JPH06358A - 伝熱管用触媒カートリッジ及び伝熱管内への触媒の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改質管等の伝熱管内に改質触媒等の触媒の最
密充填を能率良く行えるようにする。 【構成】 筒状の管体２１の一方の端部に、管体２１の
内部のほぼ中央部で管体２１の軸方向に伸び管体２１と
ほぼ同じ長さの棒体２３が取り付けられ、かつ、多数の
穴２２ａが穿設された底蓋２２を取り付けてカートリッ
ジ用管体２１を形成し、このカートリッジ用管体２１に
触媒４０を密に充填して改質管１１装入用の触媒カート
リッジ５０として形成する。また、触媒カートリッジ５
０は、カートリッジ用管体２１への触媒４０の充填を軽
量の保護管３０をカートリッジ用管体２１の回りに装着
してカートリッジ用管体２１の底蓋２２が位置する側を
底にして立てた状態でカートリッジ用管体２１内へ上方
から触媒４０を入れて密に充填して製作するようにし、
保護管３０の触媒カートリッジ５０の底蓋２２が位置す
る側の一端側を改質管１１の開口端に接合させ、棒体２
３の端部２３ａを押し込むことにより触媒カートリッジ
５０を保護管３０から押し出してそのまま改質管１１内
へ挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば流動床改質器等の
改質管等の伝熱管の内部へ装入する改質用等の触媒のカ
ートリッジ及び該伝熱管に触媒を充填する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、流動床改質器においては伝熱管
としての改質管内に改質用の触媒が最密充填されていな
いと改質ガスとしての例えば都市ガスやメタン等がショ
ートパスして反応効率を低下させたり、触媒が存在しな
いことによりメタン自体が熱で分解したりしてカーボン
の析出が発生する等の問題が生じる。このような問題を
なくするため、改質管を水平に設置した流動床改質器に
おいては、改質管に触媒を充填する場合には改質器本体
から多数本存在する改質管を改質器外へ抜き出しそれぞ
れ垂直に立てた状態にして上方開口から触媒を入れて充
填していた。なお、改質器に改質管が水平状態に取付け
られたまま充填すると改質管の上方に隙間ができること
は避けられない。

【０００３】一方、改質管を垂直に設置した流動床改質
器においては、改質管は垂直状態にされているため改質
器に設置したままの状態で多数本配置されている改質管
ごとにその上方の開口端から触媒を直接充填していた。
また、触媒を改質管内に最密状態で充填するため作業員
が改質器本体内に入って改質管に振動を与えながら充填
するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような水平改質管を設置した改質器において改質管を改
質器本体から抜き出すのは改質管自体が所定長さを有し
たものであり、かつ、重量が大であるため、その作業が
非常に困難であり、また、抜き出した後、垂直に立てる
作業も必要であり、その作業も困難である。このように
触媒充填のための作業性が非常に悪いものとなってい
た。そして、改質器外でこれらの作業のための多くの面
積の空間を必要とする。殊に大型の改質器においてはこ
れらの問題点が大きくなる。

【０００５】一方、上記のような改質管を垂直に設置し
た流動床改質器の触媒充填方法においては、改質管が立
設されているので触媒を比較的容易に密に充填するよう
にすることはできるが、多数本配置されている改質管ご
とにその上方の開口端から触媒を直接充填していかねば
ならず作業性が悪く、また、触媒を改質管内に最密状態
で充填するため作業員が改質器本体内に入って改質管に
振動を与えながら充填する作業も作業性が悪く最密充填
も思うように行えないという問題があった。

【０００６】本発明はこのような従来の触媒の充填方法
の問題点に鑑みてなされたものであり、水平伝熱管であ
っても竪型伝熱管であっても触媒の最密充填を可能と
し、触媒の充填のための作業時間を短縮して作業能率を
向上させうる伝熱管用触媒カートリッジ及び伝熱管内へ
の触媒の充填方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、 （１）伝熱管に充填する触媒を伝熱管用触媒カートリッ
ジとして形成し、この伝熱管用触媒カートリッジを、筒
状の管体の一方の端部に、該管体の内部のほぼ中央部で
該管体の軸方向に伸び該管体とほぼ同じ長さの棒体が取
り付けられ、かつ、多数の穴が穿設された底蓋を取り付
けてカートリッジ用管体を形成し、このカートリッジ用
管体内に触媒を密に充填して伝熱管装入用のカートリッ
ジとして形成した構成とした。また、

