JPH0375201A - メタノールリフォーマ - Google Patents
メタノールリフォーマInfo
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- JPH0375201A JPH0375201A JP21070189A JP21070189A JPH0375201A JP H0375201 A JPH0375201 A JP H0375201A JP 21070189 A JP21070189 A JP 21070189A JP 21070189 A JP21070189 A JP 21070189A JP H0375201 A JPH0375201 A JP H0375201A
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- catalyst
- gas
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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。
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の分解又は改質によりｂ又はＨ３及
びＣＯを製造するメタノールリフオーマに関し、特に、
燃料電池用りの製造反応装置、金属還元用りの製造反応
装置等に利用できるメタノールリフオーマに関する。
びＣＯを製造するメタノールリフオーマに関し、特に、
燃料電池用りの製造反応装置、金属還元用りの製造反応
装置等に利用できるメタノールリフオーマに関する。
従来、メタノールからＨ２を製造するメタノール改質反
応に用いる触媒は、その触媒強度の面から固定床反応器
が用いられている。この反応は大きな吸熱反応であり、
その熱源は一般的に熱媒ボイラ等で得られる高温の熱媒
を用いて間接的に供給されている。
応に用いる触媒は、その触媒強度の面から固定床反応器
が用いられている。この反応は大きな吸熱反応であり、
その熱源は一般的に熱媒ボイラ等で得られる高温の熱媒
を用いて間接的に供給されている。
吸熱を伴う固定床反応器では、いかに効率よく熱量を供
給するかが反応効率を左右することになる。従来用いら
れていた熱媒方式では熱媒設備に大きな経費を要し、経
済的に不利である等の問題があった。
給するかが反応効率を左右することになる。従来用いら
れていた熱媒方式では熱媒設備に大きな経費を要し、経
済的に不利である等の問題があった。
本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術の有する問題点
を解消しつるメタノールリフオーマを提供しようとする
ものである。
を解消しつるメタノールリフオーマを提供しようとする
ものである。
本発明は
■ 原料であるメタノール又はメタノールと水を燃焼排
ガスによって予熱する原料予熱移送管 ■ 該原料予熱移送管と連結され、外周囲を燃焼触媒で
充填されてなる予熱原料の蒸発・過熱管 ■ 該蒸発・過熱管と連結され、内部にメタノール分解
又は改質触媒が充填され、外周囲を燃焼触媒で充填され
ている原料の分解又は改質反応管群 ■ 該反応管群の生成ガスを集合し、生成ガス不純物除
去触媒を充填してなるガス集合部よりなることを特徴と
するメタノールリフオーマである。
ガスによって予熱する原料予熱移送管 ■ 該原料予熱移送管と連結され、外周囲を燃焼触媒で
充填されてなる予熱原料の蒸発・過熱管 ■ 該蒸発・過熱管と連結され、内部にメタノール分解
又は改質触媒が充填され、外周囲を燃焼触媒で充填され
ている原料の分解又は改質反応管群 ■ 該反応管群の生成ガスを集合し、生成ガス不純物除
去触媒を充填してなるガス集合部よりなることを特徴と
するメタノールリフオーマである。
本発明は従来の熱媒加熱方式に代り燃焼触媒を利用した
直接加熱方式を採用したメタノールリフオーマである。
直接加熱方式を採用したメタノールリフオーマである。
すなわち、メタノールの分解、改質反応に必要な熱源と
して、Ｈ２又は他の可燃性ガスを燃料として固体粉粒体
燃焼触媒と接触燃焼させて高温ガスを発生させ、該ガス
により原料メタノールを蒸発、過熱し、更に周囲、に同
じく固体粉粒燃焼触媒が充填されているメタノール反応
管群外部に導くことにより所定の反応熱を直接メタノー
ル反応管群に与えるようにし、一方、メタノール反応管
群内部に導ひかれたメタノール過熱蒸気は該反応管群内
部に充填されたメタノール分解又は改質触媒により接触
反応を生起するようにしたものである。
