JPH04119902A - 燃料改質装置の運転方法 - Google Patents
燃料改質装置の運転方法Info
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- JPH04119902A JPH04119902A JP23713790A JP23713790A JPH04119902A JP H04119902 A JPH04119902 A JP H04119902A JP 23713790 A JP23713790 A JP 23713790A JP 23713790 A JP23713790 A JP 23713790A JP H04119902 A JPH04119902 A JP H04119902A
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- reforming catalyst
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
- B01J8/025—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical in a cylindrical shaped bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料油、ナフサ、
天然ガス等の炭
化水素を、水蒸気とともに改質触媒の存在下で反応させ
、水素、−酸化炭素、二酸化炭素、メタン、水蒸気等か
らなる混合気体に改質する燃料改質装置の運転方法に係
り、特に改質触媒の破砕、粉化を防止する方法に関する
。
、水素、−酸化炭素、二酸化炭素、メタン、水蒸気等か
らなる混合気体に改質する燃料改質装置の運転方法に係
り、特に改質触媒の破砕、粉化を防止する方法に関する
。
（従来の技術）
従来から、円筒状あるいはプレートフィン状に形成され
内部に改質触媒が充填された改質管と、この改質管を加
熱する加熱手段とを備え、上端から改質管内に供給され
た原料ガスを、改質触媒下で反応させ、改質ガスを改質
管の下端部から送出するようにした燃料改質装置は一般
に知られている。
内部に改質触媒が充填された改質管と、この改質管を加
熱する加熱手段とを備え、上端から改質管内に供給され
た原料ガスを、改質触媒下で反応させ、改質ガスを改質
管の下端部から送出するようにした燃料改質装置は一般
に知られている。
第４図（Ａ）に示される状態Ａは、従来の燃料改質装置
における改質管と改質触媒の充填管とを模式的に示すも
ので、改質管１には、遠心鋳造により製造された高ニツ
ケル高クロム鋼等の耐熱合金管が用いられ、また改質触
媒２としては、アルミナ等からなるセラミック基材にニ
ッケルを付与した粒子状のものが用いられている。
における改質管と改質触媒の充填管とを模式的に示すも
ので、改質管１には、遠心鋳造により製造された高ニツ
ケル高クロム鋼等の耐熱合金管が用いられ、また改質触
媒２としては、アルミナ等からなるセラミック基材にニ
ッケルを付与した粒子状のものが用いられている。
改質反応は、
ＣＨ４＋Ｈ２０：± ＣＯ＋３Ｈ２−４９，２７Ｋｃ
ａｌ／ｇ−ｍ。
ａｌ／ｇ−ｍ。
・・・・・・ （１）
で表わされる吸熱反応であり、この反応を（１）式にお
いて右へ進めるためには、外部から熱を供給する必要が
ある。この熱供給は、バーナ等の加熱手段によって行な
われる。
いて右へ進めるためには、外部から熱を供給する必要が
ある。この熱供給は、バーナ等の加熱手段によって行な
われる。
（発明か解決しようとする課題）
従来の燃料改質装置において、改質管１と改質触媒２と
が加熱されている状態下では、改質管１の材質の方が改
質触媒２の材質に比較して線彫版率が大きいため、改質
管１は径方向および軸方向に延びるのに対し改質触媒２
は殆ど延びない。
が加熱されている状態下では、改質管１の材質の方が改
質触媒２の材質に比較して線彫版率が大きいため、改質
管１は径方向および軸方向に延びるのに対し改質触媒２
は殆ど延びない。
したがって、加熱の間は、第４図（Ｂ）に状態Ｂとして
示すように、改質管１が延びて改質管１内の容積が拡が
り、これを埋め合せる形で改質触媒２の充填高さが減少
し、当初寸法Ｌ１であった充填高さが寸法Ｌ２になる。
示すように、改質管１が延びて改質管１内の容積が拡が
り、これを埋め合せる形で改質触媒２の充填高さが減少
し、当初寸法Ｌ１であった充填高さが寸法Ｌ２になる。
この状態で、燃料改質装置を停止に導くと、温度降下と
ともに改質管１か収縮し、改質触媒２の充填層が径方向
内側に締め付けられ、第４図（Ｃ）に状態Ｅとして示す
ように、改質触媒２の粒子の破砕、粉化が発生すること
になり、この現象は燃料改質装置の起動、停止を繰り返
す度に発生する。
ともに改質管１か収縮し、改質触媒２の充填層が径方向
内側に締め付けられ、第４図（Ｃ）に状態Ｅとして示す
ように、改質触媒２の粒子の破砕、粉化が発生すること
になり、この現象は燃料改質装置の起動、停止を繰り返
す度に発生する。
改質触媒２の粒子に破砕、粉化が生じると、改質触媒２
の破片、粉がガス流に乗って下流側に運ばれ、下流側の
機器、弁、配管等に堆積し、故障や異常を引き起こすと
いう問題がある。