【０００８】（２）伝熱管内へ触媒を充填する際に、先
ず、筒状の管体の一方の端部に、該管体の内部のほぼ中
央部で該管体の軸方向に伸び該管体とほぼ同じ長さの棒
体が取り付けられ、かつ、多数の穴が穿設された底蓋を
取り付けて形成したカートリッジ用管体に触媒を密に充
填して触媒カートリッジを製作し、然る後、この触媒カ
ートリッジをそのまま伝熱管内へ挿入するようにした構
成とした。さらに、

【０００９】（３）伝熱管内へ触媒を充填する際に、先
ず、筒状の管体の一方の端部に、該管体の内部のほぼ中
央部で該管体の軸方向に伸び該管体とほぼ同じ長さの棒
体が取り付けられ、かつ、多数の穴が穿設された底蓋を
取り付けて形成したカートリッジ用管体を両端が開口さ
れ伝熱管と内径をほぼ同一とした軽量の保護管内に挿入
してセットし、該カートリッジ用管体と保護管とを該カ
ートリッジ用管体の底蓋が位置する側を底にして立てた
状態で該カートリッジ用管体内へ上方から触媒を入れて
密に充填して該カートリッジ用管体を触媒カートリッジ
として製作し、該触媒カートリッジを内装した保護管の
該触媒カートリッジの底蓋が位置する側の一端側を伝熱
管の開口端に接合され、然る後、該棒体の端部を押し込
むことにより該触媒カートリッジを保護管から押し出し
てそのまま伝熱管内へ挿入するようにした構成とした。

【００１０】

【作用】請求項１及び２のような構成とすると、カート
リッジ用管体の内部に触媒が充填されて触媒カートリッ
ジとして製作され、この触媒カートリッジ自体が伝熱管
内へそのままの状態で挿入される。しかして、該触媒カ
ートリッジは装置本体に備え付けられた伝熱管とは別の
位置で単独に製作可能であるので、触媒は該カートリッ
ジ用管体内へ最密に充填することができると共に、製作
された触媒カートリッジを該触媒カートリッジの底蓋が
位置する側の端部を伝熱管の開口端部に当てがい、棒体
の端部を押し棒等の押し治具で押し込むことによってそ
のままの状態で伝熱管に挿入してセットするだけでよ
く、伝熱管内に容易にかつ短時間でセットすることがで
きる。

【００１１】即ち、棒体の端部を押し込むことにより、
押し込み力は底蓋に作用するだけであり触媒カートリッ
ジの押し込み力を作用させる側の端部には作用せず、従
って触媒カートリッジの内部に充填された触媒に押し込
み力が作用せず、筒状の管体が膨れたり変形することが
ない。このため、伝熱管内壁との間に余分な摩擦抵抗が
作用せず触媒カートリッジが極めて円滑に伝熱管に挿入
される。従って、伝熱管内に触媒を最密状態で能率良く
充填することができる。

【００１２】木発明では、肉厚の薄い筒状管体として
は、例えば耐熱性のステンレス鋼製の金網からなる管
体、ポリプロピレン製フィルムやポリイミド製フィルム
等の樹脂製フィルムからなる管体、或いは紙製からなる
管体が用いられる。なお、該触媒カートリッジを構成す
る筒状管体を前記の金網製とすると、肉厚（線径）の小
さいものであっても所要の強度を有するので触媒を最密
充填したときでも円筒形状を自己保持することができる
と共に、伝熱管に挿入するときも金属同士である故、滑
り抵抗が少ないため、挿入が円滑、容易である。また、
破損に対しても強い。

【００１３】そして、底蓋等の触媒カートリッジを構成
する他の部材も金属製にすれば、触媒カートリッジが装
填された伝熱管が加熱されても触媒カートリッジの構成
部材は伝熱管内にそのまま残存する。このため、触媒が
劣化して交換するときもカートリッジの形として伝熱管
からそのまま取り出すだけでよく、新しい触媒カートリ
ッジとすぐに交換することができる。

