JPH0882420A - ガスタービン用燃焼器およびガスタービンの運転方法 - Google Patents

ガスタービン用燃焼器およびガスタービンの運転方法

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JPH0882420A
JPH0882420A JP7146329A JP14632995A JPH0882420A JP H0882420 A JPH0882420 A JP H0882420A JP 7146329 A JP7146329 A JP 7146329A JP 14632995 A JP14632995 A JP 14632995A JP H0882420 A JPH0882420 A JP H0882420A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的に加熱しないでコンバータ触媒の一層
迅速なウォームアップを可能する。 【構成】 約１２５０°Ｋ以下のタービン入口温度で運
転されるガスタービンで使用するための低エミッション
燃焼器は、多数のマイクロリス触媒要素と、６００〜１
２５０°Ｋの範囲内の断熱火炎温度を有する燃料と空気
の混合気を供給するための手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改良された触媒反応装
置と、ガスタービンにおけるこの触媒反応装置の使用に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエミッションは、触媒コンバー
タの使用によって向上しているにもかかわらず、主要な
環境問題である。触媒コンバータの性能を制限する一つ
の原因は、コンバータ触媒をその運転温度にするために
必要な３０秒ほどの間、汚染を制御できないことにあ
る。現在のコンバータでは、ウォームアップは高温のエ
ンジン排気ガスによる触媒の加熱に依存する。エンジン
運転の前に触媒を予熱するために電気的な加熱を行うこ
とができるが、現在の触媒構造、すなわちセラミックス
または金属の触媒構造の場合に必要である電力と時間遅
延が受け入れられなかった。
【０００３】触媒の作動の停止に続いて、触媒コンバー
タで使用されているような慣用のモノリス触媒での表面
反応は、物質移動を制限する。従って、所定の変換レベ
ルのために必要な触媒物質は、所定の運転状態での物質
移動が制限されない場合よりも多い。要求される変換レ
ベルのために触媒物質が多いと、電気的に加熱しても、
加熱時間が比較的に長くなる。更に、この物質移動の制
限により、現在の自動車排気触媒コンバータの変換レベ
ルは、比較的に小さな寸法の触媒通路を使用しても、比
較的に低いレベル、例えば９５％に制限される。変換レ
ベルは高い方が有利である。
【０００４】慣用のセラミックモノリス型自動車触媒の
触媒ウォームアップ時間中のエミッションを減らすため
に、この触媒ウォームアップ時間を短縮する必要性は、
金属性のモノリス触媒で重要性が増してきた。しかしな
がら、慣用のモノリス構造においてセラミックスの代わ
りに金属を用いると、熱量が多すぎる触媒となる。金属
モノリスは電気的な誘導性があるので、電気的に予熱さ
れるが、ほとんど充分な加熱時間はまだ得られていな
い。更に、慣用の金属モノリスが始動時のエミッション
を除去するために必要とされるように迅速に加熱される
と、熱衝撃損傷が問題となる。エンジンの初期運転のと
きの炭化水素エミッションを制御できる触媒装置が実際
に必要である。
【０００５】触媒燃焼器についてはエミッションが問題
ではなく、或る用途において機能を発揮する能力が問題
である。例えば自動車触媒燃料器ガスタービンは、現在
の自動車エンジンと同じ時間枠で乱暴に始動しなければ
ならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気的に加
熱しないでコンバータ触媒の一層迅速なウォームアップ
が可能であり、燃焼器と触媒コンバータの触媒をほとん
ど即時に電気加熱することが可能である触媒および装置
