1の発明は円筒状
の圧力容器と、この容器内に配設され、両端部が開口さ
れた円筒状の外側隔壁と両端部が開口された円筒状の内
側隔壁からなり、前記外側隔壁と前記内側隔壁の下端部
をそれぞれ底部材で連結し、前記内側隔壁の上端部を蓋
部材で連結してなる2重円筒形隔壁と、前記外側隔壁お
よび内側隔壁間に配設され、両端部が開口された円筒状
の外側触媒体と両端部が開口された円筒状の内側触媒体
からなり、前記外側触媒体および内側触媒体の上上端部
かそれぞれ蓋部材および底部材で閉塞され、かつ前記容
器外部から容器内部に導入される原料ガスを通過させて
改質排ガスを前記容器外部に排出する2重円筒形触媒体
と、前記内側隔壁内周側および前記外側隔壁外周側にそ
れぞれ配設され、高温ガスか通過可能な多孔性材料から
なる内側熱輻射体および外側熱輻射体と、前記内側熱輻
射体および外側熱輻射体に通過させる高温ガスを発生し
、この高温ガスにより加熱される熱輻射体の輻射熱によ
り前記外側触媒体および内側触媒体を通過する原料ガス
を加熱するための加熱手段とからなる改質装置である。
の圧力容器と、この容器内に配設され、両端部が開口さ
れた円筒状の外側隔壁と両端部が開口された円筒状の内
側隔壁からなり、前記外側隔壁と前記内側隔壁の下端部
をそれぞれ底部材で連結し、前記内側隔壁の上端部を蓋
部材で連結してなる2重円筒形隔壁と、前記外側隔壁お
よび内側隔壁間に配設され、両端部が開口された円筒状
の外側触媒体と両端部が開口された円筒状の内側触媒体
からなり、前記外側触媒体および内側触媒体の上上端部
かそれぞれ蓋部材および底部材で閉塞され、かつ前記容
器外部から容器内部に導入される原料ガスを通過させて
改質排ガスを前記容器外部に排出する2重円筒形触媒体
と、前記内側隔壁内周側および前記外側隔壁外周側にそ
れぞれ配設され、高温ガスか通過可能な多孔性材料から
なる内側熱輻射体および外側熱輻射体と、前記内側熱輻
射体および外側熱輻射体に通過させる高温ガスを発生し
、この高温ガスにより加熱される熱輻射体の輻射熱によ
り前記外側触媒体および内側触媒体を通過する原料ガス
を加熱するための加熱手段とからなる改質装置である。
また、第2の発明は前述の2重円筒隔壁の構成とは異な
り、容器内に配設され、両端部が開口された円筒状の外
側隔壁と両端部が開口された円筒状の内側隔壁からなり
、前記外側隔壁と前記内側隔壁の下端部および上端部を
それぞれ底部材および蓋部材で連結してなる構成とした
ものである。
り、容器内に配設され、両端部が開口された円筒状の外
側隔壁と両端部が開口された円筒状の内側隔壁からなり
、前記外側隔壁と前記内側隔壁の下端部および上端部を
それぞれ底部材および蓋部材で連結してなる構成とした
ものである。
(作用)
本発明によれば、円筒状の容器内を加熱室側と改質室側
とに分離するための隔壁を、2重円筒形状とし、この内
側隔壁内周側と外側隔壁外周側に熱輻射体をそれぞれ配
設し、かつこれらに高温ガスをそれぞれ供給するように
し、また内側隔壁と外側隔壁との間に2重円筒形触媒体
を設けるようにしたので、全体がコンパクトであって、
熱の有効利用が図られ、改質効率が向上し大容量用とし
も適用できる。
とに分離するための隔壁を、2重円筒形状とし、この内
側隔壁内周側と外側隔壁外周側に熱輻射体をそれぞれ配
設し、かつこれらに高温ガスをそれぞれ供給するように
し、また内側隔壁と外側隔壁との間に2重円筒形触媒体
を設けるようにしたので、全体がコンパクトであって、