【００１４】また、触媒カートリッジを構成する筒状管
体を前記樹脂フィルム製または紙製とすると触媒カート
リッジを軽量化できる。伝熱管内にセットされた後に伝
熱管が加熱されて所定の高温にされると樹脂フィルム製
の場合には燃焼してガスとなって消滅し、また、紙製の
場合には燃えて無くなるが、このような場合でも触媒は
最密充填状態で伝熱管内に位置され触媒は改質作用等を
阻害されることなく有効に作用する。

【００１５】請求項３のような構成とすると、上記作用
に加えて、カートリッジ用管体が保護管の内部にセット
された状態で触媒が充填されるので触媒の最密充填をさ
らに確かなものとすることができる。即ち、カートリッ
ジ用管体の外側には保護管が位置しているので該カート
リッジ用管体の安定性が増し触媒の充填作業が容易であ
ると共に保護管の外部から保護管に振動を与えつつ触媒
を充填すると振動を保護管を介して該管体に効果的に伝
えることが可能となり触媒を極めて密にカートリッジ用
管体内に充填することができる。

【００１６】そして、そのようにして触媒が充填されて
構成された触媒カートリッジを保護管に内装して保護管
と一体にしたままで持ち運びすることが可能であり、触
媒カートリッジを損傷することがない。そして、触媒カ
ートリッジを保護管と一体にしたままで保護管の該触媒
カートリッジの底蓋が位置する側の一端側を装置本体に
備え付けられた伝熱管の開口端部に接合させて触媒カー
トリッジを保護管をガイドとして保護管から押し出して
伝熱管の内部へ挿入することができる。この場合、棒体
の端部を押し込むことにより、押し込み力は底蓋に作用
するだけで触媒には作用せずカートリッジ用管体が膨れ
ることがなく、保護管内壁面および伝熱管壁面との摩擦
抵抗が発生することがない。従って、伝熱管内へ触媒カ
ートリッジを極めて能率良く容易に挿入することができ
る。

【００１７】

【実施例】次に、図面に示した実施例により本発明を詳
細に説明する。図１から図３は本発明方法を説明する図
であり、図１（ａ）〜（ｄ）は触媒カートリッジの製作
工程を説明する図、図２は触媒カートリッジを改質管
（伝熱管）へ挿入する要領を示す斜視図、図３は図２の
Ａ〜Ａ矢視断平面図、図４は本発明方法が適用される改
質管（伝熱管）を備えた流動床改質器の一実施例を示す
縦断正面図、図５は図４のＢ〜Ｂ矢視断面図である。

【００１８】先ず触媒カートリッジの製作方法を図１
（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。先ず、筒状管体２
１として両端が開口された金網製の円筒を形成する。こ
の金網は耐熱性のステンレス鋼からなり例えば線径０．
１９ｍｍ、ピッチ（開き目）０．４５ｍｍの金網が用い
られる。筒状管体２１は伝熱管としての流動床改質器１
の改質管１１の長さに相当する長さとされると共に、外
径は該改質管１１の内径よりもやや小さくされる。

【００１９】そして、孔２２ａが厚み方向に多数、貫通
して穿設された底蓋２２を製作し、この底蓋２２の中央
部に細長い棒体２３の一端を固着して、棒体２３が取付
けられた底蓋２２を用意する。この底蓋２２は同様に耐
熱性のステンレス鋼とされ、その直径は前記筒状管体２
１の内径と同等とされる。棒体２３の長さは後記するよ
うに底蓋２２と共に筒状管体２１内に嵌入セットしたと
きに筒状管体２１の長さよりもやや短くなる長さとされ
る。

【００２０】次に、図１（ａ）に示すように、前記棒体
２３が取付けられた底蓋２２を、棒体２３を筒状管体２
１に挿通して底蓋２２を筒状管体２１の一方の開口端に
嵌め込み、点溶接などして底蓋２２を筒状管体２１に固
着する。このようにしてカートリッジ用管体２０が形成
される。このカートリッジ用管体２０を垂直に立てて置
いた状態を図１（ａ）に示す。

