JPH03122001A - 吸熱反応装置 - Google Patents
吸熱反応装置Info
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- JPH03122001A JPH03122001A JP1258585A JP25858589A JPH03122001A JP H03122001 A JPH03122001 A JP H03122001A JP 1258585 A JP1258585 A JP 1258585A JP 25858589 A JP25858589 A JP 25858589A JP H03122001 A JPH03122001 A JP H03122001A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、反応触媒の存在下で吸熱反応によって原料
ガスから反応生成ガスを得るための吸熱反応装置、こと
に炭化水素を含む原料ガスを水蒸気改質して水素に富ん
だ燃料ガスに改質して燃料電池に供給する燃料改質装置
に関する。
ガスから反応生成ガスを得るための吸熱反応装置、こと
に炭化水素を含む原料ガスを水蒸気改質して水素に富ん
だ燃料ガスに改質して燃料電池に供給する燃料改質装置
に関する。
炭化水素を含む原料ガスを水素を主成分とする燃料ガス
に改質する吸熱反応装置は燃料改質装置と呼ばれ、例え
ば燃料電池発電システムにおける燃料ガスの生成装置と
して利用されていることは周知の通りである。この種の
吸熱反応装置は上だきのバーナを有する燃焼室内Ｋ例え
ばニッケル系の反応触媒を充填した複数の改質管を吊し
、例えば天然ガス等の原燃料に所定の水蒸気比（通常２
ないし４程度）で水蒸気を添加した原料ガスを供給し、
吸熱反応である水蒸気改質反応により天然ガス中のメタ
ンを水素リッチな改質ガスに改質するものであシ、改質
管の上部に原料ガスの入口を。
に改質する吸熱反応装置は燃料改質装置と呼ばれ、例え
ば燃料電池発電システムにおける燃料ガスの生成装置と
して利用されていることは周知の通りである。この種の
吸熱反応装置は上だきのバーナを有する燃焼室内Ｋ例え
ばニッケル系の反応触媒を充填した複数の改質管を吊し
、例えば天然ガス等の原燃料に所定の水蒸気比（通常２
ないし４程度）で水蒸気を添加した原料ガスを供給し、
吸熱反応である水蒸気改質反応により天然ガス中のメタ
ンを水素リッチな改質ガスに改質するものであシ、改質
管の上部に原料ガスの入口を。
下部に改質ガスの出口を有する一重管式や原料ガスの入
口および改質ガスの出口がともに改質管の上部に設けら
れた二重管式が知られておシ、いずれも改質ガスの出口
部分の温度を８００℃程度の高温に保って改質が行われ
る。
口および改質ガスの出口がともに改質管の上部に設けら
れた二重管式が知られておシ、いずれも改質ガスの出口
部分の温度を８００℃程度の高温に保って改質が行われ
る。
一方、改質管と燃焼室を組み合わせて改質反応ユニット
とし、このユニット複数組を断熱容器に収納した吸熱反
応装置も知られている（例えば特公昭６３−２７９７２
号公報ン。第６図はこの公知例を示す側断面図である。
とし、このユニット複数組を断熱容器に収納した吸熱反
応装置も知られている（例えば特公昭６３−２７９７２
号公報ン。第６図はこの公知例を示す側断面図である。
図において、１Ａ。
１Ｂ等１は改質反応ユニットであり、断熱容器２の底部
に棚状に設けられた共通の燃料ガスマニホールド６およ
び空気マニホールド４の上に複数ユニット配設される。
に棚状に設けられた共通の燃料ガスマニホールド６およ
び空気マニホールド４の上に複数ユニット配設される。
各ユニットはチャンバー外管６Ａの上部に設けられたバ
ーナ６、燃焼管５．および外管５Ｂｔ−持ち、燃焼管５