して、Ｈ２又は他の可燃性ガスを燃料として固体粉粒体
燃焼触媒と接触燃焼させて高温ガスを発生させ、該ガス
により原料メタノールを蒸発、過熱し、更に周囲、に同
じく固体粉粒燃焼触媒が充填されているメタノール反応
管群外部に導くことにより所定の反応熱を直接メタノー
ル反応管群に与えるようにし、一方、メタノール反応管
群内部に導ひかれたメタノール過熱蒸気は該反応管群内
部に充填されたメタノール分解又は改質触媒により接触
反応を生起するようにしたものである。
このメタノールの接触反応に必要な熱源は、前述したよ
うに、メタノール反応管群外部に導かれた燃焼ガスから
供給されるが、この燃焼ガスは、例えばメタノール反応
管群を囲む内筒と該内筒を囲む外筒の空間に導かれ、該
空間に設けられた原料メタノール熱交換器でメタノール
の予熱及び蒸発を行わせ、゛温度を下げられて排出され
るようにすることが好ましい。
うに、メタノール反応管群外部に導かれた燃焼ガスから
供給されるが、この燃焼ガスは、例えばメタノール反応
管群を囲む内筒と該内筒を囲む外筒の空間に導かれ、該
空間に設けられた原料メタノール熱交換器でメタノール
の予熱及び蒸発を行わせ、゛温度を下げられて排出され
るようにすることが好ましい。
一方、メタノール反応管群で分解又は改質されたメタノ
ールは、Ｈ２，Ｃｏ混合ガス又はＨ２，ＣＤ。
ールは、Ｈ２，Ｃｏ混合ガス又はＨ２，ＣＤ。
混合ガスとなって管群から集合され回収される。
特に、メタノールを改質し回収したＨ２． Ｃ嗜合ガス
を水素燃料電池用水素源とする場合、メタノールを改質
したＨ、、 ＣＱＪ、合ガスには約０．１〜１、Ｏｗｔ
％ＣＯを含有する。このＣＯは水素燃料電池の電極を被
毒するため除去する必要がある。このＣＯは、メタノー
ル反応管群から集合された空間部に充填されたＣＤシフ
ト触媒によりｌ’＋２０と反応しＣＯ２となって大部分
が低減される。又固体粉粒体燃焼触媒はメタノールの蒸
発及び過熱部を含めメタノール反応管群外部にも充填し
未燃焼１ｈを完全燃焼させて安全性を高めると同時にメ
タノール反応管群外部の燃焼ガス流速を上げることによ
りメタノール反応管外部の境膜抵抗を低下させメタノー
ル反応管群内への熱伝達率を向上させる。
を水素燃料電池用水素源とする場合、メタノールを改質
したＨ、、 ＣＱＪ、合ガスには約０．１〜１、Ｏｗｔ
％ＣＯを含有する。このＣＯは水素燃料電池の電極を被
毒するため除去する必要がある。このＣＯは、メタノー
ル反応管群から集合された空間部に充填されたＣＤシフ
ト触媒によりｌ’＋２０と反応しＣＯ２となって大部分
が低減される。又固体粉粒体燃焼触媒はメタノールの蒸
発及び過熱部を含めメタノール反応管群外部にも充填し
未燃焼１ｈを完全燃焼させて安全性を高めると同時にメ
タノール反応管群外部の燃焼ガス流速を上げることによ
りメタノール反応管外部の境膜抵抗を低下させメタノー
ル反応管群内への熱伝達率を向上させる。
固体粉粒体燃焼触媒により室温水素をスパーク等の着火
源なしに燃焼し高温燃焼ガスを生成し、原料メタノール
の予熱、気化、過熱及び反応に必要な熱量を確保し、な
お固体粉粒体燃焼触媒を反応管群外部に充填することに
より、未燃焼水素を完全燃焼すると同時に反応管群外部
の境膜抵抗を低下させ反応に必要な熱を効率よく供給し
、かつ、反応生成物を反応管群出口で集合し、該集合部
にＣＤシフト触媒を充填しＣＯを低減することにより目
的成分を効率よく回収できる。
源なしに燃焼し高温燃焼ガスを生成し、原料メタノール
の予熱、気化、過熱及び反応に必要な熱量を確保し、な
お固体粉粒体燃焼触媒を反応管群外部に充填することに
より、未燃焼水素を完全燃焼すると同時に反応管群外部
の境膜抵抗を低下させ反応に必要な熱を効率よく供給し
、かつ、反応生成物を反応管群出口で集合し、該集合部
にＣＤシフト触媒を充填しＣＯを低減することにより目
的成分を効率よく回収できる。
本発明でいうメタノール分解反応、メタノール改質反応
は以下の通りである。
は以下の通りである。
く分解＞ Ｃ）ＩｓＯＨ−ＣＤ ＋ ２Ｈ２く改質＞
ＣＨａＯＨ＋ ｎＬＯ− （１−ｎ）ＣＯ＋ｎｃＯ２＋ （２＋ｎ）Ｌ（０＜ｎ＜
ｌ） また好ましい反応条件は次の通りである。
ＣＨａＯＨ＋ ｎＬＯ− （１−ｎ）ＣＯ＋ｎｃＯ２＋ （２＋ｎ）Ｌ（０＜ｎ＜
ｌ） また好ましい反応条件は次の通りである。
なお本発明に使用可能な触媒としては下記触媒が好適で
ある。
ある。
（１） メタノール分解又は改質用触媒■ Ｐｔ、
Ｐｄ、 Ｒｈ、 Ｎｉからなる群の一種以上の元素を含
