[發(fā)明專利]部分氧化改性裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00804334.5
• 申請日: 2000-11-08
• 公開（公告）號: CN1341075A
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡本康令;松井伸樹;池上周司;米本和生;大久保英作;大上功
• 申請（專利權(quán)）人: 大金工業(yè)株式會社
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 何騰云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過部分氧化反應將烴系原料改性以生成用于供給到燃料電池等的氫的部分氧化改性裝置。

背景技術(shù)

一般情況下，可通過將烴或甲醇改性生成氫，這樣通過改性生成氫的燃料改性裝置可用于燃料電池和氫發(fā)動機等。

這樣的改性裝置已屬于公知技術(shù)，例如日本特開平11-67256號公報所示那樣裝入到燃料電池系統(tǒng)。該燃料改性裝置具有充填了相對部分氧化反應呈活性的觸媒的燃料改性器，將原料氣體導入該燃料改性器，由該部分氧化反應產(chǎn)生氫。

即，在部分氧化反應中，如下式所示那樣，包含甲烷、氧、及水的原料氣體被部分氧化，變成二氧化碳和氫，在進行該反應時產(chǎn)生反應熱。

作為這種改性裝置，在有的場合下，具有在管(外殼)的內(nèi)部充填粒狀的觸媒或塊料的構(gòu)造的改性反應部，對于這樣的改性裝置，升溫到例如800℃左右的改性反應部的反應熱易于作為熱損失流出到外部，存在改性反應部內(nèi)溫度不均、反應效率和熱效率下降的問題。為了阻止該反應熱逃逸到外部，需要在筒周設(shè)置厚度大的絕熱材料。

另外，為了促進改性反應部的原料氣體的部分氧化反應，需要將供給到該改性反應部的原料氣體預熱到規(guī)定溫度(例如460℃)，為了該預熱需要設(shè)置由熱交換器構(gòu)成的預熱器。

本發(fā)明的目的在于對改性裝置的構(gòu)造進行改進，降低其改性反應部內(nèi)的溫度不均，并提高其熱效率，同時，使改性裝置為簡單而緊湊的構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容

為了達到上述目的，在本發(fā)明中，使改性裝置為雙層壁類型，在其內(nèi)壁內(nèi)配置改性反應部，在內(nèi)壁外側(cè)配置原料氣體通道。

具體地說，作為具有由包含部分氧化的反應從原料氣體生成富氫改性氣體的改性反應部6的部分氧化改性裝置，在上述改性反應部6的周圍設(shè)置向改性反應部6供給原料氣體的原料氣體通道3。

這樣，由原料氣體通道3覆蓋改性反應部6的周圍，由原料氣體通道3使改性反應部6絕熱，所以，可減小改性反應部6內(nèi)的溫度不均。

相反，上述改性反應部6周圍的原料氣體通道3的原料氣體由改性反應部6的反應熱加熱，將改性反應部6的反應熱回收以用于原料氣體的預熱，由該自身熱回收可提高改性氣體裝置的熱效率。

而且，由于這樣由改性反應部6的反應熱加熱改性反應部6周圍的原料氣體通道3的原料氣體，所以，用于預熱該原料氣體的預熱器一體地形成于原料氣體通道3與改性反應部6之間，可使改性裝置的構(gòu)造簡單而緊湊。

在本發(fā)明中，作為具有由包含部分氧化的反應從原料氣體生成富氫改性氣體的改性反應部6的部分氧化改性裝置，設(shè)置熱交換器14，該熱交換器14在連通到上述改性反應部6的出口部6b的改性氣體通道11的改性氣體與連通到改性反應部6的入口部6a的原料氣體通道3的原料氣體之間進行熱交換。

這樣，供給到上述改性反應部6的原料氣體通道3的原料氣體通過與因改性反應部6的反應熱而成為高溫的改性氣體在熱交換器14的熱交換而被加熱，回收改性反應部6的反應熱以用于原料氣體的預熱，由該自身熱回收可提高改性氣體裝置的熱效率。

而且，由于這樣由改性反應部6的反應熱加熱原料氣體通道3的原料氣體，所以，用于預熱該原料氣體的預熱器一體地形成于原料氣體通道3與改性氣體通道11之間，可使改性裝置的構(gòu)造簡單而緊湊。

上述改性反應部6和原料氣體通道3也可一體地設(shè)置在外殼1內(nèi)。這樣，可使改性裝置的構(gòu)造更簡單，從而降低成本。

也可設(shè)置控制上述改性反應部6與原料氣體通道3之間的傳熱量的傳熱量控制體10。這樣，可由傳熱量控制體10適當?shù)乜刂聘男苑磻?與原料氣體通道3的燃料氣體之間的傳熱量，同時可由該傳熱量控制減小改性反應部6的溫度不均。

在該場合，上述傳熱量控制體10為耐火性絕熱材料。這樣，可容易地獲得傳熱量控制體10的具體構(gòu)成。

也可在連通到上述改性反應部6的出口部6b的改性氣體通道11的周圍設(shè)置原料氣體通道3，設(shè)置在該原料氣體通道3的原料氣體與改性氣體通道11的改性氣體之間進行熱交換的熱交換器14。在該場合，熱交換器14也可作為用于上述原料氣體預熱的預熱器一體地形成于原料氣體通道3與改性氣體通道11之間，使改性裝置的構(gòu)造簡單而緊湊。

上述熱交換器14可具有分別伸到原料氣體通道3和改性氣體通道11而且沿著各氣流的傳熱翅片15、16。這樣，可減小熱交換器14的氣體壓力損失，同時使熱交換器14緊湊化。