部分氧化转化装置制造方法及图纸

为了在通过包含部分氧化的反应由改性反应部６从原料气体生成富氢改性气体的场合减小改性反应部６内的温度不均，提高其热效率，同时，使改性装置为简单而紧凑的构造，本发明专利技术由外壳１和其内部的分隔壁２、２将改性装置Ａ构成为双层壁构造，在该分隔壁２、２之间收容改性反应部６，使外壳１与分隔壁２间的空间为原料气体通道３，从而在改性反应部６的周围设置原料气体通道３。由原料气体通道３将改性反应部６绝热，降低改性反应部６内的温度不均，由改性反应部６中的反应热对原料气体通道３的原料气体进行预热，通过自身热回收提高改性装置Ａ的热效率，在原料气体通道３与改性反应部６之间一体形成用于原料气体预热的预热器，使改性装置的构造紧凑化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通过部分氧化反应将烃系原料改性以生成用于供给到燃料电池等的氢的部分氧化改性装置。 这样的改性装置已属于公知技术，例如日本特开平11-67256号公报所示那样装入到燃料电池系统。该燃料改性装置具有充填了相对部分氧化反应呈活性的触媒的燃料改性器，将原料气体导入该燃料改性器，由该部分氧化反应产生氢。 即，在部分氧化反应中，如下式所示那样，包含甲烷、氧、及水的原料气体被部分氧化，变成二氧化碳和氢，在进行该反应时产生反应热。 作为这种改性装置，在有的场合下，具有在管(外壳)的内部充填粒状的触媒或块料的构造的改性反应部，对于这样的改性装置，升温到例如800℃左右的改性反应部的反应热易于作为热损失流出到外部，存在改性反应部内温度不均、反应效率和热效率下降的问题。为了阻止该反应热逃逸到外部，需要在筒周设置厚度大的绝热材料。 另外，为了促进改性反应部的原料气体的部分氧化反应，需要将供给到该改性反应部的原料气体预热到规定温度(例如460℃)，为了该预热需要设置由热交换器构成的预热器。 本专利技术的目的在于对改性装置的构造进行改进，降低其改性反应部内的温度不均，并提高其热效率，同时，使改性装置为简单而紧凑的构造。
技术实现思路
为了达到上述目的，在本专利技术中，使改性装置为双层壁类型，在其内壁内配置改性反应部，在内壁外侧配置原料气体通道。 具体地说，作为具有由包含部分氧化的反应从原料气体生成富氢改性气体的改性反应部6的部分氧化改性装置，在上述改性反应部6的周围设置向改性反应部6供给原料气体的原料气体通道3。 这样，由原料气体通道3覆盖改性反应部6的周围，由原料气体通道3使改性反应部6绝热，所以，可减小改性反应部6内的温度不均。 相反，上述改性反应部6周围的原料气体通道3的原料气体由改性反应部6的反应热加热，将改性反应部6的反应热回收以用于原料气体的预热，由该自身热回收可提高改性气体装置的热效率。 而且，由于这样由改性反应部6的反应热加热改性反应部6周围的原料气体通道3的原料气体，所以，用于预热该原料气体的预热器一体地形成于原料气体通道3与改性反应部6之间，可使改性装置的构造简单而紧凑。 在本专利技术中，作为具有由包含部分氧化的反应从原料气体生成富氢改性气体的改性反应部6的部分氧化改性装置，设置热交换器14，该热交换器14在连通到上述改性反应部6的出口部6b的改性气体通道11的改性气体与连通到改性反应部6的入口部6a的原料气体通道3的原料气体之间进行热交换。 这样，供给到上述改性反应部6的原料气体通道3的原料气体通过与因改性反应部6的反应热而成为高温的改性气体在热交换器14的热交换而被加热，回收改性反应部6的反应热以用于原料气体的预热，由该自身热回收可提高改性气体装置的热效率。 而且，由于这样由改性反应部6的反应热加热原料气体通道3的原料气体，所以，用于预热该原料气体的预热器一体地形成于原料气体通道3与改性气体通道11之间，可使改性装置的构造简单而紧凑。 上述改性反应部6和原料气体通道3也可一体地设置在外壳1内。这样，可使改性装置的构造更简单，从而降低成本。 也可设置控制上述改性反应部6与原料气体通道3之间的传热量的传热量控制体10。这样，可由传热量控制体10适当地控制改性反应部6与原料气体通道3的燃料气体之间的传热量，同时可由该传热量控制减小改性反应部6的温度不均。 