JP2002003204A - Fuel reformer - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に供給さ
れる天然ガス等の燃料ガスから水素リッチの改質ガスを
生成する燃料改質器に関する。The present invention relates to a fuel reformer for producing a hydrogen-rich reformed gas from a fuel gas such as natural gas supplied to a fuel cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】燃料電池は、メタンやプロパンあるいは
天然ガス等の化石燃料を高温に加熱して水素含有量の多
い改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料として使用す
る。2. Description of the Related Art A fuel cell heats a fossil fuel such as methane, propane or natural gas to a high temperature to generate a reformed gas having a high hydrogen content, and uses the reformed gas as a fuel.
【0003】燃料ガスの改質方法としては、加熱条件下
で燃料ガス中の有機炭素と水蒸気とを反応させる方法に
よる水蒸気改質(吸熱反応)、有機炭素を酸化剤(酸素
ガスまたは空気)によって燃焼させ発生する熱を利用し
て有機炭素と水蒸気とを反応させる部分酸化改質(発熱
吸熱反応)、および有機炭素と酸素とを直接反応させる
改質(発熱反応)などがある。しかしながら、これまで
開示されている改質方法や改質器にはそれぞれ一長、一
短がある。[0003] As a method of reforming the fuel gas, steam reforming (endothermic reaction) by a method of reacting organic carbon in the fuel gas with water vapor under heating conditions, and organic carbon by an oxidizing agent (oxygen gas or air). There are partial oxidation reforming (exothermic endothermic reaction) in which organic carbon and water vapor are reacted using heat generated by burning, and reforming (exothermic reaction) in which organic carbon and oxygen are directly reacted. However, each of the reforming methods and reformers disclosed so far has advantages and disadvantages.
【0004】水蒸気改質(吸熱反応)は、燃料ガスと酸
化剤とを反応させ、燃焼で発生した熱を隔離壁を経て有
機炭素と水蒸気と触媒に伝える方法、または備蓄電源に
よるヒータで、有機炭素と水蒸気と触媒を加熱する方法
が一般的である。この二つの方法のうち、前者の場合は
隔離壁を経て熱を伝えるため、熱ロスが発生し熱伝達の
遅れにより起動性が劣る。また、温度制御性も劣り、改
質器容器の温度が部分的に高温になりやすいなどの欠点
がある。これに対し、後者の備蓄電源によるヒータ加熱
方式では前者に比べて温度制御性や起動性は若干改善さ
れるものの、備蓄電源などの付帯設備が必要である。[0004] Steam reforming (endothermic reaction) is a method in which a fuel gas reacts with an oxidant and the heat generated by combustion is transferred to organic carbon, steam and a catalyst through an isolation wall, or a heater by a storage power supply is used to generate the organic gas. A common method is to heat carbon, water vapor, and the catalyst. Of the two methods, in the former case, heat is transmitted through the separating wall, so that heat loss occurs and the startability is poor due to a delay in heat transfer. In addition, there is a drawback that the temperature controllability is poor, and the temperature of the reformer container tends to be partially high. On the other hand, in the latter case of the heater heating method using the storage power supply, although temperature controllability and startability are slightly improved as compared with the former, auxiliary equipment such as a storage power supply is required.
【0005】部分酸化改質(発熱吸熱反応)は、有機炭
素の酸化剤による燃焼と、有機炭素と水蒸気との触媒改
質反応が同時に同一の場所で進行するため、水蒸気改質
方法に比べて熱容量が小さく起動性は改善される。しか
し、固体高分子型の燃料電池に有害なオレフィンが発生
しやすい。酸化剤を多くするとオレフィンの発生は少な
くなるものの改質ガスへの変換効率は低下する。また、
触媒の温度も部分的に不均一になりやすい。In partial oxidation reforming (exothermic endothermic reaction), combustion of an organic carbon by an oxidizing agent and catalytic reforming reaction of organic carbon and steam proceed simultaneously in the same place. The heat capacity is small and the startability is improved. However, harmful olefins are likely to be generated in a polymer electrolyte fuel cell. When the amount of the oxidizing agent is increased, the generation of olefin is reduced, but the conversion efficiency to the reformed gas is reduced. Also,
The temperature of the catalyst also tends to be partially non-uniform.
【0006】また、近年、水蒸気を用いないで有機炭素
を酸素で直接酸化させる改質方法(発熱反応)が研究さ
れているが、反応温度が高く、改質器容器や触媒の材質
への影響およびオレフィンの発生を完全には抑制できて
いない。[0006] In recent years, a reforming method (exothermic reaction) for directly oxidizing organic carbon with oxygen without using steam has been studied, but the reaction temperature is high and the effect on the material of the reformer vessel and catalyst is affected. And the generation of olefins could not be completely suppressed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】燃料改質器の温度設計
においては、触媒反応層の温度は高い方が改質効率の面
で有利である反面、腐食や熱応力発生および経済性など
の観点からは燃料改質器の容器温度はできる限り低いほ
うがよい。In the temperature design of a fuel reformer, the higher the temperature of the catalytic reaction layer is, the more advantageous in terms of reforming efficiency, but on the other hand, from the viewpoints of corrosion, thermal stress generation and economy. Therefore, the temperature of the fuel reformer vessel should be as low as possible.
【0008】水蒸気による改質方法に対しては、熱ロス
の発生を抑制するとともに起動性に優れ、燃料電池に有
害なオレフィンの発生が少ない改質器が必要である。一
方、有機炭素と酸素とを直接反応させる改質(発熱反
応)については、オレフィンの発生を抑制し有機炭素を
100%近く変換することが必要である。また、熱ロスの
発生を抑制し、発生する熱の効率利用を図り、改質器容
器の温度を抑制することは両者に共通する課題である。
さらに、長期運用に耐える経済的な材質を適用するとと
もに製造性を改善することも重要な課題の一つである。[0008] For the reforming method using steam, a reformer that suppresses the generation of heat loss, has excellent startability, and generates less olefins harmful to a fuel cell is required. On the other hand, for reforming (exothermic reaction) in which organic carbon and oxygen are directly reacted, the generation of olefins is suppressed and organic carbon is reduced.
Nearly 100% conversion is required. Further, it is a common problem for both to suppress the occurrence of heat loss, to efficiently utilize the generated heat, and to suppress the temperature of the reformer container.
Another important issue is to apply economical materials that can withstand long-term operation and to improve manufacturability.
【0009】そこで本発明は、改質器容器の温度を低く
保つことができて熱効率および改質ガスへの変換効率が
高く、また製造しやすい燃料改質器を提供することを目
的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel reformer which can keep the temperature of a reformer vessel low, has high thermal efficiency and high conversion efficiency to reformed gas, and is easy to manufacture.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、燃料
ガス入口および改質ガス出口を備えた改質器容器と、こ
の改質器容器内に断熱材を介して設けられ前記燃料ガス
入口から導入された有機炭素を含む燃料ガスを水素含有
量の多い改質ガスに改質する改質領域とを備えたことを
特徴とする。この発明によれば、外部への熱損失が少
く、改質器容器の温度の低い燃料改質器を提供すること
ができる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a reformer container having a fuel gas inlet and a reformed gas outlet, and the fuel gas provided in the reformer container via a heat insulating material. A reforming region for reforming a fuel gas containing organic carbon introduced from an inlet into a reformed gas having a high hydrogen content. According to the present invention, it is possible to provide a fuel reformer in which the heat loss to the outside is small and the temperature of the reformer container is low.
【0011】請求項2の発明は、改質領域は、高温とな
る燃焼ないし酸化・改質反応により熱を発生する発熱領
域と、燃焼ないし酸化・改質したガスと水蒸気または水
蒸気および有機炭素からなる燃料ガスとを混合し高温に
する混合領域と、触媒を有して高温における水蒸気改質
反応を行う触媒領域とを備えたことを特徴とする。この
発明の燃料改質器においては、燃料ガスの改質反応を効
率よく進行させることができる。According to a second aspect of the present invention, the reforming region includes a heat generating region that generates heat by a combustion or oxidation / reforming reaction at a high temperature, and a gas generated by burning or oxidizing / reforming and steam or steam and organic carbon. And a catalyst region having a catalyst and performing a high-temperature steam reforming reaction at a high temperature. In the fuel reformer of the present invention, the reforming reaction of the fuel gas can proceed efficiently.
【0012】請求項3の発明は、断熱材の外側または断
熱材の内側の改質器容器壁に近い部位において改質領域
の上流側に燃料ガスを予備加熱する予備加熱領域を備え
たことを特徴とする。この発明の燃料改質器において
は、改質領域において発生した熱を有効に利用すること
ができる。According to a third aspect of the present invention, a preheating region for preheating fuel gas is provided upstream of the reforming region at a portion outside the heat insulating material or inside the heat insulating material and near the reformer container wall. Features. In the fuel reformer of the present invention, heat generated in the reforming region can be effectively used.
【0013】請求項4の発明は、予備加熱領域と発熱領
域と混合領域と触媒領域のうち少なくとも2つの領域を
複合一体化させたことを特徴とする。この発明によれ
ば、燃料改質器の寸法を小形化し、あるいは改質反応の
効率をあげることができる。According to a fourth aspect of the present invention, at least two of the preheating region, the heating region, the mixing region, and the catalyst region are combined and integrated. According to the present invention, the size of the fuel reformer can be reduced, or the efficiency of the reforming reaction can be increased.