有する触媒 ■ Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｃｒからなる群の一種以上の元素
を含有する触媒 （２）燃焼触媒 ■ Ｐｔ、 Ｐｄからなる群の一種以上の元素を含有す
る触媒 ■ Ｆｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｍｎ、 Ｃｕからなる群
の一種以上の元素を含有する触媒 ｒ３） ＣＤシフト触媒 Ｃｕ及びＺｎを含有する触媒 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を添付図面によって説明する。
Ｐｄ、 Ｒｈ、 Ｎｉからなる群の一種以上の元素を含
有する触媒 ■ Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｃｒからなる群の一種以上の元素
を含有する触媒 （２）燃焼触媒 ■ Ｐｔ、 Ｐｄからなる群の一種以上の元素を含有す
る触媒 ■ Ｆｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｍｎ、 Ｃｕからなる群
の一種以上の元素を含有する触媒 ｒ３） ＣＤシフト触媒 Ｃｕ及びＺｎを含有する触媒 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を添付図面によって説明する。
図中、１は燃料（水素及び空気）の供給ノズル、２は燃
料を均一に分散する分散器でかつ水素の燃焼ガスの逆火
防止機能をも有するものである。３は燃焼ガスの排出ノ
ズルで、４は燃焼ガスをメタノールの蒸発、過熱器８及
びメタノール分解、改質反応管１１に導びく角形の内筒
である。５は燃焼ガスを排出ノズル３に導びくための外
筒であり、この内筒と外筒の間にメタノール原料供給ノ
ズル６から導びかれ、た原料を予熱するため内筒４外周
をコイル状に配管された予熱器７が設けられこのコイル
状の予熱器７は内筒４の内側を経由し、原料メタノール
の蒸発・過熱器８に接続されている。該蒸発・過熱器８
は配管をコイル状としたもので配管の外部は固体粉粒体
燃焼触媒（図示省略）が充填されており、燃料分散器２
から供給された燃料は該燃焼触媒により着火燃焼し、４
００〜１０００℃の燃焼ガスとなり原料メタノールを蒸
発・過熱する。この過熱されたメタノール蒸気はヘッダ
ー９から整流用オリフィス１０を得て各分解・改質反応
管１１に整流されて供給される。この反応管１１外部と
内筒４の間にも固体粉粒体燃焼触媒（図示省１１１８）
が充填され、燃料水素の完全燃焼及び燃焼ガスの流速を
上げ反応管１１外壁の境膜抵抗を低下させ、反応管１１
内への熱移動の向上を果している。
料を均一に分散する分散器でかつ水素の燃焼ガスの逆火
防止機能をも有するものである。３は燃焼ガスの排出ノ
ズルで、４は燃焼ガスをメタノールの蒸発、過熱器８及
びメタノール分解、改質反応管１１に導びく角形の内筒
である。５は燃焼ガスを排出ノズル３に導びくための外
筒であり、この内筒と外筒の間にメタノール原料供給ノ
ズル６から導びかれ、た原料を予熱するため内筒４外周
をコイル状に配管された予熱器７が設けられこのコイル
状の予熱器７は内筒４の内側を経由し、原料メタノール
の蒸発・過熱器８に接続されている。該蒸発・過熱器８
は配管をコイル状としたもので配管の外部は固体粉粒体
燃焼触媒（図示省略）が充填されており、燃料分散器２
から供給された燃料は該燃焼触媒により着火燃焼し、４
００〜１０００℃の燃焼ガスとなり原料メタノールを蒸
発・過熱する。この過熱されたメタノール蒸気はヘッダ
ー９から整流用オリフィス１０を得て各分解・改質反応
管１１に整流されて供給される。この反応管１１外部と
内筒４の間にも固体粉粒体燃焼触媒（図示省１１１８）
が充填され、燃料水素の完全燃焼及び燃焼ガスの流速を
上げ反応管１１外壁の境膜抵抗を低下させ、反応管１１
内への熱移動の向上を果している。
一方反応管１１内に供給されたメタノール蒸気は反応管
１１内に充填されたメタノール分解・改質触媒と接触反
応する。この反応に必要な熱量は反応管１１の外壁の燃
焼ガスから供給される。１２は反応管１１内触媒を保持
する保持板でパンチングメタルである。反応生成物はパ
ンチングメタル開孔部から排出され生成ガス集合部１３
に集合され、この集合部にはＣＤシフト触媒（図示省略
）が充填されており不純物としてのＣＯを低減する。
１１内に充填されたメタノール分解・改質触媒と接触反
応する。この反応に必要な熱量は反応管１１の外壁の燃
焼ガスから供給される。１２は反応管１１内触媒を保持
する保持板でパンチングメタルである。反応生成物はパ
