JPH0372562B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0372562B2 JPH0372562B2 JP57056048A JP5604882A JPH0372562B2 JP H0372562 B2 JPH0372562 B2 JP H0372562B2 JP 57056048 A JP57056048 A JP 57056048A JP 5604882 A JP5604882 A JP 5604882A JP H0372562 B2 JPH0372562 B2 JP H0372562B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- fuel
- steam reforming
- catalyst layer
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水蒸気改質反応装置に係り、特に水蒸
気改質反応触媒を内填した反応管を燃焼触媒層に
埋設せしめ、その反応管内に水蒸気と炭化水素化
合物の混合流体を流通し、燃焼触媒層中で発生す
る燃焼熱を吸収して反応管内で水蒸気の改質反応
を行わす水蒸気改質反応装置に関するものであ
る。
気改質反応触媒を内填した反応管を燃焼触媒層に
埋設せしめ、その反応管内に水蒸気と炭化水素化
合物の混合流体を流通し、燃焼触媒層中で発生す
る燃焼熱を吸収して反応管内で水蒸気の改質反応
を行わす水蒸気改質反応装置に関するものであ
る。
第１図は、従来の水蒸気改質反応装置の概略構
成図を示す断面図である。
成図を示す断面図である。
断熱材１で内張りされた容器本体２内には、例
えば鉄系、バナジウム系あるいは白金系の燃焼触
媒が充填されて燃焼触媒層３が形成されている。
この燃焼触媒層３中には、容器本体２の中心軸線
を中心にして円周上に多数の反応管４がそれぞれ
配置されている。この反応管４の上部は燃焼触媒
層３の上に架設された管板５に支持され、下部は
容器本体２の下方に設けられた燃料−空気入口６
の近くまで延びている。反応管４は二重管構造を
有し、管壁によつて形成された反応管４の内側空
間部は単に中空状になつており、それの外周空間
部には例えばモリブデンやコバルトを添加したニ
ツケル系の水蒸気改質反応触媒７が充填されてい
る。
えば鉄系、バナジウム系あるいは白金系の燃焼触
媒が充填されて燃焼触媒層３が形成されている。
この燃焼触媒層３中には、容器本体２の中心軸線
を中心にして円周上に多数の反応管４がそれぞれ
配置されている。この反応管４の上部は燃焼触媒
層３の上に架設された管板５に支持され、下部は
容器本体２の下方に設けられた燃料−空気入口６
の近くまで延びている。反応管４は二重管構造を
有し、管壁によつて形成された反応管４の内側空
間部は単に中空状になつており、それの外周空間
部には例えばモリブデンやコバルトを添加したニ
ツケル系の水蒸気改質反応触媒７が充填されてい
る。
容器本体２の下方には、燃料電池（図示せず）
のアノード側から排出される未反応成分からなる
燃料８と燃焼用空気９との混合物１０が供給され
る燃料−空気入口６が形成されている。容器本体
２の上方壁部には、容器本体２内で生成した燃焼
ガスを排出するための排ガス出口１１が設けられ
ている。
のアノード側から排出される未反応成分からなる
燃料８と燃焼用空気９との混合物１０が供給され
る燃料−空気入口６が形成されている。容器本体
２の上方壁部には、容器本体２内で生成した燃焼
ガスを排出するための排ガス出口１１が設けられ
ている。
管板５の上方にはトツプカバー１２が配置さ
れ、管板５とトツプカバー１２の間に原料予熱室
１３が形成されて、この原料予熱室１３には原料
入口１４が設けられている。ナフサや天然ガスな
どの炭化水素系化合物と水蒸気とを所定の割合に
混合した原料１５が原料入口１４から送入され、
原料予熱室１３を通つて予熱されたのち、前記反
応管４の外周空間部に導入される。この外周空間
部では水蒸気改質反応触媒７の存在下で、燃焼触
媒層３内で発生する燃焼熱を吸収しながら、炭化
水素と水蒸気とが反応して一酸化炭素と水素に変
性される。そしてこの生成ガス１６は反応管４の
下端部でＵターンし、内側空間部を通り生成ガス
出口１７から取り出されて、燃料電池のアノード
側に供給されて電池反応に関与する。
れ、管板５とトツプカバー１２の間に原料予熱室
１３が形成されて、この原料予熱室１３には原料
入口１４が設けられている。ナフサや天然ガスな
どの炭化水素系化合物と水蒸気とを所定の割合に
混合した原料１５が原料入口１４から送入され、
原料予熱室１３を通つて予熱されたのち、前記反
応管４の外周空間部に導入される。この外周空間
部では水蒸気改質反応触媒７の存在下で、燃焼触
媒層３内で発生する燃焼熱を吸収しながら、炭化