在该场合，上述传热量控制体10为耐火性绝热材料。这样，可容易地获得传热量控制体10的具体构成。 也可在连通到上述改性反应部6的出口部6b的改性气体通道11的周围设置原料气体通道3，设置在该原料气体通道3的原料气体与改性气体通道11的改性气体之间进行热交换的热交换器14。在该场合，热交换器14也可作为用于上述原料气体预热的预热器一体地形成于原料气体通道3与改性气体通道11之间，使改性装置的构造简单而紧凑。 上述热交换器14可具有分别伸到原料气体通道3和改性气体通道11而且沿着各气流的传热翅片15、16。这样，可减小热交换器14的气体压力损失，同时使热交换器14紧凑化。 另外，上述热交换器14也可具有分别位于原料气体通道3和改性气体通道11的多孔性固体24、25(例如金属发泡材料和发泡陶瓷)。这样，可由多孔性固体24、25的辐射进行热交换，容易获得热交换器14的具体构成。 也可将上述改性反应部6、原料气体通道3、改性气体通道11、及传热量控制体10一体地设置到外壳1内。这样，可进一步简化改性装置的构造，降低成本。 上述改性反应部6由蜂窝构造的块料7构成。这样，可获得理想的构造的改性反应部6。 上述原料气体通道3具有使原料气体混合的混合器。这样，原料气体由混合器混合，有效地进行改性反应部6的部分氧化反应。 上述热交换器14可构成为原料气体通道3的原料气体和改性气体通道11的改性气体从入口侧朝出口侧以相同方向流动的顺流式(并流式)热交换器。 这样，即使负荷变动使改性反应部6的气体流量变化，也可不受到其影响地将改性反应部6的入口部和出口部的各气体温度分别大体保持为一定。即，由于热交换器14的传热量相同，所以，如为原料气体和改性气体从入口侧朝出口侧以相反方向流动的类型的热交换器，则当气体流量减少时，传热量过大，可能导致入口部的原料气体温度上升过多而出口部的改性气体温度下降过多，然而，在热交换器14中不会产生那样的问题。 上述传热翅片15、16弯折成波形。这样，可容易地制造传热翅片15、16，从而可容易地制造热交换器14。 也可将上述各传热翅片15、16钎焊固定于周围壁部。这样，传热翅片15、16与周围壁部的接触热阻变小，可稳定地确保大批量生产场合的热交换性能。 也可在上述传热翅片15、16形成狭缝17。这样，即使各原料气体通道3、11由热交换器14的传热翅片15、16分成传热面侧和其相反侧的2个通道，也可通过狭缝17混合两通道的气体，良好进行相反侧通道的气体的热交换，而且，还可由狭缝17的角部获得前缘效果，从而提高热交换器14的热交换特性。 也可在上述热交换器14上游侧的原料气体通道3设置由离开改性反应部6或热交换器14配置的大体环状空间构成的热回收部34，并且热回收部34在离开改性反应部6和热交换器14中的至少一方的状态下将其围住。 这样，可由热回收部34回收从改性反应部6或热交换器14逃逸到周围的热，用于加热原料气体，可减少部分氧化改性装置全体的热损失，将改性反应部6的入口部6a的原料气体温度保持在可良好地维持改性反应部6的触媒反应的温度。 也可在上述热回收部34与改性反应部6或热交换器14之间设置传热量控制体22。这样，可减小热回收部34与改性反应部6或热交换器14的隔开距离，在设置热回收部34的状态下使部分氧化改性装置紧凑化。 另外，上述热回收部34和热交换器14由1个或多个连通路32连通。这样，可使部分氧化改性装置的构造简单，同时，可容易地插入设于上述热回收部34与改性反应部6和热交换器14之间的绝热材料22，使得可容易地制造部分氧化改性装置。 也可在上述改性反应部6的周围设置连通改性反应部6的出口部6b与热交换器14的改性气体通道11。 这样，改性反应部6由改性气体通道11覆盖周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部分氧化改性装置，具有由包含部分氧化的反应从原料气体生成富氢改性气体的改性反应部（６）；其特征在于：在上述改性反应部（６）的周围设置向改性反应部（６）供给原料气体的原料气体通道（３）。

【技术特征摘要】