ンチングメタル開孔部から排出され生成ガス集合部１３
に集合され、この集合部にはＣＤシフト触媒（図示省略
）が充填されており不純物としてのＣＯを低減する。
不純物のＣＤを除去された生成ガスは生成ガス回収ノズ
ル１４から回収される。
ル１４から回収される。
次に図面のメタノールリフオーマを用いてメタノールの
改質試験を実施したところ、その結果は下記の通りであ
った。
改質試験を実施したところ、その結果は下記の通りであ
った。
原料供給量 ５ ｋｇ ／ Ｈ■２０／
メタノール比 １．５ ｍｏｌ／ｍｏｌ燃料供
給量（Ｈ２） １．５ ｍ３／Ｈ燃焼空気
量 ？’ ｍ３／Ｈ燃焼触媒 （ｗｔ
％で、Ｐｄ ： ０．５． ＣｅＬ ： ９．５Ａ１２
０ｓ：９０） Ｐｄ含有触媒 ５１ メタノール改質触媒 ［ｗｔ％で、Ｃｕｂ：５５． ＺｎＱ：４２Ａ１２０３
：８ ］ ＺｎＯ含有触媒 ３１ ＣＯ除去触媒［ｗｔ％で、Ｃｕｂ：５０． ＺｎＯ：４
０ＡｔｉＯａ：ｌＯ］ ＺｎＯ含有触媒 ０．５１！ メタノール転化率 ９９．８ｗｔ％生成ガス中
ＣＯＷ度（ドライベース） １．０％ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は燃焼触媒を用いることに
より安全、確実に高温ガスを得られ、なお熱効率の向上
を図られ、かつ不純物除去触媒により、不純物が大巾に
低減された目的生成ガスを得ることができる。また、空
間部を最大限に有効利用することにより装置規模がコン
パクト化される。
メタノール比 １．５ ｍｏｌ／ｍｏｌ燃料供
給量（Ｈ２） １．５ ｍ３／Ｈ燃焼空気
量 ？’ ｍ３／Ｈ燃焼触媒 （ｗｔ
％で、Ｐｄ ： ０．５． ＣｅＬ ： ９．５Ａ１２
０ｓ：９０） Ｐｄ含有触媒 ５１ メタノール改質触媒 ［ｗｔ％で、Ｃｕｂ：５５． ＺｎＱ：４２Ａ１２０３
：８ ］ ＺｎＯ含有触媒 ３１ ＣＯ除去触媒［ｗｔ％で、Ｃｕｂ：５０． ＺｎＯ：４
０ＡｔｉＯａ：ｌＯ］ ＺｎＯ含有触媒 ０．５１！ メタノール転化率 ９９．８ｗｔ％生成ガス中
ＣＯＷ度（ドライベース） １．０％ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は燃焼触媒を用いることに
より安全、確実に高温ガスを得られ、なお熱効率の向上
を図られ、かつ不純物除去触媒により、不純物が大巾に
低減された目的生成ガスを得ることができる。また、空
間部を最大限に有効利用することにより装置規模がコン
パクト化される。
添付図面は本発明の一実施例であるメ
ルリフォーマの概略図である。
り
Claims (4)
- （１）原料であるメタノール又はメタノールと水を燃焼
排ガスによって予熱する原料予熱移送管 - （２）該原料予熱移送管と連結され、外周囲を燃焼触媒
で充填されてなる予熱原料の蒸発・過熱管 - （３）該蒸発・過熱管と連結され、内部にメタノール分
解又は改質触媒が充填され、外周囲を燃焼触媒で充填さ
れている原料の分解又は改質反応管群 - （４）該反応管群の生成ガスを集合し、生成ガス不純物
除去触媒を充填してなるガス集合部 よりなることを特徴とするメタノールリフオーマ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21070189A JP2625551B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | メタノールリフォーマ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21070189A JP2625551B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | メタノールリフォーマ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375201A true JPH0375201A (ja) | 1991-03-29 |
| JP2625551B2 JP2625551B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=16593665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21070189A Expired - Fee Related JP2625551B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | メタノールリフォーマ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625551B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064923A1 (fr) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Pan, Weibiao | Carburant obtenu par decomposition et recombinaison de l'eau et chambre de combustion utilisant ce carburant |
