專利名稱：用于燃料處理器的冷卻劑系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池動力裝置，并且更具體地說，涉及一種用于集成燃料電池動力裝置的冷卻劑系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池技術(shù)是用于采用礦物燃料燃燒的較常規(guī)能源的可選擇能源。燃料電池一般由燃料和氧產(chǎn)生電力、水及熱量。更具體地說，燃料電池由化學(xué)氧化-還原反應(yīng)提供電力，并且在清潔度和效率方面擁有優(yōu)于其它形式的動力產(chǎn)生的顯著優(yōu)點。典型地，燃料電池采用氫作為燃料，并且把氧作為氧化劑。動力產(chǎn)生與反應(yīng)物的消耗率成比例。
阻止燃料電池的更廣泛使用的顯著缺點是普遍的氫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的缺乏。氫具有較低的體積能量密度，并且比當(dāng)前在大多數(shù)動力產(chǎn)生系統(tǒng)中使用的烴類燃料更難以存儲和運輸。克服這種困難的一種方法是“燃料處理器”或“重整爐”的使用，以把烴類轉(zhuǎn)化成能用作用于燃料電池的進料的富氫氣流。烴基燃料，如天然氣、LPG、汽油、及柴油，對于作為用于大多數(shù)燃料電池的燃料需要轉(zhuǎn)化。當(dāng)前技術(shù)使用把初始轉(zhuǎn)化過程與幾個清除過程相結(jié)合的多步驟過程。初始過程最經(jīng)常地是蒸汽重整(“SR”)、自熱重整(“ATR”)、催化部分氧化(“CPOX”)、或非催化部分氧化(“POX”)。清除過程通常包括脫硫、高溫水-氣輪換(water-gas shift)、低溫水-氣輪換、選擇性CO氧化、或選擇性CO甲烷化的結(jié)合?？蛇x擇過程包括氫選擇性薄膜反應(yīng)器和過濾器。
因而，能使用多種類型的燃料，它們的一些與礦物燃料混合，但理想燃料是氫。如果燃料是例如氫，那么燃燒非常清潔，并且實際上，在熱量的耗散和/或消耗及電力的消耗之后僅留下水。大多數(shù)容易得到的燃料(例如，天然氣、丙烷和汽油)和甚至較不平常的燃料(例如，甲醇或乙醇)在其分子結(jié)構(gòu)中包括氫。一些燃料電池器具因此采用“燃料處理器”，該“燃料處理器”處理特定燃料以產(chǎn)生用來給燃料電池供燃料的較純氫氣流。
用于也稱作質(zhì)子交換薄膜燃料電池(“PEMFC”)的典型聚合物電解質(zhì)燃料電池(“PEFC”)的處理器，一般包括用于烴類重整、水-氣輪換及氧化反應(yīng)的反應(yīng)器部分。反應(yīng)在升高溫度下進行，并且是熱量產(chǎn)生、熱量消耗或恒溫變化的結(jié)合。因此，熱量控制對于處理器的適當(dāng)操作是關(guān)鍵的。冷反應(yīng)進料能用來預(yù)熱反應(yīng)物，同時冷卻生成物，因而控制在處理器內(nèi)的熱量。關(guān)于常規(guī)冷卻子系統(tǒng)的一種困難是在反應(yīng)器冷卻與反應(yīng)器進料和生成物的溫度之間的依賴性。另一個問題是燃料電池動力裝置，即燃料電池和它的燃料處理器，常常裝在艙室中，這引起另外的熱量控制問題。對于這些問題的常規(guī)手段是應(yīng)用分離的艙室冷卻器。然而，分離的艙室冷卻器不利地影響作為整體的動力裝置的動力和成本效率。
本發(fā)明旨在解決、或至少減輕上述問題的一種或全部。

發(fā)明內(nèi)容
公開一種用在燃料處理器中的冷卻劑子系統(tǒng)和一種用于燃料處理器的操作的方法。按照本發(fā)明的一個方面，冷卻劑子系統(tǒng)與到處理器反應(yīng)器的進料分離，并且能夠通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑。按照本發(fā)明的第二方面，燃料處理器的構(gòu)成元件裝在艙室中，并且冷卻劑子系統(tǒng)能夠冷卻處理器反應(yīng)器和艙室的內(nèi)部。


通過參照聯(lián)系附圖進行的如下描述可以理解本發(fā)明，在附圖中類似附圖標(biāo)記標(biāo)識類似元件，并且在附圖中圖1在概念上表明按照本發(fā)明建造和操作的一種燃料處理器；圖2表明在圖1中的燃料處理器的一個具體實施例；圖3描繪圖2的冷卻劑子系統(tǒng)的一種具體實施；圖4圖示地表明首先在圖2中顯示的燃料處理器的自熱重整爐的重整過程；圖5在概念上表明由氫氣流供給燃料的集成燃料電池動力裝置，該氫氣流由圖1的燃料處理器產(chǎn)生；圖6A和圖6B在概念上表明在本發(fā)明的一個具體實施例的實施中可以使用的一種計算設(shè)備；及圖7在概念上表明在燃料處理器與圖5的動力裝置的燃料電池之間的操作接口。
盡管本發(fā)明可經(jīng)受各種修改和可選擇形式，但附圖表明這里通過例子詳細描述的特定實施例。然而，應(yīng)該理解，特定實施例在這里的描述不打算把本發(fā)明限于公開的具體形式，而是相反，打算覆蓋落在由附屬權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效物、及選擇例。
具體實施例方式
下面描述本發(fā)明的說明性實施例。為了清楚起見，在本說明書中沒有描述實際實施的所有特征。當(dāng)然將認識到，在任何這樣的實際實施例中的開發(fā)中，必須進行多種實施專用決定以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，如遵守系統(tǒng)相關(guān)的和業(yè)務(wù)相關(guān)的約束條件，該約束條件隨實施而變。況且，將認識到，這樣一種開發(fā)努力，即使是復(fù)雜的和耗時的，對于得到本公開的益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員也是例行任務(wù)。
圖1在概念上表明按照本發(fā)明建造的一種燃料處理器100。燃料處理器100包括冷卻劑子系統(tǒng)102、進料104、及產(chǎn)生氫(或富氫)氣流108的處理器反應(yīng)器106。按照本發(fā)明的一個方面，冷卻劑子系統(tǒng)102與進料104分離，并且能夠通過處理器反應(yīng)器106循環(huán)冷卻劑110。冷卻劑110可以是對于本技術(shù)已知的任何適當(dāng)冷卻劑，例如水、乙二醇、油、乙醇等。按照本發(fā)明的第二方面，燃料處理器100的構(gòu)成元件裝在艙室112中，并且冷卻劑子系統(tǒng)102能夠冷卻處理器反應(yīng)器106和艙室112的內(nèi)部。
圖2在概念上表明在圖1中的燃料處理器100的一個具體實施例200。在相關(guān)部分中，并且一般地，燃料處理器200把在冷卻劑存儲裝置或容器202中存儲的冷卻劑110抽吸過冷卻劑子系統(tǒng)102，該冷卻劑子系統(tǒng)102包括熱交換環(huán)路。在表明的實施例中，冷卻劑110是水。更具體地說，泵204通過處理器反應(yīng)器106和冷卻器206從容器202抽吸冷卻劑110，并且返回到容器202中。溫度控制冷卻劑110在這個具體實施例中也供給到在表明的實施例中在處理器反應(yīng)器106與冷卻器118之間的一個或多個外部用戶208，并且從其返回?！巴獠坑脩簟?08可以包括另外不與燃料處理器200相聯(lián)的機械系統(tǒng)或可以相聯(lián)的任何動力裝置。例如，燃料處理器200可以向用于建筑物的動力裝置供給動力，并且外部用戶208在這種情況下可以是用于建筑物的空調(diào)/加熱機械系統(tǒng)。
