JPH0631156A - Catalyst cartridge for heat transfer tube and method for packing catalyst into heat transfer tube - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make a catalyst such as a reforming catalyst efficiently close- packed into a heat transfer tube such as a reforming tube. CONSTITUTION:Plural rings 21 having slightly smaller outside diameter than the inside diameter of the reforming tube are arranged in an axial direction at a certain interval, a basket body 20 is formed by connecting the rings 21 to each other by a connecting member 22 extended in the axial direction, a press part 21a is provided on one end part of the axial direction of the basket body 20 and a bottom cover 23 having many holes 23a is attached at the another end part of the axial direction of the basket body 20. Also a tubular body 25 for the cartridge is formed by covering the surrounding of the basket body 20 with a wire net (wall member) 24 and a catalyst cartridge 50 for loading it into the reforming tube is formed by making a catalyst 40 close-packed into the tubular 25 for the cartridge.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cartridge of a catalyst for reforming which is charged into a heat transfer tube such as a reforming tube such as a fluidized bed reformer, and a method for filling the heat transfer tube with the catalyst. .

【０００２】[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。2. Description of the Related Art For example, in a fluidized bed reformer, if the reforming catalyst is not packed in the reforming tube as a heat transfer tube, the reforming gas such as city gas or methane will short-pass. As a result, the reaction efficiency may be reduced, or methane itself may be decomposed by heat due to the absence of a catalyst, resulting in the deposition of carbon. In order to eliminate such a problem, in a fluidized bed reformer in which the reforming pipes are installed horizontally, when filling the reforming pipes with catalyst, many reforming pipes are modified from the reformer body. The catalyst was taken out of the pouch and set up vertically, and the catalyst was put in and filled from the upper opening. It should be noted that if the reformer is filled with the reformer attached horizontally, it is inevitable that a gap will be formed above the reformer.

【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。On the other hand, in a fluidized bed reformer in which reforming tubes are installed vertically, a large number of reforming tubes are arranged in the state where they are installed in the reformer because the reforming tubes are in a vertical state. For each tube, the catalyst was directly charged from the open end above it.
Further, in order to pack the catalyst in the reforming pipe in the closest state, an operator enters the reforming device main body and vibrates the reforming pipe to fill the catalyst.

【０００４】[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は、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。However, in the reformer equipped with the horizontal reforming pipe as described above, the reforming pipe itself is pulled out from the reformer body because the reforming pipe itself has a predetermined length. Since it is a large one and it is heavy, its work is very difficult, and it is also necessary to stand vertically after it is taken out, which is also difficult. Thus, the workability for filling the catalyst is very poor. And it requires a lot of space outside of the reformer for these operations. Especially, in a large-sized reformer, these problems become serious.

【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。On the other hand, in the catalyst filling method of the fluidized bed reformer in which the reforming tubes are installed vertically as described above, since the reforming tubes are erected upright, it is relatively easy to densely fill the catalyst. However, it is necessary to directly fill the catalyst from the upper open end of each of the multiple reforming pipes, which results in poor workability. Since there is a problem in that the worker enters the reformer body and vibrates the reforming pipe while filling, the workability is poor and the closest packing cannot be performed as desired.

【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
っても堅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。The present invention has been made in view of the problems of the conventional catalyst packing method, and enables the closest packing of the catalyst regardless of whether it is a horizontal heat transfer tube or a rigid heat transfer tube. It is an object of the present invention to provide a catalyst cartridge for a heat transfer tube and a method for charging the catalyst into the heat transfer tube, which can shorten the operation time for charging the catalyst and improve the operation efficiency.

【０００７】[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、伝
熱管の内径よりやや小さい外径の複数のリングを軸方向
に間隔をおいて配置し、リング同士を軸方向に延びる連
結部材で連結して籠体を形成し、籠体の軸方向の一方の
端部に押し部を設け、籠体の軸方向のもう一方の端部に
多数の孔を開けた底蓋を取付け、籠体の周囲を壁部材で
覆っ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、In order to achieve the above object, the present invention provides: (1) a catalyst for filling a heat transfer tube is formed as a heat transfer tube catalyst cartridge, and the heat transfer tube catalyst cartridge is A plurality of rings having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heat pipe are arranged at intervals in the axial direction, and the rings are connected by a connecting member that extends in the axial direction to form a cage. A pushing part is provided at the end, a bottom lid with a large number of holes is attached to the other end in the axial direction of the basket, and the circumference of the basket is covered with a wall member to form a cartridge tube. The catalyst is densely packed in the cartridge tube to form a cartridge for loading the heat transfer tube. Also,

【０００８】（２）伝熱管内へ触媒を充填する際に、先
ず、伝熱管の内径よりやや小さい外径の複数のリングを
軸方向に間隔をおいて配置しリング同士を軸方向に延び
る連結部材で連結して籠体を形成し籠体の軸方向の一方
の端部に押し部を設け籠体の軸方向のもう一方の端部に
多数の孔を開けた底蓋を取付け籠体の周囲を壁部材で覆
って形成してカートリッジ用管体を用意し、この管体に
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の押し部を押して触媒カート
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、(2) When filling the catalyst in the heat transfer tube, first, a plurality of rings having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heat transfer tube are arranged at intervals in the axial direction and the rings are connected so as to extend in the axial direction. A cage is formed by connecting with members, and a pushing portion is provided at one end in the axial direction of the cage, and a bottom lid with a large number of holes is attached to the other end in the axial direction of the cage to attach the cage. A cartridge tube is prepared by covering the periphery with a wall member, and the tube is densely filled with a catalyst to manufacture a catalyst cartridge.After that, the catalyst cartridge is pushed to push the catalyst cartridge. The configuration was such that it was inserted into the heat transfer tube as it was. further,