【0014】請求項5の発明は、発熱領域においては、
酸化剤とのガス反応による炎としてまたは触媒を用いて
燃料ガスを酸化・改質させることを特徴とする。この発
明によれば、燃料ガスを効率よく加熱することができ
る。According to a fifth aspect of the present invention, in the heating region,
The fuel gas is oxidized and reformed as a flame by a gas reaction with an oxidizing agent or using a catalyst. According to the present invention, the fuel gas can be efficiently heated.
【0015】請求項6の発明は、発熱領域は熱伝対等の
温度センサーを有し、燃料ガスを流入する前に電気ヒー
タ等の加熱により温度を400℃以上にしたのちガスを流
入させ、ガス流入後の温度上昇後に前記電気ヒータ等の
加熱を停止することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, the heat generating area has a temperature sensor such as a thermocouple, and the temperature is raised to 400 ° C. or more by heating with an electric heater or the like before the fuel gas flows, and then the gas is flowed. After the temperature rises after the inflow, the heating of the electric heater or the like is stopped.
【0016】燃料改質器を起動させる場合、発熱部の温
度が低いと起動に時間を要するが、請求項6の発明によ
れば、発熱領域の触媒の温度を上昇させ、ガス流入とと
もに改質反応が進行する。なお、触媒の熱容量は小さい
ため起動時間を短縮することができる。When the fuel reformer is started, it takes time to start if the temperature of the heat generating portion is low. According to the invention of claim 6, the temperature of the catalyst in the heat generating region is increased, and the reforming is performed together with the gas inflow. The reaction proceeds. Since the heat capacity of the catalyst is small, the starting time can be shortened.
【0017】請求項7の発明は、炎として酸化させる場
合、高温となる炎の部位は空筒構造または炎の存在する
空筒構造の外側に孔のあいた耐熱性材料の炎カバーをも
つことを特徴とする。この発明によれば、炎の安定性を
保ち改質反応を安定的に進行させることができる。According to a seventh aspect of the present invention, when oxidized as a flame, the portion of the flame which is heated to high temperature has a flame cover made of a heat-resistant material having a hole outside the hollow cylinder structure or the hollow cylinder structure where the flame exists. Features. According to the present invention, the reforming reaction can proceed stably while maintaining the stability of the flame.
【0018】請求項8の発明は、触媒領域は、伝熱や放
射の他、燃焼あるいは酸化・改質反応によって高温にな
ったガスと燃料ガスとを直接混合することにより加熱さ
れることを特徴とする。この発明によれば、燃焼あるい
は酸化・改質反応による発生熱を有効に利用することが
できる。[0018] The invention according to claim 8 is characterized in that the catalyst region is heated by directly mixing the fuel gas with the gas which has been heated to a high temperature by the combustion or oxidation / reforming reaction, in addition to heat transfer and radiation. And According to the present invention, heat generated by combustion or oxidation / reforming reaction can be effectively used.
【0019】請求項9の発明は、発熱領域および触媒領
域および混合領域は比表面積を大きく形成された耐熱性
の金属またはセラミックスを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、燃料ガスの反応の確率を大きくし、
改質反応を効率的に進めることができる。A ninth aspect of the present invention is characterized in that the heat generating region, the catalyst region, and the mixing region are provided with a heat-resistant metal or ceramic having a large specific surface area.
According to the present invention, the probability of the reaction of the fuel gas is increased,
The reforming reaction can proceed efficiently.
【0020】請求項10の発明は、耐熱性の金属は、タン
グステン、タンタル、モリブデン、バナジウム、ニッケ
ル、またはこれらの金属の1つ以上を主成分とする合金
であることを特徴とする。A tenth aspect of the present invention is characterized in that the heat-resistant metal is tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, nickel, or an alloy containing at least one of these metals as a main component.
【0021】請求項11の発明は、セラミックスは、アル
ミナ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、トリア、ベ
リリア、イットリア、またはこれらの物質の1つ以上を
主成分とすることを特徴とする。請求項10あるいは11の
発明によれば、発熱領域および触媒領域および混合領域
の耐熱性が高く高信頼性長寿命の燃料改質器を提供する
ことができる。An eleventh aspect of the present invention is characterized in that the ceramic is mainly composed of alumina, zirconia, titania, magnesia, thoria, beryllia, yttria, or one or more of these substances. According to the invention of claim 10 or 11, it is possible to provide a high-reliability, long-life fuel reformer having high heat resistance in the heat generation region, the catalyst region, and the mixing region.
【0022】請求項12の発明は、発熱領域あるいは触媒
領域に保持される触媒は、ロジウム、白金、ルテニウ
ム、ニッケル、ランタンなどの希土類元素、あるいはこ
れらの元素の少なくとも1つを主成分とすることを特徴
とする。この発明によれば、燃料ガスの高温での改質反
応を効率よく進行させることができる。According to a twelfth aspect of the present invention, the catalyst held in the heat generation region or the catalyst region is mainly composed of a rare earth element such as rhodium, platinum, ruthenium, nickel, lanthanum, or at least one of these elements. It is characterized by. According to the present invention, the reforming reaction of the fuel gas at a high temperature can efficiently proceed.
【0023】請求項13の発明は、断熱材は気密性の高い
耐熱性を有する材質であることを特徴とする。この発明
によれば、断熱材を通して燃料ガスや改質ガスが散逸
し、あるいは低温のガスが侵入することを防いで、物質
的な効率と熱効率の高い燃料改質器を提供することがで
きる。The invention according to claim 13 is characterized in that the heat insulating material is a material having high airtightness and heat resistance. According to the present invention, it is possible to provide a fuel reformer having high material efficiency and high thermal efficiency by preventing fuel gas or reformed gas from dissipating through a heat insulating material or preventing low-temperature gas from entering.
【0024】請求項14の発明は、改質器容器は、高温で
耐食性を有するNi基合金あるいはFe基合金からな
り、または前記合金の内面にセラミックス層を形成され
てなることを特徴とする。この発明によれば、改質器容
器の耐熱性や腐食の問題を回避し、長期間運転すること
のできる燃料改質器を提供することができる。The invention according to claim 14 is characterized in that the reformer container is made of a Ni-based alloy or Fe-based alloy having corrosion resistance at a high temperature, or has a ceramic layer formed on the inner surface of the alloy. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the problem of heat resistance and corrosion of a reformer container can be avoided, and the fuel reformer which can be operated for a long period of time can be provided.
【0025】請求項15の発明は、改質器容器は改質領域
を内蔵する本体部と改質領域を内蔵しない蓋部とを有
し、前記本体部と前記蓋部とを接合されてなることを特
徴とする。この発明によれば、組立てやすく製造しやす
い燃料改質器を提供することができる。According to a fifteenth aspect of the present invention, the reformer container has a main body having a built-in reforming region and a lid having no built-in reforming region, and the main body and the lid are joined to each other. It is characterized by the following. According to the present invention, it is possible to provide a fuel reformer which is easy to assemble and manufacture.
【0026】本発明の燃料改質器においては、熱ロスの
発生を抑制し発生する熱の効率利用を図り改質器容器の
温度を抑制するために以下のような手段を採用した。す
なわち、改質容器の重要な材料仕様条件は運転条件下で
の変形や防食性を担保し、気密性を保持することであ
る。水蒸気酸化、部分酸化および直接酸化の場合、これ
らの反応が進行する触媒の温度は高めの方が熱力学的お
よび触媒の選択性の観点から有利であり、700℃以上で
あることが望まれる。従って、断熱材により改質器容器
の温度を高温部から熱遮蔽する。これにより、改質器容
器の温度を低減することができる。また、高温のガスが
もれることがないようにし、改質器容器の温度を低下さ
せることができる。このことにより、改質器容器材料の
腐食や熱応力を緩和できる。In the fuel reformer of the present invention, the following means are employed in order to suppress the generation of heat loss, efficiently use the generated heat, and suppress the temperature of the reformer container. That is, important material specification conditions of the reforming container are to ensure deformation and corrosion resistance under operating conditions and to maintain airtightness. In the case of steam oxidation, partial oxidation and direct oxidation, a higher temperature of the catalyst in which these reactions proceed is advantageous from the viewpoint of thermodynamics and selectivity of the catalyst, and is preferably 700 ° C. or higher. Therefore, the temperature of the reformer container is shielded from the high temperature part by the heat insulating material. Thereby, the temperature of the reformer container can be reduced. Further, it is possible to prevent high-temperature gas from leaking, and to lower the temperature of the reformer container. Thereby, corrosion and thermal stress of the reformer container material can be reduced.
【0027】本発明においては、熱発生部位である発熱
領域と、この発熱領域で得られた高温ガスと燃料ガスと
を混合し所定の温度にする混合領域と、水蒸気改質を行
う触媒領域、および供給ガスを予備加熱する予備加熱領
域を同一容器内に配置することにより、また、ガス混合
および熱伝達を行うことにより熱の効率利用を図ってい
る。In the present invention, a heat generating region which is a heat generating portion, a mixing region in which the high temperature gas obtained in the heat generating region and the fuel gas are mixed to a predetermined temperature, a catalyst region for performing steam reforming, The preheating area for preheating the supply gas is arranged in the same vessel, and the gas is mixed and heat is transferred so that heat can be efficiently used.