在表明的實施例中的處理器反應(yīng)器106包括數(shù)級，包括重整爐級210a、脫硫級210b、輪換級210c、惰性級210d、及優(yōu)選的氧化級210e。重整爐級210a是自熱重整爐(“ATR”)，并且可以使用對于本技術(shù)已知的任何適當(dāng)重整爐。注意，可選擇實施例依據(jù)由打算的最終用途施加的設(shè)計約束條件，除表明的那些之外或代替它們采用其它級。
在表明的實施例中，冷卻劑子系統(tǒng)102通過多個支路226a-226d的相應(yīng)一個分別把冷卻劑循環(huán)到級210b-210e。支路226a-226d的每一個包括溫度控制單元228a-228e。每個溫度控制單元228a-228e包括檢測在相應(yīng)級210b-210e中的溫度的溫度傳感器Si、和執(zhí)行器230a-230d。每個執(zhí)行器230a-230d響應(yīng)在相應(yīng)級210b-210e中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過相應(yīng)支路226a-226d的冷卻劑110的流量。
圖3細化在表明的實施例的冷卻劑子系統(tǒng)102中的冷卻器206的一種具體實施。現(xiàn)在參照圖2和圖3，冷卻劑110從外部水源302(在圖3中表示)抽取到容器202中，并且由泵204循環(huán)。泵204通過在管線212-215上的進料DES、SHIFT、INERT、及PROX(在圖3中表示)把冷卻劑110循環(huán)到處理器反應(yīng)器106的各個部分和與其相聯(lián)的子系統(tǒng)。以前循環(huán)到處理器反應(yīng)器106的冷卻劑110通過在管線218上的進料RETURN(在圖3中表示)返回到冷卻劑子系統(tǒng)102。注意，冷卻劑子系統(tǒng)102與進料104分離，并且能夠通過處理器反應(yīng)器106循環(huán)冷卻劑110。
由處理器反應(yīng)器106的元件對于冷卻劑110交換的熱量通過冷卻器206排到周圍。在表明的實施例中的冷卻器206包括兩個熱交換器304和多個風(fēng)扇306。風(fēng)扇306促進通過熱交換器304的熱交換。注意，熱交換器304和風(fēng)扇306的數(shù)量對于本發(fā)明的實施不是實質(zhì)性的，并且可選擇實施例可以采用例如一個或三個熱交換器304和風(fēng)扇306。風(fēng)扇306也把空氣從艙室112的內(nèi)部(在圖1中表示)循環(huán)到艙室112的外部，即它們通過把加熱的空氣循環(huán)到周圍而冷卻艙室112。因而，冷卻劑子系統(tǒng)102能夠同時冷卻處理器反應(yīng)器106、和艙室112的內(nèi)部。
表明實施例的冷卻劑子系統(tǒng)102也能提供對于燃料處理器200的其它部分，或者甚至對于在燃料處理器200外的系統(tǒng)，的加熱和/或冷卻。如以前提到的那樣，燃料處理器200能提供對于外部用戶208的熱控制，如在圖2中表示的那樣。這種功能性通過連接220提供，該連接220包括出口222和進口224，通過出口222和進口224冷卻劑110可以循環(huán)到外部用戶208和從其循環(huán)。如在圖3中表示的那樣，冷卻劑子系統(tǒng)102能通過管線308、310及進料L1、L2提供對于燃料處理器200的其它部分的冷卻。注意，管線308、310循環(huán)來自容器211的冷卻劑110，即冷卻的冷卻劑110。也注意，冷卻劑110通過管線308、310的流量不僅能通過泵204的操作粗略地控制，而且也能由閥312、314精確地控制。
在操作中，處理器反應(yīng)器106把進料104重整成氫、或富氫氣體流108和出流副產(chǎn)品，如水。在表明實施例中的進料104輸送來自氧化裝置(未表示)的燃料、空氣及水混合物。注意，來自處理器反應(yīng)器106的出流水副產(chǎn)品(未表示)可以作為冷卻劑110循環(huán)回冷卻劑子系統(tǒng)102中，或者可以從燃料處理器200排出。圖4描繪一般過程流程圖，表明在本發(fā)明的說明性實施例中包括的過程步驟。與圖4有關(guān)的如下描述改編于美國專利申請10/006,963，該申請的標(biāo)題為“Compact Fuel Processor for Producing a Hydrogen Rich Gas(用于產(chǎn)生富氫氣體的小型燃料處理器)”，以發(fā)明人Curtis L. Krause等的名義提交于2001年12月5日，及發(fā)表于2002年7月18日(公報No.US2002/0094310A1)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到，在反應(yīng)物通過處理器反應(yīng)器106的流程中需要一定量的漸進量級。燃料處理器200的進料104包括烴燃料、氧、及水混合物。氧能處于空氣、富空氣、或大體純氧的形式。水能作為液體或蒸汽被引入。進料成分的組成百分比由希望的操作條件確定，如下面討論的那樣。來自本發(fā)明的燃料處理器出流射流包括氫和二氧化碳，并且也能包括某些水、未轉(zhuǎn)化的烴類、一氧化碳、雜質(zhì)(例如，硫化氫和氨)及惰性成分(例如，氮和氬，特別是如果空氣是進料流的成分)。
過程步驟A是自熱重整過程，其中在一個具體實施例中，進行兩種反應(yīng)，部分氧化(下面的反應(yīng)式I)和選擇蒸汽重整(下面的反應(yīng)式II)，以把進料流104轉(zhuǎn)化成包含氫和一氧化碳的合成氣體。反應(yīng)式I和II是典型的反應(yīng)式，其中甲烷作為烴(I)(II)進料104由處理器反應(yīng)器106從氧化裝置(未表示)接收。在進料流中的氧的較高濃度偏愛部分氧化，而水蒸汽的較高濃度偏愛蒸汽重整。氧對于烴和水對于烴的比率因此是影響操作溫度和氫生產(chǎn)率的特征化參數(shù)。
自熱重整步驟A的操作溫度依據(jù)進料條件和催化劑能在從約550℃至約900℃的范圍中。比率、溫度及進料條件都是由本發(fā)明的控制系統(tǒng)控制的參數(shù)的例子。表明的實施例在具有或不具有蒸汽重整催化劑的重整爐級210a中使用部分氧化催化劑的催化劑床。
過程步驟B是在用來把來自過程步驟A的合成氣流冷卻到從約200℃至約600℃，最好從約375℃至約425℃，的溫度的冷卻級(未表示)中進行的冷卻步驟，以制備用于過程步驟C(下面討論)的合成氣體出流的溫度。這種冷卻依據(jù)設(shè)計技術(shù)參數(shù)和使用任何適當(dāng)類型的冷卻劑恢復(fù)/再循環(huán)氣體流的熱量的需要，可以借助于散熱器、熱管或熱交換器實現(xiàn)。例如，用于過程步驟B的冷卻劑可以是冷卻劑子系統(tǒng)102的冷卻劑110。
