3.2.2 ガス改質装置一次仕様設計試作
1) 目的
天然ガス改質装置用の最適な触媒を探し、開発するために、触媒のガス改質特性を評価する装置が必要であるため、CH4ガスとCO2ガスの混合ガスを加熱した触媒に送り、生成したガスをガス分析装置に送り、ガスの組成が分析できるリグ試験装置の設計、作製を行った。
また、エンジンの排気ガスの持つ熱を利用し、システム全体の効率を向上させるため、熱交換機能を持ったガス改質装置を開発が必要なため、金属多管式熱交換器の検討を行った。
2) リグ試験装置の設計、作製
図5に今回設計したリグ試験装置を示す。また、図6にガス改質装置の反応容器部の写真、図7にガス改質装置の構成を示す。
ガスボンベから純粋なCH4ガスおよびCO2ガスを導入し、そのガス流量を流量計で調整したのち、混合し、反応容器に送り、ガスを改質する。そのガスをガス分析装置(ガスクロマトグラフ、GC-17AAT島津製作所製)に送り、生成したガスの組成を測定する。
3) 金属多管式熱交換器の検討
金属多管式熱交換器の構造および熱伝導用、触媒担持用材料の検討を行った。
図8に示す熱交換機能付きガス改質装置に関して、表7に示す条件のもとで、金属多孔体を使用した場合と金属金網を使用した場合に必要とする金属多孔体、金網の体積を計算した。
その結果を表8に示す。金属多孔体を使用した場合には、金網より少ない体積で済み、ガス改質反応よりも熱交換のために多くの体積を必要とすることがわかる。