【0028】本発明はまた、高温部を熱遮蔽効果を持つ
パッキンで改質器容器の壁から離れた容器の中心部に設
置することにより、熱発生部位である発熱領域と、この
発熱領域でえられた高温ガスと燃料ガスとを混合し所定
の温度にする混合領域と、高温ガスの熱を利用して改質
を行う触媒領域とを最近接させ、熱放射や熱伝導による
熱も有効利用し、かつ供給ガスの予備加熱領域を同一容
器内に配置しているので、改質器容器の温度を低く抑え
ることができる。The present invention also provides a heat-generating region, a heat-generating region, and a heat-generating region by arranging a high-temperature portion at the center of the container away from the wall of the reformer container with a packing having a heat shielding effect. The mixing area where the obtained high-temperature gas and fuel gas are mixed to achieve a predetermined temperature and the catalyst area for reforming using the heat of the high-temperature gas are closest to each other, and heat from heat radiation and heat conduction is also effective. The temperature of the reformer container can be kept low because it is used and the preheating region of the supply gas is arranged in the same container.
【0029】また、本発明では、各構成部分の材質の選
定にあたって、改質器容器温度の低減および内部構造部
材の温度を適切な温度に保つために、以下のような手段
を採用した。すなわち、改質器容器温度を700℃以下と
し、長期運転を可能とするために、使用する燃料ガスは
脱硫は施されているが完全には除去できていないとの観
点より、耐食性材料が選定され、Fe基合金では500℃
以下、Ni基合金では700℃以下で20時間程度の高温酸
化処理による防食被膜の形成および熱伝導の低減処理が
なされる。Further, in the present invention, in selecting the material of each component, the following means are employed in order to reduce the temperature of the reformer vessel and maintain the temperature of the internal structural members at an appropriate temperature. In other words, in order to keep the reformer vessel temperature at 700 ° C or less and enable long-term operation, the fuel gas used was desulfurized, but corrosion-resistant materials were selected from the viewpoint that they could not be completely removed. 500 ° C for Fe-based alloys
Hereinafter, the Ni-based alloy is subjected to a high-temperature oxidation treatment at a temperature of 700 ° C. or less for about 20 hours to form an anticorrosive film and to reduce heat conduction.
【0030】一方、700℃以上の温度で運転される高温
部では、基材として1200℃以上の高温に耐える耐食性材
料が選定された。また、触媒の温度上昇を1000℃以下に
抑制するため、耐食性材料に分散することにより温度低
減効果を得ている。こうして、運転条件下での温度やガ
ス組成などの使用環境と同環境下での防食性・気密性の
保持を図っている。On the other hand, in a high-temperature part operated at a temperature of 700 ° C. or more, a corrosion-resistant material capable of withstanding a high temperature of 1200 ° C. or more was selected as a substrate. Further, in order to suppress the temperature rise of the catalyst to 1000 ° C. or less, a temperature reduction effect is obtained by dispersing the catalyst in a corrosion resistant material. In this way, the anticorrosion property and airtightness are maintained under the use environment such as the temperature and the gas composition under the operating conditions.
【0031】燃料改質器は、燃料と酸化剤とのガスの燃
焼または触媒を用いた酸化反応により速やかに加熱され
る。したがって、改質器容器内の触媒や耐熱材料の使用
温度条件についてもおのずと上限値が存在する。Ptや
Rhなどの触媒金属は蒸気分圧10-11mmHgとなる1300℃
になると劣化が顕著となる。長期使用限界は、蒸気分圧
の高いRuでは1500℃、蒸気分圧の低いNiでは1000℃
となる。The fuel reformer is quickly heated by combustion of a gas of a fuel and an oxidant or an oxidation reaction using a catalyst. Therefore, there is naturally an upper limit for the operating temperature conditions of the catalyst and the heat-resistant material in the reformer container. Catalyst metals such as Pt and Rh have a vapor partial pressure of 10 -11 mmHg at 1300 ℃
, The deterioration becomes remarkable. The long-term use limit is 1500 ° C for Ru with high vapor partial pressure and 1000 ° C for Ni with low vapor partial pressure.
Becomes
【0032】これに対し、触媒を担持する多孔質材料は
触媒よりも約100倍の使用量であるため、10-13mmHgの蒸
気分圧が要求される。従って、Rhを触媒として使用す
る場合、アルミナは不適切であり他のジルコニアなどの
セラミックスを使用する必要がある。従って、特に高温
となる火炎部では、火炎を安定化するとともに高温度領
域での材料との接触を回避する。これにより、改質器容
器内の触媒や耐熱材料への影響を排除できる。On the other hand, since the amount of the porous material supporting the catalyst is about 100 times that of the catalyst, a vapor partial pressure of 10 -13 mmHg is required. Therefore, when Rh is used as a catalyst, alumina is inappropriate and it is necessary to use other ceramics such as zirconia. Therefore, particularly in the flame portion where the temperature becomes high, the flame is stabilized and the contact with the material in the high temperature region is avoided. Thereby, the influence on the catalyst and the heat-resistant material in the reformer container can be eliminated.
【0033】改質器容器内の触媒や耐熱材料では気密性
はさほど重要でなく、むしろ物質の蒸発に関連する耐熱
性が重要である。改質器容器内で使用される断熱材、多
孔質体およびパッキン材の耐食性材料は、1500℃以上の
融点をもつ耐熱材料より最高温度を考慮した蒸気分圧特
性と使用材料の他の特性を考慮することにより選定す
る。多孔質体への触媒の担持方法については、気相、液
相で効率的に付着させることができる。The airtightness is not so important for the catalyst and the heat-resistant material in the reformer vessel, but rather the heat resistance related to the evaporation of the substance is important. Corrosion-resistant materials such as heat insulating materials, porous materials and packing materials used in the reformer container have a vapor partial pressure characteristic considering the maximum temperature and other characteristics of the material used compared to a heat-resistant material having a melting point of 1500 ° C or more. Select by considering. Regarding the method of supporting the catalyst on the porous body, the catalyst can be efficiently attached in a gas phase or a liquid phase.
【0034】ロジウム(Rh)、白金(Pt)、ルテニ
ウム(Ru)、ニッケル(Ni)、ランタン(La)を
触媒とする有機炭素と酸素との酸化反応により発熱する
とともに水素なども発生する。その中でも、Rhは水素
および一酸化炭素への変換率が優れている。Rhの場
合、メタンについては最も適切な条件ではほぼ100%メ
タンが酸化され、オレフィンも少ないが、メタン以外で
は100%の収率を得ることはむずかしい。実用性を考え
ると、メタンの場合でも固体高分子型燃料電池にそのま
ま供給するには製造技術の制御の点で実際的でない。本
発明においては、発熱領域の後段で水蒸気による改質反
応を併用することにより問題を解決している。Rhodium (Rh), platinum (Pt), ruthenium (Ru), nickel (Ni), and lanthanum (La) are used as catalysts to oxidize organic carbon and oxygen to generate heat and generate hydrogen and the like. Among them, Rh has an excellent conversion rate to hydrogen and carbon monoxide. In the case of Rh, methane is oxidized almost at 100% under the most appropriate conditions and the amount of olefin is small, but it is difficult to obtain a yield of 100% other than methane. Considering practicality, it is not practical in terms of production technology control to supply methane to a polymer electrolyte fuel cell as it is. In the present invention, the problem is solved by using a reforming reaction with steam at the subsequent stage of the heat generation region.
【0035】さらに本発明の燃料改質器は、2分割され
た形の部分容器の一方に気密性を必要としないパッキ
ン、触媒および断熱材を組み込んだ後、もう一方の部分
容器を合わせレーザーなどの溶接を行うことにより、容
易に製造することができる。Further, in the fuel reformer of the present invention, after packing, which does not require airtightness, a catalyst and a heat insulating material, is incorporated into one of the two partial containers, the other partial container is combined with a laser or the like. Can be easily manufactured by welding.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】本発明の諸実施の形態の燃料改質
器を以下に説明する。本発明の第1の実施の形態の触媒
酸化加熱方式の場合の燃料改質器の構造を図1に示す。
すなわち、円筒状の気密構造を有する改質器容器1は内
部が断熱材2で熱遮蔽されている。また、高温となる円
盤状の多孔質体からなる発熱領域3および水蒸気改質が
主体の触媒領域4が円筒状の前記断熱材2の内側にあ
り、その外側に予備加熱領域5が画成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fuel reformer according to various embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows the structure of the fuel reformer in the case of the catalytic oxidation heating system according to the first embodiment of the present invention.
That is, the inside of the reformer container 1 having a cylindrical airtight structure is thermally shielded by the heat insulating material 2. Further, a heat generating region 3 made of a disc-shaped porous body and a catalyst region 4 mainly composed of steam reforming are formed inside the cylindrical heat insulating material 2 and a preheating region 5 is defined outside the heat generating region 3. ing.