内の上側部分に燃焼室７が形成され、燃焼管とチャンバ
外管との間には燃焼ガス通路７Ａが形成され、燃焼ガス
９゜は燃焼ガスマニホールド７Ｂから排出される。また
、燃焼管５と外管５Ｂとの間には反応触媒を充填した反
応室８が形成され、反応室で生成した改質ガスＧ２は上
部空間１０においてＵターンし、外管５Ｂの外周側に形
成された再生室９分通って改質ガス出口側マニホールド
７Ｂに至り、これに連結されたＣＯ変成器などを径て燃
料電池に供給される。
ーナ６、燃焼管５．および外管５Ｂｔ−持ち、燃焼管５
内の上側部分に燃焼室７が形成され、燃焼管とチャンバ
外管との間には燃焼ガス通路７Ａが形成され、燃焼ガス
９゜は燃焼ガスマニホールド７Ｂから排出される。また
、燃焼管５と外管５Ｂとの間には反応触媒を充填した反
応室８が形成され、反応室で生成した改質ガスＧ２は上
部空間１０においてＵターンし、外管５Ｂの外周側に形
成された再生室９分通って改質ガス出口側マニホールド
７Ｂに至り、これに連結されたＣＯ変成器などを径て燃
料電池に供給される。
上述のように構成された従来の吸熱反応装置は、燃焼室
７における反応室８への熱の供給は主として輻射熱伝達
によって、また燃焼ガス通路からの熱の供給は向流熱伝
達または熱伝導によって行われ、反応室８の下端側の燃
料ガスマニホールド８Ａから流入した原料ガスＧ１の吸
熱反応（この場合水蒸気改質反応）が効率よく行なわれ
る。また改質ガスＧ、の持つ熱エネルギーは改質ガスが
再生室９を下向きに通過する過程で反応室に効率よく吸
収される。さらに、再生室９には複数のユニット１相互
の隙き間を利用できるので断熱容器を小型化できるとと
もに、燃焼室７が燃焼管５で覆われて断熱容器２と熱絶
縁されているので、断熱材の劣化が少くかつ断熱容器の
熱損失も少いという特長がある。
７における反応室８への熱の供給は主として輻射熱伝達
によって、また燃焼ガス通路からの熱の供給は向流熱伝
達または熱伝導によって行われ、反応室８の下端側の燃
料ガスマニホールド８Ａから流入した原料ガスＧ１の吸
熱反応（この場合水蒸気改質反応）が効率よく行なわれ
る。また改質ガスＧ、の持つ熱エネルギーは改質ガスが
再生室９を下向きに通過する過程で反応室に効率よく吸
収される。さらに、再生室９には複数のユニット１相互
の隙き間を利用できるので断熱容器を小型化できるとと
もに、燃焼室７が燃焼管５で覆われて断熱容器２と熱絶
縁されているので、断熱材の劣化が少くかつ断熱容器の
熱損失も少いという特長がある。
吸熱反応装置においてメタン（ＣＨ４）の転化率は、改
質触媒温度および原料ガスの水蒸気比に比例し、原料ガ
ス圧力に逆比例し、また改質ガス中の一酸化炭素（ＣＯ
）濃度は触媒温度に逆比例する性質があることは公知で
あり、これらの性質が装置の大きさおよび熱効率に及ぼ
す影響を勘案して、反応室の改質ガス出口側温度を８０
０℃から９００℃、原料ガスの水蒸気比ｆｃ２以上、原
料ガス圧を２ないし４気圧程度とするのが一般的である
。また、反応室におけるメタンの転化率を高めるために
は、反応室の原料ガス入口側温度を出口側ｍ度になるべ
く近づける必要があることは自明のことであや、一般に
入口側温度を５００℃以上に高めることが望まれる。そ
こで、改質器の前段に原料ガスの予熱器を設け、原料ガ
ス温度を５００℃前後に予熱した状態で反応室の入口側
（第２図における原料ガスマニホールド８Ａ）に供給す
るのが一般的である。
質触媒温度および原料ガスの水蒸気比に比例し、原料ガ
ス圧力に逆比例し、また改質ガス中の一酸化炭素（ＣＯ
）濃度は触媒温度に逆比例する性質があることは公知で
あり、これらの性質が装置の大きさおよび熱効率に及ぼ
す影響を勘案して、反応室の改質ガス出口側温度を８０
０℃から９００℃、原料ガスの水蒸気比ｆｃ２以上、原