熱の有効利用が図られ、改質効率が向上し大容量用とし
も適用できる。
(実施例)
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第1図はその第1の実施例の縦断面図を示すもので、
以下これについて説明する。
。第1図はその第1の実施例の縦断面図を示すもので、
以下これについて説明する。
圧力容器17は、有底円筒状であって、内周面に断熱材
35を有し、この開口部に上蓋19が上蓋取付フランジ
ボルト20により取り付けられている。
35を有し、この開口部に上蓋19が上蓋取付フランジ
ボルト20により取り付けられている。
同心2重円筒形隔壁21は、加熱室A側と改質室B側と
に分離するとともに、加熱室を外側燃焼室1aと内側燃
焼室1bに分離するために、容器17内に配設され、両
端部が開口された円筒状の外側隔壁21aと、両端部が
開口された円筒状の内側隔壁21bからなり、外側隔壁
21aと内側隔壁21bの下端部をそれぞれ底部材21
dで連結し、内側隔壁21bの上端部を例えば鏡板から
なる蓋部材21cで連結されている。
に分離するとともに、加熱室を外側燃焼室1aと内側燃
焼室1bに分離するために、容器17内に配設され、両
端部が開口された円筒状の外側隔壁21aと、両端部が
開口された円筒状の内側隔壁21bからなり、外側隔壁
21aと内側隔壁21bの下端部をそれぞれ底部材21
dで連結し、内側隔壁21bの上端部を例えば鏡板から
なる蓋部材21cで連結されている。
同心2重円筒形触媒体22は、原料ガスを通過させて改
質排ガスを得るためのもので、外側隔壁21aおよび内
側隔壁21b間に配設され、両端部が開口された円筒状
の外側触媒体22aと両端部が開口された円筒状の内側
触媒体22bからなり、外側触媒体22aおよび内側触
媒体22bの上下端部がそれぞれ触媒体蓋部材24およ
び触媒体底部材23で閉塞されている。
質排ガスを得るためのもので、外側隔壁21aおよび内
側隔壁21b間に配設され、両端部が開口された円筒状
の外側触媒体22aと両端部が開口された円筒状の内側
触媒体22bからなり、外側触媒体22aおよび内側触
媒体22bの上下端部がそれぞれ触媒体蓋部材24およ
び触媒体底部材23で閉塞されている。
内側熱輻射体16bおよび外側熱輻射体16aは、内側
隔壁21bの内周側および外側隔壁21aの外周側にそ
れぞれ配設され、高温ガスが通過可能な環状の多孔性材
料からなっている。
隔壁21bの内周側および外側隔壁21aの外周側にそ
れぞれ配設され、高温ガスが通過可能な環状の多孔性材
料からなっている。
この熱輻射体16a、16bは、高温ガスにさらされる
ため、セラミック粒子多孔体あるいはセラミックファイ
バ成形品を用いる。セラミ・ツク粒子多孔体は、アルミ
ナおよびシリカのセラミ・ンク材で構成されたセラミッ
ク粒子とウレタン粒子の混合物を2000℃以上の高温
で焼成し、ウレタン粒子を焼失して空隙率0.7〜0.
9の空間率の割合を多くしたものである。また、セラミ
ックファイバ成形品は、上記セラミック粒子多孔体と組
成はほぼ同一であるが、セラミック材をファイバ状(繊
維状)に焼成し、このファイバ状にしタモのとバインダ
を混合させ再焼成したものである。
ため、セラミック粒子多孔体あるいはセラミックファイ
バ成形品を用いる。セラミ・ツク粒子多孔体は、アルミ
ナおよびシリカのセラミ・ンク材で構成されたセラミッ
ク粒子とウレタン粒子の混合物を2000℃以上の高温
で焼成し、ウレタン粒子を焼失して空隙率0.7〜0.