【００２１】一方、図１（ｂ）に示すように、別に、前
記カートリッジ用管体２０（筒状管体２１）の外径より
もやや大きく、かつ、改質管１１（図２又は図４参照）
と同等の内径とし、長さをカートリッジ用管体２０と同
等か、それよりもやや長くした保護管３０を用意する。
保護管３０は材質を例えば厚紙で形成し、保護管３０の
内面に樹脂を厚さ数μｍコーティングして、後で説明す
るようにカートリッジ用管体２０を保護管３０に入れる
ときや触媒カートリッジ５０を保護管３０から押し出す
ときの滑りを良くする。そして、保護管３０は、流動床
改質器１の改質管１１の大きさが例えば内径７８．１ｍ
ｍ、長さ２０００ｍｍであるときには、厚さ３ｍｍの厚
紙で内径７８ｍｍ、長さ２０２０ｍｍの管とされる。

【００２２】次に、前記カートリッジ用管体２０を前記
厚紙製の保護管３０内に挿入して両者をセットした後、
図１（ｃ）に示すように保護管付きのカートリッジ用管
体２０をその底蓋２２が底になるようにして垂直に立て
て上方の開口から触媒４０をカートリッジ用管体２０内
へ落とし込んで充填する。この触媒４０の充填に際して
は保護管３０の外側から木槌等のハンマーで振動を与え
つつ充填するようにして最密充填する。保護管３０を比
較的硬度のある厚紙で製作すれば振動が保護管３０から
内部にセットされているカートリッジ用管体２０に良く
伝わり触媒４０を効果的に最密充填ができる。触媒４０
としては、例えば材質がバナジウムやニッケル系で寸度
が外径１３ｍｍ×内径６ｍｍ×高さ１３ｍｍの円筒形の
ものが使用される。

【００２３】このようにしてカートリッジ用管体２０内
の上部まで所定量の触媒４０が充填されたら、図１
（ｄ）に示すようにカートリッジ用管体２０の上部開口
に耐熱性のステンレス鋼製で多数の孔２４ａを貫通して
穿設されて形成された上蓋２４を嵌め込んで上蓋２４と
カートリッジ用管体２０とを点溶接などして固着する。
この上蓋２４のカートリッジ用管体２０への嵌め込みに
当たっては上蓋２４の底面が棒体２３の上端２３ａに当
接された状態で嵌め込まれる。このようにしてカートリ
ッジ用管体２０は内部に触媒４０が最密充填された触媒
カートリッジ５０として形成される。なお、触媒カート
リッジ５０は両端を上蓋２４と底蓋２２とで閉塞されて
おりそれを横にした場合にでも充填された触媒４０は流
出することはなく最密充填状態が保たれる。

【００２４】そして、このようにして形成された触媒カ
ートリッジ５０を流動床改質器１に設置された伝熱管と
しての改質管１１の中に挿入してセットする。この要領
は図２、図３に示したようにして行う。即ち、カートリ
ッジ支持台６０を予め用意する。カートリッジ支持台６
０は保護管３０の外径とほぼ内径を合わせて形成した半
円形のサポート６１とこのサポート６１の下面に取付け
た脚６２によって構成されている。脚６２の下端にはキ
ャスタ６３が取付けられてカートリッジ支持台６０が横
方向に移動自在に構成されると共に、脚６２の下部分に
は太径の脚嵌入部６２ａが形成されて脚６２が軸方向に
伸縮自在に構成され、サポート６１の上下方向の高さが
調節できるように構成されている。６２ｂは所定の高さ
位置で脚６２を脚嵌入部６２ａに固定するための止め具
である。

【００２５】なお、脚６２の伸縮手段として太径の脚嵌
入部６２ａの代わりに油圧ジャッキや油圧シリンダ等の
手段を組み込んでもよい。また、脚６２、脚嵌入部６２
ａの部分を例えばリンク機構にシリンダを組み込んでシ
リンダを作動させることにより、リンク機構を上下方向
に動作させる構造のものとしてもよい。