の破片、粉がガス流に乗って下流側に運ばれ、下流側の
機器、弁、配管等に堆積し、故障や異常を引き起こすと
いう問題がある。
また、この場合、前述の改質反応の逆反応であるメタネ
ーション反応 ＣＯ＋３Ｈ： ＣＨ４＋Ｈ２０＝４９．２７Ｋｃａｌ
／ｇ−ｆｆ。
ーション反応 ＣＯ＋３Ｈ： ＣＨ４＋Ｈ２０＝４９．２７Ｋｃａｌ
／ｇ−ｆｆ。
・・・・・・（２）
を引き起こすおそれがある。この反応は、強度の発熱反
応であるため、温度の異常上昇を来すとともに、前述の
改質反応で製造した水素と一酸化炭素を消費することか
ら、燃料改質装置の燃料改質効率を低下させるという問
題もある。
応であるため、温度の異常上昇を来すとともに、前述の
改質反応で製造した水素と一酸化炭素を消費することか
ら、燃料改質装置の燃料改質効率を低下させるという問
題もある。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、燃
料改質装置の運転に際して、改質触媒の破砕や粉化を生
じさせるおそれかない燃料改質装置の運転方法を提供・
することを目的とする。
料改質装置の運転に際して、改質触媒の破砕や粉化を生
じさせるおそれかない燃料改質装置の運転方法を提供・
することを目的とする。
（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手段として、円筒状ある
いはプレートフィン状に形成され内部に改質触媒が充填
された改質管と、この改質管を加熱する加熱手段とを備
え、改質管内に供給された原料ガスを、改質触媒下で反
応させ、改質ガスを改質管から取り出す燃料改質装置に
おいて、前記燃料改質装置の停止過程で、前記改質管内
に、前記改質触媒が浮き上がる程度の流速のガスを流通
させるものである。
いはプレートフィン状に形成され内部に改質触媒が充填
された改質管と、この改質管を加熱する加熱手段とを備
え、改質管内に供給された原料ガスを、改質触媒下で反
応させ、改質ガスを改質管から取り出す燃料改質装置に
おいて、前記燃料改質装置の停止過程で、前記改質管内
に、前記改質触媒が浮き上がる程度の流速のガスを流通
させるものである。
（作用）
本発明に係る燃料改質装置の運転方法においは、高温下
での運転により、改質管の熱膨脹分の空間を埋める形で
沈下した改質触媒が、運転停止過程で改質管内を流通す
るガスにより、浮き上かった状態となり、改質触媒の充
填管の空隙率が高められる。このため、その後に続く改
質管の冷却、収縮で、改質触媒の充填層に径方向の締付
力が加わっでも、改質触媒か破砕、粉化するのを防止す
ることが可能となる。
での運転により、改質管の熱膨脹分の空間を埋める形で
沈下した改質触媒が、運転停止過程で改質管内を流通す
るガスにより、浮き上かった状態となり、改質触媒の充
填管の空隙率が高められる。このため、その後に続く改
質管の冷却、収縮で、改質触媒の充填層に径方向の締付
力が加わっでも、改質触媒か破砕、粉化するのを防止す
ることが可能となる。
（実施例）
以下、本発明に係る燃料改質装置の運転方法の一実施例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
第２図および第３図は、本発明に係る運転方法が適用さ
れる燃料改質装置の一例を示すもので、第２図は運転時
の状態を、また第３図は停止時の状態をそれぞれ示す。
れる燃料改質装置の一例を示すもので、第２図は運転時
の状態を、また第３図は停止時の状態をそれぞれ示す。
両図において、符号１は、円筒状あるいはプレトフィン
状に形成された改質管であり、この改質管１は、例えば
、遠心鋳造により製造された高ニツケル高クロム鋼等の
耐熱合金管等を用いて形成されている。そして、この改
質管１内には、アルミナ等からなるセラミック基材にニ
ッケルを付与した粒子状の改質触媒２か充填されている
。
状に形成された改質管であり、この改質管１は、例えば
、遠心鋳造により製造された高ニツケル高クロム鋼等の
耐熱合金管等を用いて形成されている。そして、この改
質管１内には、アルミナ等からなるセラミック基材にニ
ッケルを付与した粒子状の改質触媒２か充填されている
。
前記改質管１の上端部には、第２図および第３図に示す
ように、運転時に開となり停止時に閉となる常開弁３を
有する原料ガスのガス供給管４が接続されており、また
改質管１の下端部には、運転時に開となり停止時に閉と
なる常開弁５を有する改質ガス送出管６が接続されてい
る。
ように、運転時に開となり停止時に閉となる常開弁３を
有する原料ガスのガス供給管４が接続されており、また
改質管１の下端部には、運転時に開となり停止時に閉と
なる常開弁５を有する改質ガス送出管６が接続されてい
る。
また、前記ガス供給管４は常開弁３の上流側位置から、
第２図および第３図に示すように、改質管１をバイパス
するガス送給管７が分岐されており、このガス送給管７
には運転時に閉となり停止時に開となる常閉弁７が備え
られ、ガス送給管８の他端は、改質ガス送出管６の常開
弁５の上流側に接続される。
第２図および第３図に示すように、改質管１をバイパス
するガス送給管７が分岐されており、このガス送給管７
には運転時に閉となり停止時に開となる常閉弁７が備え
