JPS6071035A - 改質器 - Google Patents
改質器Info
- Publication number
- JPS6071035A JPS6071035A JP17917783A JP17917783A JPS6071035A JP S6071035 A JPS6071035 A JP S6071035A JP 17917783 A JP17917783 A JP 17917783A JP 17917783 A JP17917783 A JP 17917783A JP S6071035 A JPS6071035 A JP S6071035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reforming
- catalyst layer
- pipe
- tube
- catalyst
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は一般的なガス改質器あるいはガスとガスとの熱
交換器の改良に関するものである。
交換器の改良に関するものである。
一般に使用されているガス改質器の構造につき第１図を
参照して説明する。一般ガス改質器１は、バーナ２へ燃
焼ガスと燃焼空気とを送シ込み、燃焼室３において燃焼
させ、燃焼により生じたカロ熱流体はカロ熱流路４を通
り排ガス出口５より外部に排出される。この燃焼熱によ
り改質器１の内部に設けた複数の改質管６を加熱する。
参照して説明する。一般ガス改質器１は、バーナ２へ燃
焼ガスと燃焼空気とを送シ込み、燃焼室３において燃焼
させ、燃焼により生じたカロ熱流体はカロ熱流路４を通
り排ガス出口５より外部に排出される。この燃焼熱によ
り改質器１の内部に設けた複数の改質管６を加熱する。
改質管６の内部には、上記燃焼ガスカロ熱流路４とは完
全に隔離して改質ガスの流路が設けられる。
全に隔離して改質ガスの流路が設けられる。
た触媒層８の内部を流れて上昇し、上端で逆向きに方向
転換して触媒層８とセンタプラグ９との間に構成される
リターンパス１０を流れて改質ガス出口１１から流出す
る。
転換して触媒層８とセンタプラグ９との間に構成される
リターンパス１０を流れて改質ガス出口１１から流出す
る。
この間に改質ガス例えばメタンと水蒸気とが水素と炭酸
ガスに改質されるごとく改質される。
ガスに改質されるごとく改質される。
改質管６は改質ｆｉｌの内部Ｖｃ１本のみの場合もある
が、一般には改質器１の内部には第１図に示すごとく、
複数本設ける。
が、一般には改質器１の内部には第１図に示すごとく、
複数本設ける。
本発明は第１図に依り概要を説明した反応触媒層上部の
改良に関するものであり、第２図は、この部分を拡大し
て示す詳細断面図である。
改良に関するものであり、第２図は、この部分を拡大し
て示す詳細断面図である。
以下第２図を参照して詳細を説明する。改質管６は鏡板
１２と溶接線１３により溶接されて作られている。
１２と溶接線１３により溶接されて作られている。
この改質管６は既に第１図を用いて説明したように、そ
の上部の燃焼室３に近い部分は高温になるので、断熱材
で作られたキャップ１４が鏡板１２の上にかぶせられる
。また溶接線１３ニ欠陥が生じやすいので、この部分に
温度測定素子１５を設は温度を測定する。
の上部の燃焼室３に近い部分は高温になるので、断熱材
で作られたキャップ１４が鏡板１２の上にかぶせられる
。また溶接線１３ニ欠陥が生じやすいので、この部分に
温度測定素子１５を設は温度を測定する。
改質ガスは触媒層８の中を上昇し、触媒上端１６を通り
目皿１７の上部で逆転しプラグガイド１９により形成さ
れるリターンパス１０を通って下降し流出する。目皿１
７は耐熱材で作られた多孔板である。
目皿１７の上部で逆転しプラグガイド１９により形成さ
れるリターンパス１０を通って下降し流出する。目皿１
７は耐熱材で作られた多孔板である。
この目皿１７は、本来は触媒層上端１６で触媒粒子の浮
き上りを防止するために設けられるものでちるが、実際
には下記理由により触媒層上端１６と目皿１７との間に
寸法ｌの空隙ができてしまう。
き上りを防止するために設けられるものでちるが、実際
には下記理由により触媒層上端１６と目皿１７との間に
寸法ｌの空隙ができてしまう。
即ち、第１の理由は、一般に改質反応中には反応管６が