【０００９】（３）伝熱管内へ触媒を充填する際に、先
ず、伝熱管の内径よりやや小さい外径の複数のリングを
軸方向に間隔をおいて配置しリング同士を軸方向に延び
る連結部材で連結して籠体を形成し籠体の軸方向の一方
の端部に押し部を設け籠体の軸方向のもう一方の端部に
多数の孔を開けた底蓋を取付け籠体の周囲を壁部材で覆
って形成してカートリッジ用管体を用意し、この管体を
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、該触媒カ
ートリッジの押し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。(3) When filling the catalyst into the heat transfer tube, first, a plurality of rings having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heat transfer tube are arranged at intervals in the axial direction and the rings are connected so as to extend in the axial direction. A cage is formed by connecting with members, and a pushing portion is provided at one end in the axial direction of the cage, and a bottom lid with a large number of holes is attached to the other end in the axial direction of the cage to attach the cage. A cartridge tube is prepared by covering the periphery with a wall member, and the tube is inserted and set in a lightweight protection tube whose both ends are opened and whose inner diameter is almost the same as that of the heat transfer tube. The cartridge tube body is filled with a catalyst from above in a state where the body and the protective tube are erected with the side where the bottom lid of the cartridge tube body is located as the bottom, and the cartridge tube body is filled with the catalyst. The touch of a protection tube manufactured as a cartridge and containing the catalyst cartridge One end of the side where the bottom lid of the cartridge is located is joined to the open end of the heat transfer tube, and then the catalyst cartridge is pushed out by pushing the catalyst cartridge out of the protective tube and inserted directly into the heat transfer tube. It is configured to do so.

【００１０】[0010]

【作用】請求項１及び２のような構成では、籠体、底蓋
および壁部材で形成される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籠体を基
体としていることにより触媒を密に充填してもカートリ
ッジが頑丈に形成される。そして、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、例えばカートリッジ用管体を立て
た状態で該管体内に触媒を上から落とし込むことが可能
であり、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。According to the first and second aspects of the invention, the inside of the cartridge tube formed by the basket, the bottom cover and the wall member is filled with the catalyst to produce a catalyst cartridge, and the catalyst cartridge itself is transferred. It is inserted into the heat pipe as it is. However, since the catalyst cartridge has the basket as the base, the cartridge can be formed tough even if the catalyst is densely packed. Since the catalyst cartridge can be independently manufactured at a position different from the heat transfer tube provided in the main body of the apparatus, it is possible to drop the catalyst into the tube body from above, for example, with the cartridge tube body set up. Yes, the catalyst can be packed most closely into the cartridge tube.

【００１１】製作された触媒カートリッジは該触媒カー
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、触媒カートリッジを構成する籠体に設けら
れた押し部を押し治具等で押し込むことによってカート
リッジ内部に充填されている触媒に圧縮力等の無理な力
が作用して壁部材が膨れたりすることがなくそのままの
状態で伝熱管に円滑に挿入することができ、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。In the produced catalyst cartridge, the end portion on the side where the bottom lid of the catalyst cartridge is located is applied to the open end portion of the heat transfer tube, and the pushing portion provided in the cage forming the catalyst cartridge is pushed by a jig. By pushing it in with such a force, the catalyst filled in the cartridge is not forced by an unreasonable force such as a compressive force and the wall member does not swell and can be smoothly inserted into the heat transfer tube as it is. It can be easily set in the heat pipe in a short time.

【００１２】即ち、触媒カートリッジを伝熱管に装入す
るときに、籠体の押し部を押し込むことにより、押し込
み力は該押し部から連結部材を介して底蓋に伝えられる
ため底蓋に作用するだけであり、触媒カートリッジの内
部に充填された触媒には作用せず、従ってカートリッジ
用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。That is, when the catalyst cartridge is loaded into the heat transfer tube, by pushing the pushing portion of the cage, the pushing force is transmitted from the pushing portion to the bottom lid through the connecting member, and acts on the bottom lid. However, it does not act on the catalyst filled in the catalyst cartridge, so that the cartridge tube does not swell or deform. Therefore, no excessive frictional resistance acts on the inner wall of the heat transfer tube, and the catalyst cartridge is extremely smoothly inserted into the heat transfer tube. Therefore, the catalyst can be efficiently packed in the heat transfer tube in the most dense state.

【００１３】一方、本発明の触媒カートリッジを水平の
伝熱管に適用して使用するときには、伝熱管の運転作動
中に熱により伝熱管と籠体のリングは半径方向に膨張し
て伸ひるが、触媒はそれ程膨張せず、伝熱管の上部（頂
部）には例えば内径が約７８．１ｍｍの伝熱管の場合、
５ｍｍ前後の隙間ができるが、このような場合でも籠体
のリングを半径方向に前記の隙間以上の所定の幅を有せ
しめたリングとしておくことにより、この隙間が塞が
れ、改質ガス等のガスのショートパスが防止されて、改
質ガスが生ガスのまま排出されたり改質ガス自体が熱で
分解されてカーボンが析出されること等が防止され、改
質反応等の反応が高効率で行われると共に触媒が伝熱管
の全断面にわたって均等に使用され利用率が向上され
る。On the other hand, when the catalyst cartridge of the present invention is applied to a horizontal heat transfer tube and used, the heat transfer tube and the ring of the cage expand and expand in the radial direction due to heat during operation of the heat transfer tube. The catalyst does not expand so much, and in the case of a heat transfer tube having an inner diameter of about 78.1 mm at the top (top) of the heat transfer tube,
Although a gap of about 5 mm is created, even in such a case, by setting the ring of the basket as a ring having a predetermined width larger than the above-mentioned gap in the radial direction, this gap is closed and reformed gas, etc. The short path of the gas is prevented, the reformed gas is discharged as raw gas, and the reformed gas itself is prevented from being decomposed by heat to deposit carbon. In addition to being efficient, the catalyst is evenly used over the entire cross section of the heat transfer tube to improve the utilization rate.

【００１４】本発明では、カートリッジ用管体の構成要
素である籠体の周囲を覆う壁部材としては、例えば、細
い線径の耐熱性ステンレス鋼製の金網、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、紙が用いられる。なお、壁部材を前記の金
網製とすると、線径（肉厚）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。In the present invention, as the wall member for covering the periphery of the cage, which is a component of the cartridge tube, for example, a wire mesh made of heat-resistant stainless steel having a small wire diameter, a polypropylene film, a polyimide film, or the like is used. A resin film or paper is used. When the wall member is made of the above-mentioned wire mesh, it has a required strength even if it has a small wire diameter (thickness), so that it is possible to maintain the cylindrical shape even when the catalyst is closest packed, Even when inserting into the heat transfer tube, since it is metal, there is little slip resistance,
Insertion is smooth and easy. It is also resistant to damage.