【００２６】このように構成された支持台６０のサポー
ト６１上に触媒カートリッジ５０を内装した保護管３０
を水平状に載置する。そして支持台６０を移動させてそ
のサポート６１上に載置された保護管３０の触媒カート
リッジ５０の底蓋２２が位置する側の端部を図４に示し
たような流動床改質器１に設置された水平改質管１１の
開口端部に接合する。このときサポート６１の脚６２を
伸縮させてその高さを改質管１１の内面と保護管３０の
内面が合致するように支持台６０の高さを調節する。

【００２７】そして、押し棒７０でその先端のゴム７３
を保護管３０に内装された触媒カートリッジ５０の後
端、即ちカートリッジ５０の上蓋２４部分に当てて触媒
カートリッジ５０を改質管１１の中に押し込む。保護管
３０の内径、即ち触媒カートリッジ５０の外径と改質管
１１の内径はほぼ一致させてあるので触媒カートリッジ
５０は材質管１１の中に円滑に挿入される。触媒カート
リッジ５０は改質管１１の末端部内部に取付けられた環
状ストッパ１１ｃに底蓋２２が当接されるまで押し込ま
れる。押し棒７０は図２又は図３に示すように把持部７
１とその先端のフランジ７２、及びフランジ７２に取付
けたゴム７３で構成されている。なお、図３では、説明
のため触媒カートリッジ５０のカートリッジ用管体２０
の外面と保護管３０の内面との間、及び、触媒カートリ
ッジ５０のカートリッジ用管体２０の外面と改質管１１
の内面との間は隙間を持たせて示されているが実際には
これらの隙間は殆ど存在しない。

【００２８】しかして、この触媒カートリッジ５０の改
質管１１への挿入に当たっては、押し込み力が押し棒７
０から触媒カートリッジ５０の上蓋２４を介して棒体２
３の端部２３ａに伝えられ、さらにこの力が触媒カート
リッジ５０の先端に位置する底蓋２２に伝えれる。そし
て、底蓋２２が触媒カートリッジ５０をその進行方向の
先端位置で連れ込むので、触媒カートリッジ５０の内部
の触媒に押し込み力が全く作用せず、触媒カートリッジ
５０が膨れたりすることがなく、保護管３０内面や改質
管１１内面との摩擦抵抗も発生せず、触媒カートリッジ
５０は極めて円滑に改質管１１内に挿入されてセットさ
れる。

【００２９】次に、本発明の触媒カートリッジおよび触
媒の充填方法が適用される改質管１１を備えた流動床改
質器の一実施例を図４および図５に基づいて説明する。
２は炉体であり、流動室１０内には炉体２の炉底２ａ上
にガス分散部３が設置され、その上方の流動室１０内に
はガス分散部３と所定の距離をおいて上下に複数本（本
実施例では上下４段）の伝熱管としての改質管１１（触
媒管ともいう）が流動室１０を横断して水平状態で配置
されている。図４に示すように、最下段と２段目、３段
目と４段目の改質管１１はそれぞれ図中右端部同士を連
絡管１１ａで連通され、２段目と３段目の改質管１１は
前記とは反対側端部を連絡管１１ｂで連通されている。

【００３０】１２は例えば都市ガスやメタン等の炭化水
素系燃料とスチームとを改質管１１内へ供給する下部供
給管（ヘッダ）、１３は改質管１１内で改質されて得ら
れた水素ガスや一酸化炭素ガスが取り出される上部排出
管（ヘッダ）である。ガス分散部３は、空気ヘッダ５か
ら分岐され炉底２ａ上に載置されて配置された空気管４
とこの空気管４にその軸線方向に間隔をおいて取付けら
れた多数の空気分散管６、及び、空気分散管６の上方位
置でガス燃料供給ヘッダ８から分岐されて空気管４とほ
ぼ平行に配置されたガス燃料管７、このガス燃料管７に
その軸線方向に間隔をおいて取付けられ前記隣合う空気
分散管６の間に位置された多数のガス燃料分散管９から
構成されている。

【００３１】運転していないときには炉底２ａから所定
高さ上方位置に上面を位置させて流動媒体１６が充填
（静置）されている。なお、図４及び図５には流動媒体
１６が流動化して流動床Ｆを形成している状態を示して
いる。流動室１０の上方のフリーボード１０ａには燃焼
排ガス取出管１５が取付けられている。１５ａは排ガス
排出管である。