熱膨張によシ延びるのに対し、反応触媒の熱膨張係数は
反応管６のそれに比べて小さいためであシ、第２の理由
は、触媒層８は下部目皿１８（第１図）ＩＣよシ支見ら
れているが、反応管６の内径が熱により膨張するのみな
らず、更に触媒層内管２０の外径も膨張するからこの間
の容積が増加する分だけ触媒層上端１６が下がる事にな
る。また触媒粒子の充填時には、反応管６を上下逆さま
にして管に振動を与えながら充填するが、十分に充填で
きず、改質反応のため高温に上げ下げする運転をしてい
るうちに、触媒層上端１６は沈下して目皿１７との間に
寸法ｌの空間ができてしまう。
熱膨張によシ延びるのに対し、反応触媒の熱膨張係数は
反応管６のそれに比べて小さいためであシ、第２の理由
は、触媒層８は下部目皿１８（第１図）ＩＣよシ支見ら
れているが、反応管６の内径が熱により膨張するのみな
らず、更に触媒層内管２０の外径も膨張するからこの間
の容積が増加する分だけ触媒層上端１６が下がる事にな
る。また触媒粒子の充填時には、反応管６を上下逆さま
にして管に振動を与えながら充填するが、十分に充填で
きず、改質反応のため高温に上げ下げする運転をしてい
るうちに、触媒層上端１６は沈下して目皿１７との間に
寸法ｌの空間ができてしまう。
このような状態になると、反応管６の溶接・線１３が触
媒層上端１６よシ上部に出ることになるので、その結果
溶接線１３の温度と触媒層８の温度に大きな差が現われ
るようになる。このような理由から温度測定素子１５に
よシ溶接線１３の温度を監視しながら改質運転を行なう
が、空間ができてしまうと触媒層上端１６の温度はそれ
程上らず、改質の効率がわるくなる。
媒層上端１６よシ上部に出ることになるので、その結果
溶接線１３の温度と触媒層８の温度に大きな差が現われ
るようになる。このような理由から温度測定素子１５に
よシ溶接線１３の温度を監視しながら改質運転を行なう
が、空間ができてしまうと触媒層上端１６の温度はそれ
程上らず、改質の効率がわるくなる。
この関係を更に詳細に説明すると、改質管６の内部が改
質ガスの流れだけの場合には、改質管６の内部に触媒が
充填されている場合にくらべると、その壁面から内部改
質ガスへの熱伝達率が非常に悪くなるので、改質管６の
溶接部の内部に触媒がない場合には、溶接線１３の温度
と改質ガスの出口の温度に大きな差が現われてしまう。
質ガスの流れだけの場合には、改質管６の内部に触媒が
充填されている場合にくらべると、その壁面から内部改
質ガスへの熱伝達率が非常に悪くなるので、改質管６の
溶接部の内部に触媒がない場合には、溶接線１３の温度
と改質ガスの出口の温度に大きな差が現われてしまう。
また常温で十分触媒層８と接触するように改質管６の溶
接線１３を設けても、改質管６の上端が約１０００°０
という高温になることにより、改質管６の長さが約２ｍ
ある場合、２０〜３０闘改質管６が熱膨張して触媒層８
よシ上部に突き出てしまう。
接線１３を設けても、改質管６の上端が約１０００°０
という高温になることにより、改質管６の長さが約２ｍ
ある場合、２０〜３０闘改質管６が熱膨張して触媒層８
よシ上部に突き出てしまう。
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり
、改質中に於ても改質管の溶接線が触媒層内に埋まって
いる改質器を得ることを目的とするものである。
、改質中に於ても改質管の溶接線が触媒層内に埋まって
いる改質器を得ることを目的とするものである。
上記目的を達成するため本発明に於ては、触媒層内管の
外側に触媒が充填され、その水平断面が環状をなし改質
ガスの往路となる流路が、前記触媒層内管の内側にその
水平断面が環状をなし改質ガスの復路となる流路が夫々
形成され、且上端開口部にドーム状の鏡板が溶接され、
外部からの加熱により前記往路に於てガスの改質を行な
う改質管を内蔵する改質器に於て、前記改質管内の触媒
層上部の目皿を前記触媒層内管の上端を前記鏡板の近傍
まで延長した上端部管壁に、又は前記触媒層内管上端部
の中心側に設けたことを特徴とする。
外側に触媒が充填され、その水平断面が環状をなし改質
ガスの往路となる流路が、前記触媒層内管の内側にその
水平断面が環状をなし改質ガスの復路となる流路が夫々
形成され、且上端開口部にドーム状の鏡板が溶接され、