水素と水蒸気とが反応して一酸化炭素と水素に変
性される。そしてこの生成ガス１６は反応管４の
下端部でＵターンし、内側空間部を通り生成ガス
出口１７から取り出されて、燃料電池のアノード
側に供給されて電池反応に関与する。
ところでこの従来の水蒸気改質反応装置では、
燃料８と燃焼用空気９とが予め混合された状態で
燃焼触媒層３に供給されるから、燃料８のほとん
どは燃料−空気入口６の近くで燃焼されてしま
う。
燃料８と燃焼用空気９とが予め混合された状態で
燃焼触媒層３に供給されるから、燃料８のほとん
どは燃料−空気入口６の近くで燃焼されてしま
う。
一方、原料１５（水蒸気と炭化水素）の改質反
応は、水蒸気改質反応触媒７の活性化能によつて
も多少違うが、一般に反応管４の比較的入口の近
くで起こる。第２図の曲線Ｘは、反応管４の軸方
向における水蒸気改質反応にともなる熱吸収量の
分布状態を示す線で、反応管４の入口近くのａゾ
ーンにおいて局部的に熱吸収が行われている。
応は、水蒸気改質反応触媒７の活性化能によつて
も多少違うが、一般に反応管４の比較的入口の近
くで起こる。第２図の曲線Ｘは、反応管４の軸方
向における水蒸気改質反応にともなる熱吸収量の
分布状態を示す線で、反応管４の入口近くのａゾ
ーンにおいて局部的に熱吸収が行われている。
従つて従来のこの装置では、水蒸気改質反応上
最も熱の必要なところで燃焼が行われないので、
生成ガスの収率が悪い。そのため燃焼触媒層３中
にアルミナボールなどの不活性充填物を混合し
て、燃焼反応速度を抑制する方法がとられている
が、十分な効果が得られず、さらに燃焼触媒粒子
と不活性充填物とが均一に混合されないなどの欠
点がある。
最も熱の必要なところで燃焼が行われないので、
生成ガスの収率が悪い。そのため燃焼触媒層３中
にアルミナボールなどの不活性充填物を混合し
て、燃焼反応速度を抑制する方法がとられている
が、十分な効果が得られず、さらに燃焼触媒粒子
と不活性充填物とが均一に混合されないなどの欠
点がある。
本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解
消し、効率的に水蒸気改質反応が行われる水蒸気
改質反応装置を提供するにある。
消し、効率的に水蒸気改質反応が行われる水蒸気
改質反応装置を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、水蒸気改
質反応触媒を内填した反応管を燃焼触媒層に埋設
し、その燃焼触媒層に燃料と燃焼用空気とを供給
して燃焼触媒の存在下で前記燃料を燃焼せしめ、
一方、前記反応管に水蒸気と炭化水素系化合物と
の混合流体を流通し燃焼触媒層中で発生する燃焼
熱を吸収して水蒸気改質反応触媒の存在下で水蒸
気の改質反応を行わす水蒸気改質反応装置におい
て、前記燃料ならびに燃焼用空気を燃焼触媒層に
それぞれ別系統から供給し、前記反応管中の混合
流体の流通方向において水蒸気改質反応で最も吸
熱量の多い部分に相当する個所付近で発熱量が最
も多くなるように、前記燃料の燃焼状態が調整さ
れるようになつていることを特徴とする。
質反応触媒を内填した反応管を燃焼触媒層に埋設
し、その燃焼触媒層に燃料と燃焼用空気とを供給
して燃焼触媒の存在下で前記燃料を燃焼せしめ、
一方、前記反応管に水蒸気と炭化水素系化合物と
の混合流体を流通し燃焼触媒層中で発生する燃焼
熱を吸収して水蒸気改質反応触媒の存在下で水蒸
気の改質反応を行わす水蒸気改質反応装置におい
て、前記燃料ならびに燃焼用空気を燃焼触媒層に
それぞれ別系統から供給し、前記反応管中の混合
流体の流通方向において水蒸気改質反応で最も吸
熱量の多い部分に相当する個所付近で発熱量が最
も多くなるように、前記燃料の燃焼状態が調整さ
れるようになつていることを特徴とする。
次に本発明の実施例を第２図ないし第４図を用
いて説明する。
いて説明する。
第３図に示す本発明の水蒸気改質反応装置にお
いて第１図に示す従来のものと相違する点は、容
器本体２のほぼ中央にそれの中心軸線方向に延び
た空気供給管１８が配置され、それを通して燃焼
触媒層３に燃焼用空気９が供給される点と、容器
本体２の下部には燃料８のみが導入される燃料入
口１９が設けられている点である。
いて第１図に示す従来のものと相違する点は、容
器本体２のほぼ中央にそれの中心軸線方向に延び
た空気供給管１８が配置され、それを通して燃焼
触媒層３に燃焼用空気９が供給される点と、容器
本体２の下部には燃料８のみが導入される燃料入
口１９が設けられている点である。
空気供給管１８の先端部は管板５の近くまで延
びており、それの周壁には多数の小孔２０が螺旋
状に穿設されている。この小孔２０から燃焼用空
気９が燃焼触媒層３中に供給されるわけである
が、この空気供給量の分布は第２図の曲線Ｙに示
すようにａゾーンに相当する部分で多くなるよう