料ガス圧を２ないし４気圧程度とするのが一般的である
。また、反応室におけるメタンの転化率を高めるために
は、反応室の原料ガス入口側温度を出口側ｍ度になるべ
く近づける必要があることは自明のことであや、一般に
入口側温度を５００℃以上に高めることが望まれる。そ
こで、改質器の前段に原料ガスの予熱器を設け、原料ガ
ス温度を５００℃前後に予熱した状態で反応室の入口側
（第２図における原料ガスマニホールド８Ａ）に供給す
るのが一般的である。
一方、吸熱反応装置の熱効率を向上させるためには、改
質ガスの出口温度および燃焼排ガスの温度を可能な限夛
引き下げ、両ガスの熱エネルギーを装置内で有効利用す
ればよいことは自明のことである。第２図に基づいて説
明した従来の装置では、改質ガスＧｌｐ 燃焼ガス９
．それぞれの持つ熱エネルギーは、再生室９．燃焼ガス
・通路７Ａで反応室８が必要とする反応熱として吸収さ
れ、それぞれ温度がある程度下がった状態で装置から出
てゆくが、それぞれの温度は反応室８の出口側幅度より
高く、反応室の出口側温度を５００℃と仮定した場合、
６００℃ないし７００℃程度になるものと推定される。
質ガスの出口温度および燃焼排ガスの温度を可能な限夛
引き下げ、両ガスの熱エネルギーを装置内で有効利用す
ればよいことは自明のことである。第２図に基づいて説
明した従来の装置では、改質ガスＧｌｐ 燃焼ガス９
．それぞれの持つ熱エネルギーは、再生室９．燃焼ガス
・通路７Ａで反応室８が必要とする反応熱として吸収さ
れ、それぞれ温度がある程度下がった状態で装置から出
てゆくが、それぞれの温度は反応室８の出口側幅度より
高く、反応室の出口側温度を５００℃と仮定した場合、
６００℃ないし７００℃程度になるものと推定される。
したがって、出てゆくガスの持つ熱エネルギーは、両ガ
スの温度が互いに等しいとすればモル流量に比例するこ
とになり、通常はモル流量の大きい燃焼排ガスがよυ大
きい熱エネルギーを持って装置の外部に出てゆくことに
なる。
スの温度が互いに等しいとすればモル流量に比例するこ
とになり、通常はモル流量の大きい燃焼排ガスがよυ大
きい熱エネルギーを持って装置の外部に出てゆくことに
なる。
この発明の目的は、燃焼排ガスの熱エネルギー全吸熱反
応装置内で有効利用することによシ、吸熱反応装置の熱
効率を高めることにある。
応装置内で有効利用することによシ、吸熱反応装置の熱
効率を高めることにある。
上記課題を解決するために、この発明によれば、一方端
側にバーナを有する燃焼室を包囲する円筒容器および吸
熱反応を促進する触媒を前記円筒容器の内筒に沿って充
填した反応室を含む吸熱反応ユニットと、この吸熱反応
ユニット複数台を収納する断熱容器とを有するものにお
いて、前記円筒容器内に同軸状に配されて前記内筒との
間に前記反応室、外筒との間に前記反応室の原料ガスの
入口側に連通ずる空間部を形成する中間筒と、前記空間
部を軸方向に２分割して前記反応室の入口側に連通ずる
原料ガスの予熱室および前記出口側に連通ずる再生室を
画成するつば状の隔壁板と、前記燃焼室を反バーナ側か
ら覆う有底筒状に形成されて燃焼ガス通路を前記予熱室
の外周側に画成する蓋体とを備え、前記燃焼ガス通路を
通路を通る燃焼ガスの熱エネルギーによシ前記予熱室を
通る原料ガス全所定温度に予熱するよう形成されてなる
ものとする。
側にバーナを有する燃焼室を包囲する円筒容器および吸
熱反応を促進する触媒を前記円筒容器の内筒に沿って充
填した反応室を含む吸熱反応ユニットと、この吸熱反応
ユニット複数台を収納する断熱容器とを有するものにお
いて、前記円筒容器内に同軸状に配されて前記内筒との
間に前記反応室、外筒との間に前記反応室の原料ガスの
入口側に連通ずる空間部を形成する中間筒と、前記空間
部を軸方向に２分割して前記反応室の入口側に連通ずる