【0037】6は改質器容器1の内壁に取付けられた固
定ガイドであり、この固定ガイド6によって円筒状のパ
ッキン7が支持され、パッキン7の中間部に前記の発熱
領域3および触媒領域4がそれらの外周を伝熱管8によ
って連結されて設けられている。また、予備加熱領域5
の上流側にはガス入口配管9が接続され、触媒領域4の
下流側にはガス出口配管10が接続されている。Reference numeral 6 denotes a fixed guide attached to the inner wall of the reformer vessel 1. A cylindrical packing 7 is supported by the fixed guide 6, and the heat generating area 3 and the catalyst area 4 are provided at an intermediate portion of the packing 7. Are provided with their outer peripheries connected by a heat transfer tube 8. In addition, the preheating area 5
A gas inlet pipe 9 is connected to an upstream side of the fuel cell, and a gas outlet pipe 10 is connected to a downstream side of the catalyst region 4.
【0038】このような構成とした燃料改質器におい
て、燃料ガスおよび酸化剤と水蒸気などのガスは、ガス
入口配管9より改質器容器1の外筒部と断熱材2で仕切
られた予備加熱領域5に入ってここで暖められ、断熱材
2、パッキン7および固定ガイド6の開孔11を通過し、
発熱領域3で燃焼反応により昇温され触媒領域4で改質
されガス出口配管10より流出する。In the fuel reformer having such a configuration, the fuel gas, the oxidizing agent, and the gas such as water vapor are supplied from the gas inlet pipe 9 to the outer cylinder portion of the reformer container 1 and the heat insulating material 2. It enters the heating area 5 and is heated here, passes through the heat insulating material 2, the packing 7 and the opening 11 of the fixing guide 6,
The temperature is raised by the combustion reaction in the heat generating region 3, reformed in the catalytic region 4, and flows out from the gas outlet pipe 10.
【0039】このように、本実施の形態の燃料改質器は
複合一体化した自熱供給およびガス流路の構造になって
いる。発熱領域3で酸化反応により発生した熱は、改質
ガスを加熱するとともに伝熱管8による熱伝達で触媒領
域4に伝えられ水蒸気による改質反応にも使用される。As described above, the fuel reformer of the present embodiment has a structure of self-heating supply and gas flow passage which are combined and integrated. The heat generated by the oxidation reaction in the heat generating region 3 heats the reformed gas and is transmitted to the catalyst region 4 by heat transfer by the heat transfer tube 8 and is also used for the reforming reaction by steam.
【0040】ここで、改質器容器1、断熱材2、パッキ
ン7、伝熱管8、固定ガイド6は一般的に円筒形であ
り、改質器容器1の端部の断熱材2、発熱領域3および
触媒領域4は円盤状であるが、これらは円盤形状ではな
く多角盤形状であっても良い。また、発熱領域3と触媒
領域4との間にパッキン7を挿入し離してもよい。さら
に、一つのディスクでなく、薄い多数のディスクの重ね
合わせでもよく、伝熱管8がなくても良い。また、図1
では改質器容器1の円筒部の内壁および外壁に断熱材を
表示していないが、熱リーク抑制と保温の観点より断熱
材を設けるのが望ましい。Here, the reformer container 1, the heat insulating material 2, the packing 7, the heat transfer tube 8, and the fixed guide 6 are generally cylindrical, and the heat insulating material 2 at the end of the reformer container 1, Although 3 and catalyst region 4 are disk-shaped, they may be polygonal rather than disk-shaped. Further, the packing 7 may be inserted between the heat generating region 3 and the catalyst region 4 and may be separated therefrom. Further, instead of one disk, a plurality of thin disks may be superimposed, and the heat transfer tube 8 may not be provided. FIG.
Although no heat insulating material is shown on the inner wall and the outer wall of the cylindrical portion of the reformer container 1, it is desirable to provide a heat insulating material from the viewpoint of suppressing heat leak and keeping the temperature warm.
【0041】断熱材2は気密性の高い耐熱性を有する材
質であることが望ましい。また、酸化・改質反応により
熱を発生する発熱領域3および水蒸気改質させる触媒領
域4は、金属ないしセラミックスの耐熱性材料に触媒を
付着させたもの、ないし触媒と耐食性材料との合金の耐
熱性材料で比表面積を大きくした材料で構成するのがよ
い。It is desirable that the heat insulating material 2 is a material having high airtightness and heat resistance. The heat generating region 3 for generating heat by the oxidation / reforming reaction and the catalyst region 4 for steam reforming are formed by attaching a catalyst to a heat-resistant material such as metal or ceramics, or heat-resistant alloy of a catalyst and a corrosion-resistant material. It is preferable to use a material having a large specific surface area made of a conductive material.
【0042】この比表面積を大きくした材料は、外形が
ディスク形状の多孔質で、繊維、網目、ハニカムあるい
はモノリスなどの微細形状を持ち、表面積が大きく差圧
上昇の少ない構造としたものがよい。または、これらの
多孔質を形成する微細形状が粒状である場合には、ディ
スクの両端面に微細な多孔のあいた耐熱金属容器の中に
入れる。The material having a large specific surface area is preferably a disk-shaped porous material having a fine shape such as a fiber, a mesh, a honeycomb or a monolith, and having a large surface area and a small differential pressure rise. Alternatively, in the case where the fine shape forming these porosity is granular, the disk is placed in a heat-resistant metal container having fine porosity on both end surfaces of the disk.
【0043】発熱領域3および触媒領域4に使用される
耐熱性の多孔質ディスクの実施例を図2に示す。すなわ
ち、多孔質体12を形成する微細構造が粒状であれば、
(a)に示すように耐熱性の多孔質容器13に収納した構
成とする。図ではディスクの両端には気体が流れるよう
に微細な気孔14があけてあり、その片面には熱伝導を良
くするフィン15が取り付けられている。また、(b)に
示すように多孔質ディスクには熱伝導を良くする耐熱性
の伝熱金属棒16を埋め込んだ構成としてもよい。FIG. 2 shows an embodiment of a heat-resistant porous disk used for the heat generating region 3 and the catalyst region 4. That is, if the fine structure forming the porous body 12 is granular,
(A) As shown in FIG. In the figure, fine pores 14 are formed at both ends of the disk so that gas flows, and fins 15 for improving heat conduction are attached to one surface thereof. Further, as shown in (b), the porous disk may have a structure in which a heat-resistant heat transfer metal rod 16 for improving heat conduction is embedded.
【0044】なお、多孔質体12のガスが流れる隙間部
は、直径約200μmの孔を1cm当り30個程度有し、差
圧上昇を抑制するうえで80%程度の空隙率をもつものが
望ましい。The gap through which the gas in the porous body 12 flows preferably has about 30 holes of about 200 μm in diameter per cm, and has a porosity of about 80% in order to suppress a rise in differential pressure. .
【0045】ここで、発熱領域3の耐熱性の多孔質体触
媒の外側ないし触媒部に、温度センサーおよび電気ヒー
タを配設し、燃料ガスを初めて流す前に加熱する手段を
もつ構成であってもよい。Here, a temperature sensor and an electric heater are provided outside the heat-resistant porous catalyst in the heat-generating region 3 or on the catalyst portion, and have a means for heating before the fuel gas flows for the first time. Is also good.
【0046】改質器1内に設置する断熱材2やパッキン
7の材質は、高融点を持つセラミックスないし金属ある
いはセラミックスおよび金属の複合材料である耐熱材質
とするのがよい。The heat insulating material 2 and the packing 7 provided in the reformer 1 are preferably made of a heat-resistant material which is a ceramic or metal having a high melting point or a composite material of ceramic and metal.
【0047】これらセラミックスの材質としては、アル
ミナ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、トリア、ベ
リリア、イットリアあるいはこれらの化合物の1つ以上
を主成分とするものがよい。また、金属の材質として
は、ダングステン、タンタル、モリブデン、バナジウ
ム、ニッケルないしこれらの金属の1つ以上を主成分と
する合金がよい。As the material of these ceramics, alumina, zirconia, titania, magnesia, thoria, beryllia, yttria, or a material containing at least one of these compounds as a main component is preferable. Further, as a material of the metal, dangsten, tantalum, molybdenum, vanadium, nickel, or an alloy mainly containing one or more of these metals is preferable.
【0048】発熱領域3あるいは触媒領域4で使用する
触媒の材質としては、ロジウム(Rh)、白金(P
t)、ルテニウム(Ru)、ニッケル(Ni)、ランタ
ン(La)などの希土類あるいはこれらの元素のうち少
なくとも1元素以上を主成分とする金属ないし酸化物の
形態であるものがよい。The material of the catalyst used in the heat generating region 3 or the catalyst region 4 is rhodium (Rh), platinum (P
t), a rare earth element such as ruthenium (Ru), nickel (Ni), lanthanum (La), or a metal or oxide having at least one of these elements as a main component is preferable.
【0049】これらの触媒の前記多孔質体への付着方法
としては、噴霧、蒸着、物理蒸着、化学蒸着、溶液中で
の浸析、電気化学や電磁気学的方法により付着させるこ
とができる。As a method for attaching these catalysts to the porous body, the catalyst can be attached by spraying, vapor deposition, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, immersion in a solution, electrochemical or electromagnetic methods.
【0050】酸化・改質する発熱領域3および水蒸気改
質を行う触媒領域4の触媒温度の最高温度としては、R
uの場合は1500℃、RhおよびPtの場合は1300℃、L
aの場合は1100℃、Niの場合は1000℃を上限とする。The maximum catalyst temperature of the heat generating region 3 for oxidation and reforming and the catalyst region 4 for steam reforming is R
1500 ° C for u, 1300 ° C for Rh and Pt, L
The upper limit is 1100 ° C. for a and 1000 ° C. for Ni.