JP 1999-12-28 373618/99书 (修改)1、(删除)2、(修改后)一种部分氧化改性装置，具有由包含部分氧化的反应从原料气体生成富氢改性气体的改性反应部(6)；其特征在于具有圆筒状的外壳(1)和隔开间隔地配置于该外壳(1)内并在内部设置上述改性反应部(6)的圆筒状的分隔壁(2)，在上述分隔壁(2)内设置与上述改性反应部(6)的出口部(6b)连通的改性气体通道(11)，另外，在外壳(1)与分隔壁(2)之间设置与上述上述改性反应部(6)的入口部(6a)连通的原料气体通道(3)，并设置在上述改性气体通道(11)的改性气体与原料气体通道(3)的原料气体之间进行热交换的热交换器(14)。 3、(删除)4、(修改后)如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于设置控制改性反应部(6)与原料气体通道(3)之间的传热量的传热量控制体(10)。 5、如权利要求4所述的部分氧化改性装置，其特征在于传热量控制体(10)为耐火性绝热材料。 6、(删除)7、(删除)8、(删除)9、(修改后)如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于将改性反应部(6)、原料气体通道(3)、改性气体通道(11)、及传热量控制体(10)一体地设置到外壳(1)内。 10、(修改后)如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于改性反应部(6)由蜂窝构造的块料(7)构成。 11、(删除)12、(删除) 13、(修改后)如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于热交换器(14)具有分别伸到原料气体通道(3)和改性气体通道(11)而且沿着各气流取后的传热翅片(15、16)，上述传热翅片(15、16)弯折成波形。 14、(修改后)如权利要求13所述的部分氧化改性装置，其特征在于传热翅片(15、16)钎焊固定于周围壁部。 15、(修改后)如权利要求13或14所述的部分氧化改性装置，其特征在于在传热翅片(15、16)形成狭缝(17)。 16、(修改后)如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于在热交换器(14)上游侧的原料气体通道(3)设置由基本呈环状空间构成的热回收部(34)，该热回收部(34)在离开改性反应部(6)或热交换器(14)的状态下围住改性反应部(6)和热交换器(14)中的至少一方地配置。 17、如权利要求16所述的部分氧化改性装置，其特征在于在热回收部(34)与改性反应部(6)或热交换器(14)之间设置传热量控制体(22)。 18、(删除)19、如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于在改性反应部(6)的周围设置连通改性反应部(6)的出口部(6b)与热交换器(14)的改性气体通道(11)。 20、如权利要求2所述的部分氧化改性装置，其特征在于改性反应部(6)分割成第1反应部(43)和设于该第1反应部(43)周围并且入口部与第1反应部(43)的出口部连通的第2反应部(44)，上述第1和第2反应部(43、44)的气流方向相反。 21、(删除)权利要求1.一种部分氧化改性装置，具有由包含部分氧化的反应从原料气体生成富氢改性气体的改性反应部(6)；其特征在于在上述改性反应部(6)的周围设置向改性反应部(6)供给原料气体的原料气体通道(3)。2.一种部分氧化改性装置，具有由包含部分氧化的反应从原料气体生成富氢改性气体的改性反应部(6)；其特征在于设置热交换器(14)，该热交换器(14)在连通到上述改性反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本康令，松井伸树，池上周司，米本和生，大久保英作，大上功，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]