外部からの加熱により前記往路に於てガスの改質を行な
う改質管を内蔵する改質器に於て、前記改質管内の触媒
層上部の目皿を前記触媒層内管の上端を前記鏡板の近傍
まで延長した上端部管壁に、又は前記触媒層内管上端部
の中心側に設けたことを特徴とする。
本発明の一実施例の要部の断面を第３図に示す。
この実施例では目皿を触媒層内管の円筒部に設け、改質
管の溶接部が触媒層に入っている事を特徴とする。以下
第３図を参照して本発明の一実施例の詳細を説明する。
管の溶接部が触媒層に入っている事を特徴とする。以下
第３図を参照して本発明の一実施例の詳細を説明する。
改質管６の内側に触媒層８を設け、触媒層内管２０の上
部を延長してこの部分に小孔２１を多数設け、これを目
皿１７′とする。この触媒層内管２０の延長上端は鏡板
１２に設けられたガイド２２によシ案内され、内管２０
を改質管６内に挿入する構造とし、鏡板１２とは接続し
ない。
部を延長してこの部分に小孔２１を多数設け、これを目
皿１７′とする。この触媒層内管２０の延長上端は鏡板
１２に設けられたガイド２２によシ案内され、内管２０
を改質管６内に挿入する構造とし、鏡板１２とは接続し
ない。
触媒層８の上部には空間２３ができるが、これはり
改質管６の上部の溶接線１３よケ上部で、溶接線１３が
、この上部の空間２３ＶＣ出ないようにする。
、この上部の空間２３ＶＣ出ないようにする。
この空間２３は触媒充填時には存在しない。即ち高温で
改質運転する時に改質管６の熱膨張と触媒層の熱膨張の
差分によって生ずるものであり、この分を予測すること
は十分可能であシ、この予想される空間２３の容積より
も大きく溶接線１３よシ上部の鏡板内部の容積を見込ん
でおくことが本実施例の構造の特徴である。
改質運転する時に改質管６の熱膨張と触媒層の熱膨張の
差分によって生ずるものであり、この分を予測すること
は十分可能であシ、この予想される空間２３の容積より
も大きく溶接線１３よシ上部の鏡板内部の容積を見込ん
でおくことが本実施例の構造の特徴である。
岡、鏡板１２の上部に耐熱材、断熱材などで作られたキ
ャップ１４は鏡板１２と改質管６との間の溶接線１３を
覆うことによって溶接線１３の温度を高めないように保
画することができる。
ャップ１４は鏡板１２と改質管６との間の溶接線１３を
覆うことによって溶接線１３の温度を高めないように保
画することができる。
第４図は本発明の他の実施例の要部を示す断面図である
。この実施例は目皿１７′をさらに内側に入れて円錐台
形状にし、プラグガイドの上部に設けた場合で、この上
面および側面に多数の小孔２１を設けたものである。
。この実施例は目皿１７′をさらに内側に入れて円錐台
形状にし、プラグガイドの上部に設けた場合で、この上
面および側面に多数の小孔２１を設けたものである。
内管ガイド２４は触媒層内管２ｏの側壁に円周上複数等
配に台形状の板を設けて改質管６の内壁に当て触媒層内
管２０を中心に支持している。センタプラグ９およびプ
ラグガイド１９は本実施例にかぎらず、どの実施例にも
共通である。
配に台形状の板を設けて改質管６の内壁に当て触媒層内
管２０を中心に支持している。センタプラグ９およびプ
ラグガイド１９は本実施例にかぎらず、どの実施例にも
共通である。
本実施例によれば、改質管６を上下逆にして触媒粒子を
充填するときに空間２３は完全に触媒で満たされるが、
正規状態に改質管６などを取付け、改質運転によシ温度
が上昇して来ると、図に示す上部空間２３ができる。そ
して、鏡板１２と改質管６との間の溶接線１３は上部空
間２３に接することなく触媒粒子に埋まっていることに
なる。
充填するときに空間２３は完全に触媒で満たされるが、
正規状態に改質管６などを取付け、改質運転によシ温度
が上昇して来ると、図に示す上部空間２３ができる。そ
して、鏡板１２と改質管６との間の溶接線１３は上部空
間２３に接することなく触媒粒子に埋まっていることに
なる。
従って、改質管６の上部温度と触媒層上端１６の温度差
は、それ程大きくならず良好な改質ができることになる
。同時に改質管６の溶接部は高温にならず長い間使用す
ることができる。
は、それ程大きくならず良好な改質ができることになる
。同時に改質管６の溶接部は高温にならず長い間使用す
ることができる。
以上本発明について詳細に説明したが、本発明によれば
