JPH0595642U

JPH0595642U - プレートリフォーマ

Info

Publication number: JPH0595642U
Application number: JP4377292U
Authority: JP
Inventors: 哲也平田; 栄千々岩
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】改質ガスの出口温度を最高温度にして全体の
コンパクト化を図る。【構成】改質用触媒２が充填してある改質室１と燃焼
用触媒４が充填してある燃焼室３とを伝熱隔壁５を介し
積層する。燃焼室３には、燃料Ｆを分散して供給できる
よう燃料分散板７を介して燃料供給室６を積層させる。
改質室１内のガスの流れと燃焼室３内のガスの流れが対
向流となるようにする。改質室１の反応部Ｘと燃焼室３
の反応部Ｘをそれぞれガスの入口側にずらす。改質室１
の反応部Ｘの出口側と、燃焼室３の反応部Ｘの出口側に
それぞれ熱交換部ＹとＹ´を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は燃料電池のアノード側へ供給する燃料ガスを製造する如き供給燃料から生成ガスを製造するためのリフォーマのうち、プレート型としてあるプレートリフォーマに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

触媒を反応させて供給燃料を生成ガスに改質するリフォーマのうち、プレートリフォーマは、コンパクトで且つ燃焼室全域で均一な燃焼を可能として効果的に改質が行えるものとして従来より採用されている。

【０００３】従来のプレートリフォーマは、図３に一例を示す如く、改質用触媒２を充填したプレート型の改質室１と、燃焼用触媒４を充填したプレート型の燃焼室３とを伝熱隔壁５を挟んで積層させて一体化したものを、燃焼室３同士が向い合うように重ね合わせ、且つ両燃焼室３内の触媒充填部に別々に燃料を流入させるように多数の分散孔７ａを有する燃料分散板７を両面に配した燃料供給室６を、上記両燃焼室３間に挟み込んだ構成とし、更に、上記燃料供給室６には燃料供給流路のみを開口させて、燃料Ｆが燃料分散板７の各分散孔７ａより分散されて両燃焼室３に供給されるようにすると共に、両燃焼室３には空気Ａの供給流路８と燃焼ガスの排出流路９を開口させて、両燃焼室３で分散燃焼させるようにし、又、両改質室１には改質原料ガス、たとえば、ＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏを供給し、伝熱隔壁５を経て改質室１に伝えられる熱を吸熱して改質反応が行われるようにしてある。

【０００４】リフォーマの熱効率を良くするためには、リフォーマ内で熱回収を行うことが必要となるが、改質室１での改質ガスの流れと燃焼室３の燃焼ガスの流れとが並行流となる方式では、上記熱回収を行うことができないため、対向流方式が考えられる。対向流方式とする場合は、改質原料ガスの供給流路１０と改質ガスの排出流路１１を図３に示す位置に設けて、改質室１での改質ガスの流れと燃焼室３での燃焼ガスの流れとが対向流となるようにすることが必要である。

【０００５】しかし、上記対向流方式のプレートリフォーマを考えた場合、改質室１の出口から改質ガスが出るときに、該改質ガスの温度が下がると、一度改質されたガスが再び元のガス（たとえば、ＣＨ₄）に戻ってしまうという問題がある。

【０００６】そのため、従来では、図３に示す如く、改質用触媒２が充填されている改質室１の反応部Ｘの入口側及び出口側と、燃焼用触媒４が充填されている燃焼室３の反応部Ｘの入口側及び出口側に、それぞれ触媒を充填していない空隙部を設けて、該空隙部を熱交換部Ｙ及びＺとする構成のプレートリフォーマが採用されている。

【０００７】なお、１２は上部ホルダー、１３は下部ホルダーである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、改質室１及び燃焼室３の各入口側及び出口側に、図３に示す如き熱交換部Ｙ，Ｚがあると、熱交換部ＹとＺを設けるスペース分だけ大型化し、全体のコンパクト性が図れなくなると共に、改質室の反応部出口で空気又は燃料と熱交換されることから、必ずしも改質室反応部出口で最高温度にならない。

【０００９】そこで、本考案は、改質ガスの出口温度を下げることなく且つコンパクト化が図れるようにしたプレートリフォーマを提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、改質用触媒を充填した反応部を有する改質室と、燃焼用触媒を充填した反応部を有する燃焼室とを伝熱隔壁を介し重ね合わせて積層し、且つ上記燃焼室に、燃料又は空気の分散板を介して燃料又は空気の供給室を積層してなるプレートリフォーマにおいて、上記改質室内の改質ガスの流れと燃焼室内の燃焼ガスの流れとが対向流となるようにし、且つ上記改質室の反応部と燃焼室の反応部をそれぞれガスの入口側にずらして、改質室の反応部出口側に、燃焼室の反応部と接する熱交換部を設けると共に、燃焼室の反応部出口側に、改質室の反応部と接する熱交換部を設けた構成とする。

【００１１】

【作用】

改質室で改質されたガスは改質室反応部から熱交換部を経て改質室から出るが、上記熱交換部には、燃焼室反応部へ、改質室熱交換部から熱が伝熱隔壁を介して伝熱され熱回収ができる。その上、改質室の反応部出口から出たガスは最高温度になることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