に、その部分と対応する複数の小孔２０の径が他
の小孔２０よりも一段と大きくなつている（第４
図参照）。
びており、それの周壁には多数の小孔２０が螺旋
状に穿設されている。この小孔２０から燃焼用空
気９が燃焼触媒層３中に供給されるわけである
が、この空気供給量の分布は第２図の曲線Ｙに示
すようにａゾーンに相当する部分で多くなるよう
に、その部分と対応する複数の小孔２０の径が他
の小孔２０よりも一段と大きくなつている（第４
図参照）。
燃料８は燃料入口１９から導入されるから、前
述のように空気供給管１８の小孔２０で空気供給
量をコントロールすれば、水蒸気改質反応上最も
熱の必要なところの近くで主に燃焼が行われる。
そのため水蒸気の改質反応が効率よく進行し、生
成ガスの収率を高めることができる。なお、他の
構成などは前述した従来のものと同様であるの
で、それらの説明は省略する。
述のように空気供給管１８の小孔２０で空気供給
量をコントロールすれば、水蒸気改質反応上最も
熱の必要なところの近くで主に燃焼が行われる。
そのため水蒸気の改質反応が効率よく進行し、生
成ガスの収率を高めることができる。なお、他の
構成などは前述した従来のものと同様であるの
で、それらの説明は省略する。
前記実施例では容器本体２の下方から燃料８を
導入し、容器本体２の内側に挿入した供給管１８
から燃焼用空気９を供給していたが、これとは反
対に容器本体２の下方から燃焼用空気９を導入
し、容器本体２の内側に挿入した供給管から燃料
８を供給することもできる。
導入し、容器本体２の内側に挿入した供給管１８
から燃焼用空気９を供給していたが、これとは反
対に容器本体２の下方から燃焼用空気９を導入
し、容器本体２の内側に挿入した供給管から燃料
８を供給することもできる。
前記実施例では供給管１８に小孔２０を螺旋状
に設けたが、本発明はこれに限定されることな
く、例えば供給管１８の軸方向に沿つて縦列に、
あるいは供給管１８の軸方向と直交する方向、す
なわち供給管１８の周方向に沿つて小孔２０を穿
設してもよい。
に設けたが、本発明はこれに限定されることな
く、例えば供給管１８の軸方向に沿つて縦列に、
あるいは供給管１８の軸方向と直交する方向、す
なわち供給管１８の周方向に沿つて小孔２０を穿
設してもよい。
前記実施例では供給管１８の小孔２０の径を異
にすることにより空気（燃料）の噴出量を制御し
たが、この他に小孔２０の分布状態を異ならしめ
ることにより空気（燃料）の噴出量を制御するこ
ともできる。
にすることにより空気（燃料）の噴出量を制御し
たが、この他に小孔２０の分布状態を異ならしめ
ることにより空気（燃料）の噴出量を制御するこ
ともできる。
本発明は前述のような構成になつており、水蒸
気改質反応の特性である局部ゾーンでの反応発生
に対応して、必要かつ十分な熱を供給することが
できるため、水蒸気改質反応を効率的に進行させ
ることができ、収率のよい水蒸気改質反応装置が
提供される。
気改質反応の特性である局部ゾーンでの反応発生
に対応して、必要かつ十分な熱を供給することが
できるため、水蒸気改質反応を効率的に進行させ
ることができ、収率のよい水蒸気改質反応装置が
提供される。
第１図は従来の水蒸気改質反応装置の断面図、
第２図は水蒸気改質反応にともなう反応管での熱
吸収量ならびに本発明での空気供給量の分布状態
を示す特性曲線、第３図は本発明の実施例に係る
水蒸気改質反応装置の断面図、第４図はその装置
に用いられる供給管の一部拡大正面図である。 ３……燃焼触媒層、４……反応管、７……水蒸
気改質反応触媒、８……燃料、９……燃焼用空
気、１５……原料、１８……空気供給管、１９…
…燃料入口、２０……小孔。
第２図は水蒸気改質反応にともなう反応管での熱
吸収量ならびに本発明での空気供給量の分布状態
を示す特性曲線、第３図は本発明の実施例に係る
水蒸気改質反応装置の断面図、第４図はその装置
に用いられる供給管の一部拡大正面図である。 ３……燃焼触媒層、４……反応管、７……水蒸
気改質反応触媒、８……燃料、９……燃焼用空
気、１５……原料、１８……空気供給管、１９…
…燃料入口、２０……小孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水蒸気改質触媒を内填した反応管と、 その反応管に水蒸気と炭化水素系化合物との混
合流体を供給する混合流体供給系統と、 燃焼触媒を内填し、その燃焼触媒層中に前記反
応管を埋設した容器本体とを備え、 その燃焼触媒層に燃料ならびに燃焼用空気を供
給して、燃焼触媒の存在下で前記燃料を燃焼せし
め、 一方、前記反応管に前記混合流体供給系統から
水蒸気と炭化水素系化合物との混合流体を供給
し、燃焼触媒層中で発生する燃焼熱を吸収して、
水蒸気改質触媒の存在で水蒸気の改質を行わす水
蒸気改質反応装置において、 前記燃料を供給する燃料供給系統と燃焼用空気