【0051】また、気密性を必要とする改質器容器1の
材質としては、高温で耐食性を有するNi基合金あるい
はFe基合金またはこれらの合金の内面にセラミックス
付着させ断熱機能を付与した材料がよい。As the material of the reformer container 1 requiring airtightness, a Ni-based alloy or a Fe-based alloy having corrosion resistance at high temperature or a material having a heat insulating function by attaching ceramics to the inner surface of these alloys is used. Good.
【0052】改質器容器1の内面にセラミックスを付着
させる方法としては、高温での気中、蒸気ないしこれら
の混合ガスにより酸化処理、溶射などを施す方法が利用
できる。As a method of adhering the ceramics to the inner surface of the reformer container 1, a method of performing oxidation treatment, thermal spraying, or the like with air at high temperature, steam or a mixed gas thereof can be used.
【0053】Ni基合金としてはインコネル718、イン
コネル600、インコネル690、インコネルТТ600、イン
コネルТТ690のいずれかを使用する。またFe基合金
としてはSUS304、SUS316、SUS310のいずれか
を使用するのがよい。As the Ni-based alloy, any one of Inconel 718, Inconel 600, Inconel 690, Inconel # 600 and Inconel # 690 is used. Further, any of SUS304, SUS316 and SUS310 is preferably used as the Fe-based alloy.
【0054】さて本実施の形態においては、水蒸気によ
る改質を行う触媒領域4を設けているが、燃料ガスが直
接酸化しやすいメタン、エタンないしエタノールのよう
な低分子の有機炭素の場合で、Rh触媒を用いた場合に
は、下の(1)式による発熱領域3での直接酸化が可能
であり、触媒領域4がない構造でもよい。 CH4+ 0.5O2 → CO + 2H2 − 8.5kJ/mol (1)In the present embodiment, the catalyst region 4 for reforming with steam is provided. However, in the case where the fuel gas is a low-molecular organic carbon such as methane, ethane or ethanol, which is easily oxidized, When the Rh catalyst is used, direct oxidation in the heat generating region 3 according to the following equation (1) is possible, and a structure without the catalyst region 4 may be used. CH 4 + 0.5O 2 → CO + 2H 2 - 8.5kJ / mol (1)
【0055】直接酸化によって燃料ガスを改質する触媒
としてはRhがPtより優れており、約10m2/gの比表面
積を持つAl2O3にRhを重量比で数%付着させ1cm
あたり約30の孔数をもつ10mm厚で18mmφの多孔質モノリ
スのディスク形状の触媒を用いてほぼ100%直接酸化
させ水素と一酸化炭素が得られている。触媒を担持する
耐食性材料としてはZrO2が優れている。Rh is superior to Pt as a catalyst for reforming fuel gas by direct oxidation. Rh is attached to Al 2 O 3 having a specific surface area of about 10 m 2 / g by several% by weight and 1 cm
Almost 100% is directly oxidized using a 10 mm thick, 18 mmφ porous monolithic disc-shaped catalyst having about 30 holes per unit to obtain hydrogen and carbon monoxide. ZrO 2 is excellent as a corrosion-resistant material supporting a catalyst.
【0056】直接酸化による改質が容易なメタンとエタ
ンについては、水蒸気を10%以内の範囲で添加し、触媒
領域4の長さを15mm以上にすることにより良質の改質ガ
スを得ることができる。また、直接酸化が容易でないメ
タン以外の有機炭素については、触媒により燃焼反応さ
せ、その熱を水蒸気改質に利用することにより、良質の
改質ガスを得ることができる。For methane and ethane, which can be easily reformed by direct oxidation, high-quality reformed gas can be obtained by adding steam within a range of 10% or less and making the length of the catalyst region 4 15 mm or more. it can. In addition, organic carbon other than methane, which is not easily oxidized, is subjected to a combustion reaction by a catalyst and the heat is used for steam reforming, whereby a high-quality reformed gas can be obtained.
【0057】有機炭素の炭素数が増すにつれ、オレフィ
ンなどの発生が無視できなくなる。この場合、燃料ガス
に有機炭素および酸化剤のほかに水蒸気を添加するとオ
レフィンなどの発生が抑制される。また、後段に触媒領
域4を設けると、次の(2)式の反応により水蒸気改質
がおこなわれて一酸化炭素と水素に変換される。 CnH2n+ nH2O → nCO + 2nH2 (2)As the carbon number of the organic carbon increases, the generation of olefin and the like cannot be ignored. In this case, when steam is added to the fuel gas in addition to the organic carbon and the oxidizing agent, generation of olefins and the like is suppressed. Further, when the catalyst region 4 is provided in the subsequent stage, steam reforming is performed by the reaction of the following equation (2), and the catalyst is converted into carbon monoxide and hydrogen. C n H 2n + nH 2 O → nCO + 2nH 2 (2)
【0058】なお、(1)および(2)式で発生した一
酸化炭素は、燃料改質器の後段に設けられたシフト反応
器や選択反応器における次の(3)式の反応によって炭
酸ガスと水素に変換される。 CO + H2O → CO2 + H2 − 9.8kJ/mol (3) したがって、シフト反応や選択反応を生じる触媒領域4
を改質器低温領域に設けてもよい。The carbon monoxide generated in the equations (1) and (2) is converted into carbon dioxide gas by the following equation (3) in a shift reactor or a selection reactor provided after the fuel reformer. Is converted to hydrogen. CO + H 2 O → CO 2 + H 2 −9.8 kJ / mol (3) Therefore, the catalytic region 4 that causes a shift reaction or a selective reaction
May be provided in the low temperature region of the reformer.
【0059】図3に本発明の第2の実施の形態の燃料改
質器を示す。この実施の形態においては、改質器容器1
の端面にガス入口配管9を接続し、改質器容器1の内側
の断熱材2の内部に、ガスの流れに沿って予備加熱領域
5、発熱領域3および触媒領域4を設けている。FIG. 3 shows a fuel reformer according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the reformer container 1
A gas inlet pipe 9 is connected to an end face of the heat exchanger, and a preheating area 5, a heat generation area 3, and a catalyst area 4 are provided inside the heat insulating material 2 inside the reformer vessel 1 along the flow of gas.
【0060】断熱材2と発熱領域3および触媒領域4の
接触部位、発熱領域3の前方の断熱材2とパッキン7と
の接触部の予備加熱領域5の外筒部には、伝熱性の良い
耐熱金属のコーティングや薄板張りを設け、また、発熱
領域3、予備加熱領域5および触媒領域4の多孔質体を
円柱中心軸方向に貫通するように耐熱性の伝熱金属棒な
どの伝熱体を改質容器の中心軸に沿って設けるようにし
てもよい。そうすると、熱伝導を利用して予備加熱領域
5と触媒領域4の加熱効率を向上させることができる。Good heat conductivity is provided at the contact portion between the heat insulating material 2 and the heat generating region 3 and the catalyst region 4, and at the outer cylindrical portion of the preheating region 5 at the contact portion between the heat insulating material 2 and the packing 7 in front of the heat generating region 3. A heat transfer material such as a heat-resistant heat transfer metal rod or the like is provided such that a heat-resistant metal coating or a thin plate is provided, and a porous body in the heat generation region 3, the preheating region 5, and the catalyst region 4 penetrates in the direction of the central axis of the cylinder. May be provided along the central axis of the reforming vessel. Then, the heating efficiency of the preliminary heating region 5 and the catalyst region 4 can be improved by utilizing heat conduction.
【0061】予備加熱領域5は、発熱領域3で発生した
熱を熱伝導によりガス上流部に伝え、その熱を上流時点
でガスに伝える機能が要求され、しかもガスの差圧をさ
ほど上昇させないことが要求される。従って、材質とし
ては耐熱材料の内、金属材料の方がのぞましい。また、
ガスとの熱伝達性および差圧抑制の観点よりその形状は
ハニカムなどが有利である。The preheating area 5 is required to have a function of transmitting the heat generated in the heat generating area 3 to the gas upstream portion by heat conduction and transmitting the heat to the gas at the upstream time point, and the differential pressure of the gas is not increased so much. Is required. Therefore, among the heat-resistant materials, a metal material is preferable. Also,
Honeycomb or the like is advantageous in terms of its shape from the viewpoint of heat transfer with gas and suppression of differential pressure.
【0062】本実施の形態の燃料改質器の製作は次のよ
うにおこなう。すなわち、図3の分割線Aの部位で改質
器容器1を分割することができ、その分割接続部分では
内部構造部である程度の気密性を有する断熱材2の製造
許容誤差を調整できるねじまたは段差で差し込み可能な
構造にする。左右のガス入口配管9およびガス出口配管
10の接続される固定ガイド6内の壁部には溶射により断
熱材2が取り付けられている。この部位の断熱材2がは
め込みのリング形状の場合で断熱材2が動く場合は、固
定ガイド6と同じ材質のリングをいれ、固定ガイド6と
リングを溶接すれば固定ができる。The manufacture of the fuel reformer according to the present embodiment is performed as follows. That is, the reformer container 1 can be divided at the part of the dividing line A in FIG. 3, and a screw or a screw capable of adjusting the manufacturing tolerance of the heat insulating material 2 having a certain degree of airtightness in the internal structure at the divided connection part. A structure that can be inserted with a step is used. Left and right gas inlet piping 9 and gas outlet piping
A heat insulating material 2 is attached to a wall portion inside the fixed guide 6 to which 10 is connected by thermal spraying. In the case where the heat insulating material 2 moves in a case where the heat insulating material 2 at this portion has a fitting ring shape, the fixing can be performed by inserting a ring of the same material as the fixing guide 6 and welding the fixing guide 6 to the ring.