【００１５】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。If the other members constituting the catalyst cartridge such as the bottom lid are also made of metal, the constituent members of the catalyst cartridge remain in the heat transfer pipe even if the heat transfer pipe loaded with the catalyst cartridge is heated. . Therefore, even when the catalyst deteriorates and needs to be replaced, it can be replaced with a new catalyst cartridge immediately by removing the catalyst from the heat transfer tube as it is.

【００１６】また、壁部材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そのままの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。If the wall member is made of the resin film or paper, the weight of the catalyst cartridge can be reduced. When the heat transfer tube is heated to a predetermined high temperature after being set in the heat transfer tube, it burns and disappears as a gas in the case of resin film, and disappears in the case of paper. Even in such a case, the catalyst is located in the heat transfer tube as it is, and the catalyst works effectively without hindering the reforming action and the like.

【００１７】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
を充填するようにすれば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。According to the third aspect of the invention, in addition to the above-mentioned action, the catalyst is filled in the state where the cartridge tube is set inside the protective tube, so that the closest packing of the catalyst is further ensured. Can be That is, since the protection tube is located outside the cartridge tube, the stability of the cartridge tube is increased, the catalyst filling operation is easy, and the catalyst is vibrated from the outside of the protection tube while vibrating the catalyst. By virtue of this, it is possible to effectively transmit the vibration to the tubular body through the protective tube, and the catalyst can be extremely densely filled in the cartridge tubular body.

【００１８】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。The catalyst cartridge thus filled with the catalyst can be installed in the protective tube and carried while being integrated with the protective tube without damaging the catalyst cartridge. . Then, with the catalyst cartridge being integrated with the protection tube, one end of the protection tube on the side where the bottom lid of the catalyst cartridge is located is joined to the open end of the heat transfer tube provided in the apparatus main body to protect the catalyst cartridge. The tube can be pushed out of the protective tube as a guide and inserted into the heat transfer tube.

【００１９】この場合、籠体の底蓋とは反対側の端部に
設けられた押し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、膨れによる保護管内壁面およ
び伝熱管内壁面との間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。In this case, by pushing the pushing portion provided at the end portion of the basket opposite to the bottom lid, the pushing force acts only on the bottom lid and does not act on the catalyst, and It does not swell, and frictional resistance between the inner wall surface of the protective tube and the inner wall surface of the heat transfer tube due to the swelling does not occur. Therefore, the catalyst cartridge can be inserted into the heat transfer tube extremely efficiently and easily.

【００２０】[0020]

【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）〜（ｅ）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、図６は触
媒カートリッジが装入された水平改質管の上部（頂部）
の部分の運転時の状態を示す斜視断面図、図７は触媒カ
ートリッジが装入された水平改質管の運転時の全断面状
態を示す縦断面図である。The present invention will now be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. 1 to 3 are diagrams for explaining the method of the present invention, FIGS. 1 (a) to 1 (e) are diagrams for explaining a manufacturing process of a catalyst cartridge, and FIG. 2 is a diagram showing a catalyst cartridge to a reforming pipe (heat transfer pipe). FIG. 3 is a perspective view showing a procedure for inserting, FIG. 3 is a plan view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. 4 is one example of a fluidized bed reformer equipped with a reforming pipe (heat transfer pipe) to which the method of the present invention is applied. FIG. 5 is a vertical cross-sectional front view showing an embodiment, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4, and FIG.
FIG. 7 is a perspective cross-sectional view showing a state during operation of the above portion, and FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a whole cross-sectional state during operation of the horizontal reforming tube loaded with the catalyst cartridge.

【００２１】先ず触媒カートリッジの製作方法を図１
（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。先ず、図１（ａ）
に示すような籠体２０を形成する。この籠体２０は伝熱
管としての改質管１１の内径よりも小さい大きさとした
外径を有した複数個（本実施例では３個）のリング２１
を軸方向に間隔をおいて配置し、各々のリング２１を連
結部材２２で連結して製作する。籠体２０の軸方向の一
方の端部にも前記リング２１の一つが位置され、このリ
ング２１の端面は押し部２１ａとして形成される。First, a method for manufacturing a catalyst cartridge is shown in FIG.
A description will be given based on (a) to (e). First, FIG. 1 (a)
A basket 20 as shown in is formed. The cage 20 has a plurality of (three in this embodiment) rings 21 each having an outer diameter smaller than the inner diameter of the reforming tube 11 as the heat transfer tube.
Are arranged at intervals in the axial direction, and each ring 21 is connected by a connecting member 22 to manufacture. One of the rings 21 is also positioned at one axial end of the cage 20, and the end surface of the ring 21 is formed as a pushing portion 21a.

【００２２】そして、図１（ｂ）に示すように、籠体２
０のもう一方の端部に多数の孔２３ａが穿設された底蓋
２３を固着すると共にこの底蓋２３の周辺を含んで籠体
２０の周囲にリング２１の外周縁及び連結部材２２の外
側縁に沿った径で壁部材としての金網２４を取付けて籠
体２０を覆うようにして壁面を構成する。これにより、
カートリッジ用管体２５が形成される。なお、図１
（ａ）、（ｂ）にはそれぞれ籠体２０、カートリッジ用
管体２５を垂直に立てて置いた状態を示している。Then, as shown in FIG. 1B, the cage 2
The bottom lid 23 having a large number of holes 23a is fixed to the other end of 0, and the outer peripheral edge of the ring 21 and the outside of the connecting member 22 around the basket 20 including the periphery of the bottom lid 23. A wall surface is formed by attaching a wire net 24 as a wall member with a diameter along the edge and covering the cage 20. This allows
The cartridge tube body 25 is formed. Note that FIG.
(A) and (b) show a state in which the cage body 20 and the cartridge tube body 25 are placed upright, respectively.