過程步驟C是在脫硫級210b中進行的凈化步驟，并且采用氧化鋅(ZnO)作為硫化氫吸附劑。烴流的主要雜質(zhì)之一是硫，硫由自熱重整步驟A轉(zhuǎn)化成硫化氫。在過程步驟C中使用的處理芯最好包括氧化鋅和/或能夠吸附和轉(zhuǎn)化硫化氫的其它材料，并且可以包括支撐物(例如，整塊石料、壓出物、丸等等)。通過按照如下反應(yīng)式III把硫化氫轉(zhuǎn)化成水完成脫硫(III)該反應(yīng)較好在從約300℃至約500℃，并且更好地從約375℃至約425℃，的溫度下進行。
仍然參照圖4，出流射流然后可以送到在模塊(未表示)中進行的混合步驟D，其中從水子系統(tǒng)(未表示)接收的水選擇性地添加到氣流上。水的添加降低反應(yīng)物流的溫度，因為它汽化并且供給用于過程步驟E(下面討論)的水氣輪換反應(yīng)的更多水。水蒸汽和其它出流射流成分通過穿過有效混合和/或有助于水的汽化的諸如陶瓷珠或其它類似材料之類的惰性材料處理芯而混合?？蛇x擇地，任何另外的水能借助于進料引入，并且混合步驟能重新定位成提供在CO氧化步驟G(下面討論)中的氧化劑氣體的更好混合。這個溫度也由本發(fā)明的控制系統(tǒng)控制。
在輪換級210c中進行的過程步驟E是水氣輪換反應(yīng)，該反應(yīng)按照反應(yīng)式IV把一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳(IV)一氧化碳的濃度優(yōu)選地應(yīng)該降低到由燃料電池能容許的值，典型地低于50ppm。一般，水氣輪換反應(yīng)依據(jù)使用的催化劑發(fā)生在從150℃至600℃的溫度下。在這樣的條件下，在這個步驟中轉(zhuǎn)化在氣流中的一氧化碳的大部分。這個溫度和濃度是由本發(fā)明的控制系統(tǒng)控制的更多參數(shù)。
再次返回圖4，在惰性級210d中進行的過程步驟F是冷卻步驟。過程步驟F減小氣流的溫度，以產(chǎn)生具有最好在從約90℃至約150℃的范圍內(nèi)的溫度的出流。來自空氣子系統(tǒng)(未表示)的氧也添加到在步驟F中的過程上。氧由下面描述的過程步驟G的反應(yīng)消耗。
在優(yōu)選氧化級210e中進行的過程步驟G是其中在出流射流中的幾乎所有剩余一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳的氧化步驟。該處理在用于一氧化碳的氧化的催化劑存在時進行。在過程步驟G中發(fā)生如下兩種反應(yīng)希望的一氧化碳的氧化(反應(yīng)式V)和不希望的氫的氧化(反應(yīng)式VI)(V)(VI)優(yōu)選的一氧化碳的氧化偏愛低溫。由于兩種反應(yīng)都產(chǎn)生熱量，所以便利的是選擇性地包括布置在過程內(nèi)的諸如冷卻蛇管之類的冷卻元件。過程的操作溫度最好保持在從約90℃至約150℃的范圍內(nèi)。過程步驟G把一氧化碳水平減小到最好小于50ppm，這對于在燃料電池中的使用是適當(dāng)水平。
離開燃料處理器的出流108是富氫氣體，該富氫氣體包含二氧化碳和可能存在的其它組分，如水、惰性成分(例如氮、氬)、殘余烴等等。產(chǎn)生氣體可以用作用于燃料電池或用于其中需要富氫進料流的其它用途的進料。選擇性地，產(chǎn)生氣體可以轉(zhuǎn)送到進一步的處理，例如，以除去二氧化碳、水或其它成分。
注意，以上描述的過程步驟A-G的每一個發(fā)生在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，在范圍中的精確溫度對于本發(fā)明的實施不是實質(zhì)性的。的確，步驟的性質(zhì)和順序是依據(jù)輸入的進料104和用于給定用途的產(chǎn)生氣流108特定的實施。因而，在溫度范圍內(nèi)的精確溫度由實施特定設(shè)計約束條件而產(chǎn)生。
現(xiàn)在返回圖2和圖3，冷卻劑子系統(tǒng)102用來幫助達到用于過程步驟A-F的溫度，不管它們在給定實施例中是什么步驟。級210b-210d的每一個由冷卻劑子系統(tǒng)102的相應(yīng)支路226a-226d冷卻。每個溫度控制單元228a-228d的溫度傳感器Si檢測在其相應(yīng)級210b-210e中的溫度。如果在相應(yīng)級210b-210e中的溫度接近或超過用于相應(yīng)過程步驟A-G的希望溫度范圍的上限，則相應(yīng)溫度控制單元228a-228d打開相應(yīng)執(zhí)行器230a-230d，以增大通過其的冷卻劑110的流量。如果在相應(yīng)級210b-210e中的溫度接近或超過用于相應(yīng)過程步驟A-G的希望溫度范圍的下限，則相應(yīng)溫度控制單元228a-228d關(guān)閉相應(yīng)執(zhí)行器230a-230d，以減小通過其的冷卻劑110的流量。
當(dāng)溫度控制單元228a-228d控制在其相應(yīng)級210b-210e內(nèi)的溫度時，冷卻劑110通過冷卻器206循環(huán)。從級210b-210e交換的熱量被排到大氣。如以上描述的那樣，這由橫過熱交換器304吹風(fēng)的風(fēng)扇306完成。橫過熱交換器304吹風(fēng)也把加熱空氣從艙室112除去到艙室112的外部。因而，當(dāng)冷卻劑子系統(tǒng)102控制在級210a-210e中的過程步驟A-F的溫度時，艙室112的內(nèi)部被冷卻。
如由得到本公開的益處的本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到的那樣，在圖1中的燃料處理器100具有未表示的輔助元件。如也應(yīng)該認識到的那樣，燃料處理器100能用在各種不同的上下文中。圖5在概念上表明一種其中處理器反應(yīng)器(“PR”)106產(chǎn)生氫氣流108以向燃料電池502供給動力的燃料電池動力裝置500。動力裝置500是“集成”動力裝置，即燃料處理器102和燃料電池504的操作是獨立的。燃料處理器102和燃料電池504都裝在艙室112中。燃料電池504優(yōu)選地是也稱作質(zhì)子交換薄膜燃料電池(“PEMFC”)的典型聚合物電解質(zhì)燃料電池(“PEFC”)。然而，可以使用其它類型的燃料電池。注意，不是本發(fā)明的所有方面都限于在這樣一種集成動力裝置中的應(yīng)用。因而，某些實施例可以用在沒有集成的動力裝置中。
在圖5中表明的實施例中，燃料處理器200更具體地包括幾個模塊物理子系統(tǒng)，即·處理器反應(yīng)器106，它是自熱重整爐(“ATR”)，它進行氧化還原反應(yīng)，該氧化還原反應(yīng)把輸入到燃料處理器100的燃料重整成用于燃料電池502的氣體108；·氧化裝置506，它在表明的實施例中是陽極尾氣氧化裝置(“ATO”)，它預(yù)熱水、燃料、及空氣以產(chǎn)生作為進料104輸送到處理器反應(yīng)器106的燃料混合物；·燃料子系統(tǒng)508，它把輸入燃料(在表明的實施例中是天然氣)輸送到氧化裝置506，以便混合到輸送到處理器反應(yīng)器106的進料104中；·水子系統(tǒng)510，它把水輸送到ATO 206，以便混合到輸送到處理器反應(yīng)器106的進料104中；·空氣子系統(tǒng)512，它把空氣輸送到ATO 206，以便混合到輸送到處理器反應(yīng)器106的進料104中；及·冷卻劑子系統(tǒng)102，它以上述方式控制在處理器反應(yīng)器106的操作中的溫度。