9の空間率の割合を多くしたものである。また、セラミ
ックファイバ成形品は、上記セラミック粒子多孔体と組
成はほぼ同一であるが、セラミック材をファイバ状(繊
維状)に焼成し、このファイバ状にしタモのとバインダ
を混合させ再焼成したものである。
このような、セラミックファイバ成形品は前述のセラミ
ック粒子多孔体に比べて温度を急激に高温まで上げ下げ
してもこれに伴う亀裂破損が生じにくいので、加熱温度
が高い用途に適する。
ック粒子多孔体に比べて温度を急激に高温まで上げ下げ
してもこれに伴う亀裂破損が生じにくいので、加熱温度
が高い用途に適する。
前記燃焼室1a、lbの下部、すなわち熱輻射体16a
と外側隔壁21aの間の下部空間ならびに熱輻射体16
bと内側隔壁21bの間の下部空間には、外側燃料管2
a、内側燃料管2bが設けられ、この燃料管2a、2b
の上面に、燃料を噴出するための噴出口3か多数個円周
上にほぼ均等に形成されている。
と外側隔壁21aの間の下部空間ならびに熱輻射体16
bと内側隔壁21bの間の下部空間には、外側燃料管2
a、内側燃料管2bが設けられ、この燃料管2a、2b
の上面に、燃料を噴出するための噴出口3か多数個円周
上にほぼ均等に形成されている。
燃料導入管4は、容器17内を貫通するとともに、2本
に分岐された外側連絡管6aと内側連絡管6bに連結さ
れ、この連絡管6a、6bはそれぞれ燃料管2a、2B
)に連結され、燃料導入管4の途中経路には燃料の導入
;を制御するための燃料導入弁5が設けられ、また内側
連絡管6bの途中には内側燃料弁7が設けられている。
に分岐された外側連絡管6aと内側連絡管6bに連結さ
れ、この連絡管6a、6bはそれぞれ燃料管2a、2B
)に連結され、燃料導入管4の途中経路には燃料の導入
;を制御するための燃料導入弁5が設けられ、また内側
連絡管6bの途中には内側燃料弁7が設けられている。
空気導入管8は、容器17内を貫通するとともに、2本
に分岐された外側空気管12aと内側空気管12bに連
結され、この空気管12a。
に分岐された外側空気管12aと内側空気管12bに連
結され、この空気管12a。
12bはそれぞれ円周上等配に林立する外側予熱管13
aと内側予熱管13bに連結され、空気導入管8の途中
経路には空気の導入量を制御するための空気導入弁9が
設けられ、また内側連絡管10bの途中には内側空気弁
11が設けられている。
aと内側予熱管13bに連結され、空気導入管8の途中
経路には空気の導入量を制御するための空気導入弁9が
設けられ、また内側連絡管10bの途中には内側空気弁
11が設けられている。
外側予熱管13a、内側予熱管13bには、U字管14
が連結され、このU字管14は予熱管13a、13bと
同一円周上に設けたもどり管(図示せず)と連結され、
このもどり管にはそれぞれ空気噴出ノズル15a、15
bか連結されている。これにより、空気導入管8からの
空気が燃焼室1a、lbに噴射されるようになっている
。
が連結され、このU字管14は予熱管13a、13bと
同一円周上に設けたもどり管(図示せず)と連結され、
このもどり管にはそれぞれ空気噴出ノズル15a、15
bか連結されている。これにより、空気導入管8からの
空気が燃焼室1a、lbに噴射されるようになっている
。
しかして、第1図において、外側隔壁21aは圧力容器
17の上部外周面に形成されているフランジにフランジ
締付ボルト18で締結されている。
17の上部外周面に形成されているフランジにフランジ
締付ボルト18で締結されている。
前記外側隔壁21aと内側隔壁21bの間に形成されて
いる改質室Bに、前述の外側触媒体22aと内側触媒体
22bからなる2重円筒形触媒体22が収納され、両舷
媒体22a、22bは容器17内に固定されている触媒
体底部材23と上部の触媒体蓋部材24にはさみ、引張
りボルト25とスプリング26により触媒体蓋部材24
、触媒体底部材23の上下に間隙ができないように締付
けられている。
いる改質室Bに、前述の外側触媒体22aと内側触媒体
22bからなる2重円筒形触媒体22が収納され、両舷
媒体22a、22bは容器17内に固定されている触媒
体底部材23と上部の触媒体蓋部材24にはさみ、引張
りボルト25とスプリング26により触媒体蓋部材24
、触媒体底部材23の上下に間隙ができないように締付
けられている。