【００２３】カートリッジ用管体２５を構成する籠体２
０（リング２１、連結部材２２）、及び、底蓋２３、壁
部材としての金網２４は耐熱性のステンレス鋼製からな
り、金網２４は例えば線径０．１９ｍｍ、ピッチ（開き
目）０．４５ｍｍのものが用いられる。カートリッジ用
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、その外径、即ち
金網２４の外径は改質管１１内に装入したときに改質管
１１の内壁面との隙間が極力小さくなるように、改質管
１１の内径よりもやや小さい大きさにされる。The cage body 2 which constitutes the cartridge tube body 25
0 (ring 21, connecting member 22), bottom lid 23, and wire mesh 24 as a wall member are made of heat-resistant stainless steel, and the wire mesh 24 has, for example, a wire diameter of 0.19 mm and a pitch (opening) of 0.45 mm. What is used. The cartridge tube body 21 is a reforming tube 11 of the fluidized bed reformer 1 as a heat transfer tube.
And the outer diameter of the wire net 24, that is, the outer diameter of the wire net 24, is such that the gap between the reforming tube 11 and the inner wall surface of the reforming tube 11 is as small as possible. The size is slightly smaller than the inner diameter of the reforming tube 11.

【００２４】一方、図１（ｃ）に示すように、別に、前
記カートリッジ用管体２５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を形成して用意する。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２５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７８．１ｍｍ、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。On the other hand, as shown in FIG. 1 (c), separately, the inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the cartridge tube 25 and is equal to the reforming tube 11 (see FIG. 2 or 4). A protective tube 30 having a length equal to or slightly longer than the cartridge tube body 20 is formed and prepared. The protective tube 30 is made of, for example, cardboard, and the inner surface of the protective tube 30 is coated with a resin having a thickness of several μm. When the cartridge tube body 25 is inserted into the protective tube 30 or the catalyst cartridge 50 as described later. Improves the slip when pushing out from the protection tube 30. When the size of the reforming tube 11 of the fluidized bed reformer 1 is, for example, 78.1 mm in inner diameter and 2000 mm in length, the protective tube 30 is made of cardboard having a thickness of 3 mm and having an inner diameter of 78 mm and a length of 2020 mm. To be done.

【００２５】次に、前記カートリッジ用管体２５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（ｄ）に示すように保護管付きのカートリッジ用管
体２５をその底蓋２３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２５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２５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、例えば材質がパ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。Next, after inserting the tube body 25 for cartridge into the protective tube 30 made of cardboard and setting both of them,
As shown in FIG. 1 (d), the cartridge tube 25 with the protective tube is vertically erected so that the bottom lid 23 is the bottom, and the catalyst 40 is dropped into the cartridge tube 25 from the upper opening. Fill. When filling the catalyst 40, the catalyst 40 is filled from the outer side of the protective tube 30 with vibration while being vibrated with a hammer such as a mallet, so that the catalyst is filled in the closest packing. If the protective tube 30 is made of cardboard having a relatively high hardness, the vibrations are well transmitted from the protective tube 30 to the cartridge tube body 25 set inside, and the catalyst 40 can be effectively packed most closely. Catalyst 40
As the material, for example, a cylindrical material having a dimension of 13 mm in outer diameter × 6 mm in inner diameter × 13 mm in height is used, which is made of Panadium or Nickel.

【００２６】このようにしてカートリッジ用管体２５内
の上部まで所定量の触媒４０が充填されたら、図１
（ｅ）に示すようにカートリッジ用管体２５の上部開口
に耐熱性のステンレス鋼性で多数の孔２６ａを貫通して
穿設されて形成された上蓋２６を籠体２０の端部のリン
グ２１の押し部２１ａに当てがって上蓋２６とリング２
１とを点溶接などして固着する。このようにしてカート
リッジ用管体２５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には前記籠体２０の押し部２１ａと上蓋２
６とによって押し部が形成される。触媒カートリッジ５
０は両端を底蓋２３と上蓋２６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。In this way, when a predetermined amount of the catalyst 40 is filled up to the inside of the cartridge tube body 25, as shown in FIG.
As shown in (e), an upper lid 26 formed by penetrating a large number of holes 26a made of heat-resistant stainless steel in the upper opening of the cartridge tube body 25 is provided with a ring 21 at the end of the cage body 20. The upper lid 26 and the ring 2 that are applied to the pushing portion 21a of the
1 and 1 are fixed by spot welding or the like. In this way, the cartridge tube 25 is formed as a catalyst cartridge 50 in which the catalyst 40 is most closely packed. In addition, the catalyst cartridge 50 includes a pushing portion 21 a of the cage 20 and an upper lid 2.
A pressing portion is formed by 6 and. Catalyst cartridge 5
Both ends of 0 are closed by a bottom lid 23 and an upper lid 26, and the filled catalyst 40 does not flow out even when it is laid sideways and the close packed state is maintained.

【００２７】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が構成されて脚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。Then, the catalyst cartridge 50 thus formed is inserted and set in the reforming pipe 11 as a heat transfer pipe installed in the fluidized bed reformer 1. This procedure is performed as shown in FIGS. That is, the cartridge support base 60 is prepared in advance. Cartridge support 6
Reference numeral 0 is composed of a semi-circular support 61 formed by matching the outer diameter and the inner diameter of the protective tube 30 and legs 62 attached to the lower surface of the support 61. The casters 63 are attached to the lower ends of the legs 62 so that the cartridge support base 60 is movable in the lateral direction, and a leg fitting portion 62a having a large diameter is formed in the lower portion of the legs 62 so that the legs 62 can be pivoted. The support 61 is configured to be expandable and contractible in the direction, and the height of the support 61 in the vertical direction can be adjusted.

【００２８】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。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６２ａ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。Reference numeral 62b is a stopper for fixing the leg 62 to the leg fitting portion 62a at a predetermined height position. The leg 62
As the expansion and contraction means, a means such as a hydraulic jack or a hydraulic cylinder may be incorporated instead of the large diameter leg fitting portion 62a.
Further, the leg 62 and the leg fitting portion 62a may have a structure in which the link mechanism is operated in the vertical direction by incorporating the cylinder into the link mechanism and operating the cylinder.