動力裝置500也包括控制系統(tǒng)514，該控制系統(tǒng)514控制作為整體的動力裝置500的操作。由控制系統(tǒng)514執(zhí)行的一個任務(wù)是通過溫度控制單元228a-228d對于處理器反應(yīng)器106的過程的溫度控制，如以上描述的那樣。
首先在在圖2中表示的控制系統(tǒng)514的一種具體實施600表明在圖6A和圖6B中。注意，在某些實施例中，控制系統(tǒng)可以在包括諸如控制系統(tǒng)514的多個計算機的計算系統(tǒng)上實施，計算機的每一個可以控制燃料處理器100的操作的某一指定方面。然而，在表明的實施例中，計算設(shè)備600控制燃料處理器100不在人工控制下的操作的所有方面。計算設(shè)備600是支架安裝的，但不是在所有實施例中都需要是支架安裝的。事實上，任何給定實施的這個方面對于本發(fā)明的實施不是實質(zhì)性的。計算設(shè)備600可以作為臺式個人計算機、工作站、筆記本或膝上計算機、嵌入處理器等實施。
在圖6A和圖6B中表明的計算設(shè)備600包括在總線系統(tǒng)615上與存儲器610通信的處理器605。存儲器610可以包括硬盤和/或隨機存取內(nèi)存(“RAM”)和/或可除去存儲器，如軟磁盤617和光盤620。存儲器610編碼有存儲以上討論所獲得的數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)625；操作系統(tǒng)630；用戶接口軟件635；及應(yīng)用程序665。用戶接口軟件635與顯示器640一起實施用戶接口645。用戶接口645可以包括外圍I/O設(shè)備，如小鍵盤或鍵盤650、鼠標(biāo)655或操縱桿660。處理器605在操作系統(tǒng)630的控制下運行，操作系統(tǒng)630實際上可以是對于該技術(shù)已知的任何操作系統(tǒng)。應(yīng)用程序665依據(jù)操作系統(tǒng)630的實施在通電、復(fù)位、或兩者時由操作系統(tǒng)630調(diào)用。
這里詳細描述的某些部分結(jié)果按照軟件實施過程呈現(xiàn)，該軟件實施過程涉及對于在計算系統(tǒng)或計算裝置中在內(nèi)存內(nèi)的數(shù)據(jù)位的運算的符號表示。這些描述和表示是由本領(lǐng)域的技術(shù)人員用來最有效地把其工作實質(zhì)傳輸給本領(lǐng)域其它技術(shù)人員的手段。過程和運算需要物理量的物理操縱。通常，盡管不必，這些量具有能夠存儲、傳輸、結(jié)合、比較、及其操縱的電、磁、或光學(xué)信號的形式。有時已經(jīng)證明便利的是，主要因為普通使用的原因，把這些信號稱作位、值、元素、符號、字符、項、數(shù)等。
然而，應(yīng)該記住，所有這些和類似術(shù)語要與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嗦?lián)系，并且僅僅是應(yīng)用于這些量的方便標(biāo)記。除非專門敘述或者否則如可能是明顯的那樣，貫穿本公開，這些描述是指電子裝置的動作和過程，該電子裝置把在某種電子裝置的存儲器內(nèi)代表物理(電子的、磁性的、或光學(xué)的)量的數(shù)據(jù)操縱和變換成在存儲器內(nèi)、或在傳輸或顯示裝置中類似地代表物理量的其它數(shù)據(jù)。指示這樣一種描述的術(shù)語的示范沒有限制地是術(shù)語“處理”、“計算”、“運算”、“確定”、“顯示”等。
也注意，本發(fā)明的軟件實施方面典型地在某種形式的程序存儲介質(zhì)上編碼，或在某種類型的傳輸介質(zhì)上實施。程序存儲介質(zhì)可以是磁性的(例如軟盤或硬驅(qū)動器)或光學(xué)的(例如光盤只讀存儲器，或“CDROM”)，并且可以是只讀或隨機存取。類似地，傳輸介質(zhì)可以是合股線對、同軸電纜、光纖、或?qū)τ诒炯夹g(shù)已知的某種其它適當(dāng)傳輸介質(zhì)。本發(fā)明不由任何給定實施的這些方面限制。
圖7圖示表明在燃料處理器100與首先表示在圖5中的燃料電池504之間的操作接口。注意，該接口包括熱交換器700，通過該熱交換器700，冷卻劑110可以從冷卻劑子系統(tǒng)102循環(huán)。熱交換通過溫度控制單元702控制，該溫度控制單元702響應(yīng)射流108的檢測溫度調(diào)節(jié)通過熱交換器700的冷卻劑110的流量。溫度控制單元702也由控制系統(tǒng)514按與溫度控制單元228a-228d相同的方式控制。因而，熱交換器700和溫度控制單元702在這個具體實施例中包括冷卻劑子系統(tǒng)102的一部分。
這里結(jié)束詳細描述。以上公開的具體實施例僅是說明性的，因為本發(fā)明可以以不同的但等效的方式修改和實施，這些方式對于獲得這里講授的益處的本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯然的。此外，不打算限制這里表示的、而除在下面的權(quán)利要求中描述的之外的構(gòu)造或設(shè)計的細節(jié)。因此證實，以上公開的具體實施例可以改變或修改，并且所有這樣的變化認為在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。因而，這里尋求的保護在下面的權(quán)利要求書中敘述。
權(quán)利要求
1.一種燃料處理器，包括處理器反應(yīng)器；到處理器反應(yīng)器的進料；及冷卻劑子系統(tǒng)，它與進料分離并且能夠通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料處理器，其中，處理器反應(yīng)器至少包括第一級，能夠接收進料和對其進行自熱反應(yīng)；第二級，能夠從第一級接收進料和從其除去硫；第三級，能夠從第二級接收進料和對其進行第一輪換反應(yīng)；第四級，能夠從第三級接收進料和對其進行第二輪換反應(yīng)；及第五級，能夠從第四級接收進料和優(yōu)選地氧化所接收的進料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料處理器，其中，到處理器反應(yīng)器的進料輸送燃料、空氣、及水的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料處理器，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，它能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量；冷卻劑存儲裝置，它能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；及泵，它能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料處理器，其中，冷卻器包