【0063】次に、右側の固定ガイド6にパッキン7を
かぶせ、円筒状の断熱材2を挿入する。次に、ディスク
状の触媒領域4、発熱部領域3および予備加熱領域5を
挿入したのち左側のパッキン7を挿入する。最後に分割
線Aの左側の容器を差し込み挿入し重なり部を溶接す
る。Next, the packing 7 is put on the right fixing guide 6, and the cylindrical heat insulating material 2 is inserted. Next, after inserting the disk-shaped catalyst region 4, the heat generating region 3 and the preheating region 5, the left packing 7 is inserted. Finally, the container on the left side of the dividing line A is inserted and inserted, and the overlapping portion is welded.
【0064】こうして容易に気密構造をもつ予備加熱領
域5、発熱領域3および触媒領域4を内蔵した熱利用効
率のよい一体型の燃料改質器を製作することができる。
なお、断熱材2と容器1の分割接続部分には、柔らかい
金属でできたシール・パッキンを介在させてシール性を
高めても良い。In this way, an integrated fuel reformer with high heat utilization efficiency, which easily incorporates the preheating region 5, the heat generation region 3, and the catalyst region 4 having an airtight structure, can be manufactured.
In addition, the sealability may be enhanced by interposing a seal packing made of a soft metal at the divided connection portion between the heat insulating material 2 and the container 1.
【0065】このように本実施の形態の燃料改質器は、
内部構造物を固定するための固定ガイド6を持ち、ガス
の入口9、出口10を取り付けた2つの部分に分割された
円筒ないし多角形状の一方の改質器容器1内に相互に接
して内部構造物を順次入れ込んだ後、もう一方の容器の
蓋部を接続しはめ込むことにより容器内部での流路を形
成するとともに、容器の胴部の重なり部分を溶接するこ
とにより気密性を備えた構造としたものである。As described above, the fuel reformer of the present embodiment is
It has a fixing guide 6 for fixing the internal structure, and has a cylindrical or polygonal reformer vessel 1 divided into two parts to which a gas inlet 9 and an outlet 10 are attached. After sequentially inserting the structures, the flow path inside the container was formed by connecting and fitting the lid of the other container, and the airtightness was provided by welding the overlapping part of the body of the container. It is a structure.
【0066】なお、改質器容器1および内部構造物の外
形形状は、円筒、円柱、円盤などのシンプルな形状であ
る。溶接は、側枝管および容器胴体側部の外部へのガス
漏洩防止部分においてのみ最低限必要である。固定ガイ
ド6およびバーナーなどは、ねじ込み式でも対応可能で
ある。他の接触部は、はめ込み方式で容器内部でも流路
確保は可能であり経済的な製造方法である。The outer shapes of the reformer container 1 and the internal structure are simple shapes such as a cylinder, a column, and a disk. Welding is minimally required only on the side branch pipes and on the outside of the vessel body to prevent gas leakage. The fixed guide 6 and the burner can also be used with a screw-in type. The other contact portion is an economical manufacturing method in which the flow path can be secured even inside the container by a fitting method.
【0067】次に本発明の第3の実施の形態の燃料改質
器を図4を参照して説明する。この実施の形態は、前記
第1および第2の実施の形態の触媒による酸化加熱方式
ではなく火炎による加熱方式である。燃料ガスの予備加
熱領域5は断熱材2の外側にある点は第1、第2の実施
の形態と同じである。燃料ガスと燃焼ガスの供給口は分
離されている。有機炭素および水蒸気などの混合ガスで
ある燃料ガスはガス入口配管9より導入される。一方、
有機炭素と酸化剤(水蒸気を一部含ませてもよい)など
の燃焼ガスは、燃焼ガス供給管17より導入される。Next, a fuel reformer according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a heating system using a flame is used instead of the oxidation heating system using the catalyst of the first and second embodiments. The point that the preheating region 5 for the fuel gas is outside the heat insulating material 2 is the same as in the first and second embodiments. The supply ports for the fuel gas and the combustion gas are separated. Fuel gas, which is a mixed gas of organic carbon and water vapor, is introduced from a gas inlet pipe 9. on the other hand,
Combustion gases such as organic carbon and an oxidant (which may partially contain water vapor) are introduced from a combustion gas supply pipe 17.
【0068】燃焼ガスは燃焼して火炎となり、この火炎
を取り巻く形で空筒状の耐熱金属材料でできたバーナー
18が設けられ、また燃焼ガスと燃料ガスを完全混合させ
るための多孔質の耐熱性材料でできた混合領域19が設け
られている。ここで、バーナー18を構成する金属の材質
としては、タングステン、タンタル、モリブデン、バナ
ジウム、ニッケルないしこれらの金属の1つ以上を主成
分とする合金がよい。また、混合領域19を構成する耐熱
性材料は金属ないしセラミックスで、ともに比表面積を
大きくしたものがよい。The combustion gas is burned into a flame, and a burner made of a hollow cylindrical heat-resistant metal material surrounding the flame.
A mixing region 19 made of a porous heat-resistant material for completely mixing the combustion gas and the fuel gas is provided. Here, the material of the metal constituting the burner 18 is preferably tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, nickel, or an alloy containing at least one of these metals as a main component. The heat-resistant material forming the mixed region 19 is preferably a metal or a ceramic, both of which have a large specific surface area.
【0069】比表面積を大きくした材料は、外形がディ
スク形状の多孔質で、繊維、網目、ハニカムあるいはモ
ノリスなどの微細形状を持ち表面積が大きく差圧上昇の
少ないもの、または、これらの多孔質を形成する微細形
状が粒状である場合には、ディスクの両端面に微細な多
孔のあいた耐熱金属容器の中に入れた構成がよい。そし
てこれらの多孔質体等の材質は、高融点を持つセラミッ
クスないし金属あるいはセラミックスおよび金属の複合
材料であることが望ましい。The material having a large specific surface area is a disk-shaped porous material having a fine shape such as a fiber, a mesh, a honeycomb or a monolith, and having a large surface area and a small differential pressure rise, or a material having a large differential pressure. When the fine shape to be formed is granular, it is preferable that the disk is placed in a heat-resistant metal container having fine pores at both end surfaces. The material such as the porous body is desirably a ceramic or metal having a high melting point, or a composite material of ceramic and metal.
【0070】金属は前記のタングステン等であるが、セ
ラミックスの材質としては、アルミナ、ジルコニア、チ
タニア、マグネシア、トリア、ベリリア、イットリアの
内これらの元素の1つ以上を主成分とするものがよい。The metal is the above-mentioned tungsten or the like, and the material of the ceramic is preferably a material mainly containing one or more of alumina, zirconia, titania, magnesia, thoria, beryllia, and yttria.
【0071】なお、火炎を取り巻く形に空筒状の耐熱金
属材料でできたバーナー18の多孔から出る燃焼ガスと燃
料ガスが充分混合しやすければ、混合領域19は不要であ
る。また、図4は図1の変形を示したが、図3と同様に
燃料ガス入口配管9を改質器容器1の端面に、燃焼ガス
供給管17と並べて設けた構造でもよい。The mixing region 19 is unnecessary if the combustion gas and the fuel gas coming out of the perforations of the burner 18 made of a heat-resistant metal material in a hollow cylindrical shape can easily mix with the flame. Although FIG. 4 shows a modification of FIG. 1, a structure in which the fuel gas inlet pipe 9 is provided on the end face of the reformer container 1 along with the combustion gas supply pipe 17 similarly to FIG.
【0072】このように本実施の形態の燃料改質器は、
燃焼や改質に使用する燃料ガスとして有機炭素、酸化剤
としては空気ないし酸素とし、これらの気体に水蒸気を
混合添加し、直接酸化および部分酸化したガスを燃料ガ
スと混ぜることにより酸化発生した熱を水蒸気改質反応
に利用するものである。As described above, the fuel reformer of the present embodiment is
Organic carbon is used as the fuel gas for combustion and reforming, and air or oxygen is used as the oxidizing agent. Steam is added to these gases, and the heat generated by the oxidation is obtained by mixing the directly oxidized and partially oxidized gas with the fuel gas. Is used for a steam reforming reaction.