【００２９】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２３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。The protective tube 30 having the catalyst cartridge 50 installed on the support 61 of the support base 60 constructed as described above.
Place it horizontally. Then, the support base 60 is moved so that the end portion of the protection tube 30 placed on the support 61 on the side where the bottom lid 23 of the catalyst cartridge 50 is located becomes the fluidized bed reformer 1 as shown in FIG. It is joined to the open end of the installed horizontal reforming pipe 11. At this time, the legs 62 of the support 61 are expanded and contracted, and the height of the support base 60 is adjusted so that the inner surface of the reforming tube 11 and the inner surface of the protective tube 30 are aligned with each other.

【００３０】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
である触媒カートリッジ５０の上蓋２６部分、即ち、押
し部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５
０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は改質管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２３が当接さ
れるまで押し込まれる。Then, the rubber 73 at the tip is pushed by the push rod 70.
Is applied to the upper lid 26 portion of the catalyst cartridge 50, which is the rear end of the catalyst cartridge 50 installed in the protection tube 30, that is, the pushing portion, and the catalyst cartridge 50 is pushed into the reforming tube 11. Inner diameter of protection tube 30, that is, catalyst cartridge 5
Since the outer diameter of 0 and the inner diameter of the reforming pipe 11 are substantially matched, the catalyst cartridge 50 is smoothly inserted into the reforming pipe 11. The catalyst cartridge 50 is pushed until the bottom lid 23 comes into contact with the annular stopper 11c mounted inside the end portion of the reforming pipe 11.

【００３１】押し棒７０は図２又は図３に示すように把
持部７１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２５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２５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。As shown in FIG. 2 or 3, the push rod 70 has a grip portion 71, a flange 72 at the tip thereof, and a flange 72.
It is composed of rubber 73 attached to the. Note that, in FIG. 3, for the sake of explanation, between the outer surface of the cartridge pipe body 25 of the catalyst cartridge 50 and the inner surface of the protective pipe 30, and between the outer surface of the catalyst pipe body 25 of the catalyst cartridge 50 and the inner surface of the reforming pipe 11. There is a gap between and, but in reality, these gaps hardly exist.

【００３２】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２６を介して籠体２
０の押し部２１ａに伝えられ、さらにこの力が連結部材
２２を介して触媒カートリッジ５０の先端に位置する底
蓋２３に伝えれる。そして、底蓋２３が触媒カートリッ
ジ５０全体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内面との間で摩擦抵抗
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。However, when the catalyst cartridge 50 is inserted into the reforming pipe 11, the pushing force is applied to the push rod 7.
0 to the cage 2 through the upper lid 26 of the catalyst cartridge 50
The force is transmitted to the push unit 21a of 0, and this force is further transmitted to the bottom lid 23 located at the tip of the catalyst cartridge 50 via the connecting member 22. Then, since the bottom lid 23 brings the entire catalyst cartridge 50 at the tip position in the traveling direction,
No pushing force acts on the catalyst inside the catalyst cartridge 50, the catalyst cartridge 50 does not swell, and no frictional resistance is generated between the inner surface of the protective tube 30 and the inner surface of the reforming tube 11 and the catalyst cartridge 50. Is extremely smoothly inserted and set in the reforming tube 11.

【００３３】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。Next, one embodiment of a fluidized bed reformer equipped with the reforming pipe 11 to which the catalyst cartridge and the catalyst filling method of the present invention are applied will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
Reference numeral 2 denotes a furnace body. A gas dispersion unit 3 is installed on the furnace bottom 2a of the furnace body 2 in the flow chamber 10, and a predetermined distance from the gas dispersion unit 3 is set in the flow chamber 10 above it. A plurality of upper and lower reforming pipes 11 (also referred to as catalyst pipes) as heat transfer pipes (four upper and lower stages in this embodiment) are arranged horizontally across the flow chamber 10. As shown in FIG. 4, the lowermost, second, third, and fourth reforming pipes 11 are connected to each other at their right ends by a connecting pipe 11a, and the second and third reforming pipes are connected to each other. The end of the quality tube 11 opposite to the above is communicated with the communication tube 11b.

【００３４】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。Reference numeral 12 is a lower supply pipe (header) for supplying a hydrocarbon-based fuel such as city gas or methane and steam into the reforming pipe 11, and 13 is obtained by reforming in the reforming pipe 11. It is an upper discharge pipe (header) from which hydrogen gas and carbon monoxide gas are taken out. The gas dispersion unit 3 is an air pipe 4 branched from the air header 5 and placed on the furnace bottom 2a.
And a large number of air dispersion pipes 6 attached to the air pipe 4 at intervals in the axial direction, and branched from the gas fuel supply header 8 at a position above the air dispersion pipe 6 so as to be substantially parallel to the air pipe 4. It is composed of a arranged gas fuel pipe 7, and a large number of gas fuel dispersion pipes 9 which are attached to the gas fuel pipe 7 at intervals in the axial direction thereof and are located between the adjacent air dispersion pipes 6.

【００３５】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。When not in operation, the fluidized medium 16 is filled (stationary) with the upper surface positioned above the furnace bottom 2a by a predetermined height. 4 and 5 show a state where the fluidized medium 16 is fluidized to form the fluidized bed F. A combustion exhaust gas extraction pipe 15 is attached to the freeboard 10a above the flow chamber 10. Reference numeral 15a is an exhaust gas discharge pipe.

【００３６】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２３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２６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の内部に押圧される
ようにして装填される。Therefore, the catalyst cartridges 50 are inserted and installed in the respective reforming tubes 11 as described above. The bottom end 23 of the catalyst cartridge 50 in each reforming pipe 11 is in contact with the annular stopper 11c, and the top end 26 of the rear end of the catalyst cartridge 50 is located on the side where the headers 12 and 13 are located, respectively. Of the reforming pipe 11 by pushing the end side of the reforming pipe 11 with the restraining pipe 14 (note that the restraining pipe 14 has a structure in which the headers 12 and 13 communicate with the inside of the reforming pipe 11). It is loaded so as to be pressed inside.