そして、触媒体蓋部材24には、圧力容器17内の頭部
側の円周上に等間隔に改質生成ガス出口管27が配設さ
れ、この改質生成ガス出口管27には、外周面にフィン
29を有する螺旋管28を介して放射状管30に連結さ
れ、この放射状管30に連結され、この放射状管30は
ヘッダ31と生成ガス出口管32を介して連結されてい
る。
側の円周上に等間隔に改質生成ガス出口管27が配設さ
れ、この改質生成ガス出口管27には、外周面にフィン
29を有する螺旋管28を介して放射状管30に連結さ
れ、この放射状管30に連結され、この放射状管30は
ヘッダ31と生成ガス出口管32を介して連結されてい
る。
また、螺旋管28の外周側に原料ガス導入管33が配設
され、この原料ガス導入管33から導入される原料ガス
が、外側隔壁21a、内側隔壁21bと外側触媒体22
a、外側触媒体22bとの間の空間に供給されるように
なっている。
され、この原料ガス導入管33から導入される原料ガス
が、外側隔壁21a、内側隔壁21bと外側触媒体22
a、外側触媒体22bとの間の空間に供給されるように
なっている。
次に、以上述べた本発明の第1の実施例の動作について
述べる。改質に使用される原料ガスは、原料ガス導入管
33から入いり、螺旋管28の周囲の空間44を流下し
て外側隔壁21a、内側隔壁21bと外側触媒体22a
、内側触媒体22bの間の間隙に入いり外側触媒体22
a、内側触媒体22bを通過する間に改質が行なわれる
。
述べる。改質に使用される原料ガスは、原料ガス導入管
33から入いり、螺旋管28の周囲の空間44を流下し
て外側隔壁21a、内側隔壁21bと外側触媒体22a
、内側触媒体22bの間の間隙に入いり外側触媒体22
a、内側触媒体22bを通過する間に改質が行なわれる
。
この改質された改質生成ガスは、外側触媒体22aと内
側触媒体22bとの間の空間に集まり、改質生成ガス出
口管27に入り、ここで改質生成ガスは立ち上がり螺旋
管28により円周方向に向きをかえ、螺旋管28を経て
放射状管30を通り、中央のヘッダ31に集まり、生成
ガス出口管32に送られる。前記改質生成ガスが、螺旋
管28を通過する際に、この外周側を通過している原料
ガスと熱交換されて冷却され、この冷却された生成ガス
が生成ガス出口管32に送られる。
側触媒体22bとの間の空間に集まり、改質生成ガス出
口管27に入り、ここで改質生成ガスは立ち上がり螺旋
管28により円周方向に向きをかえ、螺旋管28を経て
放射状管30を通り、中央のヘッダ31に集まり、生成
ガス出口管32に送られる。前記改質生成ガスが、螺旋
管28を通過する際に、この外周側を通過している原料
ガスと熱交換されて冷却され、この冷却された生成ガス
が生成ガス出口管32に送られる。
前記触媒体22a、22bは、隔壁21a。
21bからの熱放射によって加熱されると同時に、原料
ガスの改質反応を行なうために触媒体22a。
ガスの改質反応を行なうために触媒体22a。
22bを通過する間に吸熱反応が行なわれる。この場合
の熱源が、隔壁21a、21bからの輻射熱で与えられ
る事になる。前記隔壁21a。
の熱源が、隔壁21a、21bからの輻射熱で与えられ
る事になる。前記隔壁21a。
21bは、燃焼室1a、1b内で燃料管2a。
2bからの燃料と空気噴出ノズル15a、15bからの
空気によって燃焼した燃焼高温ガスが隔壁21a、21
bと熱輻射体16a、16bに吸収される。燃焼高温ガ
スは熱輻射体16a、16b内を通過する間に温度が下
がり、熱輻射体16a。
空気によって燃焼した燃焼高温ガスが隔壁21a、21
bと熱輻射体16a、16bに吸収される。燃焼高温ガ
スは熱輻射体16a、16b内を通過する間に温度が下
がり、熱輻射体16a。
16bの下流側に設置されている予熱管13a。
13bの間隙を通過する間に、熱交換されて更に冷却さ
れ、これにより温度か低ドして燃焼排ガスとして外側排
ガス管34a、内側排ガス管34bを経由して燃焼排ガ
ス管34cに集まり外部に送り出される。
れ、これにより温度か低ドして燃焼排ガスとして外側排
ガス管34a、内側排ガス管34bを経由して燃焼排ガ
ス管34cに集まり外部に送り出される。
このように、熱輻射体16a、16bの下流側冷却管と
して予熱管13a、13bを設けて、排ガスを強制冷却
することにより、輻射体16a。