を供給する燃焼用空気供給系統とを別系統とし、 その燃料または燃焼用空気の供給量が、前記反
応管中の混合流体の流通方向において水蒸気改質
反応で最も吸熱量の多い部分の付近で最大になる
ことを特徴とする水蒸気改質反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056048A JPS58176103A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水蒸気改質反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056048A JPS58176103A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水蒸気改質反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176103A JPS58176103A (ja) | 1983-10-15 |
| JPH0372562B2 true JPH0372562B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=13016195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57056048A Granted JPS58176103A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水蒸気改質反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176103A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210047A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Toyo Eng Corp | 反応用装置 |
| JPH0748661Y2 (ja) * | 1990-03-23 | 1995-11-08 | 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム技術研究組合 | 触媒燃焼式改質器 |
| JP4998932B2 (ja) * | 2004-12-21 | 2012-08-15 | 三菱化工機株式会社 | メタノール改質装置 |
| US11607657B2 (en) | 2012-02-06 | 2023-03-21 | Helbio S.A. | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| CA2862527C (en) * | 2012-02-06 | 2021-06-29 | Helbio Societe Anonyme Hydrogen And Energy Production Systems | Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production |
| US10960372B2 (en) | 2012-03-08 | 2021-03-30 | Helbio S.A. | Catalytically heated fuel processor with replaceable structured supports bearing catalyst for fuel cell |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571482A (en) * | 1980-06-05 | 1982-01-06 | Ebara Infilco Co Ltd | Caking method for cyanide-contng. solid waste |
| JPS5736784A (en) * | 1980-08-16 | 1982-02-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Method of effectively utilizing exhaust gas in fuel-cell power generation device, and system for that |
-
1982
- 1982-04-06 JP JP57056048A patent/JPS58176103A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176103A (ja) | 1983-10-15 |
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