、目皿を円筒部に設けたので、触媒粒子充填時に改質管
を逆にして触媒粒子を充填すると、改質管の上部空間は
完全になくなｐ１改質運転時には空間ができるが、触媒
層上端より溶接線を下にさげるようにしたから、溶接線
の温度をそれ程高めずに触媒層の温度を高めることが可
能となる。
、目皿を円筒部に設けたので、触媒粒子充填時に改質管
を逆にして触媒粒子を充填すると、改質管の上部空間は
完全になくなｐ１改質運転時には空間ができるが、触媒
層上端より溶接線を下にさげるようにしたから、溶接線
の温度をそれ程高めずに触媒層の温度を高めることが可
能となる。
さらに鏡板上部の断熱材キャップにょシ溶接線を覆うよ
うにすれば、溶接部の温度はさげられる。
うにすれば、溶接部の温度はさげられる。
このキャップの下部に温度測定素子を設けて、この温度
を制限、調節するように運転することにょシ効率の良い
改質運転ができる。
を制限、調節するように運転することにょシ効率の良い
改質運転ができる。
第１図は一般改質器の構造を説明するための概略断面図
、第２図は改質管上部の詳細断面図、第３図及び第４図
は夫々本発明の一実施例の要部を示す断面図である。 １・・・改質器 ４・・・加熱流路 ６・・改質管 ７・・改質ガス入口 ８・・Ｍ煤層 １０・・・リターンバス１１・・・改質
ガス出口 １２・・鏡板１３・・溶接線 １４山キヤツ
プ １７′・・・目皿 ２０・・・触媒層内管代理人 弁理
士 則 近 憲 佑 （はが１名）第１図 第２図 第３図 第４図
、第２図は改質管上部の詳細断面図、第３図及び第４図
は夫々本発明の一実施例の要部を示す断面図である。 １・・・改質器 ４・・・加熱流路 ６・・改質管 ７・・改質ガス入口 ８・・Ｍ煤層 １０・・・リターンバス１１・・・改質
ガス出口 １２・・鏡板１３・・溶接線 １４山キヤツ
プ １７′・・・目皿 ２０・・・触媒層内管代理人 弁理
士 則 近 憲 佑 （はが１名）第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 触媒層内管の外側に触媒が充填され、その水平断面が環
状をなし改質ガスの往路となる流路が、前記触媒層内管
の内側にその水平断面が環状をなし改質ガスの復路とな
る流路が夫々形成され、且上端開口部にドーム状の鏡板
が溶接され、外部からの加熱により前記往路に於てガス
の改質を行なう改質管を内蔵する改質器に於て、前記改
質管内の触媒層上部の目皿を前記触媒層内管の上端を前
記鏡板の近傍まで延長した上端部管壁に、又は前記触媒
層内管上端部の中心側に設けたことを特徴とする改質器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17917783A JPS6071035A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17917783A JPS6071035A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071035A true JPS6071035A (ja) | 1985-04-22 |
Family
ID=16061280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17917783A Pending JPS6071035A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007261829A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Ihi Corp | 燃料電池用改質装置 |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP17917783A patent/JPS6071035A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007261829A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Ihi Corp | 燃料電池用改質装置 |
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