して予熱管13a、13bを設けて、排ガスを強制冷却
することにより、輻射体16a。
16bの温度低下幅が大きくなり、上流側温度を低下さ
せることなく、効率を上げることができる。
せることなく、効率を上げることができる。
この事については、実験結果からも明らかであり、また
日本機械学会論文集848巻435号(昭和57年11
月)に越後亮三著「ガスエンタルピとふく射エネルギ間
の効果的変換方法と工業用炉への応用」に述べられてい
る事から、ここではこの詳細な説明は省略する。
日本機械学会論文集848巻435号(昭和57年11
月)に越後亮三著「ガスエンタルピとふく射エネルギ間
の効果的変換方法と工業用炉への応用」に述べられてい
る事から、ここではこの詳細な説明は省略する。
以上述べた第1の実施例による効果は次の通りである。
すなわち、円筒状の圧力容器17内を加熱室A側と改質
室B側に分離するための隔壁を円筒状の外側隔壁21a
と円筒状の内側隔壁21bからなる2重円筒隔壁21と
し、外側隔壁21aの外周側と内側隔壁21bの内周側
にそれぞれ熱輻射体16a、16bを配設し、また外側
隔壁21aと内側隔壁21bの間に、外側触媒体22a
と内側触媒体22bを配設するようにしたので、大形大
容量のものに適用でき、隔壁21a。
室B側に分離するための隔壁を円筒状の外側隔壁21a
と円筒状の内側隔壁21bからなる2重円筒隔壁21と
し、外側隔壁21aの外周側と内側隔壁21bの内周側
にそれぞれ熱輻射体16a、16bを配設し、また外側
隔壁21aと内側隔壁21bの間に、外側触媒体22a
と内側触媒体22bを配設するようにしたので、大形大
容量のものに適用でき、隔壁21a。
21bの径が大きくても隔壁21a、21bの内側のス
ペースを6効に利用でき、これにより全体をコンパクト
化できる。
ペースを6効に利用でき、これにより全体をコンパクト
化できる。
さらに触媒体22は、外側触媒体22aと内側触媒体2
2bにより同心2重円筒状にして、外側触媒体22a、
内側触媒体22bの間の間隙空間を改質されたガスの通
路に利用する事により、原料ガスと改質されたガスの分
離が容易になっている。
2bにより同心2重円筒状にして、外側触媒体22a、
内側触媒体22bの間の間隙空間を改質されたガスの通
路に利用する事により、原料ガスと改質されたガスの分
離が容易になっている。
熱輻射体16a、16bの下流側の冷却された燃焼ガス
を、予熱管13a、13bにより予熱するようにしてい
るので、この予熱した分だけ燃焼室1a、lbの温度を
高めることができ、これにより改質効率が向上する。ま
た、外側触媒体22aの外周側および内側触媒体22b
の内周側にそれぞれ原料ガスが送られるので、第3図の
従来装置に比べて改質ガスを多量に生成することができ
る。
を、予熱管13a、13bにより予熱するようにしてい
るので、この予熱した分だけ燃焼室1a、lbの温度を
高めることができ、これにより改質効率が向上する。ま
た、外側触媒体22aの外周側および内側触媒体22b
の内周側にそれぞれ原料ガスが送られるので、第3図の
従来装置に比べて改質ガスを多量に生成することができ
る。
さらに、内側燃料弁7および内側空気弁11を設ける事
により隔壁21a、21bの温度をそれぞれ測定し両方
の温度がほぼ同一によるように燃料およ燃焼空気の内側
、外側の比率を調節する事かできる。
により隔壁21a、21bの温度をそれぞれ測定し両方
の温度がほぼ同一によるように燃料およ燃焼空気の内側
、外側の比率を調節する事かできる。
また、燃焼ガスは輻射体16a、16b内を通過する間
に温度が下がり、予熱管13a。
に温度が下がり、予熱管13a。
13bの間隙を通過する間に、空気予熱管13a。
13bと熱交換されて温度が下がるので、更に冷却、温
度が低下して燃焼排ガスとして外側排ガス管34a、内
側排ガス管34bを経由して燃焼排ガス管34cに集ま
り外部に送り出されるので、効率良く改質ガスを発生す
ることができる。さらに改質側の改質生成ガスは、原料
ガス導入管33、排ガス管34a、34bを通り、螺旋
管28を通過する際に、この外周側を通過している原料
ガスと熱交換されて冷却され、この冷却された生成ガス
が生成ガス出口32に送られるので、効率良く改質ガス
を発生することができる。
度が低下して燃焼排ガスとして外側排ガス管34a、内
側排ガス管34bを経由して燃焼排ガス管34cに集ま
り外部に送り出されるので、効率良く改質ガスを発生す
ることができる。さらに改質側の改質生成ガスは、原料
ガス導入管33、排ガス管34a、34bを通り、螺旋
管28を通過する際に、この外周側を通過している原料
ガスと熱交換されて冷却され、この冷却された生成ガス
が生成ガス出口32に送られるので、効率良く改質ガス
を発生することができる。
また熱輻射体16a、16bにファイバ状繊維をコンパ
ウンドして成形したセラミックファイバ成形品を使用す
る事によって亀裂などができない破損しにくい健全な改
質装置を得ることができる。
ウンドして成形したセラミックファイバ成形品を使用す
る事によって亀裂などができない破損しにくい健全な改
質装置を得ることができる。
次に、第2図を参照して本発明の第2の実施例について
説明するが、ここでは第1図の実施例とは異なる点につ
いてのみ説明する。第1図では、同心2重円筒形隔壁2
1は、加熱室A側と改質室B側とに分離するとともに、
加熱室Aを外側燃焼室1aと内側燃焼室1bに分離する
ために、圧力容器17内に配設され、両端部が開口され
た円筒状の外側隔壁21aと、両端部が開口された円筒
状の内側隔壁21bからなり、外側隔壁21aと内側隔
壁21bの下端部をそれぞれ底部材21dで連結し、内
側隔壁21bの上端部を例えば鏡板からなる蓋部材21
cて連結されている。そして、燃料管2B、2bと空気
噴出ノズル15a。
説明するが、ここでは第1図の実施例とは異なる点につ
いてのみ説明する。第1図では、同心2重円筒形隔壁2
1は、加熱室A側と改質室B側とに分離するとともに、
加熱室Aを外側燃焼室1aと内側燃焼室1bに分離する
ために、圧力容器17内に配設され、両端部が開口され
た円筒状の外側隔壁21aと、両端部が開口された円筒
状の内側隔壁21bからなり、外側隔壁21aと内側隔
壁21bの下端部をそれぞれ底部材21dで連結し、内
側隔壁21bの上端部を例えば鏡板からなる蓋部材21
cて連結されている。そして、燃料管2B、2bと空気
噴出ノズル15a。
15bを、それぞれリング状にして円周上に配置して、
リング状に燃焼する燃焼バーナを形成している。これに
対して、第2図の実施例では同心2重円筒形隔壁21は
、圧力容器17内に配設され、両端部が開口された円筒
状の外、側隔壁21aと両端部が開口された円筒状の内
側隔壁21bからなり、外側隔壁21aと内側隔壁21
bの下端部および上端部をそれぞれ底部材21dおよび
蓋部材19で連結してなる構成としたものである。そし
て、シリンダ状の燃焼バーナ2cを、圧力容器17内の
上部の燃焼室空間71cにまとめ、ここで加熱のための
燃焼を行うように構成したものである。
リング状に燃焼する燃焼バーナを形成している。これに
対して、第2図の実施例では同心2重円筒形隔壁21は
、圧力容器17内に配設され、両端部が開口された円筒
状の外、側隔壁21aと両端部が開口された円筒状の内
側隔壁21bからなり、外側隔壁21aと内側隔壁21
bの下端部および上端部をそれぞれ底部材21dおよび
蓋部材19で連結してなる構成としたものである。そし
て、シリンダ状の燃焼バーナ2cを、圧力容器17内の
上部の燃焼室空間71cにまとめ、ここで加熱のための
燃焼を行うように構成したものである。
第2図の実施例において、燃焼バーナ2Cには、燃料導
入管4から燃料が噴出口3に供給されるとともに、燃焼
バーナ2Cの噴射口3の周囲には空気導入管8がら空気
がそれぞれ供給され、噴射口3の外周部において燃料と
空気とが合流されて噴射口3の周囲で燃料が燃焼する。
入管4から燃料が噴出口3に供給されるとともに、燃焼
バーナ2Cの噴射口3の周囲には空気導入管8がら空気
がそれぞれ供給され、噴射口3の外周部において燃料と
空気とが合流されて噴射口3の周囲で燃料が燃焼する。
燃焼室71c内で形成されている断熱材35の内壁にそ
って燃焼した高温ガスは上昇し、外側加熱流路71aに
導入される。また、燃焼バーナ2cの周囲には断熱材3
5て作られた円周上に部分的に土手40か形成されてい
るので、燃焼ガスの一部は矢印41に示す方向に流され
、内側加熱流路71bに導入される。このあと、燃焼ガ
スは輻射体16a、16bに流入される。
って燃焼した高温ガスは上昇し、外側加熱流路71aに
導入される。また、燃焼バーナ2cの周囲には断熱材3
5て作られた円周上に部分的に土手40か形成されてい
るので、燃焼ガスの一部は矢印41に示す方向に流され
、内側加熱流路71bに導入される。このあと、燃焼ガ
スは輻射体16a、16bに流入される。
そして、熱輻射体16aを通過した燃焼排ガスは、外側
排ガス管34aから圧力容器17の外部に排出されるが
、熱輻射体16bを通過した燃焼排ガスは、第2図では
第1図とは反対に圧力容器17の上部に排出される。そ
のため、第1図の隔壁21a、21bの鏡板21cはな
く、内外の隔壁21a、21bは上部で同一リング状の
上蓋19で締結されている。さらに、下流熱交換のため
の予熱管13a、13bは、それぞれ圧力容器17内下
部に設けたU字管14a、14bと連結され、このU字
管14a、14bと圧力容器17内上部に設けた空気管
12a、12bと連結され、この空気管12a、12b
と空気管12c。
排ガス管34aから圧力容器17の外部に排出されるが
、熱輻射体16bを通過した燃焼排ガスは、第2図では
第1図とは反対に圧力容器17の上部に排出される。そ
のため、第1図の隔壁21a、21bの鏡板21cはな
く、内外の隔壁21a、21bは上部で同一リング状の
上蓋19で締結されている。さらに、下流熱交換のため
の予熱管13a、13bは、それぞれ圧力容器17内下
部に設けたU字管14a、14bと連結され、このU字
管14a、14bと圧力容器17内上部に設けた空気管
12a、12bと連結され、この空気管12a、12b
と空気管12c。
12dが連結され、この空気管12c、12dと加熱空
気管42a、42bが連結され、この加熱空気管42a
、42bは、第2図には示されていないが、−本にまと
めて圧力容器17内下部の空気導入管8に接続されてい
る。
気管42a、42bが連結され、この加熱空気管42a
、42bは、第2図には示されていないが、−本にまと
めて圧力容器17内下部の空気導入管8に接続されてい
る。
以上述べたことから、第1図の実施例では外側隔壁21
Hの直外側に外側燃焼室1aがあり、内側隔壁21bの
面内側に燃焼室1bがあり、しかも火炎が近いために燃
焼室1a、lbの間隙を大きくとって火炎と隔壁21a
、21bの間を離さなければいけなかったが、第2図は
火炎は下部燃焼室71cで形成されるので上部の加熱流
路71a、71bは間隙をせまくすることができる。
Hの直外側に外側燃焼室1aがあり、内側隔壁21bの
面内側に燃焼室1bがあり、しかも火炎が近いために燃
焼室1a、lbの間隙を大きくとって火炎と隔壁21a
、21bの間を離さなければいけなかったが、第2図は
火炎は下部燃焼室71cで形成されるので上部の加熱流
路71a、71bは間隙をせまくすることができる。
これにより、第2図の実施例は第1図の実施例より圧力
容器17の外径を小さくすることができ、さらに全体の
容積も縮小できる。
容器17の外径を小さくすることができ、さらに全体の
容積も縮小できる。
[発明の効果]
以上述べた本発明によれば、全体がコンパクトであって
、熱の有効利用が図られ、改質効率が向上し、大容量用
としても適用可能な改質装置を提供することができる。
、熱の有効利用が図られ、改質効率が向上し、大容量用
としても適用可能な改質装置を提供することができる。
第1図は本発明の改質装置の第1の実施例を示す縦断面
図、第2図は本発明の改質装置の第2の実施例を示す縦
断面図、第3図は従来の輻射形反応装置の断面図である
。 1・・・燃焼室、2・・・燃料管、3・・・噴出口、4
・・・燃料導入管、5・・・燃料導入弁、6・・連絡管
、7・・・燃料弁、8・・空気導入管、9・・・空気導
入弁、10・・連絡管、11・・・内側空気弁、12・
・・空気管、13・・予熱管、14・・・U字管、15
・・・空気噴出ノズル、16・・・熱輻射体、17・・
・圧力容器、18・・・隔壁取付フランジボルト、19
・・・上蓋、21・・・隔壁、22・・・触媒体、23
・・・触媒体底部材、24・・・触媒体蓋部材。
図、第2図は本発明の改質装置の第2の実施例を示す縦
断面図、第3図は従来の輻射形反応装置の断面図である
。 1・・・燃焼室、2・・・燃料管、3・・・噴出口、4
・・・燃料導入管、5・・・燃料導入弁、6・・連絡管
、7・・・燃料弁、8・・空気導入管、9・・・空気導