を提供する。更に、本発明の触媒は、触媒表面への物質
移動およびその逆の物質移動を改良することにより、多
くの化学的な変換プロセスにおいて、変換を高め、選択
性を改善する。本発明のプロセスは触媒物質の耐久性、
効率および運用寿命を改善する。
【０００７】
【用語の定義】本発明において、用語“モノリス”と
“モノリス触媒”は慣用のモノリス触媒や慣用の触媒コ
ンバーたで使用されているような触媒だけでなく、当該
技術で認められているように粉末やペレットのような微
粒子を有していない集合体またはかみあわせシートのロ
ール等のような等価単体構造も含む。
【０００８】本発明のために、用語“マイクロリス”と
“マイクロリス触媒”は、大きな開放面積のモノリス触
媒要素であり、この触媒要素の流路は、流路の単位長さ
当たりの反応率が、完全に発生した層流の境界層を有す
る同じ直径の流路よりも少なくとも５０パーセント大き
くなるほど短い。すなわち、流路の長さが約４ｍｍ以下
で、好ましくは１ｍｍ以下または0.5 ｍｍ以下であり、
流路流動長さと流路直径の比が約５対１よりも小さく、
好ましくは２対１より小さく、更に好ましくは0.5 対１
よりも小さい流路を有する。流路直径は、所定の流路に
びったり合う最大円の直径であり、好ましくは１ｍｍ以
下、更に好ましくは0.5 ｍｍ以下である。マイクロリス
触媒は織ったワイヤスクリーン、圧縮した金属またはワ
イヤスクリーンの形とすることができ、平方センチメー
トルあたり１００〜１０００個以上の流路を有する。流
路は所望の形であればどんな形でもよい。ワイヤスクリ
ーンの場合には、流路の長さはワイヤ直径であり、従っ
て0.3 ｍｍよりも短くすることができるし、更に、0.1
ｍｍよりも短くすることができる。
【０００９】本発明で使用される用語“炭質コンパウン
ド”や“炭化水素”は、有機化合物と、燃料価値のガス
流を含む。この燃料価値は一酸化炭素、有機化合物また
は化合物を含む部分酸化炭素生成物のような化合物の形
をしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロリス触
媒を使用することにより、慣用のモノリスを用いて炭化
水素の物質移動制限反応において同じような変換を行う
のに必要な触媒物質と比べて、触媒物質を１０倍以上減
少させることができることが判った。モノリス触媒の流
路の長さと流路の直径の比が約５対１以下、好ましくは
２対１以下、特に１対１以下であると、物質移動速度が
増大することが判った。表面への反応体の物質移動は、
慣用のモノリス触媒のような厚い層流境界層を通る拡散
比によって大きく制限される流量よりも、流入流量に左
右される。このような慣用の自動車モノリス触媒では、
酸化された汚染物の量は特に排気ガスの流量に関係がな
く、従って変換率は流量の増大と共に低下する。これと
異なり、本発明のマイクロリス触媒では、酸化した反応
体の量は流量と共に増大する。従って、流入速度が充分
な大きさであるときには、所定の触媒温度で、過大の圧
力降下を生じないで、反応率は固有の動的反応率に近づ
くことができる。これは、慣用の触媒コンバータで実現
可能な変換レベルよりもはるかに高い変換レベルのため
に、マイクロリス型フューム低減反応器を設計するのに
適している。低い変換レベルの慣用の触媒コンバータよ
りも寸法の小さなマイクロリス型自動車コンバータで、
９９．９パーセントまたはそれ以上の変換レベルが得ら
れる。毒性フュームを減少させるのに充分高い変換レベ
ルがコンパクトな反応器で得られる。
【００１１】本発明の短い流路の触媒によって、圧力低
下が小さく、そして所定の圧力低下の場合一層小さな溝
直径を使用することができ、必要な触媒物質が減少す
る。更に、0.1 ｍｍの薄い流路壁または0.03ｍｍ以下の
流路壁と、小さな流路直径が実用的であることが判っ
た。それによって、小さな流路直径によって大きな開放
面積が得られる。平方センチメートルあたり数千個の流
路またはそれ以上の流路が実現可能であり、その際流れ
方向において６０パーセント以下に開放面積を低下させ