| KR100423544B1 (ko) * | 2001-04-23 | 2004-03-18 | 주식회사 경동도시가스 | 컴팩트형 수증기 개질장치 |
| WO2006100908A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Honda Motor Co., Ltd. | 燃料改質装置 |
| JP2007175414A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Foot Techno Inc | 枕 |
| JP2008543020A (ja) * | 2005-06-10 | 2008-11-27 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 自熱改質装置 |
| JP2015508381A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-03-19 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 熱交換型予備改質器 |
| CN109289749A (zh) * | 2017-07-24 | 2019-02-01 | 大连盛大光明节能设备有限公司 | 无焰氧化制热反应器 |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP21070189A patent/JP2625551B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100423544B1 (ko) * | 2001-04-23 | 2004-03-18 | 주식회사 경동도시가스 | 컴팩트형 수증기 개질장치 |
| WO2003064923A1 (fr) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Pan, Weibiao | Carburant obtenu par decomposition et recombinaison de l'eau et chambre de combustion utilisant ce carburant |
| WO2006100908A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Honda Motor Co., Ltd. | 燃料改質装置 |
| JP2008543020A (ja) * | 2005-06-10 | 2008-11-27 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 自熱改質装置 |
| JP2007175414A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Foot Techno Inc | 枕 |
| JP2015508381A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-03-19 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 熱交換型予備改質器 |
| CN109289749A (zh) * | 2017-07-24 | 2019-02-01 | 大连盛大光明节能设备有限公司 | 无焰氧化制热反应器 |
| CN109289749B (zh) * | 2017-07-24 | 2024-05-07 | 北京燕东兆阳新能源科技有限公司 | 无焰氧化制热反应器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2625551B2 (ja) | 1997-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |