JPS6047485B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
- Publication number
- JPS6047485B2 JPS6047485B2 JP55125055A JP12505580A JPS6047485B2 JP S6047485 B2 JPS6047485 B2 JP S6047485B2 JP 55125055 A JP55125055 A JP 55125055A JP 12505580 A JP12505580 A JP 12505580A JP S6047485 B2 JPS6047485 B2 JP S6047485B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- supported
- amount
- catalytic combustion
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 title claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 57
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 23
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/18—Radiant burners using catalysis for flameless combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は触媒燃焼装置に関し、各触媒層の触媒担持量を
変えることにより、均一な燃焼を行うようにしたもので
ある。
変えることにより、均一な燃焼を行うようにしたもので
ある。
触媒燃焼はメタノール、ベンジンなどの液体燃料または
ブタン、プロパンなどの気体燃料をあらかじめ予熱され
た触媒表面に接触させることにより、空気中の酸化反応
を起こさせるものである。
ブタン、プロパンなどの気体燃料をあらかじめ予熱され
た触媒表面に接触させることにより、空気中の酸化反応
を起こさせるものである。
この場合、触媒表面に吸着した燃料の気体分子は触媒の
作用で遊離基の形にされたり、原子間結合力を弱められ
たりするため、炎燃焼に比べると比較的低い温度で酸化
反応を開始する。この時の燃焼開始温度は触媒および燃
料の種類により異なるが、一般的には２５００Ｃ前後か
らである。したがつて炎燃焼に比べて、燃焼面積を大き
くでき、かつ熱効率の良い加熱が可能である。また、機
器設計的にみて高温発熱部がないため、材料選定的にも
有利であるとともに、有炎燃焼のような炎の立消えがな
く、安全性の点でも優れている。このような特長を有す
る触媒燃焼を行う際、燃料としては通常Ｈｏ、ＣＨ、（
メタン）、ＣＯＮＣ。Ｈ。（プロパン）、Ｃ、Ｈ、Ｏ（
ブタン）などが用いられており、ＬＰＧであるＣ、Ｈ、
Ｏは、常温て液体の状態のままて小容量の容器に充填可
能であり、携帯用燃料として適している。また触媒材料
としては、担体としてハニカム状のセラミック、発泡金
属、布状ガラス繊維などが用いられ、酸化用触媒として
ｐｔ）Ｐｄが主に用いられている。上述のごとく触媒燃
焼による加熱は燃料さえあれば場所を選ばず電気による
加熱方式の場合と比べてコードレス化がはかれる点て屋
外用、携帯用熱源として非常に広範・な応用が展開可能
である。現在既に応用化されている機器として液体燃料
であるベンジンを用いた懐炉、気体燃料であるブタン、
プロパンを用いたストーブ、ハンダコテなどがあげられ
、今後もこれらの機器は増えるものと考えられる。フ
一般に触媒により気体の酸化反応を行う場合をブタンガ
スを例にとり化学反応式で示すと次の様になる。
作用で遊離基の形にされたり、原子間結合力を弱められ
たりするため、炎燃焼に比べると比較的低い温度で酸化
反応を開始する。この時の燃焼開始温度は触媒および燃
料の種類により異なるが、一般的には２５００Ｃ前後か
らである。したがつて炎燃焼に比べて、燃焼面積を大き
くでき、かつ熱効率の良い加熱が可能である。また、機
器設計的にみて高温発熱部がないため、材料選定的にも
有利であるとともに、有炎燃焼のような炎の立消えがな
く、安全性の点でも優れている。このような特長を有す
る触媒燃焼を行う際、燃料としては通常Ｈｏ、ＣＨ、（
メタン）、ＣＯＮＣ。Ｈ。（プロパン）、Ｃ、Ｈ、Ｏ（
ブタン）などが用いられており、ＬＰＧであるＣ、Ｈ、
Ｏは、常温て液体の状態のままて小容量の容器に充填可
能であり、携帯用燃料として適している。また触媒材料
としては、担体としてハニカム状のセラミック、発泡金
属、布状ガラス繊維などが用いられ、酸化用触媒として
ｐｔ）Ｐｄが主に用いられている。上述のごとく触媒燃
焼による加熱は燃料さえあれば場所を選ばず電気による
加熱方式の場合と比べてコードレス化がはかれる点て屋
外用、携帯用熱源として非常に広範・な応用が展開可能
である。現在既に応用化されている機器として液体燃料
であるベンジンを用いた懐炉、気体燃料であるブタン、
プロパンを用いたストーブ、ハンダコテなどがあげられ
、今後もこれらの機器は増えるものと考えられる。フ
一般に触媒により気体の酸化反応を行う場合をブタンガ
スを例にとり化学反応式で示すと次の様になる。
Ｃ、Ｈ、Ｏ＋掩。
−４ＣＯ。＋５Ｈ２Ｏ５ この酸化反応が完全に行なわ
れた場合ブタン１ダ当り１０．９ＫＣａ１の熱量を発生
するが、酸化反応の程度を示す酸化率は触媒のＳＶ値（
空間速度）に依存する。
れた場合ブタン１ダ当り１０．９ＫＣａ１の熱量を発生
するが、酸化反応の程度を示す酸化率は触媒のＳＶ値（
空間速度）に依存する。
すなわち、気体燃料が通過する触媒容積を大きくし、か
つ気体燃料の流速を遅くする程転化率は良くなる。ただ
し気体燃料の流れ方向に触媒層の容積を増すと気体燃料
の流れに対する圧損が大きくなり、その容積は制限され
る。また触媒燃焼のように気体燃料濃度が１〜３％と高
くなると気体燃料が最初に触媒と接触する部分ての燃焼
が促進され、この部分のみが赤熱されて触媒全体を均一
に燃焼させることが従来は困難であつた。本発明は上記
従来の欠点を解消したもので、以下、その実施例を添附
図面とともに説明する。
つ気体燃料の流速を遅くする程転化率は良くなる。ただ
し気体燃料の流れ方向に触媒層の容積を増すと気体燃料
の流れに対する圧損が大きくなり、その容積は制限され
る。また触媒燃焼のように気体燃料濃度が１〜３％と高
くなると気体燃料が最初に触媒と接触する部分ての燃焼
が促進され、この部分のみが赤熱されて触媒全体を均一
に燃焼させることが従来は困難であつた。本発明は上記
従来の欠点を解消したもので、以下、その実施例を添附
図面とともに説明する。
図において、１は気体燃料と空気を混合させる混合管、
２は上記混合ガスを触媒全面に均一に接触させるため、
混合管１の表面に多数の穴３を設け、かつ各穴からのガ
ス噴出量が均一になるように穴径に分布を持たせた触媒
ホルダー、４は複数の触媒層、５は点火用ヒーター線、
６はヒーター線５を含む点火ヒーター、７は触媒燃焼で
発生した熱量で発熱される被加熱体、８は気体燃料を通
す焼結金属フィルター、９は混合管１内に設けられたノ
ズル、１０は空気取入口、１１は気体燃料と空気を混合
する通路、１２はガス混合管出口部てある。上記構成に
おいて、気体燃料は焼結金属フイル，ター８を通してノ
ズル９より噴出し、このとき空気取入口１０より空気を
取り込んで通路１１て混合し、混合管出口部１２へ送ら
れる。
２は上記混合ガスを触媒全面に均一に接触させるため、
混合管１の表面に多数の穴３を設け、かつ各穴からのガ
ス噴出量が均一になるように穴径に分布を持たせた触媒
ホルダー、４は複数の触媒層、５は点火用ヒーター線、
６はヒーター線５を含む点火ヒーター、７は触媒燃焼で
発生した熱量で発熱される被加熱体、８は気体燃料を通
す焼結金属フィルター、９は混合管１内に設けられたノ
ズル、１０は空気取入口、１１は気体燃料と空気を混合
する通路、１２はガス混合管出口部てある。上記構成に
おいて、気体燃料は焼結金属フイル，ター８を通してノ
ズル９より噴出し、このとき空気取入口１０より空気を
取り込んで通路１１て混合し、混合管出口部１２へ送ら
れる。
混合管出口部１２にはこれに接続されて表面に多数の穴
３を有する円筒状の触媒ホルダー２が接続される。こζ
の触媒ホルダ−２の先端部には底板を有し、表面の穴３
の径は混合管出口部１２に近い程大きく設定してあるた
め、混合ガスが各穴３から出ていく流量は均一となる。
触媒ホルダー２の表面には複数の触媒層４が巻かれてあ
り、混合ガスはこの触５媒層を通過する際、酸化反応に
より燃焼する。触媒材料としては前述のように種々の担
体があるが加工性の点から布状ガラス繊維または発泡金
属が適する。また触媒としては耐被毒性の点からＰｔが
優れているが、直鎖状飽和炭化水素の中で炭素数４の少
ないＣＨ４（メタン）、Ｃ２Ｈ６（エタン）等の気体燃
料に対してはＰｄを用いた方が転化率は良く適宜、使い
分ける必要がある。ところで、このような構成で触媒層
４の触媒担持率を等しくした状態で燃焼させた場合、触
媒ホルダー２に接触している第一層のみでほとんどの燃
焼反応が起こり、この部分のみが赤熱される。
３を有する円筒状の触媒ホルダー２が接続される。こζ
の触媒ホルダ−２の先端部には底板を有し、表面の穴３
の径は混合管出口部１２に近い程大きく設定してあるた
め、混合ガスが各穴３から出ていく流量は均一となる。
触媒ホルダー２の表面には複数の触媒層４が巻かれてあ
り、混合ガスはこの触５媒層を通過する際、酸化反応に
より燃焼する。触媒材料としては前述のように種々の担
体があるが加工性の点から布状ガラス繊維または発泡金
属が適する。また触媒としては耐被毒性の点からＰｔが
優れているが、直鎖状飽和炭化水素の中で炭素数４の少
ないＣＨ４（メタン）、Ｃ２Ｈ６（エタン）等の気体燃
料に対してはＰｄを用いた方が転化率は良く適宜、使い
分ける必要がある。ところで、このような構成で触媒層
４の触媒担持率を等しくした状態で燃焼させた場合、触
媒ホルダー２に接触している第一層のみでほとんどの燃
焼反応が起こり、この部分のみが赤熱される。
通常、触媒温度を高温に上げていくと担持量した触媒の
微粒子が凝集したし、触媒表面面積が減少して十分な触
媒能力を発揮しなくなる。この触媒の凝集開始温度が普
通、触媒の耐熱限象温度であ）ソー般的には７００〜８
００℃程度のものが多い。したがつて触媒能力を十分に
発揮させるためには触媒ホルダー２に接した第一層目の
触媒のみを赤熱するのでなく、触媒全体を均一に燃焼す
る必要がある。そのためには、Ｐｔ，．Ｐｄ等の触媒の
担持量に・勾配をつける事が必要である。すなわち、本
発明は燃料及び空気の混合ガスが供給される入口側程触
媒担持量を少なく、かつ出口側程触媒担持量を多くした
もので、これにより、触媒全体て均一な燃焼が可能とな
る。この触媒担持量の勾配は触媒担体の圧力損失、燃焼
時のＳＶ値によつて大きく異なるため、それらの条件で
最適の勾配が必要である。また図面に示した実施例では
、触媒層を複数層（ここでは３層）とし、それぞれの触
媒には均一に触媒が担持されている。
微粒子が凝集したし、触媒表面面積が減少して十分な触
媒能力を発揮しなくなる。この触媒の凝集開始温度が普
通、触媒の耐熱限象温度であ）ソー般的には７００〜８
００℃程度のものが多い。したがつて触媒能力を十分に
発揮させるためには触媒ホルダー２に接した第一層目の
触媒のみを赤熱するのでなく、触媒全体を均一に燃焼す
る必要がある。そのためには、Ｐｔ，．Ｐｄ等の触媒の
担持量に・勾配をつける事が必要である。すなわち、本
発明は燃料及び空気の混合ガスが供給される入口側程触
媒担持量を少なく、かつ出口側程触媒担持量を多くした
もので、これにより、触媒全体て均一な燃焼が可能とな
る。この触媒担持量の勾配は触媒担体の圧力損失、燃焼
時のＳＶ値によつて大きく異なるため、それらの条件で
最適の勾配が必要である。また図面に示した実施例では
、触媒層を複数層（ここでは３層）とし、それぞれの触
媒には均一に触媒が担持されている。
図において、燃料と空気の混合ガスが供給される入口側
、すなわち触媒ホルダー２に近い側程触媒の担持量は少
ない。図の実施例では触媒層４における第一層目のＰｔ
担持量を０．０２％、第二層目のＰｔ担持量を０．１％
、第三層目のＰｔ担持量を１．０％としているものであ
る。この場合、各触媒層のＰｔ担持は均一てあるため、
触媒を製造する場合、再現性良くできるという効果を有
する。以上のように本発明によれば、ＳＶ値（空間速度
）を大きく、かつ均一な燃焼をさせることのできるすぐ
れた性能の触媒燃焼装置を提供し得るものである。
、すなわち触媒ホルダー２に近い側程触媒の担持量は少
ない。図の実施例では触媒層４における第一層目のＰｔ
担持量を０．０２％、第二層目のＰｔ担持量を０．１％
、第三層目のＰｔ担持量を１．０％としているものであ
る。この場合、各触媒層のＰｔ担持は均一てあるため、
触媒を製造する場合、再現性良くできるという効果を有
する。以上のように本発明によれば、ＳＶ値（空間速度
）を大きく、かつ均一な燃焼をさせることのできるすぐ
れた性能の触媒燃焼装置を提供し得るものである。
図は本発明の実施例を示す触媒燃焼装置の一部欠截断面
図である。 ４・・・・・・触媒層。
図である。 ４・・・・・・触媒層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通気性を有する担体に触媒を担持させた触媒層を具
備し、かつこの担体に対する触媒担持量は燃料及び空気
の混合ガスが供給される入口側程減少させたことを特徴
とする触媒燃焼装置。 ２ 触媒担持量の異なる触媒層は複数重ね合わせ、燃料
及び空気の混合ガスが供給される入口側程触媒担持量を
少なく、かつ出口側程触媒担持量を多くしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55125055A JPS6047485B2 (ja) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55125055A JPS6047485B2 (ja) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5749722A JPS5749722A (en) | 1982-03-23 |