ることがない。高い流路密度のマイクロリスによって、
６５，７０または８０パーセントよりも大きな開放面積
が得られる。
【００１２】低い圧力降下、フュームを減少させるのに
充分な変換効率およびコンパクトなサイズのこの組み合
わせにより、１２５０°Ｋ以下のタービン入口温度で運
転されるガスタービンのために、実質的にＮＯx が零の
表面反応燃焼器を作ることができる。３０個から２００
または３００個の多数のマイクロリス触媒要素を有する
と、このようなマイクロリス燃焼器は効率がよく、低エ
ミッションの自動車ガスタービンを作ることを可能にす
る。
【００１３】熱移動と物質移動が機能的に関連するの
で、物質移動が増大すると、相応して熱移動が増大す
る。従って、本発明のマイクロリス触媒を使用すること
により、触媒物質が減少するだけでなく、エンジンの高
温排気によって自動車排気触媒を加熱する速度が相応し
て高まる。
【００１４】触媒物質が減少し、熱移動速度が上昇する
ことにより、本発明のマイクロリス触媒は慣用の自動車
触媒よりも早く動作温度に達する。マイクロリス触媒要
素がエンジン排気マニホルドに充分に近づけて配置され
ると、マイクロリス触媒要素は電気加熱しないで、５秒
以内に動作温度に達することができる。自動車排気マイ
クロリス貴金属触媒のための効果的な動作温度は、６５
０°Ｋ以下、特に５５０°Ｋ以下である。しかしなが
ら、本発明のマイクロリス触媒の重要な特徴は、卑金属
触媒の効果的な使用を可能するのに充分な動作温度が、
エンジンのクランクを回転させる前または回転させると
きに得られることである。クロム、コバルト、銅、マン
ガン、ニッケルまたは希土類金属のような卑金属触媒要
素を含む高温合金からなる金属マイクロリスは、約８０
０°Ｋの温度まで加熱されると、触媒作用を発揮するこ
とが判った。電気的に加熱すると、２分の１秒以内にこ
の温度に直ちに達する。このような合金の多くは市販さ
れており、ヘイネス（Haynes) 合金、インコネル600 お
よびステンレス鋼を含んでいる。金属マイクロリスでは
主として、所定の用途で要求される最高動作温度での酸
化抵抗によって、合金が選択される。
【００１５】薄い溝壁の導電的な触媒、例えば金属マイ
クロリスが使用されるときには、本発明のマイクロリス
触媒要素の物質は、効果的な動作温度まで約0.50秒以内
に触媒を電気的に予熱できるように少なくすることがで
きる。触媒燃焼器の用途では、本発明の触媒要素の少な
い熱量により、１０００°Ｋまたは１５００°Ｋの着火
温度まで電気的な加熱によって燃焼器触媒を約５秒以内
に高めることができ、そして慣用の自動車バッテリを使
用すると約１秒または２秒以内に高めることができる。
このような迅速な加熱は本発明のマイクロリス触媒にと
って許容される。というのは、充分に短い流路のため、
破壊応力レベルの熱膨張を生じないで、迅速な加熱が可
能であるからである。
【００１６】本発明の自動車排気装置では、触媒要素は
好ましくは長さが約１ｍｍ以内の流路を有し、長さを約
0.1 ｍｍ以下とすることができ、１５０ｍｍの長さの慣
用のモノリスの始動能力を大きく超えるために、流路密
度がわずか５高い要素を必要とする。短い流路は、流路
の直径が0.25ｍｍのときでも、圧力降下が小さい。しか
しながら、粒子が存在すると、溝の寸法は閉塞を防ぐの
に充分な大きさでなければならない。気化しない燃料小
滴が生じる触媒燃焼器の用途では、流路の直径は往々に
して、最大燃料小滴の通過を制限しないようにするのに
充分な大きさである。従って、触媒燃焼器用途では、流
路は直径を１ｍｍとすることができ、これに対して自動
車触媒コンバータの用途で、流路の直径は0.5 〜0.25ｍ
ｍまたはそれ以下とすることができる。所望される場合
には、本発明のマイクロリス触媒要素を１個、２個また
は３個、慣用の触媒要素の前に配置し、モノリスのため
の着火反応器としての働きをするようにしてもよい。こ
れは改装の用途に有効である。
【００１７】慣用のモノリス触媒の低温始動能力を改善
するために、１個または２個の触媒要素を所定の触媒コ
ンバータ用途に用いると有利であるが、本発明の触媒に
よって可能な低い圧力降下により、小さな直径の要素を
多数使用することができる。例えば１インチの長さに２
００個使用することができ、それによってコンバータの
直径はエンジン排気管よりもあまり大きくならない。こ
れは、コンバータ触媒をエンジン排気マニホルドの出口
またはマニホルド内に配置することを一層容易にし、電
気加熱しないで触媒を早くウォームアップし、炭化水素
の制御とＮＯxの制御を達成するために異なる構造のス
クリーンの使用を可能にする。フュームを低減する他の
用途では、多数の要素によって、必要とされるどんな変
換レベル、例えば９９．９９９パーセントまたはそれ以
上の変換レベルでも実際に達成可能である。
【００１８】主として自動車エミッション制御によって
本発明を説明したが、本発明のマイクロリス触媒の高い
物質移動率は、高い変換と多くの触媒変換プロセスの選
択性の改善をもたらす。特に、本発明のマイクロリス触
媒は、メタンや他の炭化水素を部分的に酸化した種に、
メタンをメタノールに、あるいはエタンをエチレンに変
換するような高度な発熱反応ですぐれた能力を発揮する
することができる。
【００１９】本発明の触媒準備方法は特に、慣用の化学
的付着方法の使用が困難であるかまたは不可能である制
限されないいろいろな触媒方式の使用を可能にするマイ
クロリス触媒を準備するために有効である。有効な触媒
を形成するために、マイクロリス触媒を水溶液または有
機溶液で直かに化学的被覆することが可能であるが、本
発明の方法は触媒の耐久性および寿命を改善する。更
に、当業者にとって理解されるように、市販の自動車排
気触媒を作るために慣用のスリップ被覆方法を用いるこ
とは、大きな開放面積の触媒を必要とする用途にとって
不利である。スリップ被覆技術は0.02ｍｍ以上のオーダ
ー、すなわち小さな溝のマイクロリスの開放面積を大幅
に減少するオーダーのコーティング厚さを生じる。従っ
て、米国特許第３，９５７，６９２号明細書に記載され
ているようなスリップまたはゲル被覆の基体または（米
国特許第３，９６６，６４５号明細書記載の方法のよう
な）スリップ被覆によるスパッター被覆粒子を使用する
ことが不利である。このようなスリップ被覆は比較的に
厚いだけでなく、基体への付着が表面隙間への溶け込み
に依存する。
【００２０】これと異なり、本発明の方法により、５０
オングストローム単位までまたはそれ以下のほとんどあ
らゆる厚さの被覆が可能である。しかし、少なくとも約
７５オングストロームから約１または２ミクロンの厚さ
が好ましい。このコーティングは金属表面に密に接着さ
れる。すなわち、初期の原子が表面層に溶け込み、そし
て耐火性金属酸化物コーティングは使用の状態で金属基
体からの剥離を防止する。更に、１０個以上の単層の非
多孔性層を付着することができるので、金属基体と貴金
属触媒コーティングの間の拡散隔膜としての働きをする
のに充分な耐火性金属酸化物層の厚さが得られる。
【００２１】
【実施例】次に、図に関連して本発明を説明する。図１
に示すように、好ましい実施例では、マイクロリス触媒
要素１０は多数の四角流路１０と、母線１６に連結され
た電気リード線１５を備えている。触媒１０の加熱を確
実にするために、母線１６は金属流路壁１２に対して４
５°の角度で溶接されている。触媒要素１０は好ましく
は、１平方センチメートルあたり少なくとも４００個の
流路を有する触媒金属スクリーンの形をし、このスクリ
ーンは少なくとも約７０％の開放領域を生じるのに充分
なワイヤ直径を有する。標準の自動車バッテリの電力を
使用すると、１秒以内に、多くの場合0.50秒よりもかな
り短い時間内に、触媒を有効温度にもたらすことができ
る。従って、自動車排気ガスサービスでは、エンジンの
クランク回転開始後まで電力を供給する必要がなく、従
ってバッテリの消費を最大限に制限する。電力がエンジ
ンのクランク回転の終了の前に供給されると有利であ
る。代表的な場合、自動車マイクロリス触媒要素は、エ
ンジンクランク回転の開始から１〜２秒以内に、有効動
作温度まで加熱される。この迅速な加熱は、エミッショ
ン制御を行うためにエンジン始動の遅れを必要としない
ので重要である。代表的な反応器は１〜１０個またはそ
れ以上のこのようなマイクロリスを備えることができ
る。
【００２２】図２は、自動車排気ガス処理または触媒燃
焼器サービスに適した３要素マイクロリス触媒反応器２
０の断面を示している。１平方センチメートルあたり４
００個の流路を有するマイクロリス触媒要素２１は、要
素２１の間を流れるガスを混合するために、流路２２の
長さ以上の距離だけ離してある。触媒要素２１は保持リ
ング２６によって反応器２０内に保持され、スペーサ２
７によって互いに分離されている。図２に示すようなマ
イクロリス触媒反応器は用途に応じて、所望の数のマイ
クロリス要素を含むことができる。微細なワイヤによっ
て、１インチの長さの反応器内に１００個以上のマイク
ロリススクリーンを容易に配置可能である。
【００２３】本発明のマイクロリス触媒は公知の触媒を
用いてかつ慣用の製作技術で容易に作られる。次の例は
マイクロリス触媒を作る方法を示しているが、これに限
定されるものではない。図１によるマイクロリス触媒
は、空気中で７５０°Ｋまで加熱することによって洗浄
されたステンレス鋼スクリーンの上に白金を真空スパッ
タリングすることによって作られる。白金コーティング
は代表的な場合、１００オングストロームよりも薄くし
てもよいが、触媒の寿命を長くするために厚くすること
ができる。白金を被覆する前に、セリアまたはアルミナ
の同じような薄い層を被覆することができる。パラジウ
ム、イリジウム、ロジウムまたは他の金属を含む触媒を
同様に準備することができる。多くの用途では、特に電
気加熱によって、ステンレス鋼または他の合金から形成
されたワイヤスクリーンは、付加的なコーティングを持
たない充分に作用する触媒である。
【００２４】本発明の好ましい実施例では、本発明の触
媒は貴金属触媒と卑金属酸化物の混合物を、上記の担体
を含む金属製の触媒担体上にスパッタリングすることに
よって製作される。スパッタリングは金属の薄い層を基
板に接着するためのよく知られた技術である。スパッタ
リングの代表的な説明は例えば米国特許３，９４４，５
０４号明細書および同第４，７８８，０８２号明細書に
開示されている。この両明細書は参照することによって
ここに編入される。米国特許第４，０４６，７１２号明
細書（この明細書も参照することによってここに編入さ
れる）に記載されたスパッタリング技術も適用可能であ
るが、この米国明細書に記載された被覆される担体要素
はセラミックスまたはカーボン粒子である。金属製モノ
リス触媒は、元々粗い表面の粒子と異なる接着問題を生
じる。低い多孔率の粒子でさえも、１グラムあたり２０
平方メートルの比較的に大きな表面積を有する。グラム
あたり１平方メートルの表面上の0.5 単原子の層は、グ
ラムあたり0.5 平方メートルの触媒表面を生じ、面積が
金属製モノリスの幾何学的な表面積よりもかなり大き
い。従って、マイクロリス触媒では、入手可能な表面を
完全に利用することが重要である。これは粒子代用品で
は必要でない。なぜなら、５原子の貴金属フィルムは使
用時に固まる傾向があり、マイクロリス触媒またはモノ
リス触媒上のきわめて薄い層が、触媒を高温で使用する
用途では、耐久性のある長寿命の触媒を提供しないから
である。厚いコーティングが要求され、代表的な場合に
は約５０以上の原子の層が要求され、最も高い温度の用
途では、一つ以上の卑金属酸化物を金属触媒層に一緒に
スパッタリングすることによって、好ましくは酸素があ
るところで金属を反応スパッタリングすることによっ
て、フィルムを安定化することが要求される。用途に応
じて、触媒特性を有する卑金属酸化物を使用することが
しばしば有利である。更に、上昇した温度のサービスで
は、異なるセラミックおよびカーボン基体、金属担体
は、貴金属触媒が金属基体に拡散するのを防ぐために防
護塗膜を必要とする。金属担体上に触媒コーティングを
スパッタリングすることによって得られる接着力は、例
えばスリップコーティングによって得られる接着力より
も強い。スパッタリングによって、付着した金属の原子
は、表面の上に単に位置する代わりに、金属担体の表面
の下方に植えつけられる。本発明の好ましい物品では、
基体または担体は最初に、スパッタリングによって耐火
性の卑金属酸化物によって被覆される。そしてスリップ
コートを介在しないで、触媒が中間の耐火性卑金属酸化
物上に直接スパッタリングされる。本発明では、小さな
割合の卑金属酸化物がスパッタリングされる触媒金属に
混合される。加えられる卑金属酸化物の割合は、約0.00
01〜10重量パーセント、好ましくは0.0001〜５重量パー
セントの範囲である。ベースの担体が金属酸化物である
かまたは最初に卑金属酸化物で被覆されるときには、触
媒表面混合物は強固な接着力で接着する。スパッタリン
グによる付着技術は例えば米国特許第４，５３６，４８
２号明細書に記載されている。この明細書も参照によっ
て編入される。この場合、基体が耐火性材料の粒子やペ
レットの代わりにマイクロリスのようなモノリス触媒の
ための金属担体であることは除かれる。
【００２５】貴金属触媒および卑金属酸化物の混合物は
範囲を変更可能である。貴金属触媒は金、銀および白金
グループの金属（元素の周期表のグループＩＩＩの金
属）として定義される。
【００２６】卑金属酸化物はセリウム、ジリコニウム、
ハフニウム、トリウム等である。更に、アルミニウムは
有効な卑金属酸化物である。触媒酸化物は触媒の作用を
高める。
【００２７】スパッタリングされた層の厚さは好ましく
は約５ミクロンから１００ｍｍまでび範囲である。図３
は、本発明の実施品３０の横断面図であり、この品物の
組織を示している。触媒作用面の層３２は、スパッタリ
ングによって耐火性卑金属酸化物の層３４上に被覆され
た耐火性卑金属酸化物と貴金属触媒の混合物からなって
いる。層３４はスパッタリングによって触媒担体３６上
に被覆される。
【００２８】次の例は本発明の構成および使用するため
の方法とプロセスを示し、本発明を実施するための、本
発明者によって行われた最も良好な態様を示している。 例Ｉ 直径が0.03ｍｍで互いに0.20ｍｍ離れている白金を被覆
したステンレス鋼ワイヤからなる、開放面積が７０パー
セントのスクリーンの５センチメートル幅の帯片を用い
て、４気筒自動車エンジンの排気管に設置することによ
り、１平方センチメートルあたり約２５００個の流路を
有する３要素触媒マイクロリス型自動車排気反応装置が
形成される。エンジンのクランクを回転する間、バッテ
リからの電力が供給され、マイクロリス触媒要素を１秒
以内に７００°Ｋまで加熱し、それによってエンジンの
初期動作の間、炭化水素エミッションが制御される。 例ＩＩ カンタルの0.076 ｍｍのワイヤで製作されたスクリーン
を用いて、電気的に加熱された１０要素マイクロリス触
媒燃焼器が形成される。周囲温度空気が燃焼する燃料の
層流炎速度よりも速い流速で反応器を通過する。そし
て、触媒は１０００°Ｋの温度まで電気的に加熱され、
反応器に入る空気にジェット燃料を噴射することによっ
て、燃料と空気の密な混合物が形成される。燃料のプラ
グ流れ燃焼が達成される。 例ＩＩＩ 白金被覆のニクロムの0.050 ｍｍのワイヤを１センチメ
ートルあたり約３０本有する（名目上は１平方センチメ
ートルあたり９００個の流路を有する）スクリーンの３
００個のマイクロリス要素を用いて、長さが６センチメ
ートルのヒューム低減反応器が製作される。空気中のベ
ンゼンを５０ｐｐｍ含むヒュームは７００°Ｋに加熱さ
れ、マイクロリス反応器を通過する。ベンゼンの９９．
９パーセントより良好な変換が達成される。 例ＩＶ ニクロムワイヤの代わりに、白金被覆されたハステロイ
−Ｘのワイヤを用いて、例ＩＩＩの反応器に従って、自
動車ガスタービンのための燃焼器が形成される。作動時
に、約６００〜１２００°Ｋの断熱火炎温度を有する、
ガソリンと空気の混合気が、マイクロリス燃焼器を通過
する。この燃焼器は反応器出口温度、実質的に断熱火炎
温度で作動する。燃料は触媒表面と反応し、水と炭酸ガ
スを生じ、熱を放出する。排気エミッションは超−低エ
ミッション車両に要求されるレベル以下である。初期動