【００３７】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６０
０℃程度に達すると予熱が終了する。When the operation of the fluidized bed reformer 1 is started, the combustion medium and the gas fuel are supplied from the air dispersion pipe 6 and the gas fuel dispersion pipe 9 of the gas dispersion unit 3 into the fluid chamber 10 to supply the fluid medium 16 respectively. Is fluidized to burn the gas fuel, and the fluidized bed F is first preheated. The temperature of the fluidized bed F is, for example, 60
Preheating is completed when the temperature reaches about 0 ° C.

【００３８】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２６の多数の孔２６ａ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２３部に至
り、底蓋２３の多数の孔２３ａ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。After this, the fluidized bed reformer 1 enters the normal operation,
As the gas fuel supply and the air supply are further increased, the bed height of the fluidized bed F is further increased and a predetermined high temperature, for example, about 8
A uniform temperature of 00 ° C is maintained. Then, the reforming pipe 11 contacts the fluidized bed F and is heated uniformly, and hydrocarbon fuel such as city gas as a reforming raw material and steam are supplied from the lower supply pipe 12 to the inside of the reforming pipe 11 at the lowermost stage. It is supplied to the catalyst cartridge 50 through a large number of holes 26a of the upper lid 26 at its end, passes through the catalyst 40 layer inside the catalyst cartridge 50 in the reforming pipe 11, and the bottom lid 23 portion at the other end. To reach the connecting pipe 11a.
Through the catalyst cartridge 50 in the upper reforming pipe 11
It flows in. After that, it flows into the catalyst cartridge 50 in the reforming pipe 11 on the upper stage side via the connecting pipes 11b and 11a.

【００３９】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。During this period, the hydrocarbon fuel and the steam, and the catalyst 40 absorb heat evenly from the fluidized bed F, and the action of the catalyst 40 causes the hydrocarbon fuel to have a high concentration of hydrogen gas and carbon monoxide gas. Reformed into gas. The gas thus obtained is taken out from the upper discharge pipe 13 of the uppermost reforming pipe 11, and the hydrogen gas is used for a fuel cell or the like. The combustion exhaust gas rises up on the freeboard 10a, and the exhaust gas extraction pipe 1
5, and is discharged to the outside from the exhaust gas discharge pipe 15a.

【００４０】しかして、改質作用に際して、流動床Ｆの
約８００℃の高熱により改質管１１と籠体２０のリング
２１は半径方向に膨張して伸びるが、触媒４０はそれ程
膨張せず、改質管１１の上部（頂部）には例えば内径が
７８．１ｍｍの改質管の場合、５ｍｍ前後の隙間ＣＬが
できるが、本実施例では図６及び図７に示すように、籠
体２０のリング２１を半径方向に該隙間ＣＬ以上の所定
の幅Ｗを有せしめたリング２１にされているのでこの上
部隙間ＣＬがリング２１の取付けピッチ毎に塞がれるこ
とになる。During the reforming action, the reforming tube 11 and the ring 21 of the cage 20 expand and expand in the radial direction due to the high heat of the fluidized bed F at about 800 ° C., but the catalyst 40 does not expand so much. For example, in the case of a reforming tube having an inner diameter of 78.1 mm, a clearance CL of about 5 mm is formed in the upper portion (top portion) of the reforming tube 11, but in this embodiment, as shown in FIGS. Since the ring 21 has a predetermined width W which is equal to or larger than the clearance CL in the radial direction, the upper clearance CL is closed at each mounting pitch of the rings 21.

【００４１】これにより、上部隙間ＣＬを流れるガス流
Ｓはリング２１の所に至るとリング２１に当てられて流
れが下方に向けられて触媒４０の充填層の方へ流される
ようになる。従って、メタンガス等の改質ガスのショー
トパスが防がれて改質ガスが生ガスのまま排出された
り、改質ガス自体が高熱で分解されてカーボンが析出し
たりすることがなく、改質反応を高効率で行うことがで
きると共に触媒４０が改質管１１の全断面にわたって均
等に使用され触媒４０の利用率を向上することができ
る。As a result, when the gas flow S flowing through the upper clearance CL reaches the ring 21, the gas flow S is applied to the ring 21 so that the flow is directed downward and flows toward the packed bed of the catalyst 40. Therefore, the short path of the reformed gas such as methane gas is prevented, the reformed gas is discharged as raw gas, and the reformed gas itself is not decomposed by high heat and carbon is deposited. The reaction can be performed with high efficiency, and the catalyst 40 can be used uniformly over the entire cross section of the reforming pipe 11 to improve the utilization rate of the catalyst 40.

【００４２】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の充填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。In the present embodiment, the reforming tube 11 is arranged in a horizontal state, and the catalyst layer in the vertical direction is thin. Therefore, even if the fluidized bed reformer 1 is used as a fuel cell reforming device that is relatively frequently operated and stopped, the catalyst 40 is charged when the reforming pipe 11 expands and contracts due to heat. The bed is not compressed and therefore the catalyst 40 itself is not crushed or crushed.

【００４３】そして、本実施例では触媒カートリッジ５
０を構成するカートリッジ用管体２５、上蓋２６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。In the present embodiment, the catalyst cartridge 5
Since the cartridge tubular body 25 and the upper lid 26, which form 0, are made of metal, even if the reformer 1 is operated and the reforming tube 11 is heated, it remains as it is inside the reforming tube 11 and the catalyst 40 Even when it is deteriorated and replaced, it can be taken out as a cartridge as it is, and can be easily replaced with a new catalyst cartridge 50.

【００４４】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、本
発明では、保護管３０は必ずしも用いなくてもカートリ
ッジ用管体２０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。In the above embodiments, the case where the protection tube 30 is used to form the catalyst cartridge 50 has been described. However, in the present invention, the catalyst 40 is not necessarily used in the cartridge tube 20, but the catalyst 40 is provided in the cartridge tube body 20. The catalyst cartridge 50 can be formed with the closest packing. Further, it is not necessary to provide one catalyst cartridge 50 for each reforming tube 11, and a catalyst cartridge 50 having a short length may be manufactured and a plurality of reforming tubes 11 may be loaded. You can also do it. In such a case, when the reforming pipe 11 is long, it is easy to insert it into the reforming pipe 11, and the catalyst cartridge 50 is easy to carry, which is convenient.