【００３２】しかして、各々の改質管１１内には触媒カ
ートリッジ５０が前記した要領で挿入されて装備されて
いる。なお、各改質管１１内の触媒カートリッジ５０は
その先端側端部の底蓋２２を環状ストッパ１１ｃに当接
されると共に、その後端部の上蓋２４部をそれぞれヘッ
ダ１２、１３が位置する側の改質管１１の端部側を抑え
筒１４（なお、この抑え筒１４はヘッダ１２、１３と改
質管１１内部が連通される構造とされている）によって
押し込まれることにより改質管１１の内部に圧縮された
状態で装填される。そして、流動床改質器１は運転開始
に際してはガス分散部３の空気分散管６とガス燃料分散
管９からそれぞれ燃焼空気とガス燃料を流動室１０内へ
供給して流動媒体１６を流動化させてガス燃料を燃焼さ
せ、先ず流動床Ｆの予熱を行う。流動床Ｆの温度が例え
ば６００℃程度に達すると予熱が終了する。

【００３３】この後、流動床改質器１は正運転に入り、
ガス燃料供給と空気供給がさらに増加されて流動床Ｆは
さらに層高が高くなると共に所定の高温度、例えば約８
００℃の均等な温度に保たれる。そして、改質管１１は
流動床Ｆに接触して均等に加熱され、例えば改質原料と
しての都市ガス等の炭化水素系燃料とスチームが下部供
給管１２から最下段の改質管１１内の触媒カートリッジ
５０へその端部の上蓋２４の多数の孔２４ａを通って供
給され、該改質管１１内の触媒カートリッジ５０内部の
触媒４０層を通過してもう一方の端部の底蓋２２部に至
り、底蓋２２の多数の孔２２ａを通過し、連絡管１１ａ
を介して上段側の改質管１１内の触媒カートリッジ５０
内へ流れる。以後、連絡管１１ｂ、１１ａを経由してさ
らに上段側の改質管１１内の触媒カートリッジ５０内へ
と流れる。

【００３４】この間で、炭化水素系燃料とスチーム、お
よび触媒４０は流動床Ｆから均等に熱を吸収しつつ、触
媒４０の作用で炭化水素系燃料は水素ガスや一酸化炭素
ガスの濃度の高いガスに改質される。このようにして得
られたガスは最上段の改質管１１の上部排出管１３から
取り出され、水素ガスは燃料電池等に利用される。燃焼
排ガスはフリーボード１０ａを上昇し、排ガス取出管１
５へ吸引され排ガス排出管１５ａから外部へ排出され
る。

【００３５】本実施例では改質管１１は水平状態で配置
されており、垂直方向での触媒層の厚みが薄いものとさ
れている。このため、この流動床改質器１を運転・停止
が比較的頻繁に行われる燃料電池用改質装置として用い
ても、改質管１１が熱により膨張して収縮したときに触
媒４０の層が圧縮されることがなく、従って、触媒４０
自体が圧潰・粉砕されることはない。

【００３６】そして、本実施例では触媒カートリッジ５
０の外壁を構成するカートリッジ用管体２０、底蓋２
２、上蓋２４は金属製であるため、改質器１が運転され
て改質管１１が熱せられても改質管１１内部にそのまま
残存しており、触媒４０が劣化して交換するときでも、
カートリッジとしてそのまま取り出すことができ、新し
い触媒カートリッジ５０と交換を容易に行うことができ
る。

【００３７】以上の実施例では触媒カートリッジ５０を
形成するのに保護管３０を用いた場合を説明したが、保
護管３０は必ずしも用いなくてもカートリッジ用管体２
０に触媒４０を最密に充填して触媒カートリッジ５０を
形成することができる。また、触媒カートリッジ５０と
しては１本の改質管１１に対して１本とする必要はな
く、長さの短い触媒カートリッジ５０を製作して１本の
改質管１１に複数本装填するようにすることもできる。
このような場合は改質管１１の長さが長い場合には改質
管１１への挿入も容易であり、また、触媒カートリッジ
５０の持ち運びも容易であって好都合である。

【００３８】一方、上記実施例において、カートリッジ
用管体２０は線径の小さい金網で構成されていることに
より軽量であると共に内部を目視することが可能であ
り、保護管３０を用いずに該カートリッジ用管体２０に
触媒４０を充填するときは、内部の充填状況を監視しつ
つ充填作業が行え、最密充填をより確かに行うことがで
きる。なお、保護管３０に内装して触媒４０を充填する
場合でも、保護管３０から抜いて充填状態を目視で確認
することもできる。

【００３９】また、本実施例のようにカートリッジ用管
体２０を保護管３０の内部に装入した状態で触媒４０を
充填する場合には、保護管３０は紙製であるのでカート
リッジ用管体２０内への触媒の充填作業を外部から目視
で監視しつつ行うことができない。従って、これに対処
するために保護管３０をアクリル樹脂等の透明性の樹脂
や内部を見通すことのできる材質のもので製作すること
により、最密充填をより有効に行うようにすることがで
きる。

【００４０】また、本発明では、筒状管体２１を金網で
構成する代わりに、ポリプロピレン製フィルムやポリイ
ミド製フィルム等の樹脂製フィルム、或いは紙製で構成
することもできる。樹脂製フィルムで構成するときは、
図１に示したように垂直に立てたときに自立でき、触媒
４０を充満して持ち運ぶときや触媒カートリッジ５０を
保護管３０から押し出すときにも円筒形状を保持できる
ような強度を有する厚みの薄い樹脂フィルムの管体２１
とし、管体２１の一方の開口端部に金属製の底蓋２２を
嵌め込んで該嵌入部を接着剤で充分に接着してカートリ
ッジ用管体２０を形成する。カートリッジ用管体２０は
例えば厚み５０μｍとする。

【００４１】このように樹脂製のカートリッジ用管体２
１を用いて触媒カートリッジ５０を構成した場合には、
前記の流動床Ｆの予熱時に改質管１１が例えば６００℃
に加熱されて管体２１を構成する樹脂が高温で燃焼して
ガスとなり上部排出管１３から排出され、改質管１１内
には、金属製である棒体２３、該棒体２３が固着されて
いる底蓋２２、および上蓋２４とが触媒４０とともに残
り触媒４０が最密状態で充填された状態が維持される。
なお、カートリッジ用管体２１を紙で構成した場合は紙
が燃えて消滅し、前記棒体２３、底蓋２２、上蓋２４が
残る。

【００４２】また、以上の実施例では改質管の加熱源と
して流動床を用いた場合の流動床改質器を示したが、本
発明では加熱源を燃焼バーナとした改質器であってもよ
い。また、流動床改質器の改質管は水平に設置されたも
のを示したが、勿論、竪型に設置された流動床改質器で
あっても本発明は有効に適用される。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、請求項１及び２のような構成とすることによ
り、触媒を触媒カートリッジとしてそのまま伝熱管内へ
挿入することができるので、伝熱管内に容易にかつ短時
間に能率よくセットすることができる。そして、該触媒
カートリッジは装置本体に備え付けられた伝熱管とは別
の位置で単独に製作可能であるので、触媒は管体内へ最
密に充填することができる。従って、伝熱管内に触媒を
最密状態で能率良く充填することができる。さらに、触
媒カートリッジは内部に位置する棒体の端部に押し込み
力を作用させることができ、触媒カートリッジを伝熱管
内へ挿入するときに触媒カートリッジ内部の触媒に押し
込み力が作用することが防止されるので触媒カートリッ
ジが膨れたりして変形することがなく、触媒カートリッ
ジを極めて円滑、容易に、かつ、確実に伝熱管に挿入す
ることができる。

【００４４】請求項３のような構成とすることにより、
上記効果に加えて、薄いカートリッジ用管体が保護管の
内部にセットされた状態で触媒が充填されるので触媒の
最密充填をさらに確かなものとすることができる。即
ち、カートリッジ用管体の外側には保護管が位置してい
るので該管体の安定性が増し触媒の充填作業が容易であ
ると共に保護管の外部から保護管に対して振動を与えつ
つ触媒を充填すると振動を保護管を介して該管体に効果
的に伝えることが可能となり触媒を極めて密に該管体内
に充填することができる。