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，它能夠冷卻熱交換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料處理器，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，它能夠冷卻第二熱交換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料處理器，其中，冷卻劑包括水、乙二醇、油、及乙醇的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料處理器，其中，冷卻劑存儲裝置包括儲罐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料處理器，還包括氧化裝置，能夠加熱燃料、水及空氣并經(jīng)由進料把混合物進給到過程反應(yīng)器；燃料供給子系統(tǒng)，把燃料提供給氧化裝置；水子系統(tǒng)，能夠把水提供給氧化裝置；空氣子系統(tǒng)，能夠把空氣提供給氧化裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料處理器，還包括對于至少一個外部用戶的連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料處理器，其中，所述連接包括出口和進口，冷卻劑可以通過該出口和進口循環(huán)到外部用戶。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料處理器，還包括氧化裝置，該氧化裝置能夠預(yù)熱燃料、水、及空氣，以產(chǎn)生通過進料引到處理器反應(yīng)器的過程進料流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料處理器，其中，氧化裝置包括陽極尾氣氧化裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料處理器，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括多個溫度控制單元，每個溫度控制單元包括溫度傳感器，檢測在處理器反應(yīng)器的一部分中的冷卻劑的溫度，冷卻劑通過該處理器反應(yīng)器循環(huán)；和執(zhí)行器，響應(yīng)在該部分中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過該部分的冷卻劑的流量。
15.一種動力裝置，包括燃料處理器，包括處理器反應(yīng)器，產(chǎn)生重整產(chǎn)品；到處理器反應(yīng)器的進料；及冷卻劑子系統(tǒng)，與進料分離并且能夠通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑；和燃料電池，由燃料處理器的處理器反應(yīng)器產(chǎn)生的重整產(chǎn)品供給動力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，其中，處理器反應(yīng)器至少包括第一級，能夠接收進料和對其進行自熱反應(yīng)；第二級，能夠從第一級接收進料和從其除去硫；第三級，能夠從第二級接收進料和對其進行第一輪換反應(yīng)；第四級，能夠從第三級接收進料和對其進行第二輪換反應(yīng)；及第五級，能夠從第四級接收進料和優(yōu)選地氧化所接收的進料。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，其中，到處理器反應(yīng)器的進料輸送燃料、空氣及水的混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量；冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；及泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，其中，冷卻器包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的動力裝置，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻第二熱交換器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的動力裝置，其中，冷卻劑包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的動力裝置，其中，冷卻劑存儲裝置包括儲罐。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，還包括氧化裝置，能夠預(yù)熱燃料、水及空氣并經(jīng)由進料把混合物進給到過程反應(yīng)器；燃料供給子系統(tǒng)，把燃料提供給氧化裝置；水子系統(tǒng)，能夠把水提供給氧化裝置；空氣子系統(tǒng)，能夠把空氣提供給氧化裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，還包括對于至少一個外部用戶的連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的動力裝置，其中，所述連接包括出口和進口，冷卻劑可以通過該出口和進口循環(huán)。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括多個溫度控制單元，每個溫度控制單元包括溫度傳感器，檢測在燃料處理器的一部分中的冷卻劑的溫度，冷卻劑通過該處理器循環(huán)；和執(zhí)行器，響應(yīng)在該部分中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過該部分的冷卻劑的流量。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的動力裝置，其中，燃料電池包括聚合物電解質(zhì)燃料電池。