られ、ガス送給管８の他端は、改質ガス送出管６の常開
弁５の上流側に接続される。
また、前記ガス供給管４の常開弁３の下流側位置には、
運転時に閉となり停止時に開となる常閉弁９を有するガ
ス排出管１０の一端が接続されており、このガス排出管
１０の他端は、改質ガス送出管６の常開弁５の下流側位
置に接続されている。
運転時に閉となり停止時に開となる常閉弁９を有するガ
ス排出管１０の一端が接続されており、このガス排出管
１０の他端は、改質ガス送出管６の常開弁５の下流側位
置に接続されている。
そして、改質管１内には、停止過程において、内部の改
質触媒２が浮き上がる程度の流速のガスが、下端部から
上端部に向って流通し、これにより、改質触媒２の充填
層の空隙率を大きくすることができるようになっている
。
質触媒２が浮き上がる程度の流速のガスが、下端部から
上端部に向って流通し、これにより、改質触媒２の充填
層の空隙率を大きくすることができるようになっている
。
次に、第１図を参照して本発明に係る燃料改質装置の運
転方法について説明する。
転方法について説明する。
第１図（Ａ）に示す状態Ａは、改質管１と改質触媒２の
充填層とを模式的に示したものであり、改質触媒２の充
填層の寸法はＬｌとなっている。
充填層とを模式的に示したものであり、改質触媒２の充
填層の寸法はＬｌとなっている。
この状態から、改質管１および改質触媒２を加熱して燃
料の改質を行なうと、改質管１の材質の方が改質触媒２
の材質に比較して線彫版率が大きいため、改質管１は径
方向および軸方向に延びるのに対し、改質触媒２は殆ど
延びない。
料の改質を行なうと、改質管１の材質の方が改質触媒２
の材質に比較して線彫版率が大きいため、改質管１は径
方向および軸方向に延びるのに対し、改質触媒２は殆ど
延びない。
したがって、加熱の間は、改質管１が延び、第１図（Ｂ
）に状態Ｂとして示すように、改質管１内の容積が拡が
った分を埋め合せる形で、改質触媒２の充填高さが減少
し、寸法Ｌ２となる。
）に状態Ｂとして示すように、改質管１内の容積が拡が
った分を埋め合せる形で、改質触媒２の充填高さが減少
し、寸法Ｌ２となる。
この状態で、燃料改質装置をそのまま停止させると、前
述のように、改質触媒２の粒子が破砕、粉化するおそれ
がある。
述のように、改質触媒２の粒子が破砕、粉化するおそれ
がある。
そこで本発明では、第３図に示すように、燃料改質装置
の停止過程で、改質管１内に、その下端部から上端部に
向って、−時的にガスを流通させるようにしている。
の停止過程で、改質管１内に、その下端部から上端部に
向って、−時的にガスを流通させるようにしている。
このガスの流通により、第１図（Ｃ）に状態Ｃとして示
すように、改質触媒２が浮き上がる状態となり、充填層
内の空隙率が高められて、充填高さが寸法Ｌ２よりも大
きい寸法Ｌ３となる。
すように、改質触媒２が浮き上がる状態となり、充填層
内の空隙率が高められて、充填高さが寸法Ｌ２よりも大
きい寸法Ｌ３となる。
ガスの流通を停止すると、浮き上がった状態になってい
た改質触媒２が静置され、充填高さは寸法Ｌ３よりも多
少減少するが、充填層内には充分な空隙が確保され、各
改質触媒２が非常に移動し易い状態が維持される。この
ため、その後に続く改質管１の冷却、収縮で、改質触媒
２の充填層に径方向の締付力（収縮力）が加わっても、
改質触媒２が破砕、粉化するおそれがない。そして、最
終的には、第１図（Ｄ）に状態りとして示すように、改
質触媒２の充填高さは、寸法Ｌ４となる。
た改質触媒２が静置され、充填高さは寸法Ｌ３よりも多
少減少するが、充填層内には充分な空隙が確保され、各
改質触媒２が非常に移動し易い状態が維持される。この
ため、その後に続く改質管１の冷却、収縮で、改質触媒
２の充填層に径方向の締付力（収縮力）が加わっても、
改質触媒２が破砕、粉化するおそれがない。そして、最
終的には、第１図（Ｄ）に状態りとして示すように、改
質触媒２の充填高さは、寸法Ｌ４となる。
しかして、燃料改質装置の起動、停止を繰り返しても、
改質触媒２の破砕、粉化を防止することができる。
改質触媒２の破砕、粉化を防止することができる。
なお、一実施例の説明では、燃料改質装置の停止過程で
、改質管１内に一時的にガスを流通させる場合について
説明したが、−時的である必要はない。例えば、停止時
を通してガスを流通させてもよい。
、改質管１内に一時的にガスを流通させる場合について
説明したが、−時的である必要はない。例えば、停止時
を通してガスを流通させてもよい。
以上説明したように本発明は、停止過程で改質管内にガ
スを流通させて、改質触媒の充填層の空隙率を高めるよ
うにしたので、改質管の冷却、収縮に伴う改質触媒の破
砕、粉化を防止することができる。
スを流通させて、改質触媒の充填層の空隙率を高めるよ
うにしたので、改質管の冷却、収縮に伴う改質触媒の破
砕、粉化を防止することができる。
第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係る燃料改質装置の運
転方法を示す説明図、第２図はこの運転方法により運転
される燃料改質装置の運転時の状態を示す構成図、第３
図は同様の停止時の状態を示す構成図、第４図（Ａ）〜
（Ｃ）は従来の燃料改質装置の運転方法を示す説明図で