【００４５】そして、そのようにして触媒が充填されて
構成された触媒カートリッジを保護管に内装して保護管
と一体にしたままで持ち運びすることが可能であり、触
媒カートリッジを損傷することがなく、また、触媒カー
トリッジを保護管と一体にしたままで保護管の触媒カー
トリッジの底蓋が位置する側の一端側を装置本体に備え
付けられた伝熱管の開口端部に接合させて触媒カートリ
ッジの棒体の端部に押し込み力を作用させて触媒カート
リッジを保護管をガイドとして保護管から押し出して伝
熱管の内部へそのまま挿入することができる。従って、
伝熱管内へ触媒カートリッジを極めて能率良く容易に挿
入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例に係る触媒カ
ートリッジの製作工程を説明する図であり、（ａ）は筒
状管体に、棒体を取付けた底蓋を固着して形成したカー
トリッジ用管体を示す斜視図、（ｂ）は保護管を示す斜
視図、（ｃ）はカートリッジ用管体を保護管内にセット
した状態で触媒を充填している状態を示す斜視図、
（ｄ）は触媒の充填を終えて上蓋を取付けるときの状態
を示し、触媒カートリッジが完成される直前の状態を示
す斜視図である。

【図２】本発明の実施例に係る触媒カートリッジを改質
管へ挿入する要領を示す斜視図である。

【図３】図２のＡ〜Ａ線矢視平面図である。

【図４】本発明方法が適用される改質管を備えた流動床
改質器の一実施例を示す縦断正面図である。

【図５】図４のＢ〜Ｂ線矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 流動床改質器 １０ 流動室 １１ 改質管（伝熱管） Ｆ 流動床 ２０ カートリッジ用管体 ２１ 筒状管体 ２２ 底蓋 ２２ａ 孔 ２３ 棒体 ２３ａ 棒体端部 ２４ 上蓋 ３０ 保護管 ４０ 触媒 ５０ 触媒カートリッジ ６０ 支持台 ７０ 押し棒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の管体の一方の端部に、該管体の内
   部のほぼ中央部で該管体の軸方向に伸び該管体とほぼ同
   じ長さの棒体が取り付けられ、かつ、多数の穴が穿設さ
   れた底蓋を取り付けてカートリッジ用管体を形成し、こ
   のカートリッジ用管体内に触媒を密に充填して伝熱管装
   入用のカートリッジとして形成したことを特徴とする伝
   熱管用触媒カートリッジ。
2. 【請求項２】 伝熱管内へ触媒を充填する際に、先ず、
   筒状の管体の一方の端部に、該管体の内部のほぼ中央部
   で該管体の軸方向に伸び該管体とほぼ同じ長さの棒体が
   取り付けられ、かつ、多数の穴が穿設された底蓋を取り
   付けて形成したカートリッジ用管体に触媒を密に充填し
   て触媒カートリッジを製作し、然る後、この触媒カート
   リッジをそのまま伝熱管内へ挿入するようにしたことを
   特徴とする伝熱管内への触媒の充填方法。
3. 【請求項３】 伝熱管内へ触媒を充填する際に、先ず、
   筒状の管体の一方の端部に、該管体の内部のほぼ中央部
   で該管体の軸方向に伸び該管体とほぼ同じ長さの棒体が
   取り付けられ、かつ、多数の穴が穿設された底蓋を取り
   付けて形成したカートリッジ用管体を両端が開口され伝
   熱管と内径をほぼ同一とした軽量の保護管内に挿入して
   セットし、該カートリッジ用管体と保護管とを該カート
   リッジ用管体の底蓋が位置する側を底にして立てた状態
   で該カートリッジ用管体内へ上方から触媒を入れて密に
   充填して該カートリッジ用管体を触媒カートリッジとし
   て製作し、該触媒カートリッジを内装した保護管の該触
   媒カートリッジの底蓋が位置する側の一端側を伝熱管の
   開口端に接合させ、然る後、該棒体の端部を押し込むこ
   とにより該触媒カートリッジを保護管から押し出してそ
   のまま伝熱管内へ挿入するようにしたことを特徴とする
   伝熱管内への触媒の充填方法。