原料ガスの予熱室および前記出口側に連通ずる再生室を
画成するつば状の隔壁板と、前記燃焼室を反バーナ側か
ら覆う有底筒状に形成されて燃焼ガス通路を前記予熱室
の外周側に画成する蓋体とを備え、前記燃焼ガス通路を
通路を通る燃焼ガスの熱エネルギーによシ前記予熱室を
通る原料ガス全所定温度に予熱するよう形成されてなる
ものとする。
上記手段において、円筒容器内に設けた中間筒およびつ
ば状の隔壁板によシ、円筒容器内を中間筒に沿って周回
するガス通路を形成し、中間筒と内筒との間に反応室を
、中間筒と外筒との間に反応室の入口側に連通ずる原料
ガスの予熱室および反応室の出口側に連通ずる再生室を
形成するとともに、蓋体によって予熱室の外周側に燃焼
ガス通路を形成するよう構成したことによシ、燃焼ガス
の熱エネルギーを原料ガスの予熱に有効利用して吸熱反
応装置の熱効率を改善できるとともに、円筒容器の軸方
向における隔壁板の位置を改質ガスおよび燃焼ガスのモ
ル流量および必要とする供給熱ｆを勘案して決めること
により、吸熱反応装置の熱効率を最大にすることができ
る。また、再生室の一部全原料ガスの予熱室に転用した
構造になるので改質反応ユニットの大型化を阻止できる
とともに、装置の外部に設けられる原料ガスの予熱装置
の熱交換量を軽減できる利点も得られる。
ば状の隔壁板によシ、円筒容器内を中間筒に沿って周回
するガス通路を形成し、中間筒と内筒との間に反応室を
、中間筒と外筒との間に反応室の入口側に連通ずる原料
ガスの予熱室および反応室の出口側に連通ずる再生室を
形成するとともに、蓋体によって予熱室の外周側に燃焼
ガス通路を形成するよう構成したことによシ、燃焼ガス
の熱エネルギーを原料ガスの予熱に有効利用して吸熱反
応装置の熱効率を改善できるとともに、円筒容器の軸方
向における隔壁板の位置を改質ガスおよび燃焼ガスのモ
ル流量および必要とする供給熱ｆを勘案して決めること
により、吸熱反応装置の熱効率を最大にすることができ
る。また、再生室の一部全原料ガスの予熱室に転用した
構造になるので改質反応ユニットの大型化を阻止できる
とともに、装置の外部に設けられる原料ガスの予熱装置
の熱交換量を軽減できる利点も得られる。
以下この発明を一実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例である吸熱反応装置を示す側
断面図であ少、天然ガス等の原料ガスを水蒸気改質して
水素リッチな改質ガスを得る燃料改質器を例に示したも
のである０図において、１１は吸熱反応ユニットであシ
、円筒容器１２によって包囲された燃焼室１５の上部に
は下だきのバーナ１６が設けられ、燃焼室１５の反バー
ナ側には円筒容器１２の外径よシ大きい径を有する有底
筒状の蓋体２４が円筒容器との間に間隙を保持して燃焼
室を覆うよう配設され、蓋体２４の開口部側の縁は燃焼
ガスマニホールド１５Ｂによって円筒容器の外筒１２Ｂ
の軸方向中間部に気密に結合され、外筒１２Ｂと蓋体２
４の側壁との間に燃焼ガス通路２５が形成される。
断面図であ少、天然ガス等の原料ガスを水蒸気改質して
水素リッチな改質ガスを得る燃料改質器を例に示したも
のである０図において、１１は吸熱反応ユニットであシ
、円筒容器１２によって包囲された燃焼室１５の上部に
は下だきのバーナ１６が設けられ、燃焼室１５の反バー
ナ側には円筒容器１２の外径よシ大きい径を有する有底
筒状の蓋体２４が円筒容器との間に間隙を保持して燃焼
室を覆うよう配設され、蓋体２４の開口部側の縁は燃焼
ガスマニホールド１５Ｂによって円筒容器の外筒１２Ｂ
の軸方向中間部に気密に結合され、外筒１２Ｂと蓋体２
４の側壁との間に燃焼ガス通路２５が形成される。
一万円筒容！１２の内部にはっは状の隔壁板１３を備え
た中間筒１４が隔壁板１３を介して外筒１２Ｂ側に支持