作のときの低エミッションのために、燃料を導入する前
に、マイクロリス触媒が少なくとも約６００°Ｋの温度
まで好ましくは電気的な加熱によって、予熱される。普
通の運転中、流入混合気の温度は約４００〜１０００°
Ｋの範囲である。
【００２９】
【発明の効果】本発明による触媒は、電気的に加熱しな
いでコンバータ触媒の一層迅速なウォームアップが可能
であり、燃焼器と触媒コンバータの触媒をほとんど即時
に電気加熱することが可能である。本発明の触媒は、触
媒表面への物質移動およびその逆の物質移動を改良する
ことにより、多くの化学的な変換プロセスにおいて、変
換を高め、選択性を改善する。本発明のプロセスは触媒
物質の耐久性、効率および運用寿命を改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気的なリード線を取り付けた、本発明による
導電性マイクロリス触媒要素の正面図である。
【図２】本発明の３要素マイクロリス触媒の断面図であ
る。
【図３】本発明の実施例の断面図である。
【符号の説明】
１０ マイクロリス触媒要素 １１ 流路 １５ 電気リード線 １６ 母線 ２０ マイクロリス触媒反応器 ２１ マイクロリス触媒要素 ２２ 流路 ２６ 保持リング ２７ スペーサ ３０ 実施品 ３２ 表面層 ３４ 耐火性卑金属酸化物の層 ３６ 担体

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 約１２５０°Ｋ以下のタービン入口温度
    で運転されるガスタービンで使用するための低エミッシ
    ョン燃焼器において、 多数のマイクロリス触媒要素と、 ６００〜１２５０°Ｋの範囲内の断熱火炎温度を有する
    燃料と空気の混合気を供給するための手段を備えている
    ことを特徴とする燃焼器。
  2. 【請求項２】 燃料を入れる前に触媒要素を有効温度に
    予熱するための手段を備えていることを特徴とする請求
    項１の燃焼器。
  3. 【請求項３】 前記予熱手段が少なくとも６００°Ｋの
    温度まで予熱することができることを特徴とする請求項
    ２の燃焼器。
  4. 【請求項４】 前記燃焼器が電気的な予熱手段を備えて
    いることを特徴とする請求項２の燃焼器。
  5. 【請求項５】 前記燃料が炭化水素であることを特徴と
    する請求項１の燃焼器。
  6. 【請求項６】 前記燃料がガソリンであることを特徴と
    する請求項５の燃焼器。
  7. 【請求項７】 前記触媒要素がマイクロリス担持構造体
    上に被覆された貴金属からなっていることを特徴とする
    請求項１の燃焼器。
  8. 【請求項８】 前記貴金属コーティングがスパッタリン
    グによって被覆されていることを特徴とする請求項７の
    燃焼器。
  9. 【請求項９】 約１２５０°Ｋ以下のタービン入口温度
    で運転されるガスタービンを運転するための方法におい
    て、 ６００〜１２５０°Ｋの範囲内の断熱火炎温度を有する
    燃料と空気の混合気を供給し、 多数のマイクロリス触媒要素からなる燃焼器に前記混合
    気を通し、 水と炭酸ガスを発生し、熱を放出するために、前記燃料
    を前記触媒要素に反応させることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 前記燃焼器が、燃料を入れる前に有効
    動作温度まで電気的に加熱されることを特徴とする請求
    項９の方法。
  11. 【請求項１１】 前記燃料が炭化水素であることを特徴
    とする請求項９の方法。
  12. 【請求項１２】 前記燃料がガソリンであることを特徴
    とする請求項１０の方法。
JP7146329A 1994-09-12 1995-06-13 ガスタービン用燃焼器およびガスタービンの運転方法 Withdrawn JPH0882420A (ja)

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