| JPS6047485B2 true JPS6047485B2 (ja) | 1985-10-22 |
Family
ID=14900699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55125055A Expired JPS6047485B2 (ja) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047485B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61110942U (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-14 | ||
| JPS61161329A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 触媒燃焼装置 |
-
1980
- 1980-09-08 JP JP55125055A patent/JPS6047485B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5749722A (en) | 1982-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4718069B2 (ja) | 小型軽量のメタノール燃料気体自熱式改質装置 | |
| US6969411B2 (en) | Compact light weight autothermal reformer assembly | |
| US6126908A (en) | Method and apparatus for converting hydrocarbon fuel into hydrogen gas and carbon dioxide | |
| US4381187A (en) | Process for gasifying liquid hydrocarbon fuels | |
| US3982910A (en) | Hydrogen-rich gas generator | |
| US4189294A (en) | Flameless combustion burner and method of operation | |
| CA2701770C (en) | Compact fuel processor | |
| US7247258B2 (en) | Compact partial oxidation reactor assemblage with fast start-up capability | |
| JPH06501877A (ja) | 触媒反応装置と排出物を制御する方法 | |
| JP2009249280A (ja) | 燃料改質装置 | |
| CA1303477C (en) | Catalytic combustion device | |
| WO2008052361A1 (en) | Fuel processor | |
| JP2008527300A (ja) | 燃料と酸化剤の均一な混合物を提供するための装置および方法 | |
| JPS6047485B2 (ja) | 触媒燃焼装置 | |
| JPS61180818A (ja) | 触媒燃焼式熱風発生方法 | |
| WO2006085715A1 (en) | Micro channel heater for even heating | |
| JP4209625B2 (ja) | オートサーマルリフォーミング改質器およびそれを用いたオートサーマルリフォーミング方法 | |
| JPS5849804A (ja) | 燃焼機器 | |
| JP2002025597A (ja) | 燃料電池用の改質装置とその運転方法 | |
| JP3732034B2 (ja) | ハイブリッド触媒燃焼装置及び燃焼方法 | |
| KR100998918B1 (ko) | 개질장치 및 개질방법 | |
| RU2674231C1 (ru) | Способ каталитического сжигания газообразных топлив и устройство для его осуществления | |
| JP2645963B2 (ja) | 触媒燃焼装置 | |
| JPS58219941A (ja) | 触媒燃焼用触媒体 | |
| JPS60202224A (ja) | 触媒燃焼器 |