28.一種在燃料處理器中處理使用的燃料時使用的方法，包括把燃料、水及空氣的混合物進給到處理器反應(yīng)器；在處理器反應(yīng)器中重整混合物；及用與進給混合物分離的冷卻劑冷卻處理器反應(yīng)器，以控制重整的溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，重整混合物包括進行自熱反應(yīng)；從進料清除硫；由清除的進料進行至少一種輪換反應(yīng)；及對于輪換的進料進行優(yōu)選的氧化。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，用冷卻劑冷卻過程反應(yīng)器包括用水、乙二醇、油及乙醇的至少一種冷卻過程反應(yīng)器。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，用與進給混合物分離的冷卻劑冷卻處理器反應(yīng)器包括通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括與從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑交換熱量；存儲接收的冷卻的冷卻劑；及把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，與冷卻劑交換熱量包括通過對流使冷卻劑冷卻。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，用冷卻劑冷卻處理器反應(yīng)器包括檢測處理器反應(yīng)器的一部分的溫度，冷卻劑通過該處理器反應(yīng)器循環(huán)；和響應(yīng)檢測溫度，調(diào)節(jié)通過處理器的該部分的冷卻劑的供給。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括把冷卻劑循環(huán)到至少一個外部用戶。
36.一種設(shè)備，包括艙室；和包含在艙室中的燃料處理器，該燃料處理器包括處理器反應(yīng)器；到處理器反應(yīng)器的進料；及冷卻劑子系統(tǒng)，能夠冷卻處理器反應(yīng)器和艙室的內(nèi)部。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的燃料處理器，其中，處理器反應(yīng)器至少包括第一級，能夠接收進料和對其進行自熱反應(yīng)；第二級，能夠從第一級接收進料和從其除去硫；第三級，能夠從第二級接收進料和對其進行第一輪換反應(yīng)；第四級，能夠從第三級接收進料和對其進行第二輪換反應(yīng)；及第五級，能夠從第四級接收進料和優(yōu)選地氧化所接收的進料。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的燃料處理器，其中，到處理器反應(yīng)器的進料輸送燃料、空氣及水的混合物。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，冷卻劑子系統(tǒng)能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑和與其交換熱量以冷卻處理器反應(yīng)器，并且能夠從艙室內(nèi)部到艙室外部循環(huán)熱量以冷卻艙室的內(nèi)部。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中，冷卻劑包括水、乙二醇、油、及乙醇的至少一種。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，該冷卻器能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑和與其交換熱量，并且能夠從艙室內(nèi)部到艙室外部循環(huán)熱量。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；和泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，冷卻器包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中，冷卻劑存儲裝置包括儲罐。
48.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑和與其交換熱量；冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；及泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
49.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，還包括氧化裝置，能夠加熱燃料、水及空氣并經(jīng)由進料把混合物進給到過程反應(yīng)器；燃料供給子系統(tǒng)，把燃料提供給氧化裝置；水子系統(tǒng)，能夠把水提供給氧化裝置；空氣子系統(tǒng)，能夠把空氣提供給氧化裝置。
50.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，還包括對于至少一個外部用戶的連接。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中，所述連接包括出口和進口，冷卻劑可以通過該出口和進口循環(huán)。
52.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括多個溫度控制單元，每個溫度控制單元包括溫度傳感器，檢測在處理器反應(yīng)器的一部分中的冷卻劑的溫度，冷卻劑通過該處理器反應(yīng)器循環(huán)；和執(zhí)行器，響應(yīng)在該部分中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過該部分的冷卻劑的流量。
53.一種動力裝置，包括艙室；包含在艙室中的燃料處理器，該燃料處理器包括處理器反應(yīng)器；到處理器反應(yīng)器的進料；及冷卻劑子系統(tǒng)，能夠冷卻處理器反應(yīng)器和艙室的內(nèi)部。燃料電池，包含在艙室中，并且由燃料處理器的處理器反應(yīng)器產(chǎn)生的重整產(chǎn)品供給動力。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的燃料處理器，其中，處理器反應(yīng)器至少包括第一級，能夠接收進料和對其進行自熱反應(yīng)；第二級，能夠從第一級接收進料和從其除去硫；第三級，能夠從第二級接收進料和對其進行第一輪換反應(yīng)；第四級，能夠從第三級接收進料和對其進行第二輪換反應(yīng)；及第五級，能夠從第四級接收進料和優(yōu)選地氧化所接收的進料。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的燃料處理器，其中，到處理器反應(yīng)器的進料輸送燃料、空氣及水的混合物。
56.根據(jù)權(quán)利要求53所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量以冷卻處理器反應(yīng)器，并且能夠從艙室內(nèi)部到艙室外部循環(huán)熱量以冷卻艙室的內(nèi)部。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的動力裝置，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
59.根據(jù)權(quán)利要求56所述的動力裝置，其中，冷卻劑包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一種。