【００４５】一方、上記実施例において、カートリッジ
用管体２５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２５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。On the other hand, in the above embodiment, since the cartridge tube body 25 is made of a wire mesh having a small wire diameter, it is lightweight and the inside can be visually inspected. When the catalyst pipe 40 is filled in the cartridge pipe body 25, the filling work can be performed while monitoring the filling state inside, so that the closest packing can be performed more reliably. In addition, even when the protective tube 30 is installed inside and the catalyst 40 is filled, it is possible to visually check the filled state by pulling out from the protective tube 30.

【００４６】また、本実施例のようにカートリッジ用管
体２５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２５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。When the cartridge 40 is filled with the cartridge tube 25 inside the protective tube 30 as in the present embodiment, the protective tube 30 is made of paper, and thus the cartridge tube 25 is used. It is impossible to perform the operation of filling the inside of the catalyst with the catalyst while visually observing it from the outside. Therefore, in order to deal with this, the protective tube 30 is made of a transparent resin such as acrylic resin or a material capable of seeing through the inside, so that the closest packing can be more effectively performed. .

【００４７】また、本発明では、カートリッジ用管体２
５の壁部材を金網２４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
ルムで構成する場合は、持ち運ぶときや触媒４０を充満
するとき、又は、触媒カートリッジ５０を保護管３０か
ら押し出すときにも自己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製フィルムとし、籠体２０の
周囲に該樹脂製フィルムを巻き、籠体２０と樹脂製フィ
ルムとを接着剤で充分に接着してカートリッジ用管体２
５を形成する。樹脂製フィルムは例えば厚み５０μｍと
される。In the present invention, the cartridge tube body 2 is used.
The wall member 5 may be made of a resin film such as a polypropylene film or a polyimide film, or paper, instead of the wire net 24. When the resin film is used, the resin film is thin and strong enough to retain its self-cylindrical shape when carrying it, filling the catalyst 40, or pushing the catalyst cartridge 50 out of the protective tube 30. Then, the resin film is wound around the cage body 20, and the cage body 20 and the resin film are sufficiently adhered with an adhesive to form the cartridge tube body 2.
5 is formed. The resin film has a thickness of 50 μm, for example.

【００４８】このように壁部材を樹脂製としたカートリ
ッジ用管体２５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、金属製である籠体２０、底蓋２３上
蓋２６とが触媒４０とともに残り触媒４０がそのまま充
填された状態が維持される。なお、壁部材を紙で構成し
た場合は紙が燃えて消滅し、籠体２０、底蓋２３、上蓋
２６が残る。When the catalyst cartridge 50 is constructed by using the cartridge tube body 25 in which the wall member is made of resin, the reforming tube 11 is heated to, for example, 600 ° C. when the fluidized bed F is preheated. The resin forming the pipe body 21 burns at a high temperature to become a gas and is discharged from the upper discharge pipe 13,
Inside the reforming pipe 11, the cage 20 made of metal and the upper lid 26 of the bottom lid 23 are kept filled with the catalyst 40 as they are with the catalyst 40. When the wall member is made of paper, the paper burns and disappears, leaving the cage 20, the bottom lid 23, and the top lid 26.

【００４９】また、以上の実施例では改質管１１の加熱
源として流動床Ｆを用いた場合の流動床改質器１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。Further, although the fluidized bed reformer 1 using the fluidized bed F as the heating source of the reforming tube 11 has been shown in the above embodiment, in the present invention, the reformer using a combustion burner as the heating source. May be Further, although the reforming pipe of the fluidized bed reformer is shown to be installed horizontally, the present invention can be effectively applied to a vertical fluidized bed reformer.

【００５０】[0050]

【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。As is apparent from the above description, according to the present invention, the catalysts as catalyst cartridges can be directly inserted into the heat transfer tubes by adopting the constitutions of claims 1 and 2. It can be easily and efficiently set in the heat transfer tube in a short time. Since the catalyst cartridge can be independently manufactured at a position different from the heat transfer tube provided in the main body of the apparatus, the catalyst can be packed in the tube in the closest packing. Therefore, the catalyst can be efficiently packed in the heat transfer tube in the most dense state.

【００５１】さらに、触媒カートリッジは籠体を基体と
しているのでカートリッジ自体が頑強であると共に、内
部に位置する籠体の押し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。Further, since the catalyst cartridge has a cage as a base body, the cartridge itself is robust, and the pushing force of the cage located inside can be exerted to insert the catalyst cartridge into the heat transfer tube. The pushing force is prevented from acting on the catalyst inside the catalyst cartridge at the time of performing, so that the catalyst cartridge does not swell or deform, and the catalyst cartridge is extremely smooth.
It can be easily and surely inserted into the heat transfer tube.

【００５２】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、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。With the configuration as claimed in claim 3,
In addition to the above effects, since the catalyst is filled with the cartridge tube set inside the protection tube, the closest packing of the catalyst can be further ensured. That is, since the protection tube is located outside the cartridge tube, the stability of the tube is increased, the catalyst filling operation is easy, and the catalyst is vibrated from outside the protection tube while vibrating the catalyst. When it is filled, the vibration can be effectively transmitted to the pipe body through the protective pipe, and the catalyst can be packed extremely densely in the pipe body.

【００５３】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
ッジの端部の籠体の押し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。The catalyst cartridge thus filled with the catalyst can be installed in the protective tube and carried while being integrated with the protective tube without damaging the catalyst cartridge. The end of the catalyst cartridge is formed by joining the one end side of the protection tube where the bottom lid of the catalyst cartridge is located to the opening end of the heat transfer tube provided in the apparatus body while the catalyst cartridge is integrated with the protection tube. It is possible to push the catalyst cartridge out of the protective tube by using the pushing force of the pushing portion of the basket of the portion to act as a guide and insert the catalyst cartridge into the heat transfer tube as it is.
Therefore, the catalyst cartridge can be inserted into the heat transfer tube extremely efficiently and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】（ａ）〜（ｅ）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）は籠
体の端部に底蓋を固着した状態を示す斜視図、（ｂ）は
カートリッジ用管体を示す斜視図、（ｃ）は保護管を示
す斜視図、（ｄ）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、
（ｅ）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。1 (a) to 1 (e) are views for explaining a manufacturing process of a catalyst cartridge according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a perspective view showing a state in which a bottom lid is fixed to an end of a cage. FIG. 1, (b) is a perspective view showing the cartridge tube, (c) is a perspective view showing the protective tube, and (d) is a state in which the cartridge tube is set in the protective tube and filled with the catalyst. Perspective view,
(E) is a perspective view showing a state when the upper lid is attached after the catalyst is filled, and a state immediately before the catalyst cartridge is completed.