【0073】ここで、燃焼ガスがメタンである場合を例
にとり反応について述べる。燃焼反応においては、燃焼
ガス供給管17より別々に導入されたメタンと酸素とがバ
ーナー18で火炎(酸化反応)となる。酸化反応は燃焼後
のガスの温度に依存するが、一般的には次の(4)式お
よび(5)式に示す完全酸化および部分酸化反応の中間
になる。 CH4+ 2O2 → CO2 + 2H2O −191.8kJ/mol(4) CH4+ 1.5O2 → CO + 2H2O −124.1kJ/mol(5)Here, the reaction will be described taking the case where the combustion gas is methane as an example. In the combustion reaction, methane and oxygen separately introduced from the combustion gas supply pipe 17 become a flame (oxidation reaction) by the burner 18. The oxidation reaction depends on the temperature of the gas after combustion, but is generally intermediate between the complete oxidation and the partial oxidation shown in the following equations (4) and (5). CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O −191.8 kJ / mol (4) CH 4 + 1.5O 2 → CO + 2H 2 O −124.1 kJ / mol (5)
【0074】(4)式および(5)式の反応で発生した
高温のガスは、ガス入口配管9より導入された燃料ガス
中のメタンおよび水蒸気と混合領域19で混合し、700℃
以上の高温になる。この混合ガスを触媒領域4に通すこ
とにより、次の(6)式による水蒸気の改質反応が進行
する。バーナー18で発生した熱は(6)式の吸熱反応に
使用される。 CH4+ H2O → CO + 3H2 + 49.2kJ/mol(6)The high-temperature gas generated by the reactions of the equations (4) and (5) is mixed with methane and steam in the fuel gas introduced from the gas inlet pipe 9 in the mixing zone 19,
The temperature rises above. By passing this mixed gas through the catalyst region 4, a steam reforming reaction according to the following equation (6) proceeds. The heat generated by the burner 18 is used for the endothermic reaction of the formula (6). CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 +49.2 kJ / mol (6)
【0075】次に図5を参照して本発明の第4の実施の
形態を説明する。本実施の形態は、触媒による酸化加熱
方式の燃料改質器である。燃料ガスと燃焼ガスとは供給
口が分離されている。燃料ガスの予備加熱領域5は断熱
材2の外側にある。発熱領域3は、中空状の多孔質の触
媒つきセラミックスが耐熱金属材料でできた孔のあいた
カバーバスケットに封入さている。発熱領域3を構成す
るカバーバスケット、セラミックスおよび触媒の材質等
は、前記第1あるいは第3の実施の形態におけるものと
同じである。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a fuel reformer of an oxidation heating system using a catalyst. The supply ports for the fuel gas and the combustion gas are separated. The preheating zone 5 for the fuel gas is outside the insulation 2. The heat-generating region 3 is sealed in a perforated cover basket made of a heat-resistant metal material made of a hollow porous ceramic with a catalyst. The materials of the cover basket, ceramics, and catalyst that constitute the heat generating region 3 are the same as those in the first or third embodiment.
【0076】水蒸気または有機炭素および水蒸気などの
混合ガスである燃料ガスはガス入口配管9より導入され
る。有機炭素、酸化剤および少量の水蒸気を含む燃焼ガ
スは燃焼ガス供給管17より導入される。燃焼ガスと燃料
ガスは多孔質の耐熱材でできた混合領域19で混合され所
定温度になって触媒領域4に流入する。なお、燃焼ガス
と燃料ガスが充分混合しやすい場合は、混合領域19は不
要である。また、燃料ガス入口配管9を改質器容器1の
端面に、燃焼ガス供給管17と並べて設けた構造でもよ
い。Fuel gas, which is steam or a mixed gas of organic carbon and steam, is introduced from a gas inlet pipe 9. Combustion gas containing organic carbon, an oxidant and a small amount of water vapor is introduced from a combustion gas supply pipe 17. The combustion gas and the fuel gas are mixed in a mixing region 19 made of a porous heat-resistant material, reach a predetermined temperature, and flow into the catalyst region 4. When the combustion gas and the fuel gas are easily mixed sufficiently, the mixing region 19 is unnecessary. Further, the fuel gas inlet pipe 9 may be provided on the end face of the reformer container 1 side by side with the combustion gas supply pipe 17.
【0077】ここで、燃料ガスおよび燃焼ガス中の有機
炭素がプロパンである場合を例にとり反応について述べ
る。燃焼反応としては、燃焼ガス供給管17より別々に導
入されたプロパンと酸素とが発熱領域3で主として部分
酸化反応が進行する。プロパンのように有機炭素数が多
いものでは、完全に一酸化炭素と水素にならず、オレフ
ィンなどの中間生成物の生成もさけられない。この場
合、燃焼ガスに水蒸気があると前記(2)式の反応によ
りオレフィンの生成量を抑制できる。また、ガス入口配
管9より導入されたプロパンと水蒸気からなる燃料ガス
と混合領域19で混合して700℃以上の高温になり、触媒
領域4を通すことにより水蒸気と反応して一酸化炭素、
二酸化炭素および水素になる。Here, the reaction will be described taking as an example the case where the organic carbon in the fuel gas and the combustion gas is propane. As the combustion reaction, propane and oxygen separately introduced from the combustion gas supply pipe 17 mainly cause a partial oxidation reaction in the heat generating region 3. A substance having a large number of organic carbons, such as propane, is not completely converted into carbon monoxide and hydrogen, and production of an intermediate product such as an olefin cannot be avoided. In this case, if steam is present in the combustion gas, the amount of olefin produced can be suppressed by the reaction of the above formula (2). Further, the fuel gas consisting of propane and water vapor introduced from the gas inlet pipe 9 is mixed in the mixing region 19 to have a high temperature of 700 ° C. or more, and reacts with the water vapor by passing through the catalyst region 4 to produce carbon monoxide.
Turns into carbon dioxide and hydrogen.
【0078】次に、図6に示す第5の実施の形態の燃料
改質器も触媒による酸化加熱方式であり、燃焼ガスと燃
料ガスとが混合する多孔質の耐熱材からなる混合領域19
を発熱領域3の位置まで拡大したものである。この場
合、混合領域19の多孔質の耐熱材は、挿入する燃焼発熱
部の部位に相当する部分が空洞になっている。Next, the fuel reformer of the fifth embodiment shown in FIG. 6 is also an oxidizing heating system using a catalyst, and a mixing region 19 made of a porous heat-resistant material in which combustion gas and fuel gas are mixed.
Is expanded to the position of the heat generating region 3. In this case, the porous heat-resistant material in the mixing region 19 has a hollow portion corresponding to the portion of the combustion heat generating portion to be inserted.
【0079】この実施の形態の燃料改質器においては、
混合領域19の体積が大きいので、水蒸気または水蒸気お
よび有機炭素からなる燃料ガスが燃焼ガスと十分に混合
し十分な温度上昇が得られる。In the fuel reformer of this embodiment,
Since the volume of the mixing region 19 is large, the fuel gas composed of water vapor or water vapor and organic carbon is sufficiently mixed with the combustion gas, and a sufficient temperature rise is obtained.
【0080】上記各実施の形態において、改質器容器
1、改質器容器1に取り付けられたガスの出入口管9、
10、発熱領域3、混合領域19および触媒領域4に用いる多
孔質体、炎領域の安定および触媒領域を保持する目的で
設置するカバーおよび容器、および多孔質体を接触保持
するため改質器容器の両端部に設けられる固定ガイド
6、これらの部分を固定するためのパッキン7、発熱領
域3で発生した熱を断熱材2の内側に設けられたガスの予
備加熱領域5あるいは水蒸気改質反応を行う触媒領域4
に伝える伝熱管8の形状は、円型ないし多角形のディス
ク形状、中空形状、柱形状の片端面より一部の部分を中
空にした形状、ないし柱形状の片端面より一部を中空に
した形状を柱中空形状とディスク形状とで形成した形状
とし、これらの物体を接触、ねじ込みまたは溶接により
改質器容器に取り付けることにより、ガスの流れを制御
し、外部への熱伝達を抑制する構造を得ることができ
る。In each of the above embodiments, the reformer vessel 1, the gas inlet / outlet pipe 9 attached to the reformer vessel 1,
10, a porous body used for the heat generating area 3, the mixing area 19, and the catalyst area 4, a cover and a container installed for the purpose of stabilizing the flame area and holding the catalyst area, and a reformer vessel for contacting and holding the porous body Fixed guides 6 provided at both ends of the gasket, packings 7 for fixing these portions, heat generated in the heat generating region 3 is supplied to a preheating region 5 of a gas provided inside the heat insulating material 2 or a steam reforming reaction. Catalyst area 4
The shape of the heat transfer tube 8 to be transmitted to the cylinder is a circular or polygonal disk shape, a hollow shape, a shape in which a part of one end face of the column shape is hollow, or a shape in which a part of one end face of the column shape is hollow. A structure in which the shape is formed into a hollow pillar shape and a disk shape, and these objects are attached to the reformer container by contacting, screwing, or welding to control the gas flow and suppress heat transfer to the outside. Can be obtained.
【0081】ここで上記各実施の形態におけるガスの組
成と改質反応式をまとめて示すと図7のようになる。Here, the composition of the gas and the reforming reaction formula in each of the above embodiments are shown in FIG.
【0082】[0082]
【発明の効果】本発明によれば、改質器容器の温度を低
く保つことができて熱効率および改質ガスへの変換効率
が高く、また製造しやすい燃料改質器を提供することが
できる。そして、炭化水素を燃料とし自動車や家庭電源
などに使用可能な起動性に優れた固体高分子型燃料電池
に好適な燃料改質器を供給することができる。According to the present invention, it is possible to provide a fuel reformer which can keep the temperature of the reformer vessel low, has high thermal efficiency and high conversion efficiency to reformed gas, and is easy to manufacture. . Further, it is possible to supply a fuel reformer suitable for a polymer electrolyte fuel cell which uses hydrocarbons as a fuel and has excellent startability and can be used for automobiles and home power supplies.