60.根據(jù)權(quán)利要求53所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，該冷卻器能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量，并且能夠從艙室內(nèi)部到艙室外部循環(huán)熱量。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；和泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
62.根據(jù)權(quán)利要求60所述的動力裝置，其中，冷卻器包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
63.根據(jù)權(quán)利要求60所述的動力裝置，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器和艙室內(nèi)部。
64.根據(jù)權(quán)利要求61所述的動力裝置，其中，冷卻劑存儲裝置包括儲罐。
65.根據(jù)權(quán)利要求53所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量；冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；及泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
66.根據(jù)權(quán)利要求53所述的動力裝置，還包括氧化裝置，能夠預(yù)熱燃料、水及空氣并經(jīng)由進料把混合物進給到過程反應(yīng)器；燃料供給子系統(tǒng)，把燃料提供給氧化裝置；水子系統(tǒng)，能夠把水提供給氧化裝置；空氣子系統(tǒng)，能夠把空氣提供給氧化裝置。
67.根據(jù)權(quán)利要求53所述的動力裝置，還包括對于至少一個外部用戶的連接。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的動力裝置，其中，所述連接包括出口和進口，冷卻劑可以通過該出口和進口循環(huán)。
69.根據(jù)權(quán)利要求53所述的燃料處理器，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括多個溫度控制單元，每個溫度控制單元包括溫度傳感器，檢測在燃料處理器的一部分中的冷卻劑的溫度，冷卻劑通過該燃料處理器循環(huán)；和執(zhí)行器，響應(yīng)在該部分中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過該部分的冷卻劑的流量。
70.根據(jù)權(quán)利要求53所述的動力裝置，其中，燃料電池包括聚合物電解質(zhì)燃料電池。
71.一種用來冷卻燃料處理器的方法，包括通過燃料處理器的處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑；和通過對流冷卻循環(huán)的流體，該對流也從用于燃料處理器的艙室的內(nèi)部到外部循環(huán)加熱的空氣。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括通過處理器反應(yīng)器的幾個不同部分循環(huán)冷卻劑。
73.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括循環(huán)水、乙二醇、油及乙醇的至少一種。
74.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括與到處理器反應(yīng)器的進料相分離地將冷卻劑循環(huán)通過處理器反應(yīng)器。
75.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中，通過對流冷卻循環(huán)流體包括通過熱交換器循環(huán)冷卻劑；和橫過熱交換器吹風(fēng)。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中，通過對流冷卻循環(huán)流體包括通過第二熱交換器循環(huán)冷卻劑；和橫過第二熱交換器吹風(fēng)。
77.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中，橫過熱交換器吹風(fēng)把加熱空氣從艙室內(nèi)部循環(huán)到外部。
78.一種用來冷卻動力裝置的方法，包括通過燃料處理器的處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑；和通過對流冷卻循環(huán)流體，該對流也從用于動力裝置的艙室的內(nèi)部到外部循環(huán)加熱的空氣。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括通過處理器反應(yīng)器的幾個不同部分循環(huán)冷卻劑。
80.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括循環(huán)水、乙二醇、油及乙醇的至少一種。
81.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中，通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑包括與到處理器反應(yīng)器的進料相分離地將冷卻劑循環(huán)通過處理器反應(yīng)器。
82.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中，通過對流冷卻循環(huán)流體包括通過熱交換器循環(huán)冷卻劑；和橫過熱交換器吹風(fēng)。
83.根據(jù)權(quán)利要求82所述的方法，其中，通過對流冷卻循環(huán)流體包括通過第二熱交換器循環(huán)冷卻劑；和橫過第二熱交換器吹風(fēng)。
84.一種燃料處理器，包括處理器反應(yīng)器；到處理器反應(yīng)器的進料；冷卻劑子系統(tǒng)，能夠通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑；及對于燃料處理器的至少一個外部用戶的連接。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，其中，處理器反應(yīng)器至少包括第一級，能夠接收進料并對其進行自熱反應(yīng)；第二級，能夠從第一級接收進料和從其除去硫；第三級，能夠從第二級接收進料和對其進行第一輪換反應(yīng)；第四級，能夠從第三級接收進料和對其進行第二輪換反應(yīng)；及第五級，能夠從第四級接收進料和優(yōu)選地氧化所接收的進料。
86.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，其中，到處理器反應(yīng)器的進料輸送燃料、空氣及水的混合物。
87.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量；冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；及泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的燃料處理器，其中，冷卻器包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠冷卻熱交換器。