され、外１１２Ｂの外周側には隔壁板１６を挟んで互い
に隣接した原料ガスマニホールド１８ａおよび改質ガス
マニホールド１９Ｂが原料ガスマニホールド１８Ａが燃
焼ガスマニホールド１５Ｂ側（反バーナ側）に位置する
よう形成される。また、中間筒１４と円筒容器１２の内
筒１２Ａとの間には改質触媒を充填した反応室１８が形
成され、中間筒１４と外筒１２Ｂとの間には隔壁板１３
で仕切られた原料ガスの予熱室１７および再生室１９が
形成され、円筒容器１１の内部には中間筒１４を周回す
るガス通路、すなわち予熱室１７．反応室１８．および
再生室１９が形成される。このように形成された吸熱反
応ユニット１１は断熱容器２２内に複数台収納され、各
マニホールドが図示しないヘッダーを介して相互に連結
され、ヘッダーの端末が断熱容器の外部につき出される
ことによシ、吸熱反応装置としての列えば燃料改質器が
構成される。
た中間筒１４が隔壁板１３を介して外筒１２Ｂ側に支持
され、外１１２Ｂの外周側には隔壁板１６を挟んで互い
に隣接した原料ガスマニホールド１８ａおよび改質ガス
マニホールド１９Ｂが原料ガスマニホールド１８Ａが燃
焼ガスマニホールド１５Ｂ側（反バーナ側）に位置する
よう形成される。また、中間筒１４と円筒容器１２の内
筒１２Ａとの間には改質触媒を充填した反応室１８が形
成され、中間筒１４と外筒１２Ｂとの間には隔壁板１３
で仕切られた原料ガスの予熱室１７および再生室１９が
形成され、円筒容器１１の内部には中間筒１４を周回す
るガス通路、すなわち予熱室１７．反応室１８．および
再生室１９が形成される。このように形成された吸熱反
応ユニット１１は断熱容器２２内に複数台収納され、各
マニホールドが図示しないヘッダーを介して相互に連結
され、ヘッダーの端末が断熱容器の外部につき出される
ことによシ、吸熱反応装置としての列えば燃料改質器が
構成される。
上述の実施例において、バーナ１６に２：科ガス１１）
１ｙ支燃空気Ａを供給して燃焼を開始すると、反応室１
８は燃焼室１５の生成熱によってＤＯ熱されて必要とす
る反応熱が供給きれるとともに、燃焼ガス９□が燃焼ガ
ス通路２５を通過する過程で、燃焼ガス９□の熱エネル
ギーが予熱室１７に供給される。したがって、所定の水
蒸気比を有する原料ガス０１に原料ガスマニホールド１
８Ａから供給すると、原料ガスＧ！は予熱室１７で所定
温度に余熱されて反応室１８に入シ、燃焼室１５から供
給される反応熱と反応触媒とによって水蒸気改質反応が
進行し、生成した改質ガスＧ、が再生室１９に流入し、
ここで改質ガスＧ２の持つエネルギーが反応室１８側に
吸収され、温度が低下した改質ガスが改質ガスマニホー
ルド１９ＢＫ−径て外部装置に供給される。再生室にお
ける改質ガスの熱利用と予熱室における燃焼ガスの熱利
用との割合は、隔壁板１３の位置関係および両ガスのモ
ル流量等によって異なり、かつ反応室１８の入口温度お
よび出口温度の設定の仕方によっても異なるので、これ
らの条件に基づいて隔壁板１３の位置を決める必要があ
るが、再生室および予熱室の軸方向長さの割合を６な４
とした実験模型について各部ガス温度を測定した結果に
よれば、原料ガスマニホールド１３Ａに流入する原料ガ
ス温度を４００℃とした場合、反応室１８の入口におけ
る原料ガス温度′ｆ：５５０℃に予熱することが可能で
あり、このとき燃焼ガスマニホールド１５Ｂから排出さ
れる燃焼ガス９２の温度を燃焼ガス通路入口の温度６５
０℃よシ約５０℃下げられることが明らかになった。ま
た、再生室１９の入口、出口間の温度差は約１７０℃あ
シ、改質ガスマニホールド１９Ｂの出口温度を燃焼ガス
の出口温度近くにまで下げ得ることが判った。
１ｙ支燃空気Ａを供給して燃焼を開始すると、反応室１
８は燃焼室１５の生成熱によってＤＯ熱されて必要とす