【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。FIG. 2 is a perspective view showing how to insert a catalyst cartridge according to an embodiment of the present invention into a reforming tube.

【図３】図２のＡ〜Ａ線矢視断平面図である。FIG. 3 is a plan view taken along the line AA of FIG.

【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。FIG. 4 is a vertical front view showing an embodiment of a fluidized bed reformer equipped with a reforming tube to which the method of the present invention is applied.

【図５】図４のＢ〜Ｂ線矢視断面図である。5 is a sectional view taken along the line BB of FIG.

【図６】触媒カートリッジが装入された水平改質管の上
部（頂部）の部分の運転時の状態を示す斜視断面図であ
る。FIG. 6 is a perspective cross-sectional view showing a state during operation of an upper portion (top portion) of a horizontal reforming tube in which a catalyst cartridge is loaded.

【図７】触媒カートリッジが装入された水平改質管の運
転時の全断面状態を示す縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the entire cross-sectional state during operation of the horizontal reforming tube loaded with the catalyst cartridge.

【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 籠体 ２１ リング ２１ａ 押し部 ２２ 連結部材 ２３ 底蓋 ２３ａ 孔 ２４ 金網（壁部材） ２５ カートリッジ用管体 ２６ 上蓋 ２６ａ 孔 ３０ 保護管 ４０ 触媒 ５０ 触媒カートリッジ ６０ 支持台 ７０ 押し棒[Explanation of Codes] 1 fluidized bed reformer 10 fluidized chamber 11 reforming tube (heat transfer tube) F fluidized bed 20 cage 21 ring 21a pushing part 22 connecting member 23 bottom lid 23a hole 24 wire mesh (wall member) 25 for cartridge Tube 26 Upper lid 26a Hole 30 Protective tube 40 Catalyst 50 Catalyst cartridge 60 Support base 70 Push rod

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 伝熱管の内径よりやや小さい外径の複数
のリングを軸方向に間隔をおいて配置し、リング同士を
軸方向に延びる連結部材で連結して籠体を形成し、籠体
の軸方向の一方の端部に押し部を設け、籠体の軸方向の
もう一方の端部に多数の孔を開けた底蓋を取付け、籠体
の周囲を壁部材で覆っ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。1. A cage, wherein a plurality of rings having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of a heat transfer tube are arranged at intervals in the axial direction, and the rings are connected by a connecting member extending in the axial direction to form a cage. A cartridge is provided with a pushing part at one end in the axial direction of the cartridge, and a bottom lid with a large number of holes is attached to the other end in the axial direction of the basket, and the periphery of the basket is covered with a wall member. Form the body,
A catalyst cartridge for a heat transfer tube, characterized in that the tube for the cartridge is densely filled with a catalyst to form a cartridge for loading the heat transfer tube. 【請求項２】 伝熱管内へ触媒を充填する際に、先ず、
伝熱管の内径よりやや小さい外径の複数のリングを軸方
向に間隔をおいて配置しリング同士を軸方向に延びる連
結部材で連結して籠体を形成し籠体の軸方向の一方の端
部に押し部を設け籠体の軸方向のもう一方の端部に多数
の孔を開けた底蓋を取付け籠体の周囲を壁部材で覆って
形成してカートリッジ用管体を用意し、この管体に触媒
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の押し部を押して触媒カートリッジ
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。2. When filling a catalyst into the heat transfer tube, first,
A plurality of rings having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heat transfer tube are arranged at intervals in the axial direction, and the rings are connected by a connecting member extending in the axial direction to form a basket, and one end of the basket in the axial direction is formed. The bottom of the cage is provided with a plurality of holes at the other end in the axial direction of the cage, and the bottom of the cage is covered with a wall member to form a cartridge tube body. A catalyst cartridge was manufactured by densely filling a tube with a catalyst, and then the catalyst cartridge was pushed to push the catalyst cartridge into the heat transfer tube as it is. The method of filling the catalyst of. 【請求項３】 伝熱管内へ触媒を充填する際に、先ず、
伝熱管の内径よりやや小さい外径の複数のリングを軸方
向に間隔をおいて配置しリング同士を軸方向に延びる連
結部材で連結して籠体を形成し籠体の軸方向の一方の端
部に押し部を設け籠体の軸方向のもう一方の端部に多数
の孔を開けた底蓋を取付け籠体の周囲を壁部材で覆って
形成してカートリッジ用管体を用意し、この管体を両端
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、該触媒カート
リッジの押し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。3. When the catalyst is filled in the heat transfer tube, first,
A plurality of rings having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heat transfer tube are arranged at intervals in the axial direction, and the rings are connected by a connecting member extending in the axial direction to form a basket, and one end of the basket in the axial direction is formed. The bottom of the cage is provided with a plurality of holes at the other end in the axial direction of the cage, and the bottom of the cage is covered with a wall member to form a cartridge tube body. Insert the tube into a lightweight protection tube having both ends opened and a heat transfer tube having substantially the same inner diameter as that of the heat transfer tube, and set the cartridge tube and the protection tube on the side where the bottom lid of the cartridge tube is located. The catalyst tube is manufactured as a catalyst cartridge by putting a catalyst from above into the cartridge tube body in an upright state as a bottom, and the cartridge tube body is manufactured as a catalyst cartridge. Open the heat transfer tube at one end where the lid is located The catalyst cartridge is pushed out from the protective tube and then inserted into the heat transfer tube as it is, by filling the catalyst into the heat transfer tube. Method.