ある。 １・・・改質管、２・・・改質触媒。 第２ｍ 第３図 北 １４図 手続補正書（０劃 ３．１．１１ 平成 年 月
転方法を示す説明図、第２図はこの運転方法により運転
される燃料改質装置の運転時の状態を示す構成図、第３
図は同様の停止時の状態を示す構成図、第４図（Ａ）〜
（Ｃ）は従来の燃料改質装置の運転方法を示す説明図で
ある。 １・・・改質管、２・・・改質触媒。 第２ｍ 第３図 北 １４図 手続補正書（０劃 ３．１．１１ 平成 年 月
Claims (1)
- 円筒状あるいはプレートフィン状に形成され内部に改質
触媒が充填された改質管と、この改質管を加熱する加熱
手段とを備え、改質管内に供給された原料ガスを、改質
触媒下で反応させ、改質ガスを改質管から取り出す燃料
改質装置において、前記燃料改質装置の停止過程で、前
記改質管内に、前記改質触媒が浮き上がる程度の流速の
ガスを流通させることを特徴とする燃料改質装置の運転
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23713790A JPH04119902A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 燃料改質装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23713790A JPH04119902A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 燃料改質装置の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119902A true JPH04119902A (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=17010956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23713790A Pending JPH04119902A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 燃料改質装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04119902A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002098789A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-12 | Davy Process Technology Limited | Furnace and steam reforming process |
| WO2002098552A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-12 | Davy Process Technology Limited | Process and apparatus for loading a particulate solid into a vertical tube |
| US6743537B2 (en) | 2000-12-11 | 2004-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen gas generating systems, fuel cell systems and methods for stopping operation of fuel cell system |
| CN115279483A (zh) * | 2020-03-26 | 2022-11-01 | 大阪瓦斯株式会社 | 反应装置 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP23713790A patent/JPH04119902A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE10160556B4 (de) * | 2000-12-11 | 2010-09-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Wasserstoffgaserzeugungssysteme und Verfahren für ein Stoppen des Betriebes eines Wasserstoffgaserzeugungssystems |
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| EP4129461A4 (en) * | 2020-03-26 | 2024-04-03 | Osaka Gas Co., Ltd. | REACTION DEVICE |
| US12544729B2 (en) | 2020-03-26 | 2026-02-10 | Osaka Gas Co., Ltd. | Reactor |
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