89.根據(jù)權(quán)利要求87所述的燃料處理器，其中，冷卻劑包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一種。
90.根據(jù)權(quán)利要求87所述的燃料處理器，其中，冷卻劑存儲裝置包括儲罐。
91.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，還包括氧化裝置，能夠加熱燃料、水及空氣并經(jīng)由進料把混合物進給到過程反應(yīng)器；燃料供給子系統(tǒng)，把燃料提供給氧化裝置；水子系統(tǒng)，能夠把水提供給氧化裝置；空氣子系統(tǒng)，能夠把空氣提供給氧化裝置。
92.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，其中，外部用戶包括未另與燃料處理器相關(guān)聯(lián)的機械系統(tǒng)。
93.根據(jù)權(quán)利要求92所述的燃料處理器，其中，機械系統(tǒng)是空調(diào)/加熱機械系統(tǒng)。
94.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，其中，所述連接包括出口和進口，冷卻劑可以通過該出口和進口循環(huán)到外部用戶。
95.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，還包括氧化裝置，該氧化裝置能夠預(yù)熱燃料、水及空氣，以產(chǎn)生通過進料引到處理器反應(yīng)器的過程進料流。
96.根據(jù)權(quán)利要求84所述的燃料處理器，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括多個溫度控制單元，每個溫度控制單元包括溫度傳感器，檢測在處理器反應(yīng)器的一部分中的冷卻劑的溫度，冷卻劑通過該處理器反應(yīng)器循環(huán)；和執(zhí)行器，響應(yīng)在該部分中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過該部分的冷卻劑的流量。
97.一種動力裝置，包括燃料處理器，包括處理器反應(yīng)器，產(chǎn)生重整產(chǎn)品；到處理器反應(yīng)器的進料；及冷卻劑子系統(tǒng)，能夠通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑；及對于燃料處理器的至少一個外部用戶的連接；和燃料電池，由燃料處理器的處理器反應(yīng)器產(chǎn)生的重整產(chǎn)品供給動力。
98.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，處理器反應(yīng)器至少包括第一級，能夠接收進料和對其進行自熱反應(yīng)；第二級，能夠從第一級接收進料和從其除去硫；第三級，能夠從第二級接收進料和對其進行第一輪換反應(yīng)；第四級，能夠從第三級接收進料和對其進行第二輪換反應(yīng)；及第五級，能夠從第四級接收進料和優(yōu)選地氧化所接收的進料。
99.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，到處理器反應(yīng)器的進料輸送燃料、空氣及水的混合物。
100.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)包括冷卻器，能夠接收從處理器反應(yīng)器循環(huán)的冷卻劑并與其交換熱量；冷卻劑存儲裝置，能夠存儲從冷卻器接收的冷卻劑；及泵，能夠把存儲的冷卻劑抽吸到過程反應(yīng)器。
101.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，冷卻器包括熱交換器；和鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻熱交換器。
102.根據(jù)權(quán)利要求101所述的動力裝置，其中，冷卻器還包括第二熱交換器；和第二鼓風(fēng)機，能夠通過對流冷卻第二熱交換器。
103.根據(jù)權(quán)利要求100所述的動力裝置，其中，冷卻劑包括水、乙二醇、油及乙醇的至少一種。
104.根據(jù)權(quán)利要求100所述的動力裝置，其中，冷卻劑存儲裝置包括儲罐。
105.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，還包括氧化裝置，能夠預(yù)熱燃料、水及空氣并經(jīng)由進料把混合物進給到過程反應(yīng)器；燃料供給子系統(tǒng)，把燃料提供給氧化裝置；水子系統(tǒng)，能夠把水提供給氧化裝置；空氣子系統(tǒng)，能夠把空氣提供給氧化裝置。
106.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，外部用戶包括未另與燃料處理器相關(guān)聯(lián)的機械系統(tǒng)。
107.根據(jù)權(quán)利要求106所述的動力裝置，其中，所述機械系統(tǒng)是空調(diào)/加熱機械系統(tǒng)。
108.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，所述連接包括出口和進口，冷卻劑可以通過該出口和進口循環(huán)。
109.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，冷卻劑子系統(tǒng)還包括多個溫度控制單元，每個溫度控制單元包括溫度傳感器，檢測在燃料處理器的一部分中的冷卻劑的溫度，冷卻劑通過該燃料處理器循環(huán)；和執(zhí)行器，響應(yīng)在該部分中的檢測溫度而操作，以調(diào)節(jié)通過該部分的冷卻劑的流量。
110.根據(jù)權(quán)利要求97所述的動力裝置，其中，燃料電池包括聚合物電解質(zhì)燃料電池。
全文摘要
公開一種用在燃料處理器中的冷卻劑子系統(tǒng)和一種用于燃料處理器的操作的方法。按照第一方面，冷卻劑子系統(tǒng)與到處理器反應(yīng)器的進料分離，并且能夠通過處理器反應(yīng)器循環(huán)冷卻劑。按照第二方面，燃料處理器的構(gòu)成元件裝在艙室中，并且冷卻劑子系統(tǒng)能夠冷卻處理器反應(yīng)器和艙室的內(nèi)部。在各種選擇例中，燃料處理器能用來重整用于燃料電池動力裝置的燃料，并且/或者可以用來為不相關(guān)的機械系統(tǒng)提供溫度控制。
文檔編號B01J10/00GK1791460SQ200480013532
公開日2006年6月21日 申請日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者V·A·戴施潘德, W·S·維特, C·L·克勞斯, R·S·沃斯利 申請人:德士古發(fā)展公司