【図1】本発明の第1の実施の形態の燃料改質器の断面
を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a fuel reformer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の各実施の形態の燃料改質器の発熱領
域、触媒領域あるいはガス混合領域に設けられる耐熱性
の多孔質ディスクの実施例を示す図。FIG. 2 is a view showing an example of a heat-resistant porous disk provided in a heat generation area, a catalyst area, or a gas mixing area of the fuel reformer according to each embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態の燃料改質器の断面
を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a cross section of a fuel reformer according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態の燃料改質器の断面
を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a cross section of a fuel reformer according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施の形態の燃料改質器の断面
を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a fuel reformer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施の形態の燃料改質器の断面
を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a cross section of a fuel reformer according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】各実施の形態におけるガス組成と改質反応式を
まとめて示す表。FIG. 7 is a table collectively showing a gas composition and a reforming reaction formula in each embodiment.
1…改質器容器、2…断熱材、3…発熱領域、4…触媒
領域、5…予備加熱領域、6…固定ガイド、7…パッキ
ン、8…伝熱管、9…ガス入口配管、10…ガス出口配
管、11…開孔、12…多孔質体、13…多孔質容器、14…気
孔、15…フィン、16…伝熱金属棒、17…燃焼ガス供給
管、18…バーナー、19…燃焼ガスと燃料ガスとの混合領
域。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reformer container, 2 ... Insulation material, 3 ... Heating area, 4 ... Catalyst area, 5 ... Preheating area, 6 ... Fixed guide, 7 ... Packing, 8 ... Heat transfer tube, 9 ... Gas inlet pipe, 10 ... Gas outlet piping, 11: Open hole, 12: Porous body, 13: Porous container, 14: Porous, 15: Fin, 16: Heat transfer metal rod, 17: Combustion gas supply pipe, 18: Burner, 19: Combustion Mixing area of gas and fuel gas.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/04 H01M 8/04 G 8/06 8/06 G (72)発明者 市川 長佳 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 小原 敦 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 上田 博章 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 堀 美知郎 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 新井 康弘 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Fターム(参考) 4G040 EA01 EA02 EA03 EA06 EA07 EB03 EB04 EB11 EB12 EB14 EB18 EB32 EB42 EB46 EC02 EC03 EC04 4G069 AA03 AA15 BA01B BC38A BC42A BC68A BC70A BC71A BC71B BC75A CC17 CC25 DA06 EA02Y FA02 FA03 4G070 AA01 AB04 BA02 BB02 CA06 CA25 CB02 CB17 CB18 CC02 DA23 5H027 AA02 BA01 KK42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01M 8/04 H01M 8/04 G 8/06 8/06 G (72) Inventor Nagayoshi Ichikawa Kawasaki, Kanagawa Prefecture 2-1 Ukishima-cho, Ichikawasaki-ku, Japan Toshiba Hamakawasaki Plant Co., Ltd. (72) Inventor Michiro Hori 2-1 Ukishimacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Yasuhiro Arai 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in the Toshiba Hamakawasaki Plant (reference) 4G040 EA01 EA02 EA03 EA06 EA07 EB03 EB04 EB11 EB12 EB14 EB18 EB32 EB42 EB46 EC02 EC03 EC04 4G069 AA03 AA15 BA01B BC38A BC42A BC68A BC70A BC71A BC71B BC75A CC17 CC25 DA06 EA02Y FA02 FA03 4G070 AA01 AB04 BA02 BB02 CA06 CA25 CB02 CB17 CB18 CC02 DA23 5H027 AA02 BA01 KK42
Claims (15)
た改質器容器と、この改質器容器内に断熱材を介して設
けられ前記燃料ガス入口から導入された有機炭素を含む
燃料ガスを水素含有量の多い改質ガスに改質する改質領
域とを備えたことを特徴とする燃料改質器。1. A reformer container having a fuel gas inlet and a reformed gas outlet, and a fuel gas provided in the reformer container via a heat insulating material and containing organic carbon introduced from the fuel gas inlet. And a reforming region for reforming the gas into a reformed gas having a high hydrogen content.
・改質反応により熱を発生する発熱領域と、燃焼ないし
酸化・改質したガスと水蒸気または水蒸気および有機炭
素からなる燃料ガスとを混合し高温にする混合領域と、
触媒を有して高温における水蒸気改質反応を行う触媒領
域とを備えたことを特徴とする請求項1記載の燃料改質
器。2. The reforming region includes a heat generating region that generates heat by a high-temperature combustion or oxidation / reforming reaction, and a combustion / oxidation / reforming gas and a fuel gas comprising steam or steam and organic carbon. A mixing zone for mixing and raising the temperature,
2. The fuel reformer according to claim 1, further comprising a catalyst region having a catalyst and performing a steam reforming reaction at a high temperature.
器容器壁に近い部位において改質領域の上流側に燃料ガ
スを予備加熱する予備加熱領域を備えたことを特徴とす
る請求項2記載の燃料改質器。3. A preheating region for preheating fuel gas is provided upstream of the reforming region at a position outside the heat insulating material or inside the heat insulating material and near the reformer container wall. 3. The fuel reformer according to 2.
媒領域のうち少なくともいずれか2つの領域を複合一体
化させたことを特徴とする請求項3記載の燃料改質器。4. The fuel reformer according to claim 3, wherein at least two of the preheating region, the heat generation region, the mixing region, and the catalyst region are combined and integrated.
応による炎としてまたは触媒を用いて燃料ガスを酸化・
改質させることを特徴とする請求項2記載の燃料改質
器。5. In the heat-generating region, the fuel gas is oxidized by flame as a gas reaction with an oxidant or by using a catalyst.
The fuel reformer according to claim 2, wherein the fuel is reformed.
し、燃料ガスを流入する前に電気ヒータ等の加熱により
温度を400℃以上にしたのちガスを流入させ、ガス流入
後の温度上昇後に電気ヒータ等の加熱を停止することを
特徴とする請求項2記載の燃料改質器。6. The heat generating area has a temperature sensor such as a thermocouple, and the temperature is raised to 400 ° C. or more by heating with an electric heater or the like before the fuel gas flows in, and then the gas is flown. 3. The fuel reformer according to claim 2, wherein heating of the electric heater or the like is stopped later.
の部位は空筒構造または炎の存在する空筒構造の外側に
孔のあいた耐熱性材料の炎カバーをもつことを特徴とす
る請求項5記載の燃料改質器。7. When oxidized as a flame, the portion of the flame which becomes hot has a flame cover made of a heat-resistant material having a hole outside the hollow cylinder structure or the hollow cylinder structure where the flame exists. 6. The fuel reformer according to 5.
いは酸化・改質反応によって高温になったガスと燃料ガ
スとを直接混合することにより加熱されることを特徴と
する請求項2記載の燃料改質器。8. The catalyst region is heated by directly mixing a fuel gas and a gas heated to a high temperature by combustion or oxidation / reforming reaction in addition to heat transfer and radiation. A fuel reformer as described.
は比表面積を大きく形成された耐熱性の金属またはセラ
ミックスを備えたことを特徴とする請求項2記載の燃料
改質器。9. The fuel reformer according to claim 2, wherein the heat generation region, the catalyst region, and the mixing region are provided with a heat-resistant metal or ceramic having a large specific surface area.
タル、モリブデン、バナジウム、ニッケル、またはこれ
らの金属の1つ以上を主成分とする合金であることを特
徴とする請求項8記載の燃料改質器。10. The fuel reformer according to claim 8, wherein the heat-resistant metal is tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, nickel, or an alloy containing at least one of these metals as a main component. vessel.
ア、チタニア、マグネシア、トリア、ベリリア、イット
リア、またはこれらの物質の1つ以上を主成分とするこ
とを特徴とする請求項8記載の燃料改質器。11. The fuel reformer according to claim 8, wherein the ceramic is mainly alumina, zirconia, titania, magnesia, thoria, beryllia, yttria, or one or more of these substances.
る触媒は、ロジウム、白金、ルテニウム、ニッケル、ラ
ンタンなどの希土類元素、あるいはこれらの元素の少な
くとも1つを主成分とすることを特徴とする請求項2記
載の燃料改質器。12. The catalyst held in the heat generating region or the catalyst region is mainly composed of a rare earth element such as rhodium, platinum, ruthenium, nickel, lanthanum, or at least one of these elements. Item 3. A fuel reformer according to Item 2.
材質であることを特徴とする請求項1記載の燃料改質
器。13. The fuel reformer according to claim 1, wherein the heat insulating material is a material having high airtightness and heat resistance.
Ni基合金あるいはFe基合金からなり、または前記合
金の内面にセラミックス層を形成されてなることを特徴
とする請求項1記載の燃料改質器。14. The fuel according to claim 1, wherein the reformer container is made of a Ni-based alloy or a Fe-based alloy having corrosion resistance at a high temperature, or a ceramic layer is formed on an inner surface of the alloy. Reformer.
部と改質領域を内蔵しない蓋部とを有し、前記本体部と
前記蓋部とを接合されてなることを特徴とする請求項1
記載の燃料改質器。15. The reformer container has a main body having a reforming region therein and a lid having no reforming region therein, wherein the main body and the lid are joined to each other. Claim 1
A fuel reformer as described.
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