る反応熱が供給きれるとともに、燃焼ガス９□が燃焼ガ
ス通路２５を通過する過程で、燃焼ガス９□の熱エネル
ギーが予熱室１７に供給される。したがって、所定の水
蒸気比を有する原料ガス０１に原料ガスマニホールド１
８Ａから供給すると、原料ガスＧ！は予熱室１７で所定
温度に余熱されて反応室１８に入シ、燃焼室１５から供
給される反応熱と反応触媒とによって水蒸気改質反応が
進行し、生成した改質ガスＧ、が再生室１９に流入し、
ここで改質ガスＧ２の持つエネルギーが反応室１８側に
吸収され、温度が低下した改質ガスが改質ガスマニホー
ルド１９ＢＫ−径て外部装置に供給される。再生室にお
ける改質ガスの熱利用と予熱室における燃焼ガスの熱利
用との割合は、隔壁板１３の位置関係および両ガスのモ
ル流量等によって異なり、かつ反応室１８の入口温度お
よび出口温度の設定の仕方によっても異なるので、これ
らの条件に基づいて隔壁板１３の位置を決める必要があ
るが、再生室および予熱室の軸方向長さの割合を６な４
とした実験模型について各部ガス温度を測定した結果に
よれば、原料ガスマニホールド１３Ａに流入する原料ガ
ス温度を４００℃とした場合、反応室１８の入口におけ
る原料ガス温度′ｆ：５５０℃に予熱することが可能で
あり、このとき燃焼ガスマニホールド１５Ｂから排出さ
れる燃焼ガス９２の温度を燃焼ガス通路入口の温度６５
０℃よシ約５０℃下げられることが明らかになった。ま
た、再生室１９の入口、出口間の温度差は約１７０℃あ
シ、改質ガスマニホールド１９Ｂの出口温度を燃焼ガス
の出口温度近くにまで下げ得ることが判った。
なお、第１図はこの発明の好ましい実施例を示したもの
であシ、細部の構造まで全限定するものでないことはい
うまでもないことである。また、実施例は燃料改質器金
側に説明したが、この発明はこれに限定されるものでは
なく、他の吸熱反応に対しても期待する目的を達成しう
るものである。
であシ、細部の構造まで全限定するものでないことはい
うまでもないことである。また、実施例は燃料改質器金
側に説明したが、この発明はこれに限定されるものでは
なく、他の吸熱反応に対しても期待する目的を達成しう
るものである。
この発明は前述のよりに１燃焼室を包囲する円筒容器内
につば状の隔壁板によって外筒側に支持された中間筒を
設け、反応室の外周側に可成室および原料ガスの予熱室
を設け、蓋体によって予熱室の外周側に形成された燃焼
ガス通路を通る燃焼ガスにより、原料ガス全反応室の入
口温度にまで予熱するよう構成した。その結果、従来技
術で十分活用し得なかった燃焼排ガスの持つ熱エネルギ
ー全原料ガスの予熱に利用できるとともに、改質ガスの
熱エネルギーを利用するための再生室も備えているので
、吸熱反応装置の熱効率を従来装置以上に高めることが
できるとともに、原料ガスを予熱するために装置の外部
に設けられる原料ガスの加熱器の熱消費量を低減できる
利点が得られる。
につば状の隔壁板によって外筒側に支持された中間筒を
設け、反応室の外周側に可成室および原料ガスの予熱室
を設け、蓋体によって予熱室の外周側に形成された燃焼
ガス通路を通る燃焼ガスにより、原料ガス全反応室の入
口温度にまで予熱するよう構成した。その結果、従来技
術で十分活用し得なかった燃焼排ガスの持つ熱エネルギ
ー全原料ガスの予熱に利用できるとともに、改質ガスの
熱エネルギーを利用するための再生室も備えているので
、吸熱反応装置の熱効率を従来装置以上に高めることが
できるとともに、原料ガスを予熱するために装置の外部
に設けられる原料ガスの加熱器の熱消費量を低減できる
利点が得られる。
また、反応室の外周側をその全長にわたって占める再生
室および予熱室の分割の仕方により、原料ガスの温度制
御が自在にできるので、反応室の入口、出口間の温度差
を縮小し、かつその温度勾配をゆるやかにすることが可