入弁、10・・連絡管、11・・・内側空気弁、12・
・・空気管、13・・予熱管、14・・・U字管、15
・・・空気噴出ノズル、16・・・熱輻射体、17・・
・圧力容器、18・・・隔壁取付フランジボルト、19
・・・上蓋、21・・・隔壁、22・・・触媒体、23
・・・触媒体底部材、24・・・触媒体蓋部材。
Claims (2)
- (1)円筒状の圧力容器と、 この容器内に配設され、両端部が開口された円筒状の外
側隔壁と両端部が開口された円筒状の内側隔壁からなり
、前記外側隔壁と前記内側隔壁の下端部をそれぞれ底部
材で連結し、前記内側隔壁の上端部を蓋部材で連結して
なる2重円筒形隔壁と、 前記外側隔壁および内側隔壁間に配設され、両端部が開
口された円筒状の外側触媒体と両端部が開口された円筒
状の内側触媒体からなり、前記外側触媒体および内側触
媒体の上下端部がそれぞれ蓋部材および底部材で閉塞さ
れ、かつ前記容器外部から容器内部に導入される原料ガ
スを通過させて改質排ガスを前記容器外部に排出する2
重円筒形触媒体と、 前記内側隔壁内周側および前記外側隔壁外周側にそれぞ
れ配設され、高温ガスが通過可能な多孔性材料からなる
内側熱輻射体および外側熱輻射体と、 前記内側熱輻射体および外側熱輻射体に通過させる高温
ガスを発生し、この高温ガスにより加熱される熱輻射体
の輻射熱により前記外側触媒体および内側触媒体を通過
する原料ガスを加熱するための加熱手段と、 からなる改質装置。 - (2)円筒状の圧力容器と、 この容器内に配設され、両端部が開口された円筒状の外
側隔壁と両端部が開口された円筒状の内側隔壁からなり
、前記外側隔壁と前記内側隔壁の下端部および上端部を
それぞれ底部材および蓋部材で連結してなる2重円筒形
隔壁と、 前記外側隔壁および内側隔壁間に配設され、両端部が開
口された円筒状の外側触媒体と両端部が開口された円筒
状の内側触媒体からなり、前記外側触媒体および内側触
媒体の上下端部がそれぞれ蓋部材および底部材で閉塞さ
れ、かつ前記容器外部から容器内部に導入される原料ガ
スを通過させて改質排ガスを前記容器外部に排出する2
重円筒形触媒体と、 前記内側隔壁内周側および前記外側隔壁外周側にそれぞ
れ配設され、高温ガスが通過可能な多孔性材料からなる
内側熱輻射体および外側熱輻射体と、 前記内側熱輻射体および外側熱輻射体に通過させる高温
ガスを発生し、この高温ガスにより加熱される熱輻射体
の輻射熱により前記外側触媒体および内側触媒体を通過
する原料ガスを加熱するための加熱手段とからなる改質
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2924490A JPH03232704A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2924490A JPH03232704A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232704A true JPH03232704A (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=12270836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2924490A Pending JPH03232704A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03232704A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003206105A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 触媒反応器 |
-
1990
- 1990-02-08 JP JP2924490A patent/JPH03232704A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003206105A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 触媒反応器 |
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