【００１３】図１は本考案の一実施例を示すもので、図３に示す場合と同様に、改質用触媒２を充填したプレート型の改質室１と、燃焼用触媒４を充填したプレート型の燃焼室３とを、伝熱隔壁５を挟んで積層させて一体化し、更に、上記燃焼室３内の燃焼用触媒４の充填部に別々に燃料を流入させるよう多数の燃料分散孔７ａを有する燃料分散板７を介して燃料供給室６を積層した構成としてあり、上記燃料供給室６に供給された燃料Ｆが燃料分散板７の各分散孔７ａから燃焼室３内の触媒充填部である反応部Ｘに流入して燃焼室３の反応部Ｘに導かれた空気Ａによって燃焼させられ、燃焼室３内全域で均一に燃焼が行われるようにすると共に、燃焼室３での燃焼により生じた熱が伝熱隔壁５を介して改質室１内へ伝熱され、改質室１に供給された改質原料ガスＮＧが上記燃焼室３からの熱により加熱され、触媒充填部の反応部Ｘで改質されるようにしてある構成において、上記改質室１の反応部Ｘと燃焼室３の反応部Ｘとをずらし、改質室１の反応部Ｘの出口側と燃焼室３の反応部Ｘの出口側に、各々触媒のない空隙部を設けて熱交換部ＹとＹ´としたものである。

【００１４】すなわち、改質室１内の改質ガスＲＧの流れ方向と燃焼室３の燃焼ガスＣＧの流れ方向が対向流となるようにして、上記改質室１と燃焼室３の各反応部Ｘをそれぞれガスの入口側方向へずらし、且つ上記改質室１の反応部Ｘと燃焼室３の反応部Ｘとをずらすことによって形成された燃焼室３の反応部Ｘと接する改質室１の出口側空隙部を熱交換部Ｙにすると共に、改質室１の反応部Ｘに接する燃焼室３の出口側空隙部を熱交換部Ｙ´とする。

【００１５】改質室１に改質原料ガスＮＧを供給し、一方、燃焼室３に空気Ａを供給すると共に、燃料供給室６から燃料分散板７の各分散孔７ａより燃焼室３に矢印の如く燃料Ｆを流入させると、燃焼室３の反応部Ｘで全域で均一に燃焼が行われて、燃焼ガスＣＧが矢印の方向に流れ、熱交換部Ｙ´を経て排出される。上記改質室１の反応部Ｘに供給された改質原料ガスは、先ず、熱交換部Ｙ´と接する位置で燃焼ガスＣＧの顕熱が伝熱隔壁５を経て改質室１に伝熱されることによって加熱され、次いで、燃焼室３の反応部Ｘでの燃焼により生じた熱が改質室１内へ伝熱されることによって加熱され、改質用触媒２によって改質反応が行われる。

【００１６】改質ガスＲＧは、反応部Ｘの出口から熱交換部Ｙへ出てから排出されるが、熱交換部Ｙは燃焼室３の反応部と接しているので、熱交換部Ｙに出た改質ガスは、顕熱を燃焼室３へ伝熱させることにより、熱回収ができる。改質室１の出口で温度が下がるが、改質室１の反応部出口で最高温度となるため、改質されたガスは再び、元のガスに戻ることはない。

【００１７】上記改質反応を行うときの改質室１及び燃焼室３の温度プロフィルは、図２に示すようになることが実験により確認された。曲線イは燃焼ガスの温度を示し、曲線ロは改質ガスの温度を示す。図２から明らかなように、改質ガスは改質室１の反応部Ｘの出口で最高温度になることがわかる。

【００１８】なお、図面では改質室１と燃焼室３と燃料供給室６とを積層したものとして示したが、図３の場合と同様に燃料供給室６を挟んで対称的に配置した構成とすることは勿論であり、又、実施例では、燃焼室３に空気Ａを供給し、燃料供給室６から燃料分散板７の分散孔７ａを通して燃焼室３に燃料Ｆを流入させる場合を示したが、燃焼室３に燃料を供給し、且つ空気を分散して燃焼室３に流入させるよう燃焼室３に空気分散板を介して空気分散室を積層するようにしてもよいことも勿論である。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案のプレートリフォーマによれば、改質用触媒を充填した反応部を有する改質室と、燃焼用触媒を充填した反応部を有する燃焼室とを伝熱隔壁を挟んで積層し、燃焼室には燃料又は空気を分散して流入させて燃焼させるようにしてあるプレートリフォーマにおいて、上記改質室内の改質ガスの流れと燃焼室内の燃焼ガスの流れが対向流となるようにして、改質室の反応部と燃焼室の反応部を互にガスの入口側へずらして、改質室の反応部出口側に燃焼室の反応部と接する熱交換部を設けると共に、燃焼室の反応部出口側に改質室の反応部と接する熱交換部を設けた構成としてあるので、対向流型のプレートリフォーマにおいて改質室の反応部から出るときに改質ガスを最高温度にすることができる、という優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプレートリフォーマの一実施例を示す
概略図である。

【図２】図１に示す場合の温度プロフィルを示す図であ
る。

【図３】従来のプレートリフォーマの一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１改質室２改質用触媒３燃焼室４燃焼用触媒５伝熱隔壁６燃料供給室（供給室）７燃料分散板（分散板）Ａ空気Ｆ燃料ＲＧ改質ガスＣＧ燃焼ガスＸ反応部Ｙ，Ｙ´ 熱交換部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】改質用触媒を充填した反応部を有する改
質室と、燃焼用触媒を充填した反応部を有する燃焼室と
を伝熱隔壁を介し重ね合わせて積層し、且つ上記燃焼室
に、燃料又は空気を分散して供給するよう分散板を介し
て燃料又は空気の供給室を積層してなるプレートリフォ
ーマにおいて、上記改質室内の改質ガスの流れと燃焼室
内の燃焼ガスの流れとが対向流となるようにし、且つ上
記改質室の反応部と燃焼室の反応部をそれぞれガスの入
口側にずらして、改質室の反応部出口側に、燃焼室の反
応部と接する熱交換部を設けると共に、燃焼室の反応部
出口側に、改質室の反応部と接する熱交換部を設けたこ
とを特徴とするプレートリフォーマ。