能であシ、シたがって吸熱反応が触媒層の長手方向の一
部分に局部的に偏って発生することを回避できる利点が
得られもさらに、吸熱反応ユニットがそれぞれ閉鎖系を
形成して断熱容器への熱影響を軽減する構造となってお
り、かつ可燃性ガスが円筒容器内に密封されるので、改
質ガスが断熱容器内に充満する構造の従来技術に比べて
断熱容器の熱損失が少くかつ安全性の高い装置とするこ
とができる。
室および予熱室の分割の仕方により、原料ガスの温度制
御が自在にできるので、反応室の入口、出口間の温度差
を縮小し、かつその温度勾配をゆるやかにすることが可
能であシ、シたがって吸熱反応が触媒層の長手方向の一
部分に局部的に偏って発生することを回避できる利点が
得られもさらに、吸熱反応ユニットがそれぞれ閉鎖系を
形成して断熱容器への熱影響を軽減する構造となってお
り、かつ可燃性ガスが円筒容器内に密封されるので、改
質ガスが断熱容器内に充満する構造の従来技術に比べて
断熱容器の熱損失が少くかつ安全性の高い装置とするこ
とができる。
第１図はこの発明の実施例になる吸熱反応装置を示す側
断面図、第２図は従来の装置を示す側断面図である。 １．１１・・・吸熱反応ユニット、２，２２・・・断熱
容器、５・・・燃焼管、５Ｂ・・・外管、６，１６°・
・バーナ、７，１５・・・燃焼室、８，１８・・・反応
室、９゜１９・・・再生室、１０・・・上部空間、１２
・・・円筒容器、１２Ａ・・・内筒、１２Ｂ・・・外筒
、１６・・・隔壁板、１４・・・中間筒、１７・・・予
熱室、２４・・・蓋体、２５゜７Ａ・・・燃焼ガス通路
、８Ａ、１８Ａ・・・原料ガスマニホールド、９Ｂ、１
９Ｂ・・・改質ガスマニホール）”、７Ｂ、ｊ５Ｂ・・
・燃焼ガスマニホールド、Ｇ１・・・原料ガス、Ｇ、・
・・改質ガス、９□・・・燃料ガス、ｇ２・・・燃焼ガ
ス。
断面図、第２図は従来の装置を示す側断面図である。 １．１１・・・吸熱反応ユニット、２，２２・・・断熱
容器、５・・・燃焼管、５Ｂ・・・外管、６，１６°・
・バーナ、７，１５・・・燃焼室、８，１８・・・反応
室、９゜１９・・・再生室、１０・・・上部空間、１２
・・・円筒容器、１２Ａ・・・内筒、１２Ｂ・・・外筒
、１６・・・隔壁板、１４・・・中間筒、１７・・・予
熱室、２４・・・蓋体、２５゜７Ａ・・・燃焼ガス通路
、８Ａ、１８Ａ・・・原料ガスマニホールド、９Ｂ、１
９Ｂ・・・改質ガスマニホール）”、７Ｂ、ｊ５Ｂ・・
・燃焼ガスマニホールド、Ｇ１・・・原料ガス、Ｇ、・
・・改質ガス、９□・・・燃料ガス、ｇ２・・・燃焼ガ
ス。
Claims (1)
- １）一方端側にバーナを有する燃焼室を包囲する円筒容
器および吸熱反応を促進する触媒を前記円筒容器の内筒
に沿って充填した反応室を含む吸熱反応ユニットと、こ
の吸熱反応ユニット複数台を収納する断熱容器とを有す
るものにおいて、前記円筒容器内に同軸状に配されて前
記内筒との間に前記反応室、外筒との間に前記反応室の
原料ガスの入口側および反応生成ガスの出口側に連通す
る空間部を形成する中間筒と、前記空間部を軸方向に２
分割して前記反応室の入口側に連通する原料ガスの予熱
室および前記出口側に連通する再生室を画成するつば状
の隔壁板と、前記燃焼室を反バーナ側から覆う有底筒状
に形成されて燃焼ガス通路を前記予熱室の外周側に画成
する蓋体とを備え前記燃焼ガス通路を通る燃焼ガスの熱
エネルギーにより前記予熱室を通る原料ガスを所定温度
に予熱するよう形成されてなることを特徴とする吸熱反
応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258585A JPH03122001A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 吸熱反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258585A JPH03122001A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 吸熱反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122001A true JPH03122001A (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=17322302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1258585A Pending JPH03122001A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 吸熱反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03122001A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07267606A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 改質装置 |
| US6472092B1 (en) | 1998-08-12 | 2002-10-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel-reforming apparatus comprising a plate-shaped reforming catalyst |
| KR100417362B1 (ko) * | 1995-04-12 | 2004-04-17 | 인터내셔널 퓨얼 셀즈 코포레이션 | 연료셀발전소노및연소가스의불꽃온도증가방법과연료셀발전소 |
| JP2007204285A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 改質器 |
| JP2010030801A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池用改質器 |
-
1989
- 1989-10-03 JP JP1258585A patent/JPH03122001A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07267606A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 改質装置 |
| KR100417362B1 (ko) * | 1995-04-12 | 2004-04-17 | 인터내셔널 퓨얼 셀즈 코포레이션 | 연료셀발전소노및연소가스의불꽃온도증가방법과연료셀발전소 |
| US6472092B1 (en) | 1998-08-12 | 2002-10-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel-reforming apparatus comprising a plate-shaped reforming catalyst |
| JP2007204285A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 改質器 |
| JP2010030801A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池用改質器 |
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